Tải bản đầy đủ (.pdf) (20 trang)

Giáo trình Thiết kế đường ôtô - Nguyễn Tiến Sỹ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (369.11 KB, 20 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG TRƯỜNG SƠN </b>
TRƯỜNG TRUNG HỌC CẦU ĐƯỜNG VÀ DẠY NGHỀ


<b>THI</b>

<b>Ế</b>

<b>T K</b>

<b>Ế</b>



</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>NĂM 2007 </b>


<b>TRƯỜNG TRUNG HỌC CẦU ĐƯỜNG VÀ DẠY NGHỀ </b>
<b>NGUYỄN TIẾN SỸ </b>


<b>THIẾT KẾ </b>


<b>ĐƯỜNG Ô TÔ </b>



</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>HÀ TÂY - NĂM 2007 </b>


<b>M</b>

<b>Ụ</b>

<b>C L</b>

<b>Ụ</b>

<b>C </b>



MỞĐẦU Trang


<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 1 M</b></i>ỘT SỐ KHÁI NIỆM CHUNG VỀĐƯỜNG Ơ TƠ


<i><b>1.1 Vai trị c</b></i>ủa đường ô tô trong giao thông vận tải
<i><b>1.2 Các b</b></i>ộ phận của đường ô tô


<i><b>1.3 Quan h</b></i>ệ giữa ơ tơ và đưịng


<i><b>1.4 Trích d</b></i>ẫn u cầu thiết kếđường ô tô theo TCVN 4054-2005


<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 2 THI</b></i>ẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN ĐƯỜNG
<i><b>2.1 Nh</b></i>ững khái niệm cơ bản



<i><b>2.2 Thi</b></i>ết kế các yếu tố kỹ thuật trong đường cong nằm
<i><b>2.3 S</b></i>ự phối hợp giữa đoạn thẳng và đoạn cong trên bình đồ


<i><b>2.4 Ph</b></i>ối hợp giữa tuyến đường và cảnh quan


<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 3</b></i> THIẾT KẾ TRÊN MẶT CẮT DỌC TUYẾN ĐƯỜNG


<i><b>3.1 </b></i>Định nghĩa và yêu cầu của mặt cắt dọc


<i><b>3.2 Ch</b></i>ọn độ dốc và chiều dài dốc


<i><b>3.3 Thi</b></i>ết kếđường cong đứng


<i><b>3.4 Gi</b></i>ảm độ dốc dọc trên đường cong nằm có bán kính nhỏ


<i><b>3.5 Tr</b></i>ắc dọc ở những nơi có cơng trình nhân tạo


<i><b>3.6 Các ph</b></i>ương pháp thiết kế trắc dọc


<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 4 THI</b></i>ẾT KẾ MẶT CẮT NGANG NỀN ĐƯỜNG


<i><b>4.1 Khái ni</b></i>ệm về mặt cắt ngang nền đường


<i><b>4.2 Các quy </b></i>định về mặt cắt ngang (Theo TCVN 4054 - 2005)
<i><b>4.3 Các yêu c</b></i>ầu chung khi thiết kếnền đường


<i><b>4.4 </b></i>Đất đắp nền đường


<i><b>4.5 Thi</b></i>ết kế mặt cắt ngang nền đường



<i><b>4.6 Các lo</b></i>ại biến dạng của nền đường


<i><b>4.7 Gia c</b></i>ố ta luy


<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 5</b></i> TÍNH KHỐI LƯỢNG NỀN ĐƯỜNG,ĐIỀU PHỐI
VÀ VẬN CHUYỂN ĐẤT


<i><b>5.1 Tính kh</b></i>ối lượng đất đá


<i><b>5.2 </b></i>Điều phối và vận chuyển đất đá


<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 6 THI</b></i>ẾT KẾ THỐT NƯỚC


<i><b>6.1 Quy ho</b></i>ạch hệ thống các cơng trình thốt nước
<i><b>6.2 H</b></i>ệ thống thốt nước mặt


</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 7 THI</b></i>ẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG


<i><b>7.1 Yêu c</b></i>ầu chung và cấu tạo kết cấu áo đường


<i><b>7.2 Phân lo</b></i>ại áo đường


<i><b>7.3 Thi</b></i>ết kế cấu tạo áo đường mềm


<i><b>7.4 Tính tốn c</b></i>ường độ và bề dày áo đường mềm


<i><b>7.5 Thi</b></i>ết kế áo đường cứng (áo đường bê tông xi măng)
<i><b>Ch</b><b>ươ</b><b>ng 8 KH</b></i>ẢO SÁT TUYẾN ĐƯỜNG Ơ TƠ


<i><b>8.1 M</b></i>ục đích, nhiệm vụ và các giai đoạn khảo sát đường ô tô


<i><b>8.2 Kh</b></i>ảo sát để lập báo cáo tiền khả thi và lập báo cáo khả thi
<i><b>8.3 Kh</b></i>ảo sát để lập thiết kế kỹthuật (Hoặc TKKT thi công)
<i><b>8.4 Kh</b></i>ảo sát để lập thiết kế bản vẽthi công


<i><b>8.5 Kh</b></i>ảo sát đường hiện hữu


TÀI LIỆU THAM KHẢO


<b>LỜI NĨI ĐẦU </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Giáo trình thiết kế đường ô tô gồm 8 chương được biên soạn và chỉnh lý
theo chương trình đào tạo THCĐ 24 tháng đã được Tổng giám đốc TCTXD
Trường Sơn phê duyệt.


Trong quá trình biên soạn và chỉnh lý giáo trình Thiết kế đường ô tô lần
này, chúng tôi đã cố gắng lược bỏ và bổ sung những nội dung cần thiết, cơ đọng,
vận dụng các quy trình, quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật mới nhất vào từng phần để
có cuốn sách sát với thực tế.


Q trình biên soạn và chỉnh lý giáo trình Thiết kếđường ô tô chúng tôi đã
nhận được sự tham gia đóng góp những ý kiến quý báu của các đồng chí cán bộ
giáo viên trong nhà trường: Đặng Cơng Tơn; Nguyễn Văn Bản; Nguyễn Đình
Hồng; Nguyễn Văn Doanh và các đồng nghiệp khác trong nhà trường.


Dù đã được chỉnh lý và biên soạn lại nhưng chắc không tránh khỏi những
thiếu sót. Chúng tơi mong muốn nhận được nhiều ý kiến đóng góp của đơng đảo
các bạn trong và ngồi nhà trường. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Cầu
Đường –Trường THCĐ&DN.


Chúng hết sức cảm ơn những ý kiến đóng góp của các bạn.



<i>Tháng 1 1năm 2007 </i>
TÁC GIẢ


<b>MỞ ĐẦU </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

đường ô tô thực hiện vai trị của nó trong hệ thống giao thông vận tải một cách tốt
nhất.


<b>Nội dung môn học bao gồm: </b>


-Những khái niệm chung về đường ô tô: Các bộ phận của đường; Quan hệ
giữa ô tơ và đường; Một số trích dẫn trong TCVN 4054-2005.


-Phương pháp thiết kế: Bình đồ, mặt cắt dọc, mặt cátd ngang và nền đường,
thiết kế thoát nước, thiết kế mặt đường mềm (đối với mặt đường cứng chỉ có tính
chất giới thiệu).


-Cách tính tốn khối lượng nền đường, cách điều phối và vận chuyển đất.
-Nội dung công tác khảo sát tuyến đường ô tơ.


Mơn học có thời gian 80 tiết gồm 7 chương ( chương 8 được giới thiệu trong
phần thực tập khảo sát thiết kế) và để bổ trợ, ứng dụng vào thực tiễn sau đó là
chương trình khảo sát thiết kế tại hiện trường với thời gian 3 tuần. Cụ thể như
sau:


-Một số khái niệm chung vềđường ô tô.
-Thiết kế bình đồ tuyến đường.


-Thiết kế trên mặt cắt dọc tuyến đường.


-Thiết kế mặt cắt ngang nền đường.


-Tính khối lượng nền đường, điều phối và vận chuyển đất.
-Thiết kế thoát nước.


-Thiết kế áo đường.


Vì mơn học “Thiết kế đường ơ tơ” là một mơn khoa học có tính chất tổng
hợp và nội dung của nó đề cập đến nhiều vấn đề nên khi học và làm cơng việc thiết
kế đường cũng phải có quan điểm tổng hợp, xét toàn diện các nhân tố ảnh hưởng,
khơng chỉ nặng về tính tốn mà phải chú trọng cả các biện pháp cấu tạo, biện pháp
kỹ thuật, không chỉ đáp ứng các yêu cầu đối với đường một cách cứng nhắc mà
phải giải quyết trong điều kiện thiên nhiên cụ thể. Phải có quan điểm kinh tế - kỹ
thuật – xã hội, nghĩa là tiết kiệm trên cơ sở đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và yêu cầu
phục vụ rộng rãi của đường, phải luôn luôn ghi nhớ mục tiêu thiết kế đường là an
toàn – tiện lợi – kinh tế.


</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

-Các định hình thiết kế cống, tường chắn…
-Các bản vẽ thiết kế hiện hành.


<b>CHƯƠNG 1 </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<b>1.1 Vai trị của đường ơ tơ trong giao thơng vân tải: </b>


Trong các hình thức vận tải: Vận tải thuỷ, vận tải hàng không, vận tải đường
sắt,vận tải đường bộ thì vận tải đường bộ là một bộ phận rất quan trọng của ngành
vận tải. Vận tải đường bộ chủ yếu là đường ô tô có vai trị quan trọng bởi có các
đặc điểm sau:


-Có tính cơđộng cao và vận chuyển trực tiếp không cần qua các phương tiện trung


gian.


- Đường ơ tơ địi hỏi vốn đầu tư ít hơn đường sắt, độ dốc dọc lớn hơn nên đi được
đến các nơi có địa hình hiểm trở. Vì vậy về mặt chính trị, quốc phịng đây là một
ngành vận tải rất quan trọng.


-Tốc độ vận tải khá lớn nhanh hơn đường thuỷ, tương đương đường sắt, ở cự ly
ngắn trên các trục đường cấp cao có thể cạnh tranh với hàng khơng.


- Cước phí vận tải rẻ hơn nhiều so với đường hàng không nên lượng vận chuyển
hành khách và hàng hoá bằng đường bộ chiếm tỷ trọng lớn .


Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của vận tải ô tô là tai nạn giao thông cao.
Hàng năm số người chết, bị thương vẫn khơng giảm và có xu hướng tăng lên. Theo
thống kê của tổ chức y tế thế giới WHO hàng năm trên thế giới có 1,2 triệu người
chết và hàng chục triệu người bị thương, ở nước ta trong những năm gần đây mặc
dù hệ thống đường bộđã được đầu tưđáng kể nhưng tai nạn giao thơng hàng năm
vẫn cướp đi hàng chục nghìn sinh mạng mỗi năm.


Từ những đặc điểm trên người làm cơng tác thiết kế phải có giải pháp cần
thiết phù hợp để thiết kế tuyến đường cho các phương tiện tham gia giao thơng trên
đường được an tồn, thuận lợi, kinh tế, giảm thiểu tối đa tai nạn giao thông .


<b>1.2 Các bộ phận của đường ô tô: </b>
* Khái niệm vềđường ô tô:


Đường ô tô là sản phẩm của nghành xây dựng các cơng trình giao thông, là
một dải trong không gian gồm nhiều bộ phận , là tổng hợp các cơng trình và các
trang thiết bị nhằm phục vụ giao thông trên đường được nhanh chóng thuận tiện,
an tồn.



</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

1.Phần xe chạy 5.Nền đường
2.Lềđường 6.Tim đường


3. Mái đường 7.Vai đường


4.Dải đất ven đường 8.Mép phần xe chạy
9.Đỉnh mui luyện
<i><b>1.2.1. Tim </b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>


Tim đường là trục đối xứng của nền đường và mặt đường (Trừ trường hợp
trong đường cong phải mở rộng mặt đường và nền đường).


Nối các điểm tim đường trong một đoạn tuyến thành tuyến đường của đoạn
tuyến đó. Tập hợp các điểm tim đường là đường cong trong khơng gian, nó gồm
các đoạn thẳng nối tiếp với các đoạn cong (Trên bình đồ) và những đoạn bằng
đoạn dốc (Trên cắt dọc).


<i><b>1.2.2 Ph</b><b>ầ</b><b>n xe ch</b><b>ạ</b><b>y: </b></i>


Còn gọi là phần mặt đường, là bộ phận quan trọng nhất của đường do phải
chịu tác dụng trực tiếp của xe chạy và tác dụng của thiên nhiên nên thường được
tăng cường bằng các loại vật liệu khác nhau.


Mặt đường gồm một số nguyên các làn xe: từ 1 hoặc nhiều làn xe tuỳ theo
cấp kỹ thuật của đường ô tô (Bề rộng một làn xe từ 2,75 m - 3,75m)


<i><b>1.2.3 N</b><b>ề</b><b>n </b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>


Nền đường là phần nền tảng của xe chạy, là bộ phận chống đỡ đảm bảo


cường độ của phần xe chạy được ổn định và chịu tác dụng của nhân tố tự nhiên.


Nền đường bao gồm: phần xe chạy, lề đường; khi cần thiết có bố trí giải
phân cách, các làn xe phụ….


<i><b>1.2.4. L</b><b>ề</b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>


Trên bề mặt nền đường hai bên phần xe chạy là lề đường. Lề đường có tác
dụng chắn giữ các vật liệu đã xây đắp thành mặt đường, là chỗđỗ xe tạm thời, chỗ
dành cho xe thô sơ và người qua lại....lềđường tối thiểu rộng 1,5m và có thể có gia
cố nhưng phần lềđất tối thiểu phải đạt 0,5m.


5
6


8


2
1


9
7


3 2
4


</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

<i><b>1.2.5. Mép m</b><b>ặ</b><b>t </b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>


Là đường ranh giới giữa lềđường và mặt đường.
<i><b>1.2.6. Ta luy </b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>



Phần giới hạn hai bên bề mặt nền đường gọi là mái đường (Ta luy).Tuỳ theo
điều kiện địa hình và thiết kế mà có ta luy đào hay ta luy đắp. Độ dốc mái ta luy
căn cứ vào vào chiều cao đào đắp, địa chất, khí hậu, thuỷ văn...


<i><b>1.2.7. M</b><b>ố</b><b>c l</b><b>ộ</b><b> gi</b><b>ớ</b><b>i: </b></i>


Là chỗ cọc mốc được cắm ở mép ngoài cùng của khoảng đất hành lang
đường bộ theo chiều ngang đường.


<b>1.3 Quan hệ giữa ô tô và đường </b>


<i><b>1.3.1 Tác d</b><b>ụ</b><b>ng c</b><b>ủ</b><b>a ô tô trên m</b><b>ặ</b><b>t </b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>


<i>1.3.1.1 Tác dụng của lực thẳng đứng (Trọng lực của ô tô): </i>


Lực thẳng đứng bao gồm tự trọng và tải trọng của ô tô tác dụng xuống mặt
đường và nền đường thông qua mặt tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường


Áp lực đơn vị trên mặt tiếp xúc phụ thuộc vào sự lớn, nhỏ của tải trọng và áp
lực khơng khí trong bánh xe.


Tác dụng của lực thảng đứng thường gây cho mặt đường bị lún và rạn nứt.
<i>1.3.1.2. Sự hãm xe: </i>


Khi tham gia giao thơng trên đường trong nhiều tình huống phải hãm xe, khi
hãm xe lực hãm lớn nhất phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa lốp xe với mặt đường và
có trị số: Ph = Tmax =  G


trong đó: : hệ số ma sát



G: Trọng lượng của tồn bộ ơ tơ


Khi hãm xe tất cả các lực cản đều tham gia vào nhưng đều không đáng kể,
chỉ đáng kể là dốc dọc, khi trị số dốc dọc lớn hơn 4% chiều dài hãm xe tăng lên
đáng kể, lúc đó: : Ph = Tmax Pi = .G  i.G = G( i)


Dấu (+) khi xe lên dốc, dấu (- ) khi xe xuống dốc
<i>1.3.1.3. Lực cản lăn: </i>


Khi xe chạy tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường xuất hiện lực cản
lăn. Lực này tác dụng ngược chiều với chiều chuyển động của xe .Lực cản lăn là
một loại ma sát giữa lốp xe và mặt đường, sinh ra do biến dạng của lốp xe và biến
dạng của mặt đường làm cản trở xe chạy, do chấn động và xung kích khi xe chạy
trên mặt đường khơng bằng phẳng, do ma sát trong các ổ trục bánh xe khi xe chạy.


Theo thực nghiệm lực cản lăn tỷ lệ thuận với trọng lượng tác dụng trên bánh
xe :


Pf=fG (Kg)


</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

f: Hệ số lực cản lăn, không thứ nguyên phụ thuộc vào độ cứng của
lốp xe, tình trạng và loại mặt đường .


Trong điều kiện lốp xe cứng, tốt hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào loại mặt
đường và chất lượng mặt đường như sau:


Bảng 1-1
<b>Hệ số sức cản lăn trung bình f </b>



<b>Loại mặt đường Hệ số f </b> <b>Loại mặt đường Hệ số f </b>


Bê tông XM và BT nhựa 0,01-0,02 Đường đất khô và bằng phẳng 0,04-0,05


Đá dăm và sỏi cuội đen 0,02-0,025 Đường đất ẩm không bằng phẳng 0,07-0,15


Đá dăm trắng 0,03-0,05 Đường cát khô rời rạc 0,15-0,30


Đường lát đá 0,04-0,05
<i>1.3.1.4.Tác dụng khi bánh xe quay trượt: </i>


Khi xe đi vào chỗ mặt đường lầy lội, nếu bánh xe sau bị sa lầy chỉ quay mà
không chạy (hoặc bánh trước đi vầo chỗ lầy trượt mà khơng quay). Đó là hiện
tượng quay trượt của bánh xe trên đường mà ta còn gọi là Pa tilê. Hoặc khi lên dốc
người lái xe phải tăng ga, bánh xe cũng quay trượt làm phát sinh vệt bánh xe.


<i><b>1.3.2 Tác d</b><b>ụ</b><b>ng c</b><b>ủ</b><b>a </b><b>đườ</b><b>ng </b><b>đố</b><b>i v</b><b>ớ</b><b>i xe ch</b><b>ạ</b><b>y: </b></i>
<i>1.3.2.1 Lực bám: </i>


Như hình vẽ 1-2 ta thấy rằng: Lực kéo được hình thành từ cơng suất
động cơ, khi xe chạy nhiên liệu trong động cơ được chuyển hoá từ nhiệt năng
thành cơ năng và truyền tới bánh xe chủđộng một mô men quay Mk. Mô men này
gây ra lực kéo Pk tác dụng lên mặt đường qua vệt tiếp xúc và nếu đủ sức bám giữa
bánh xe với mặt đường thì mặt đường tác dụng trở lại bánh xe một phản lực T.
Phản lực này rất cần thiết đểđiểm tiếp xúc trở thành một tâm quay tức thời, khi đó
xe mới chuyển động được. Phản lực T về giá trị cân bằng với lực kéo Pk nhưng
ngược chiều chuyển động và được gọi là lực bám của bánh xe với mặt đường.
Trong đó: rk: Bán kính bánh xe chủđộng kể cả biến dạng (rk =0.93-0.95 r0)
r0: Bán kính bánh xe chủđộng



Pk: Lực kéo


Mk: mô men quay Mk
Quan hệ giữa Pk và T:


+ T là một lực bị động : Pk nhỏ thì T cũng nhỏ, Pk lớn thì T cũng lớn theo
nhưng lực bám Tkhông thể tăng lên được mãi mà nó chỉ đạt đến một giá trị được
gọi là Tmax


+Nếu Pk> Tmax thì điểm tiếp xúc khơng trở thành tâm quay tức thời được và
bánh xe quay tại chỗ (Patilê)


+Nếu Pk  Tma x điểm tiếp xúc trở thành tâm quay tức thời và xe chuyển
động được


</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

Như vậy điều kiện chuyển động của ô tô về mặt lực bám là:
Pk  Tmax = Gb


Trong đó : Gb trọng lượng xe trên trục chủđộng - xe con Gb= ( 0.5-0.55) G
-xe tải Gb=(0.65-0.70) G


G:trọng lượng của xe


: Hệ số bám (hệ số ma sát) giữa bánh xe với mặt đường phụ thuộc vào tình trạng
mặt đường và độ nhám của lớp mặt.


Bảng 1- 2
<b>Trị số hệ số bám </b><b> giữa bánh xe và mặt đường </b>


<b>Tình trạng mặt đường </b> <b>Điều kiện xe chạy</b> <b>Hệ số </b>



Khô sạch Rất thuận lợi 0,7


Khơ sạch Bình thường 0,5


Ẩm và bẩn Không thuận lợi 0,3


<i>1.3.2.2 Sức cản khi lên dốc: </i>


Lực cản leo dốc sinh ra khi xe phải khắc phục một cao độ. Giả thiết xe phải
leo một độ cao h trên một chiều dài l, với trọng lượng của xe G, xe phải sản ra một
công phụ leo dốc G.h trên chiều dài l. Như vậy, lực cản leo dốc được tính theo
công thức: Pi=G h/l =  (G  i)


Trong đó :


h: độ cao xe phải leo l: chiều dài đoạn xe phải leo
G :trọng lượng của xe i=h/l độ dốc của đường
dấu (+) : khi leo dốc dấu ( - ) : khi xuống dốc
<i>1.3.2.3.Do chất lượng mặt đường: </i>


Mặt đường tuỳ theo chất lượng khác nhau sau thời gian sử dụng thường bị
mài mịn ít nhiều hoặc có thể bị lồi lõm, lượn sóng….. làm cho xe bị xóc, gẫy
nhíp, chóng hư hỏng lốp…


Ngồi ra, khi xe chạy trên đường còn chịu tác dụng của lực cản khơng khí,
lực cản qn tính, lực cản trên đường… do thời gian có hạn, trong giáo trình này
khơng đi sâu vào các nội dung đó.



<b>1.4Trích dẫn u cầu thiết kế đường ô tô theo TCVN4054-2005 về một số quy </b>
<b>định các yêu cầu thiết kế đường ô tô </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

<i><b>1.4.1 Các yêu c</b><b>ầ</b><b>u thi</b><b>ế</b><b>t k</b><b>ế</b><b>: </b></i>


- Không chỉ tuân thủ đầy đủ các quy định trong tiêu chuẩn mà phải nghiên
cứu toàn diện để có một tuyến đường an tồn, hiệu quả và định hướng phát triển
bền vững, lâu dài.


-Phải phối hợp các yếu tố của tuyến đường: bình đồ, mặt cắt dọc, mặt cắt
ngang và tận dụng địa hình để tạo nên một tuyến đường đều đặn trong không gian,
đảm bảo tốt tầm nhìn và ổn định cơ học, bảo vệ môi trường, cân bằng sinh thái hợp
lý để đường trở thành một cơng trình mới đóng góp tốt cho vẻ đẹp cảnh quan khu
vực.


-Đường ô tô cấp cao (Cấp I, II và III) nên tránh qua đô thị. Các đường tiếp
nối vào thành phố cần phải dựa vào quy hoạch để thiết kế.


-Nhất thiết phải xét các phương pháp đầu tư phân kỳ.


-Hành lang bảo vệđường ô tô được thực hiện theo các quy định hiện hành.
<i><b>1.4.2 Xe thi</b><b>ế</b><b>t k</b><b>ế</b><b>: </b></i>


<i>1.4.2.1 Xe thiết kế: </i>


Xe thiết kế là loại xe phổ biến trong dịng xe để tính tốn các yếu tố của đường.
Việc lựa chọn loại xe thiết kế do người có thẩm quyền đầu tư quyết định. Các kích
thước của xe thiết kếđược quy định ở Bảng 1- 3.


Bảng 1- 3


<b>Các kích thước của xe thiết kế </b>


Kích thước tính bằng mét
<b>Loại xe </b> <b>Chi<sub>tồn xe </sub>ều dài </b> <b>Chi<sub>ph</sub>ều r<sub>ủ</sub><sub> bì </sub>ộng </b> <b>Chi<sub>cao </sub>ều </b> <b><sub>phía tr</sub>Nhơ v<sub>ướ</sub>ề<sub>c</sub></b> <b><sub>phía sau </sub>Nhơ về</b> <b><sub>gi</sub>Kho<sub>ữ</sub><sub>a các tr</sub>ảng cách <sub>ụ</sub><sub>c xe </sub></b>
Xe con 6,00 1,80 2,00 0,80 1,40 3,80


Xe tải 12,00 2,50 4,00 1,50 4,00 6,50
Xe moóc tỳ 16,50 2,50 4,00 1,20 2,00 4,008,80
<i>1.4.2.2 Lưu lượng xe thiết kế: </i>


Là số xe con được quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một
đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai.


Năm tương lai: năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụngđối với các cấp I
và II; năm thứ 15 với đường cấp III và IV; năm thứ 10 đối với đường cấp V,
cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp cải tạo.


Hệ số quy đổi từ xe các loại về xe con lấy theo Bảng 1-4.
<b>Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con </b>


<b>Địa hình </b>


<b>Loại xe </b>
<b>Xe đạp </b> <b>Xe máy </b> <b>Xe con </b>


<b>Xe tải có 2 </b>
<b>trục và xe </b>
<b>buýt dưới 25 </b>


<b>chỗ</b>



<b>Xe tải có </b>
<b>3 trục trở</b>


<b>lên và xe </b>
<b>buýt lớn </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

Núi 0,2 0,3 1,0 2,5 3,0 5,0
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%


-Đường tách riêng xe thơ sơ thì không quy đổi xe đạp
Lưu lượng xe thiết kế có hai loại:


-Lưu lượng xe thiết kế bình qn ngày đêm trong năm tương lai (viết tắt là Ntbnđ)


có thứ nguyên xcqđ/nđ (xe con quy đổi/ ngày đêm). Lưu lượng này được tham
khảo khi chọn cấp thiết kế của đường và tính tốn nhiều yếu tố khác.


- Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai viết tắt là Ngcđ có thứ


nguyên xcqđ/h (xe con quy đổi/ giờ). Lưu lượng này để chọn và bố trí số làn xe, dự
báo chất lượng dịng xe, tổ chức giao thơng…


<b>1.4.3 Cấp thiết kế của đường: </b>


Phân cấp thiết kế là bộ khung các quy cách kỹ thuật của đường nhằm đạt tới:
-Yêu cầu về giao thông đúng với chức năng của con đường trong mạng lưới giao


thông.


-Yêu cầu về lưu lượng xe thiết kế cần thông qua (chỉ tiêu này được mở rộng vì có
những trường hợp đường có chức năng quan trọng nhưng lượng xe khơng nhiều
hoặc tạm thơì khơng nhiều xe).


-Căn cú vào địa hình, mỗi cấp thiết kế lại có các u cầu riêng về các tiêu chuẩn để
có mức đầu tư hợp lý và mang lại hiệu quả tốt về kinh tée.


Việc phân cấp kỹ thuật dựa trên chức năng và lưu lượng thiết kế của tuyến
đường trong mạng lưới giao thông và được quy ddịnh theo Bảng 1-5.


Bảng 1-5


<b>Bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường </b>
<b>và lưu lượng thiết kế </b>



<b>Cấp </b>
<b>thiết kế </b>


<b>của </b>
<b>đường </b>


<b>Lưu lượng xe </b>
<b>thiết kế </b>


<b>(xcqđ/nđ) </b> <b>Chức năng của đường </b>


Cao tốc 25000 Đường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729-1997


Cấp I 15000


Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hố lớn của đất nước.


Quốc lộ.
Cấp II 6000


Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hố lớn của đất nước.


Quốc lộ.
Cấp III 3000


Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hoá lớn của đất nước, của địa phương.


</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

Cấp IV 500


Đường nối các trung tâm của địa phương, các điểm lập
hàng, các khu dân cư.


Quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện.


Cấp V >200 <sub>đườ</sub>Đườ<sub>ng huy</sub>ng phụ<sub>ệ</sub>c v<sub>n, </sub><sub>đườ</sub>ụ giao thông <sub>ng xã. </sub> địa phương.Đường tỉnh,
Cấp VI < 200 Đường huyện, đường xã.


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.



Các đoạn tuyến phải có một chiều dài tối thiểu thống nhất theo một cấp.
Chiều dài này đối với đường cấp VI trở xuống là 5 km, các cấp khác là 10 km.
<b>1.4.4 Tốc độ thiết kế (V</b>tk<b>) </b>


Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính tốn các chỉ tiêu kỹ thuật chủ
yếu của đường trong trường hợp khó khăn. Tốc độ này khác với tốc độ cho phép
lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường. Tốc độ lưu hành cho phép phụ
thuộc vào tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều
kiện giao thơng…)


Tốc độ thiết kế các cấp đường dựa theo địa hình, được quy định trong Bảng
1-6.


Bảng 1-6
<b>Tốc độ thiết kế của các cấp đường </b>


<b>Cấp thiết kế I II </b> <b>III </b> <b>IV </b> <b>V </b> <b>VI </b>


Địa hình Đồ<sub>b</sub><sub>ằ</sub><sub>ng </sub>ng Đồ<sub>b</sub><sub>ằ</sub><sub>ng </sub>ng Đồ<sub>b</sub><sub>ằ</sub><sub>ng</sub>ng Núi Đồ<sub>b</sub><sub>ằ</sub><sub>ng</sub>ng Núi Đồ<sub>b</sub><sub>ằ</sub><sub>ng </sub>ng Núi Đồ<sub>b</sub><sub>ằ</sub><sub>ng </sub>ng Núi
Tốc độ thiết


kế; Vtk; km/h 120 100 80 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%


CÂU HỎI ÔN TẬP


1.Nêu các bộ phận của đường ô tô, đặc điểm và tác dụng của từng bộ
phận, mối liên hệ giữa các bộ phận đó như thế nào?



2.Khi xe chạy trên đường giữa ơ tơ và đường có mối quan hệ như thế
nào? Giải thích hiện tượng bánh xe quay tại chỗ.


3.Các yêu cầu thiết kế, xe thiết kế và lưu lượng xe thiết kếđược quy
định trong TCVN 4054-2005 như thế nào?


</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

CHƯƠNG 2


<b>THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN ĐƯỜNG </b>


<b>2.1</b> <b>Những khái niệm cơ bản </b>
<i><b>2.1.1 Khái ni</b><b>ệ</b><b>m: </b></i>


Bình đồ là hình chiếu bằng của tuyến đường trên địa hình, trong đó các chi
tiết của thực địa được thu nhỏ lại, đơn giản hoá và được thể hiện bằng các quy ước
( các đường đồng mức , sông, núi, cầu, cảng....).


Trên bình đồ tuyến đường xác định nhờ các yếu tố sau:


</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

-Các góc ngoặt 0 ;1;2. ... n ở các chỗđổi hướng tuyến.
-Chiều dài và góc phương vị các đoạn thẳng .


-Các yếu tốđường cong , R, T, B.


-Các cọc lý trình H, Km ,các vị trí cầu cống.
-Cọc địa hình.


-Cọc trên đường cong: TĐ, P, TC, NĐ, NC
<i><b>2.1.2 B</b><b>ả</b><b>n v</b><b>ẽ</b><b> bình </b><b>đồ</b><b> tuy</b><b>ế</b><b>n </b><b>đườ</b><b>ng: </b></i>



Như đã trình bày ở trên, tuyến đường thể hiện trên bản vẽ bình đồ có rất
nhiều các u tố. Trước đây các bản vẽ bình đồ đều được thiết kế bằng phương
pháp thủ cơng, nhưng hiện nay nhờ có các phần mềm thiết kế chuyên dụng nên đã
nâng cao được tính chính xác và phối hợp với các bản vẽ khác để kiểm tra trong
quá trình thiết kế. Do nội dung của chương trình nên ở đây khơng trình bày cách
thiết kế bản vẽ bình đồ tuyến đường mà chỉ giới thiệu hình vẽ bình đồ của một
đoạn tuyến (Hình 2-1)


<i><b>2.1.3</b> Đặ<b>c </b><b>đ</b><b>i</b><b>ể</b><b>m s</b><b>ự</b><b> chuy</b><b>ể</b><b>n </b><b>độ</b><b>ng c</b><b>ủ</b><b>a ô tô trong </b><b>đườ</b><b>ng cong b</b><b>ằ</b><b>ng</b></i>


Khi xe chạy trong đường cong bằng xe phải chịu nhiều điều kiện bất lợi so
với khi chạy trên đường thẳng . Những điều kiện bất lợi đó là:


<i>2.1.3.1 Lực ly tâm: </i>


Khi chạy trong đường cong ngoài trọng lực, lực kéo, lực bám xe phải chịu
thêm lực ly tâm. Lực này có phương nằm ngang trên mặt phẳng thẳng góc với trục
chuyển động, có hướng ra ngồi đường cong và có giá trị:




(2-1)
Trong đó:


F: Lực ly tâm m: Khối lượng của xe


V: Tốc độ xe chạy (m/giây) R:Bán kính đường cong (m)
G: Trọng lượng của ô tô (Kg) g: Gia tốc trọng trường
(m/giây2<sub>) </sub>



Lực ly tâm có tác dụng xấu có thể gây lật đổ xe, gây trượt ngang làm cho
việc điều khiển xe khó khăn, gây khó chịu cho hành khách, gây hư hỏng cho hàng
hố.


Cơng thức (2-1) cho thấy lực ly tâm càng lớn khi tốc độ xe chạy càng nhanh
và khi bán kính cong càng nhỏ. Trong các đường cong có bán kính nhỏ,lực ngang
gây nên biến dạng ngang lốp xe, làm tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn, săm lốp chóng
hao mịn hơn .


<i>2.1.3.2 Bề rộng phần xe chạy lớn hơn trên đường thẳng thì xe mới chạy được bình </i>
<i>thường. </i>


<i>2.1.3.3 Tầm nhìn bị cản trở, nhất là khi bán kính đường cong nhỏ, ở đoạn đường </i>
<i>đào tầm nhìn ban đêm bị hạn chế. </i>


Do phải chịu các điều kiện bất lợi như vậy khi đi vào đường cong, nên trong
chương này chúng ta sẽ nghiên cứu các biện pháp cấu tạo để cải thiện những điều
kiện bất lợi này, để cho xe chạy được an toàn với tốc độ mong muốn, cải thiện điều
kiện làm việc của người lái và điều kiện lữ hành của hành khách.


<i>R</i>
<i>g</i>
<i>V</i>
<i>G</i>
<i>R</i>
<i>V</i>
<i>m</i>
<i>F</i>






</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

<i><b>2.1.4 N</b><b>ộ</b><b>i dung thi</b><b>ế</b><b>t k</b><b>ế</b><b> bình </b><b>đồ</b><b> tuy</b><b>ế</b><b>n </b><b>đườ</b><b>ng:</b> </i>


Trên bình đồ tuyến đường gồm các đoạn thẳng và đoạn cong nối tiếp nhau,
nên cơng tác thiết kế bình đồ đề cập đến trong giáo trình này là: Thiết kế các phần
xây dựng thêm trên đường cong (đặc biệt là các đường cong có bán kính nhỏ) để
chống lại lực ly tâm, nối tiếp hài hoà các đoạn thẳng, tạo điều kiện cho xe chạy
được thoải má,i an toàn. Nội dung đó bao gồm: Xác định các bán kính đường cong
(xác định bán kính đường cong nhỏ nhất theo từng cấp thiết kế), tính tốn bố trí
siêu cao, mở rộng và bố trí các đoạn nối cũng như tính tốn và bố trí tầm nhìn…
<b>2.2 Thiết kế các yếu tố kỹ thuật trong đường cong nằm: </b>


Do điều kiện tự nhiên bị hạn chế như: ao, hồ, sông, núi cao,vực sâu .... buộc
phải chuyển nhiều hướng tuyến, giưã các hướng tuyến kề nhau phải bố trí các
đường cong nằm để nối hai cánh tuyến nhằm đảm bảo cho tuyến đường không bị
gãy khúc, êm thuận và đảm bảo an toànkhi xe chạy. Khi bố trí đường cong nằm ta
phải tính tốn thiết kế các yếu tố kỹ thuật của đường nhằm đạt các tiêu chuẩn kỹ
thuật, yêu cầu về mỹ thuật, độ êm thuận và đảm bảo an toàn khi chạy xe.


<i><b>2.2.1 Xác </b><b>đị</b><b>nh bán kính </b><b>đườ</b><b>ng cong n</b><b>ằ</b><b>m: </b></i>
<i>2.2.1.1 Phương pháp tính tốn: </i>


Khi xe chạy trên đường cong chịu tác dụng của 2 lực:
+ Trọng lượng bản thân xe G, lực này có phương thẳng đứng.


+ Lực ly tâm F, lực ly tâm có xu hướng kéo xe lật về phía lưng đường cong (Hình
2-1)



Phân tích 2 lực này theo nguyên tắc hình bình hành và chiếu các thành phần lực
theo phương ngang và gọi tổng hợp lực theo phương ngang là Y ta có:


Y = Fcos  Gsin (2-2)


(Dấu “+” trường hợp cấu tạo bình thường trắc ngang hai mái, dốc ngang mặt
đường hướng ra phía ngồi đường cong, G cùng chiều với F; dấu “-“ cấu tạo siêu
cao dốc ngang đổ vào bụng đường cong hướng tâm, G ngược chiều với F)


Vì góc  rất nhỏ nên sin  tang  in ; cos  1 (: góc mặt đường hợp với
đường nằm ngang; in: độ dốc ngang của mặt đường trong đường cong hay còn gọi
là siêu cao)


Thay các giá trị của F trong (2-1) và G = mg ta có:


(2-3)


chia 2 vế cho G và gọi Y/G =  là hệ số lực ngang (lực ngang tác dụng trên một
đơn vị trọng lượng xe) ta có:




(2-4)


Từ (2-4) chúng ta có được biểu thức tính trị số bán kính đường cong nằm R
như sau:


(2-5)















 <i>n</i> <i>in</i>


</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

Trong công thức trên vận tốc được tính bằng m/sec; nếu chuyển sang thứ
nguyên km/h sẽ có dạng:




(2-6)


Dấu (+) khi mặt đường là trắc ngang một mái hướng về tâm đường cong;
dấu (-) khi mặt đường là trắc ngang hai mái và xe chạy ở làn ngồi (khơng bố trí
siêu cao). Trường hợp khi in đạt giá trị max thì lúc đó ta có R tối thiểu là:


(2-7)


Như vậy việc xác định (lựa chọn) bán kính đường cong nằm khi đã biết tốc
độ xe chạy phụ thuộc vào hệ số lực ngang tính tốn được và độ dốc ngang của mặt


đường trong đường cong (siêu cao).


Vậy thực chất của việc xác định bán kính đường cong nằm là xác định  &
in.


<i>2.2.1.2 Chọn hệ số lực ngang: </i>


Lực ngang tuỳ theo hệ số của nó, có thể gây ra những hiệu quả xấu cho ơ tô
như sau:


-Làm lật đổ xe qua điểm tựa là bánh xe phía lưng đường cong
-Làm xe trượt ngang trên mặt đường


-Gây cảm giác khó chịu cho hành khách và người lái
-Tiêu tốn nhiên liệu và hao mịn săm lốp nhiều hơn


Trong tính toán việc lựa chọn hệ số lực ngang phải căn cứ vào điều kiện sau:
1.Điều kiện ổn định chống trượt ngang:


Dưới tác dụng của lực ngang toàn bộ chiếc xe ơ tơ có thể bị trượt sang một bên.
Để xe khơng bị trượt ngang thì lực cản ngang phải lớn hơn hoặc bằng lực
ngang Y. Giả thiết rằng lực chống trượt ngang của ô tô trên mặt đường tỷ lệ với
trọng lượng ô tô, ta sẽ có điều kiện ổn định chống trượt ngang trong trường hợp
giới hạn là:


G.n  Y n  


n: Hệ số bám ngang (hệ số bám theo chiều ngang giữa bánh xe với mặt đường)
và n thường lấy bằng (0,6 - 0,7)  (hệ số bám dọc).



Xét trong điều kiện bất lợi nhất thường lấy n = 0,15 – 0,17
2.Điều kiện ổn định chống lật (Hình 2-2):


Mơ men lật: Ml = Y. h
Mô men giữ: 






 <sub></sub><sub></sub>

2
<i>b</i>
<i>G</i>
<i>Mg</i>
Suy ra:
<i>h</i>
<i>b</i>
<i>G</i>
<i>Y</i> 1


2 



 <sub></sub><sub></sub>




 (2-8)
Trong đó:


</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

b: Chiều rộng của hai bánh xe.


: Độ lệch trọng tâm so với tâm hình học của khoảng cách hai bánh
xe.


Theo thực nghiệm  = 0,2b, đối với các xe hiện đại tỷ số b/2h của xe con là
23; của xe buýt là 1,72,2. Theo trị số an toàn nhỏ nhất, điều kiện để xe không
bị lật đổ là   0,6.


3.Điều kiện êm thuận đối với hành khách:


Khi chịu tác dụng của lực ly tâm, hành khách cảm thấy khó chịu, nhiều khi sợ
hãi có cảm giác xe bị lật đổ. Điều tra xã hội học trên phương diện này cho ta
các kết quả như sau:


+ Khi  0,1: hành khách khó nhận biết là xe vào đường cong


+Khi  = 0,15: hành khách bắt đầu cảm nhận thấy là xe vào đường cong
+ Khi  = 0,2: hành khánh cảm thấy có đường cong và hơi khó chịu, người
lái xe lúc này muốn giảm tốc độ xe.


+ Khi  = 0,30: hành khách cảm thấy xơ dạt về một phía (cảm giác xe như bị
lật đổ)


Về phương diện êm thuận của hành khách, hệ số lực ngang không nên chọn lớn
hơn 0,15. Trong điều kiện khó khăn, khi hành khách có chuẩn bị (ví dụ khi xe chạy
vào nút giao thơng) thì có thể lấy bằng 0,2.



4.Điều kiện về kinh tế:


Khi xe chạy vào đường cong dưới tác dụng của lực ngang thì bánh xe quay
trong một mặt phẳng lệch với hướng xe chạy. Lực ngang càng lớn , thì góc lệch
càng lớn. Góc lệc càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu và xăm lốp càng nhiều. Góc lệch
bằng 10 thì sự hao tổn nhiên liệu là 10%- 12%. Nhưng khi góc lệch là 1,80 thì sự
hao tổn sẽđến 40% và sự hao mòn lốp xe sẽ gấp đơi so với bình thường.


Do vậy xét cả 4 điều kiện trên thì trong trường hợp thơng thường nên chọn


  0,1và trong trường hợp khó khăn thì có thể lấy  = 0,15, đặc biệt khó khăn có
thể lấy  = 0,2, trong các quy phạm thường tính tốn với  = 0,15.


<i>2.2.1.3 Chọn bán kính đường cong:</i>


Trong khi thiết kế nên cố gắng chọn đường cong có bán kính lớn, chỉ trong
trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu. Khuyến
khích dùng bán kính tối thiểu thơng thường trở nên và ln vận dụng địa hình để
đảm bảo chất lượng xe chạy tốt nhất.


Bán kính đường cong nằm tối thiểu là bán kính để xe chạy có độ an tồn ít
nhất trong điều kiện địa hình hạn chế. Ở nước ta, bán kính đường cong nằm tối
thiểu được quy định như sau (Bảng 2-1):


Bảng 2-1
<b>Bán kính đường cong nằm tối thiểu </b>


<b>Cấp đường I II III IV V VI </b>



Tốc độ thiết kế (km/h) 120 100 80 60 60 40 40 30 30 20
Bán kính đường cong


nằm (m)


</div>

<!--links-->

×