đồ án thiết kế đường ô tô

TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Thiết kế môn học
THIẾT KẾ ĐƯỜNG F1
GVHD: Nguyễn Huy Hùng
SVTH: Nguyễn Thanh Phong
MSV: 0921242
Lớp: Công trình GTCC – K50

Đề bài: Cho thành phần lưu lượng xe ở năm thiết kế (STT=42) :
STT

Thành phần

1
2
4
5
6

Lưu lượng
(xe/ng.đ)
300 + STT
600 + STT
750 + STT
350 + STT
100 +STT

Xe đạp

342
Xe máy
642
Xe con
792
Xe tải 2 trục
392
Xe tải 3 trục
142
Địa hình đồng bằng
Các số liệu khác tự giả định
Yêu cầu:
I. Xác định cấp hạng đường thiết kế.
II. Lập sơ đồ khối miêu tả các bước thiết kế hình học tuyến đường.
III.Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật dựng thiết kế hình học.
IV. Thiết kế áo đường (cứng hoặc mềm) với số liệu trên.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
1


TKMH Thiết kế đường F1

I.

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Bài làm
XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG ĐƯỜNG THIẾT KẾ

Khái niệm:
Mạng lưới giao thông thường bao gồm rất nhiều tuyến đường với các tiêu chuẩn
kỹ thuật, quy mô khác nhau. Vì thế để dễ dàng cho công tác quản lý và thiết kế thì
người ta phân chia các tuyến đường đó vào một số nhóm nào đó gọi là phân cấp
hạng đường. Những con đường trong cùng một nhóm sẽ có quy mô tiêu chuẩn kỹ
thuật tương tự nhau.
Căn cứ vào tiêu chuẩn TKĐ ô tô 4054-2005, để phân cấp hạng đường ta quy
đổi các loại xe khác nhau ra xe con tiêu chuẩn.
Bảng 2 - Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con

Địa hình

Xe
đạp

Xe máy

Đồng bằng và
đồi
Núi
CHÚ THÍCH
II.

0.2

0.3

0.2

0.3

1.0

2.5

Xe tải có
3 trục trở
lên và xe
buýt lớn

Xe kéo
moóc, xe
buýt kéo
moóc

2.5

4.0

3.0

5.0

Việc phân biệt địa hình được dựa trên cơ sở độ dốc ngang phổ
biến của sườn núi, sườn đồi như sau:
Đồng bằng và đồi

III.

Loại xe

Xe tải có
2 trục và
Xe con
xe buýt
dưới 25
chỗ
1.0
2.0

30%; núi > 30%

Đường tách riêng thô sơ thì không quy đổi xe đạp.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
2


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Từ bảng trên và theo địa hình đồng bằng ta có lưu lượng xe quy đổi ra xe
con tiêu chuẩn như sau
STT

Loại xe

Lưu lượng xe
ngày/đêm

Hệ số quy đổi

xcqđ/ngày đêm

1
2
3
4

3 trục
2 trục
xe máy
xe đạp

142
392
642
342

2.5
2
0.3
0.2

355
784
192.6
68.4

5

-

Xe con
792
1
Lưu lượng xe qui đổi ra xe con tiêu chuẩn ở năm tương lai:

792
2192 xcqd/ngđ

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
3


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Chọn cấp đường ta dựa vào bảng sau:
Bảng 3 − Bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường
và lưu lượng thiết kế
Cấp
thiết kế
của
đường
Cao tốc

Lưu lượng
xe thiết kế*)
(xcqđ/nđ)

> 25 000

Cấp I

> 15 000

Cấp II

> 6 000

Cấp III

> 3 000

Cấp IV

> 500

Cấp V

> 200

Chức năng của đường
Đường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729 : 1997.
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hoá lớn của đất nước.
Quốc lộ.
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hoá lớn của đất nước.
Quốc lộ.

Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hoá lớn của đất nước, của địa phương.
Quốc lộ hay đường tỉnh.
Đường nối các trung tâm của địa phương, các điểm lập
hàng, các khu dân cư.
Quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện.
Đường phục vụ giao thông địa phương. Đường tỉnh,

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
4


TKMH Thiết kế đường F1

Cấp VI
*)

< 200

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

đường huyện, đường xó.
Đường huyện, đường xó.

Trị số lưu lượng này chỉ để tham khảo. Chọn cấp hạng đường nên căn cứ vào
chức năng của đường và theo địa hình.

Tra bảng 3: ta chọn cấp thiết kế đường : Cấp IV đồng bằng

II.LẬP SƠ ĐỒ KHỐI MIÊU TẢ CÔNG VIỆC THIẾT KẾ HÌNH HỌC

TUYẾN ĐƯỜNG

THIẾT KẾ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
5


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

XÁC ĐỊNH QUY MÔ CẤP HẠNG CỦA
TUYẾN ĐƯỜNG THIẾT KẾ
Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
kế phần xe chạy
Thiết kế lềThiết
đường
Thiết kế rãnh thoát nước
Thiết kế mái taluy

Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
Xác định điểm khống chế, điểm hấp dẫn
Phóng tuyến định đỉnh
Bố trí đường cong
Rải cọc trên tuyến
Hoàn thiện bình đồ thiết kế
Lên bảng cao độ tự nhiên của cọc
Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
Lập bảng cao độ điểm khống chế, điểm

mong muốn tren trắc dọc
Vẽ trắc dọc đường đen, đánh dấu vị trí
ĐKC, ĐMM
Kẻ đường đỏ

III. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
6


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

1. Tốc độ tính toán:
Bảng 4 − Tốc độ thiết kế của các cấp đường
Cấp thiết kế
Địa hình
Tốc độ thiết
kế, Vtk,
km/h

I

II

III

Đồng Đồng Đồng
bằng bằng bằng

120

100

80

IV

V

VI

Núi

Đồng
bằng

Núi

Đồng
bằng

Núi

Đồng
bằng

Núi

60

60

40

40

30

30

20

Chú thích:
Việc phân biệt địa hình được dựa trên cơ sở độ dốc ngang phổ biến của sườn đồi, sườn núi
như sau:
Đồng bằng và đồi ≤ 30 %; núi > 30 %.

Cấp đường lựa chọn: Cấp 4 - Đồng bằng, dựa theo Bảng 4 - Tốc độ thiết kế
đường các cấp.
Ta chọn VTK = 60 km/h
2. Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật trên mặt cắt ngang
Mặt cắt ngang nền đường
Bề mặt nền đường
Lề đường

Phần xe chạy

Lề đường

Phần gia cố

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
7


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

2.1.Số làn xe
Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức: nlx =

N cdgio
Z.N lth

Trong đó :
nlx : Số làn xe yêu cầu.
Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm.
Ncdgiờ = (0,1÷ 0,12)Ntbnđ

(xcqđ/h/làn)

⇒ chọn Ncdgiờ = 0,12 x 2192 = 263.04 (xcqđ/h/làn)
Nlth : Năng lực thông hành tối đa, Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn), lấy theo mục 4.2.2
tiêu chuẩn TCVN 4054-05 đối với đường không có dải phân cách.
Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với V TK = 60 Km/h ⇒ Z = 0.55, lấy
theo mục 4.2.2 tiêu chuẩn TCVN 4054 - 05
Vậy ta có : nlx = 263.04/(0.55 x 1000) = 0.4783
Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ. Tuy nhiên,

thực tế xe chạy trên đường rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác nhau.
Mặt khác theo tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-05, đối với đường cấp IVVùng đồng bằng, phải bố trí từ 2 làn xe trở lên. Do đó chọn đường 2 làn xe.
2.2.Chiều rộng một làn xe,chiều rộng mặt đường xe chạy,chiều rộng nền
đường
Sơ đồ tính toán:

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
8


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

b
x

x

B

Trong đó:

B

c

y

b: Chiều rộng thông xe.

x: khoảng cách từ sườn thông xe đến làn xe bên cạnh.
c: Khoảng cách giữa tim 2 bánh xe.
y: Khoảng cách từ tim bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy.
B: Chiều rộng một làn xe, B =

b+c
+ x + y.
2

Với : x = 0,5 + 0,005V (m) (do làn xe bên cạnh chạy ngược chiều)
y = 0,5 + 0,005V (m)
⇒B =

b+c
+ 1 + 0,01V.
2

Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h) ⇒ B =

b+c
+ 1,6 (m).
2

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
9


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Tính cho xe có kích thước lớn nhất và phổ biến trong dòng xe tương lai. Tính
cho xe moóc thì: b = 2,5 m; c = 1,8 m.
Vậy: B =

2,5 + 1,8
+ 1,6 = 3,8 (m)
2

Chiều rộng mặt đường xe chạy là: 2B = 2 × 3,8 = 7,6 (m)
Chiều rộng nền đường: 7,6 + 2 × 1 = 9,6 (m)
Mặt khác theo quy trình 4054-05 ta có các kích thước tối thiểu áp dụng đối
với vận tốc thiết kế Vtk=60 Km/h và cấp đường IV cho khu vực đồng bằng (bảng 6)
như sau:
- Chiều rộng một làn xe
- Chiều rộng mặt đường

: 3.5m
: 7m

- Chiều rộng nền đường
- Chiều rộng lề đường và lề gia cố

: 9m
: 1.0 m (gia cố 0.5 m)

Dựa vào tính toán và quy trình thiết kế ⇒ Ta chọn như sau:
Các yếu tố

Kích thước (m)

Phần xe chạy

2 × 3.5

Phần lề đường

2 × 1.5
2×1

Phần gia cố
Bề rộng nền đường

10

2.3.Độ dốc ngang mặt đường, lề đường
- Độ dốc ngang mặt đường và lề gia cố : 2%
- Độ dốc ngang phần lề không gia cố

: 6%

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
10


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

3. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

3.1. Tầm nhìn
3.1.1. Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :

Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trước chướng ngại vật cố định.
Sơ đồ tính toán :
Sơ đồ 1
lpư

Sh

1

l0
1

S1
S1 = lpư + Sh + l0
Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V ( Km/h ) ta có :
V
kV 2
S1 =
+
+ lo
3,6 254(φ − imax )
Trong đú :
lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, lpư =

V
(m).
3,6

kV 2
Sh : Chiều dài hãm xe, Sh =
.
254(φ − imax )

l0 : Cự ly an toàn, l0 =5÷ 10 (m), lấy l0 =5 m.
V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 km/h.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
11


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 đối với xe con.

ϕ : Hệ số bám dọc trên đường ϕ = 0,5
imax= 6%
Thay số vào ta được S1 = 60.32 (m).
Theo TCVN 4054-05,tầm nhìn tối thiểu khi chạy xe trên đường (bảng 10):
S1 =75 m.
⇒ Chọn tầm nhìn một chiều S1 = 75m .
3.1.2. Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều (tính theo sơ đồ 2)
Sơ đồ tính toán:
lpư
1

Sh1

Sh2

l0
1

2

lpư
2

S2
Chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này là:
S2 =

V
kV 2φ
+
+ lo = 107,36 (m).
1,8 127(φ 2 − imax 2 )

Theo TCVN 4054- 05 tầm nhìn tối thiểu khi xe chạy trên đường: S 2=150 m.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
12


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

⇒ chọn S2 = 150 (m).

3.1.3.Chiều dài tầm nhìn vượt xe ( tính theo sơ đồ 4 ):

Sh1-Sh2

S4
 v2
   v3 
kv1 (v1 + v2 )
v1 
kv22
1
S4 = 
+
+
+ l0 ÷

÷ 1 + v ÷+ l0
1 
  
 v1 − v2 2 g (ϕd ± id ) v1 − v2  2 g (ϕd ± id )

Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau:
Trường hợp bình thường: S4 = 6V = 6.60 = 360 m
Trường hợp cưỡng bức:

S4 = 4V = 4.60 = 240 m

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
13


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Theo TCVN 4054-05, chiều dài tầm nhìn vượt xe (bảng 10): S4 = 350m.
Vậy kiến nghị chọn : S4 = 350 m .
3.2. XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM TRấN BèNH ĐỒ

3.21. Khi bố trớ siêu cao lớn nhất
V2
Rscmin =
127( µ + isc max )

Trong đó:
V

: vận tốc xe chạy

µ

: hệ số lực đẩy ngang

Xác định hệ số lực ngang µ theo điều kiện êm thuận và tiện
nghi đối với hành khách: theo kết quả điều tra xã hội học khi:
+ µ ≤ 0,1: hành khách khó cảm nhận xe vào đường cong

+ µ = 0,15 : hành khách bắt đầu cảm nhận có đường cong
+ µ = 0,2 : hành khách cảm thấy có đường cong và hơi khó
chịu, người lái muốn giảm tốc độ
+ µ = 0,3 : hành khách cảm thấy rất khó chịu
Về phương diện êm thuận và tiện nghi đối với hành khách µ ≤ 0,15
 Chọn µ = 0,15
i scmax : độ dốc siêu cao lớn nhất i scmax = 7% ( bảng 13 )
602
 Rmin =
= 128.85(m)
127(0,15 + 0, 07)

Theo quy phạm bán kính đường cong nhỏ nhất ứng với siêu cao 7 % là 125 m

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
14


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

 Vậy kiến nghị chọn Rscmin = 150 m .
3.2.2. Khi bố trí siêu cao thông thường :
V2
R=
127( µ + i sc )

Trong đó
V= 60 Km/h

µ = 0.15 ( xét cho trường hợp bất lợi nhất )
isc : Độ dốc siêu cao, lấy theo bán kính đường cong nằm và tốc độ thiết kế
theo Bảng 13, isc = in -> iscmax
Trong đó:

in là độ dốc ngang mặt đường = 2%

 Tra bảng => isc = 4%
 R = 60x60/127x(0.15+ 0.04) = 149.19 m
Theo quy trình ( bảng 11 ) : R= 250 m => Chọn R = 250 m.
3.2.3. Khi không bố trí siêu cao:
Khi đó :

V2
R ksc =
= 60x60/127x(0.15 - 0.02) =218 (m)
127( µ − in )

Theo quy phạm bán kính đường cong nằm không cần làm siêu cao là
Rksc ≥ 1500 (m). Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 1500 m .
Như vậy khi thiết kế tuyến đường ta có thể lấy bán kính lân cận Rmintt ,trường
hợp khó khăn có thể lấy bán kính Rmin7% ,nếu chọn R ≥ 1500 m có thể không bố trí
siêu cao.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
15


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

3.2.4. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn đêm:
R=

30S1
α

Trong đó:
S1 : tầm nhìn tính toán, xác định theo sơ đồ I, S1 = 75 m.
α : góc rọi ra hai phía của đèn pha ô tô, α = 2o

Suy ra : R = 30x75/2 = 1125 m.
e1
3.3. XÁC ĐỊNH ĐỘ MỞ RỘNG, ĐOẠN NỐI MỞ RỘNG
L
e2
Sơ đồ tính toán :
K1

L

K2
R
B
0

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
16

TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn
bánh trước hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên
đường thẳng. Chỉ những đường cong có bán kính ≤ 250m mới phải bố trí đoạn nối
mở rộng.
Độ mở rộng của 1 làn xe :

L2 0,05V
+
e1 =
R
2R

Vậy độ mở rộng của phần xe chạy có 2 làn xe gồm có e1 và e2
E = e 1 + e2 =

L2 0,1V
+
R
R

Trong đó:
L : Chiều dài từ trục sau của xe đến đầu xe, tính cho trường hợp xe tải : L =
5,8m
V : Vận tốc xe chạy ( km/h )
R : Bán kính đường cong.

- Đối với đoạn đường cong có bố trớ siêu cao max, Rmin = 150 m.
5,82 0,1× 60
+
E=
= 0.71 (m).
150
150

- Theo TCVN 4054 - 2005 thì Rmin = 125 ÷ 150 m => ứng với xe tải, ta có:
E = 0.9 m.
Vậy ta chọn E = 0.9 m.

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
17


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

⇒ chiều rộng mặt đường trong đường cong: B = 7 + 0.9 = 7.9 (m).
Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển
tiếp. Khi không có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng được cấu tạo.
- Một nửa nằm trên đường thẳng và một nửa nằm trên đường cong trên
đoạn nối, mở rộng đều (tuyến tính). Mở rộng 1 m trên chiều dài tối
thiểu 10 m.
Trên đoạn nối, mở rộng đều ( tuyến tính ). Mở rộng 1m trên chiều dài
tối thiểu 10m
3.4. XÁC ĐỊNH SIÊU CAO VÀ ĐOẠN NỐI SIÊU CAO
- 3.4.1. Siêu cao :

Siêu cao là cấu tạo đặc biệt trong các đoạn đường cong có bán kính nhỏ, mặt
đường có độ dốc ngang một mái, nghiêng về phía bụng đường cong bằng cách
nâng cao thêm phía lưng đường cong để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận
Độ dốc siêu cao lớn nhất theo quy trình là 7 % và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ
dốc mặt đường nhưng không nhỏ hơn độ dốc ngang mặt đường (bằng 2%).
3.4..2. Đoạn nối siêu cao:
Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách hài hoà
từ trắc ngang thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nước sang trắc
ngang đặc biệt có siêu cao. Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ ip .
Theo TCVN 4054 -05, chiều dài đoạn nối siêu cao được lấy ( bảng 14 ) :
với isc = 7% và R=125 ÷ 150 => Lnsc = 70 m.
Đoạn nối siêu cao được bố trí như sau:

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
18


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

- Trùng hoàn toàn với đường cong chuyển tiếp đối với những đường cong
có bố trí đường cong chuyển tiếp.
- Trùng với đoạn nối mở rộng đối với đường cong có bố trí mở rộng.
- Một nửa ở ngoài đường thẳng và một nửa ở trong đường cong khi không
có đường cong chuyển tiếp.

3.5. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP
Để đảm bảo tuyến phù hợp với quỹ đạo xe chạy và để đảm bảo điều kiện xe
chạy không bị thay đổi đột ngột ở hai đoạn đầu đường cong, người ta bố trí đường

cong chuyển tiếp.
Để đơn giản cho cấu tạo đường cong chuyển tiếp thường được bố trớ trùng
với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy. Chiều dài đường cong
chuyểt tiếp Lct được tính bằng công thức :
V3
Lct =
47.R.I

Trong đó:
V : Vận tốc tính toán, V = 60 km/h.
R : Bán kính đường cong
I : độ tăng của gia tốc li tâm, theo quy trình VN thì I = 0,5 ( m / s 3 ).
- Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất, R = 150 m thì Lct =

603
= 61.28
47 ×150 × 0,5

(m)
- Nếu không bố trí siêu cao, R = 1500 m thì : Lct =

603
= 6,13 ( m) .
47 × 1500 × 0,5

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
19


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

- Khi bố trí siêu cao thông thường, R = 250 m, thì:
603
= 36.77 (m) .
Lct =
47 × 250 × 0,5

3.6. BẢO ĐẢM TẦM NHÌN TRÊN BÌNH ĐỒ
Sơ đồ tính toán :

S

Z0

Z

Để đảm bảo cho người lái xe chạy với tốc độ thiết kế ⇒ phải tính toán để
đảm bảo tầm nhìn với giả thiết mắt người lái xe ở vị trí cao 1,2 m so với mặt
đường.
Gọi: Z 0 là khoảng cách từ quỹ đạo ô tô đến chướng ngại vật
Z là khoảng cách từ quỹ đạo ô tô đến giới hạn tầm nhìn
Nếu: Z ≤ Z0 thì tầm nhìn được đảm bảo
Z > Z0 thì tầm nhìn bị che khuất
Ta có:

β
- Khi S < K thì: Z = R 1 − cos ÷
2





Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
20


TKMH Thiết kế đường F1

β=

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

180o.S 180o.75
=
= 28,7o
πR
3,14.150


=> Z = 150 1 − cos


28,7o 
÷= 4,68 (m)
2 

Trong đó: K : Chiều dài cong tròn
S : Cự ly tầm nhìn theo sơ đồ I, S = S1 = 75 m.

R : Bán kính đường cong tính cho trường hợp : R min = 150 m .
Vậy để đảm bảo tầm nhìn của người lái xe khi vào đường cong phải có: Z =
5 m.
- Khi S > K: khi vạch tuyến thấy trường hợp này không xảy ra.
4.TÍNH CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ TRẮC DỌC
4.1.Xác định idọc max:
Độ dốc dọc lớn nhất cho phép của tuyến đường là idmax được xác định xuất
phát từ hai điều kiện sau:
-Điều kiện 1: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực cản.
-Điều kiện 2: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực bám
của lốp xe với mặt đường.
Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe
Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính toán căn cứ vào khả năng
vượt dốc của các loại xe. Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lực
học của ô tô và được xác định bằng công thức sau :
imax = D - f
Trong đó:

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
21


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

+ D: đặc tính động lực của xe, được xác định từ biều đồ nhân tố
động lực học của xe (trường hợp này lấy giá trị theo xe Volga ứng với tốc độ
60km/h, ở chuyển số 3 => D = 0,111)
+ f : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 60km/h và chọn mặt đường nhựa

bê tông, Khi tốc độ xe chạy lớn hơn 50 km/h thì hệ số sức cản lăn phụ
thuộc vào tốc độ:

f = f0 [1 + 0,01(V-50)]
Với f0=(0,01 ÷ 0,02) => chọn f0 = 0,02
 f = 0,02 [1 + 0,01(V-50)]
 f = 0,02[1 + 0,01(60-50)] = 0,022

Tra biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe ứng với vận tốc V=60 km/h và
thay vào công thức tính imax, ta có:
imax = 0.111 – 0.022 = 0.089
=> Độ dốc dọc tối đa cho phép của tuyến theo sức kéo là 8,9%
Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám
Để xe chuyển động được an toàn thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực
bám, đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, nó là điều kiện quan
trọng thể hiện được lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có
thể dừng lại được.Vì vậy điều kiện để xe chuyển động được an toàn là sức kéo phải

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
22


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường. Tức độ dốc lớn nhất phải
nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám ib.
Công thức tính :

ib = D’ - f

Trong đó :
f : Hệ số sức cản lăn của đường, f=0,022
D’: đặc tính động lực của xe tính theo lực bám
D' =

ϕ.Gk − Pω
G

Với:
G : Trọng lượng toàn bộ xe (Kg)
Gk: Trọng lượng trục chủ động (Kg)
ϕ: Hệ số bám dọc của bánh xe và mặt đường, lấy trong điều kiện bất lợi
nhất ϕ = 0,3
Pω: Lực cản không khí :

P ω=

KFV 2
(Kg) ( không xét vận tốc gió )
13

K: Hệ số sức cản lăn của không khí được xác định từ thực nghiệm
+ Xe con : K = 0,025 ÷ 0,035
+ Xe buýt: K=0,04 ÷ 0,06
+ Xe tải:

K=0,06 ÷ 0,07

F: diện tích cản gió của ô tô, lấy F = 0,8.B.H (m2)
B: là bề rộng xe (m)
H: là chiều cao xe (m)
Trong trường hợp này, ta tính toán với xe con quy đổi :
Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
23


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

ϕ = 0,3; K = 0,03; G = 3600Kg ; Gk = 1800Kg ; B = 1,8m; H = 2m
0, 03 × 0,8 ×1,8 × 2 × 60 2
0,3 ×1800 −
ib=
= 0,121 = 12,1%
13
− 0, 022
3600

Ta thấy độ dốc tính theo lực bám của các loại xe đều lớn hơn độ dốc tính theo
lực kéo.
Kết hợp tính toán và đối chiếu với quy phạm đối với đường cấp IV đồng
bằng,vận tốc thiết kế V = 60 km/h (bảng 15), ta chọn độ dốc dọc lớn nhất trên
toàn tuyến idmax=6%.

XI. XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ TỐI THIỂU BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG ĐỨNG LỒI
VÀ LÕM:

1. Tính bán kính đường cong nối dốc lồi tối thiểu :
Tính cho trường hợp bất lợi nhất là tầm nhìn một chiều:

S1 = 75 m.

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi được tính :
Rmin =
Với : d1 = 1,2 m
d2

(

S12

2 d1 + d 2

)

2

: Chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường.
: Chiều cao của chướng ngại vật so với mặt đường.

- Trường hợp vật 2 là cố định trên mặt đường và có chiều cao rất nhỏ:
d2 ≈ 0
Rmin =

S12

( )

2 d1

2

=

S12
752
=
= 2343,75m
2d1 2.1,2

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong
24


TKMH Thiết kế đường F1

GVHD: Ths. Nguyễn Huy Hùng

- Trường hợp vật 2 là xe cùng loại với xe 1 : d1 = d2 = 1,2m
Rmin =
Rmin =

(

S12

2 d1 + d2

)

2

=

(

S12

(

2 d1 + d 2

S12

2 2 d1

)

2

=

)

2

S12

752
=
= 585,94m
8d1 8.1,2

Theo TCVN 4054 -05, với tốc độ tính toán là 60 km/h
đường cong đứng lồi là: Rmin = 700 (m).

thì bán kính tối thiểu của

⇒ Chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi: Rmin = 2500 m.

2. Tính bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm :
*Theo điều kiện hạn chế tác dụng của lực li tâm
- Khi xe chạy vào đường cong đứng lõm thường tâm lý người lái xe là muốn
cho xe chạy nhanh để lên dốc. Do đó thường phát sinh vấn đề vượt tải do lực li
tâm. Theo điều kiện không quá tải đối với nhíp xe và không khó chịu đối với hành
khách, bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm là :
Với vận tốc tính toán V= 60 km/h

V2
Rmin =
6,5

⇒ Rmin =60x60/6,5 ≈ 554 (m).

* Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đầu
- Sơ đồ tính toán

Sinh viên: Nguyễn Thanh Phong

25