Thiết kế kỹ thuật tuyến đường ô tô từ xã xuân bình đến xã bình dương huyện như xuân tỉnh thanh hóa

PHẦN I
LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƢ
XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG

CHƢƠNG I
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG
VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN
I.

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG:


CHƢƠNG 1
TÌNH HÌNH CHUNG TUYẾN THIẾT KẾ
1.1. Những vấn đề chung
Tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơng,huyện Nhƣ Xn
thuộc địa bàn tỉnh Thanh Hóa. Đây là tuyến đƣờng làm mới có ý nghĩa rất quan trọng
trong việc phát triển kinh tế địa phƣơng nói riêng và cả nƣớc nói chung. Tuyến đƣờng
nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh nhằm từng bƣớc phát triển kinh
tế văn hóa tồn tỉnh. Tuyến đƣợc xây dựng ngồi cơng việc chính yếu là vận chuyển
hàng hóa phục vụ đi lại của ngƣời dân mà cịn nâng cao trình độ dân trí của ngƣời dân
khu vực lân cận tuyến. Vì vậy, nó thực sự cần thiết và phù hợp với chính sách phát
triển.
Tình hình dân cƣ có chiều hƣớng phát triển với nhiều vùng kinh tế mới đƣợc
thành lập, dân số ngày càng đơng. Ngồi việc chú trọng đến tốc độ phát triển kinh tế
và nâng cao đời sống nhân dân thì vấn đề quốc phòng cũng là một vấn đề cần đƣợc
quan tâm.
Tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơng đƣợc hình thành sẽ
rất có ý nghĩa về mặt kinh tế xã hội và văn hoá: kinh tế của vùng có điều kiện phát
triển, đời sống vật chất, văn hố của dân cƣ dọc tuyến đƣợc nâng lên. Ngồi ra, tuyến
đƣờng cịn góp phần vào mạng lƣới đƣờng bộ chung của tỉnh và quốc gia.

1.2. Tình hình khu vực xây dựng:
1.2.1. Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tƣ:.
Tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơngvới tổng chiều dài
khoảng 8.2 Km là phần dự án chạy qua tỉnh Quảng Bình đƣợc triển khai dựa trên các
văn bản sau :
-Thông báo số 99/TB ngày 21/12/1996 của văn phịng chính phủ về chủ trƣơng
xây dựng đƣờng cao tốc Nội Bài - Hạ Long và xa lộ Bắc Nam.
-Quyết định 195/TTG ngày 01/4/1997 của thủ tƣớng chính phủ về thành lập
ban chỉ đạo cơng trình xa lộ Bắc Nam.


-Thơng báo số 16/TB ngày 26/12/1997 của văn phịng chính phủ về các dự án
giao thông trọng điểm.
-Nội dung báo cáo nghiên cứu khả thi xa lộ Bắc Nam do Tổng Công ty tƣ vấn
TKGTVT lập tháng 4/1998.
Và các văn bản, quyết định khác có liên quan của chính phủ và Bộ GTVT
1.2.2. Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện :
a. Quá trình nghiên cứu:
Khảo sát thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu : bình đồ tuyến đi qua đã đƣợc cho
và lƣu lƣợng xe thiết kế cho trƣớc.
b. Tổ chức thực hiện .
Thực hiện theo sự hƣớng dẫn của Giáo viên và trình tự lập dự án đã qui định.
1.2.3. Tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị, văn hóa:
Đoạn tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơng thuộc địa
phận tỉnh Thanh Hoá. Dân cƣ chủ yếu là ngƣời Kinh, sống thành từng xóm khá đơng
đúc, tập trung trên suốt chiều dài tuyến. Ngồi ra cịn có một số dân tộc thiểu số sống
rải rác dọc theo tuyến. Cuộc sống về vật chất và tinh thần của đồng bào ở đây vẫn còn
nghèo nàn, lạc hậu, sống chủ yếu là nghề nơng và chăn ni. Nói về tiềm năng kinh tế
thì Thanh Hố là một trong những tỉnh có nhiều tài nguyên thiên nhiên, có nhiều danh
lam thắng cảnh. Nhƣng hạn chế của khu vực là địa hình chia cắt nhiều khí hậu khắc

nghiệt, cơ sở hạ tầng khơng đồng bộ, thiếu thốn nhiều và yếu kém. Dân số tăng nhanh
với số dân tƣơng đối lớn đã ảnh hƣởng chung tới nền kinh tế của khu vực Chính vì
vậy việc xây dựng tuyến đƣờng tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình
Lƣơng trong khu vực này nó góp một phần khơng nhỏ vào việc thúc đẩy sự phát triển
kinh tế và đáp ứng một phần nào đó nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hố của nhân dân
trong vùng.
1.2.4. Mạng lƣới giao thông vận tải trong vùng:
Mạng lƣới giao thơng trong tỉnh Thanh Hố khá đa dạng gồm có đƣờng sắt,
đƣờng bộ, đƣờng sơng. Riêng Giao thông đƣờng bộ, và đƣờng sắt là đƣờng giao lƣu
kinh tế văn hoá giữa hai trung tâm lớn Hà Nội và TP Hồ Chí Minh nên rất quan trọng.
1.2.5. Đánh giá và dự báo về nhu cầu vận tải:
a. Đánh giá:


Nhƣ đã nói ở trên, GTVT trong khu vực đa dạng xong vẫn còn hạn chế, vẫn
chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu phát triển ngày càng cao của khu vực
b.Dự báo nhu cầu vận tải của tuyến dự án:
Đảng nhà nƣớc ta đã có kế hoạch đầu tƣ cho một số ngành công ngiệp nhẹ nhƣ
may mặc chế biến lƣơng thực, thực phẩm . .v.v.Để đáp ứng đƣợc yêu cầu trên thì cơ
sở hạ tầng mà đặc biệt là cơ sở hạ tầng về giao thông vận tải phải đi trƣớc một bƣớc
nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển hàng hoá giữa các vùng.
Việc xây dựng tuyến đƣờng tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình
Lƣơngtrong khu vực cũng đáp ứng phần nào cho việc triển khai các kế hoạch phát
triển kinh tế ttrong tƣơng lai
1.2.6. Đặc điểm địa hình địa mạo:
Đoạn tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơng là một phần
trong dự án xây dựng Xa lộ Bắc Nam, nối các miền của tổ quốc với nhau. Khu vực
tuyến đi qua chủ yếu là đồi núi trung bình và thấp, triền núi tƣơng đối thoải, có sơng
suối . Tuyến đi men theo sƣờn núi nên cắt qua nhiều khe tụ thuỷ phải xây dựng cống
thoát nƣớc cho các khe tụ thuỷ này và đi qua một số khu vực dân cƣ. Nói chung, yếu

tố địa hình đảm bảo cho đƣờng có chất lƣợng khai thác cao.
Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến đi qua rừng,
vƣờn cây, suối, ao hồ.
1.2.7. Đặc điểm về địa chất:
Địa chất chủ yếu là sét pha, phía trên cùng là lớp đất hữu cơ dày dày khoảng từ
0.20.5 m, sau đó là lớp sét pha dày từ 36m, phía dƣới tiếp là lớp đá phong hoá dày
từ 24 m, cuối cùng là lớp đá gốc có chiều dày chƣa xác định. Cấu tạo của địa chất
khu vực tuyến đi qua tƣơng đối ổn định, khơng có vị trí nào đi qua khu vực có hang
động castơ và khu vực nền đất yếu, khơng có hiện tƣợng trồi sụt do cấu tạo và thế
nằm của lớp đá gốc phía dƣới. Vì vậy, khơng phải xử lí đặc biệt.
1.2.8. Đặc điểm về địa chất thủy văn:
Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sơng, thuận tiện cho việc cung cấp nƣớc cho
thi cơng cơng trình và sinh hoạt.
Phƣơng án tuyến chủ yếu đi ven sƣờn núi, cắt qua nhiều khe tụ thuỷ nên cấu
tạo nền đất có đầy đủ các loại nền đƣờng đặc trƣng.


1.2.9. Vật liệu xây dựng:
Do tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơng nằm trong khu
vực đồi núi, nên vật liệu xây dựng tuyến tƣơng đối sẵn, Qua khảo sát và thăm dị
thực tế tơi thấy:
Đất ở đây chủ yếu là đất á sét đạt các tiêu chuẩn về đất đắp,nên có thể tận dụng
để đắp nền từ chỗ đào.
Phía trên tuyến là những dãy núi đá cao vì thế có một nhà máy khai thác sản
xuất đá ở ngay đầu vị trí cơng trình xây dựng (cách khoảng 10 Km về phía Tây).
Cơng tác xây dựng đƣờng ở Thanh Hoá đang đƣợc chú trọng nên nhà máy sản
xuất này đã xây dựng trạm trộn BTN và chúng ta có thể đặt mua với trữ lƣợng lớn.
Nhƣ vậy VLXD rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đƣờng.
1.2.10. Đặc điểm khí hậu thủy văn:
Khu vực tuyến đƣờng thiết kế đi từ Xã Xuân Bình đi xã Bình Lƣơng chủ yếu đi

ven sƣờn núi, nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở đây phân
biệt thành 2 mùa rõ rệt:Mùa mƣa từ tháng 6 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến
tháng 4.
Nhiệt độ trung bình năm là 270C,độ ẩm trung bình năm khoảng 84%,gió mang
đặc điểm chung của khí hậu trung du.
Do có 2 mùa mƣa nắng cho nên khí hậu ở đây có những đặc điễm nhƣ sau: Vào
mùa mƣa số ngày mƣa thƣờng xuyên, lƣợng mƣa ngày trung bình tăng nhiệt độ giảm
và độ ẩm tăng. Do đó khi thi cơng cần lƣu ý đến thời gian của mùa khơ vì nó ảnh
hƣởng lớn đến tiến độ thi công.
1.3. Mục tiêu của tuyến trong khu vực:
Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển các vùng
nông thôn, miền núi, rút ngắn khoảng cách giữa nơng thơn và thành thị. Vì vậy việc
xây dựng tuyến đƣờng nối liền hai điểm là hết sức cần thiết. Sau khi cơng trình hồn
thành, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhân dân và đất nƣớc. Cụ thể nhƣ :
-

Nâng cao đời sống vật chất, đời sống văn hóa, tinh thần cho ngƣời dân khu vực
lân cận tuyến. Tuyên truyền đƣờng lối chủ trƣơng của Đảng và Nhà nƣớc đến
nhân dân.

-

Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩy kinh tế phát triển.


-

Làm cơ sở cho việc bố trí dân cƣ, giữ đất, giữ rừng.

-

Tạo điều kiện khai thác du lịch, phát triển kinh tế dịch vụ, kinh tế trang trại.

-

Phục vụ cho cơng tác tuần tra, an ninh quốc phịng đƣợc kịp thời, liên tục.

1.4. Kết luận:
Với tất cả những ƣu điểm của tuyến dự án nhƣ đã nêu ở trên, ta thấy việc xây
dựng tuyến thật sự cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của nhân dân
trong vùng, và góp phần vào sự phát triển kinh tế – văn hóa của khu vực.
Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của ngƣời dân và thuận tiện cho
việc quản lý đất đai và phát triển lâm nghiệp.
Tạo điều kiện khai thác, phát triển du lịch và các loại hình vận tải khác …
Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đƣờng dự án là
hết sức cần thiết và đúng đắn.
1.5. Kiến nghị:
Tuyến đƣờng hồn thành góp phần vào mạng lƣới đƣờng bộ chung của tỉnh và
nâng cao đời sống vật chất tinh thần dân cƣ khu vực lân cận tuyến, thúc đẩy nền kinh
tế của vùng ngày càng phát triển.
Về mặt quốc phịng, tuyến đƣờng thơng suốt tạo điều kiện triển khai lực lƣợng,
xử lí kịp thời các tình huống bất trắc có thể xảy ra. Tạo điều kiện đảm bảo an ninh
quốc phịng và trật tự an tồn xã hội.


CHƢƠNG 2
XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN THIẾT KẾ

2.1. Xác định cấp hạng kỹ thuật:
2.1.1. Tính lƣu lƣợng xe thiết kế:

Bản đồ tỷ lệ 1:10000.
Độ chênh cao giữa hai đƣờng đồng mức : h = 5m.
Lƣu lƣợng xe chạy vào thời điểm năm thứ 15 : N15 = 1000 (xe/ngày đêm).
Mức tăng xe hàng năm p = 10%
Dựa vào bình đồ tuyến và độ dốc ngang phổ biến của sƣờn dốc (Isd<30%), ta
xác định địa hình thuộc dạng đồng bằng
Lƣu lƣợng của từng loại xe (Xem Bảng I-2.1: Lưu lượng xe quy đổi về năm
tương lai-Phụ lục)
Vậy tổng số xe quy đổi ở năm thứ 15 là N15qđ = 1789 (xcqđ/ngđ)
2.1.2. Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đƣờng ôtô:
 Xác định cấp thiết kế
-

Với lƣu lƣợng xe thiết kế năm tƣơng lai 500<1789 <3000. Do vậy đƣờng chỉ

có thể thuộc cấp IV. Vì thế theo điều 3.3.1 của TCVN4054-05 thì năm tƣơng lai ứng
với các cấp đƣờng nói trên là năm thứ 15.
-

Tổng hợp các yệu tố điều kiện địa hình, chức năng, lƣu lƣợng xe, ta kiến nghị

đƣờng có cấp thiết kế là cấp IV, đồng bằng và đồi
 Xác định tốc độ thiết kế.
-

Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính tốn các chỉ tiêu kỹ thuật của đƣờng

trong trƣờng hợp khó khăn.
-

Căn cứ vào cấp đƣờng (cấp IV), địa hình đồng bằng, theo bảng 4 của TCVN

4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là Vtk = 60 Km/h.


2.2. Tính tốn các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đƣờng:
2.2.1. Các yếu tố mặt cắt ngang:
-

Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đƣờng bên và các

làn xe phụ (làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên mặt cắt ngang đƣờng phải phù hợp
với yêu cầu tổ chức giao thông nhằm đảm bảo mọi phƣơng tiện giao thông cùng đi lại
đƣợc an toàn, thuận lợi và phát huy đƣợc hiệu quả khai thác đƣờng.
-

Tuỳ theo cấp thiết kế của đƣờng và tốc độ thiết kế, việc bố trí các bộ phận nói

trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thơng qui định ở Bảng 5 TCVN40542005:
+ Khơng bố trí đƣờng bên, xe đạp và xe thô sơ đi trên lề gia cố
+ Có dải phân cách bên bằng vạch kẻ
+ Khơng có dải phân cách giữa hai chiều xe chạy.
a.Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết:
-

Khả năng thông xe của đƣờng là số phƣơng tiện giao thơng lớn nhất có thể

chạy qua một mặt cắt của đƣờng trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục.
-

Khả năng thông xe của đƣờng phụ thuộc vào khả năng thông xe của một làn xe

và số làn xe. Khả năng thông xe của một làn lại phụ thuộc vào vận tốc và chế độ xe
chạy, nên muốn xác định khả năng thơng xe của tuyến đƣờng thì phải xác định khả
năng thông xe của một làn.
-

Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ đồ giả

thuyết các xe chạy phải xét đến vấn đề an toàn là xe chạy nối đuôi nhau cùng tốc độ
và xe này cách xe kia một khoảng không đổi đủ để khi xe trƣớc dừng lại hoặc đánh
rơi vật gì thì xe sau kịp dừng lại cách một khoảng cách an toàn.
-

Khoảng cách tối thiểu giữa hai ôtô khi chạy trên đƣờng bằng, khi hãm tất cả

các bánh xe:


Hình I-2.1:Xác định khổ động học của xe
Khổ động học của xe:

Lo = l0 +l1 +Sh +lk
Trong đó: l0 = 6m : Chiều dài xe lấy theo bảng 1 TCVN4054-2005(do xe này chiếm
ƣu thế trên đƣờng)
lk : Khoảng cách an toàn, lấy lk = 5m
l1 : Quãng đƣờng phản ứng của lái xe, l1 = v.t
V = 60 Km/h : Vận tốc thiết kế
t = 1s : Thời gian phản ứng
Sh : Cự ly hãm: Sh =

k  V2
254  ( -i)

k = 1.4 : Hệ số sử dụng phanh của xe tải
 = 0.3 : Hệ số bám dọc xét trong điều kiện bất lợi

g = 9.81: Gia tốc trọng trƣờng
i=2%: Độ dốc dọc ở đoạn đƣờng xe hãm phanh
 Lo =l0 + V +

k  V2
+ lk với V (Km/h)
254  ( -i)

Khả năng thông xe lý thuyết của một làn:
Với V (km/h)
N

1000  V
1000  60

 608.93 (xe/h/lan)
2
V
k V
60
1.4  602
l0 


 lk 6 

5
3.6 254  (  i)
3.6 254  (0.3  0.02)


Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ khoảng
0,3  0,5 trị số khả năng thông xe lý thuyết.Vậy khả năng thông xe thực tế:
Ntt = 0.5  N = 0.5  608.93 = 304.46 (xe/h)
Tuy nhiên trong thực tế khả năng thông xe sẽ sai khác so với khả năng thơng
xe tính tốn do các xe không chạy theo lý thuyết, vận tốc xe chạy sẽ khác nhau. Do đó
khả năng thơng xe thực tế sẽ sai khác rất nhiều so với lý thuyết. Theo TCVN 4054-05
(Mục 4.2.2): Khi khơng có nghiên cứu, tính tốn thì khi khơng có dải phân cách trái
chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ thì năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe sẽ
là :Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn).
Lƣu lƣợng xe thiết kế giờ cao điểm:
Ncdg = (0.1  0.12)  Ntbn = 0.1  1789= 178.9(xe/h)
Theo TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt cắt ngang:

n lx =

N cdg
Z.N lth

Trong đó:
nlx : số làn xe yêu cầu, đƣợc lấy tròn đến số nguyên.
Ncđg = 178.9 : lƣu lƣợng xe thiết kế giờ cao điểm.
Nlth: năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe. Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn)
Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành

Vtt = 60 (Km/h)  Z = 0.55
 nlx 

Ncdg
178.9

 0.32 làn
Z  Nlth 0.55 1000

Theo Bảng 6 TCVN 4054-2005: số làn xe yêu cầu là 2 làn .
Vậy ta lấy nlx = 2 làn để thiết kế.
b.Kích thước mặt cắt ngang đường:
Kích thƣớc xe càng lớn thì bề rộng của 1 làn xe càng lớn, xe có kích thƣớc lớn
thì vận tốc nhỏ và ngƣợc lại. Vì vậy khi tính bề rộng của 1 làn xe ta phải tính cho
trƣờng hợp xe con và xe tải chiếm ƣu thế.


Hình I-2.2:xác định bề rộng 1 làn xe


Bề rộng một làn xe :

B1,2 = x + c +

a-c
a+c
+y=
+x+y
2
2

a : Bề rộng thùng xe
2y, 2x: Khoảng cách 2 mép thùng xe chạy ngƣợc chiều.
c : khoảng cách 2 tim bánh xe trên 1 trục xe.
Theo số liệu thiết kế ta có các kích thƣớc:
 Xe con :
x = 0.5 + 0.005  V = 0.5 + 0.005  60 = 0.8 m (V :Km/h)
y=0.35 + 0.005  V=0.35+ 0.005  60 = 0.65 m
a 1.8 m
c 1.42 m

}  B1 

1.8  1.42
 0.8  0.65  3.06 m
2

 Xe tải :
a  2.5 m
c 1.79 m

}  B1 

2.5  1.79
 0.8  0.65  3.6m
2

B1làn xe = max (B1 , B2) = 3.6m
Với đƣờng cấp IV, V= 60 Km/h và có 2 làn xe thì B1làn xe = 3.5m
Chú ý:Khi thiết kế các kích thƣớc mặt cắt ngang do khơng có u cầu cụ thể thì các

số liệu tính tốn trên chỉ mang ý nghĩa tham khảo. Các kích thƣớc đƣợc chọn phụ
thuộc vào quy trình bảng 6.
Nên ta chọn B1làn xe =3.5m để thiết kế .


c.Bề rộng mặt đường:
Với đƣờng có 2 làn xe nhƣ thiết kế thì Bmặt đƣờng = 2  B1làn xe =2  3.5= 7 m
d.Bề rộng lề đường:
Phần lề đƣờng 2  1m
Trong đó : Phần gia cố 2  0.5 m
Phần lề không gia cố 2  0.5 m
e.Độ dốc ngang của đường:
+ Độ dốc ngang nhỏ nhất chỉ có tác dụng đảm bảo thốt nƣớc cho mặt đƣờng, do
đó bố trí độ dốc ngang phụ thuộc vào loại vật liệu cấu tạo tầng mặt, cụ thể : Vật liệu
tốt, bề mặt nhẵn trơn, khả năng thoát nƣớc tốt => độ dốc ngang nhỏ và ngƣợc lại.
Theo bảng 9 TCVN 4054-2005 (ta có Bảng I-2.2:Độ dốc ngang của các loại mặt
đường-phụ lục)
+ Độ dốc ngang lớn nhất: inmax  ismax
đối với từng cấp hạng kỹ thuật của đƣờng
c
Vậy căn cứ vào loại mặt đƣờng ta chọn độ dốc ngang in = 2 %.
+ Độ dốc lề đƣờng :
Độ dốc lề gia cố ilề = 2%.
Độ dốc lề không gia cố ilkgc= 4%
f.Bề rộng nền đường:
Bnền =Bm + 2.Blề =7+2x1 = 9m
2.2.2. Xác định các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:
a.Xác định độ dốc siêu cao:
Khi xe chạy trên đƣờng cong có bán kính nhỏ, để giảm bớt tác dụng của thành
phần lực ngang – lực li tâm, ngƣời ta xây dựng cấu tạo mặt đƣờng từ 2 mái về mặt

đƣờng một mái và có độ dốc hƣớng về phía bụng đƣờng cong. Đó là độ dốc siêu cao.


Theo quy trình TCVN 4054-2005 với Vtt =60 Km/h:
i scmax = 7% :để xe không bị trƣợt ngang khi vào đƣờng cong
i scmin = 2% :đảm bảo thoát nƣớc ngang đƣờng
Ta có bảng Bảng I-2.3: Độ dốc siêu cao theo bán kính cong nằm và tốc độ thiết kếphụ lục
b.Bán kính đường cong nằm:
Theo bảng 11 TCVN 4054-2005:
Tối thiểu thơng thƣờng: 250m
Tối thiểu giới hạn : 125m
Tối thiểu không siêu cao : 1500m

R=

V2
127× (μ  i n )

Trong đó:
in: Độ dốc ngang của đƣờng . Lấy dấu (-) trong trƣờng hợp mặt đƣờng 2 mái
bình thƣờng cho trƣờng hợp bất lợi là ở phía lƣng đƣờng cong. Lấy dấu (+) trong
trƣờng hợp có bố trí siêu cao.
µ: Trị số lực đẩy ngang
Trị số lực đẩy ngang đƣợc lấy dựa vào các yếu tố sau :
 Điều kiện chống trƣợt ngang :   n
 n : Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đƣờng, n   0.6  0.7  
 : Hệ số bám lực bám tổng hợp. Xét trong điều kiện bất lợi của mặt đƣờng

(ẩm ƣớt có bùn đất ) thì  = 0.3 (theo bảng 2-2 TKĐ ÔTÔ tập 1)
=>  0 = 0.6  0.3 = 0.18

Vậy

  0.18

 Điều kiện ổn định chống lật:


μ(

b Δ
 )
2.h h

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đƣờng.
b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe.

Δ = 0.2 × b : Độ di chuyển trọng tâm ôtô khi xe chạy vào đƣờng cong.
Đối với những xe tải thƣờng b = 2h nên:

μ(

b Δ
0.2×b
 )=1= 1 - 0.2×2 = 0.6
2.h h
h

 Điều kiện êm thuận đối với lái xe và hành khách :
  0.1:

Hành khách không cảm thấy xe vào đƣờng cong.

0.1    0.15: Hành khách cảm thấy xe vào đƣờng cong
0.15    0.2 : Hành khách cảm thấy rất khó chịu khi vào đƣờng cong.
0.2    0.3: Hành khách bị dạt về 1 phía khi vào đƣờng cong.

 Điều kiện kinh tế:
-

Khi xe chạy vào đƣờng cong, dƣới tác dụng của lực đẩy ngang, bánh xe

quay trong mặt phẳng lệch với hƣớng xe chạy một góc . Góc lệch này càng lớn thì
tiêu hao nhiên liệu càng nhiều và lốp xe càng nhanh hỏng. Theo điều kiện có thể nên
chọn hệ số lực đẩy ngang nhỏ nhất   0.1
-

Trƣờng hợp địa hình khó khăn có thể chọn   0.15 : hệ số lực ngang lớn

nhất( cho các trƣờng hợp khơng thể bố trí đƣờng cong lớn đƣợc nên phải đặt đƣờng
cong Rmin và bố trí siêu cao)

 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:
Rmin

v2
602


 123.24 (m)
127(   i sc max ) 127(0.15  0.07)

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminsc = 125 m


Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn
 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 2%:
Rmin 

v2
602

 166.74 (m)
127(   i sc max ) 127(0.15  0.02)

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminsc = 300 m
Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn
 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi khơng có siêu cao:

R min

v2
=
127  μ+isc 

Khi đặt đƣờng cong bằng khơng gây chi phí lớn   0,08
Khi khơng bố trí siêu cao  trắc ngang 2 mái isc = -in
Vậy : Rmin

v2
602



 472.44 (m)
127(0.08  i n ) 127(0.08  0.02)

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminksc= 1500 m.
Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn.
Theo Bảng 11 TCVN 4054-2005:
Chỉ trong trƣờng hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đƣờng cong nằm tối
thiểu, khuyến khích dùng bán kính đƣờng cong nằm tối thiểu thơng thƣờng trở lên và
ln tận dụng địa hình để đảm bảo chất lƣờng xe chạy tốt nhất.
c.Đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển tiếp:
Để dẫn ôtô từ đƣờng thẳng vào đƣờng cong có độ cong khơng đổi một cách êm
thuận cần phải bố trí đƣờng cong chuyển tiếp ở hai đầu đƣờng cong sao cho phù hợp
với quỹ đạo xe chạy. Chiều dài đƣờng cong chuyển tiếp phải đủ để cho lực ly tâm
tăng lên dần dần từ đƣờng thẳng vào đƣờng cong, tránh sự tăng lực ly tâm quá nhanh
và đột ngột. Với Vtk = 60 Km/h nên phải bố trí đƣờng cong chuyển tiếp.
 Xác định chiều dài tối thiểu của đƣờng cong chuyển tiếp :
+ Điều kiện 1: Tốc độ tăng cƣờng độ lực li tâm phải tăng lên 1 cách từ từ.


Vtk3
với V(Km/h)
Lct =
23.5×R
- Đối với bán kính đƣờng cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 7%: R = 125m
603
=> Lct =
= 73.53m
23.5×125

- Đối với bán kính đƣờng cong bằng tối thiểu thông thƣờng: R = 250m
603
=> Lct =
= 36.76 m
23.5×250
- Đối với bán kính đƣờng cong bằng tối thiểu không cần siêu cao: R = 1500m
603
=> Lct =
= 6.1 m
23.5×1500
+ Điều kiện 2: Khi bố trí đƣờng cong chuyển tiếp thơng số clotoic phải thỏa A 
Khi đó : L ct 

R
3

R
9

- Đối với bán kính đƣờng cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 7%: R = 125m
=> Lct 

125
= 13.88 m
9

- Đối với bán kính đƣờng cong bằng tối thiểu thông thƣờng:R = 250m
=> Lct 

250

= 27.77 m
9

- Đối với bán kính đƣờng cong bằng tối thiểu không cần siêu cao: R = 1500m
=> Lct 

1500
= 16.66 m
9

Ta thiết kế với bán kính tối thiểu thơng thƣờng:
 Lct = max(Đk1, Đk2) = 36.76 m = 37 m
Theo TCVN 4054-05 (Bảng 14), đối với đƣờng cấp IV, Vtk =60 Km/h,R =250m,
isc = 3%, đƣờng 2 làn xe thì Lct =50m.
+ Điều kiện 3: Chiều dài đƣờng cong chuyển tiếp đủ để bố trí đoạn nối siêu cao:
- Đối với trƣờng hợp thiết kế bán kính tối thiểu thơng thƣờng 250m, isc=3%.

Lnsc =

 B+Δ ×isc
ip

Trong đó:
B: bề rộng của mặt đƣờng xe chạy; B = 9m
 : độ mở rộng mặt đƣờng trong đƣờng cong;  = 0 m

ip: độ dốc phụ thêm; ip = 0.5% (Vtk = 60 Km/h)
Với isc = 5% => Lnsc =

 9+0  ×3 =54m

0.5


-Đối với trƣờng hợp thiết kế bán kính tối thiểu giới hạn 125m, isc =7%
=> Lnsc =

 9+0  ×7 = 126m
0.5

Theo TCVN 4054-2005, đoạn nối siêu cao đƣợc bố trí trùng với đƣờng cong
chuyển tiếp. Theo TCVN 4054-05 (Bảng 14), đối với đƣờng cấp IV, Vtk= 60 Km/h,
R= 250m, isc = 3%, đƣờng 2 làn xe thì Lnsc =50 m
=> L = max(Lnsc, Lct) = 54 m
+ Điều kiện 4: Chiều dài đƣờng cong chuyển tiếp lớn nhất :
Lmax
ct = 2R.j0

0 


2

; Với  :góc chuyển hƣớng( rad)

Khi bố trí đƣờng cong chuyển tiếp cần phải kiểm tra Lct  Lmax
ct
Nếu điều kiện trên khơng thỏa thì cần tăng bán kính R và tính lại Lct.

d.Tính tốn độ mở rộng trong đường cong :
Khi xe chạy trong đƣờng cong, quỹ đạo xe chạy sẽ khác với khi xe chạy ngoài

đƣờng thẳng. Xe sẽ chiếm bề rộng mặt đƣờng lớn hơn, do đó với những đƣờng cong
bán kính nhỏ cần phải tính độ mở rộng mặt đƣờng trong đƣờng cong. Độ mở rộng
đƣợc bố trí ở phía lƣng và bụng đƣờng cong, khi gặp khó khăn có thể bố trí một bên,
phía lƣng hay bụng đƣờng cong. Đoạn nối mở rộng đƣợc bố trí trên đoạn nối siêu cao
hay đƣờng cong chuyển tiếp, khi khơng có 2 yếu tố này, đoạn nối mở rộng đƣợc cấu
tạo:
+ ½ nằm trên đoạn thẳng, ½ nằm trên đƣờng cong.
+ Mở rộng đều tuyến tính, mở rộng 1m trên chiều dài tối thiểu 10 m.

ew =

l2
0.05  V
+
2 R
R

Trong đó :
l: khoảng cách từ đầu xe đến trục sau bánh xe
Lấy theo xe tải l = 6.5+1.5 = 8 m
R = 125 m bán kính đƣờng cong bằng phải bố trí độ mở rộng.


ew 

82
0.05  60

 0.5
2 125

125

Chọn ew = 0.5 m
Đƣờng có hai làn xe   = 2  ew = 2  0.5 = 1 m

L1

e1
e2

L2
k2

B

R

Hình I-2.3:Sơ đồ xác định độ mở rộng đường cong 
 Kết luận : Theo quy trình TCVN 4054 – 2005 bảng 12 tr.20, độ mở rộng cho
đường có 2 làn xe sẽ là  = 1 m với R = 125m. Nếu chọn bán kính R > 125m thì 
=0m
e.Xác định đoạn chêm m giữa 2 đường cong
 Hai đường cong cùng chiều:
Để bố trí đƣờng cong chuyển tiếp thì chiều dài đoạn chêm khơng nhỏ hơn 2V
(m), V là tốc độ tính tốn (Km/h)
Khi hai đƣờng cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai
nửa đƣờng cong chuyển tiếp.
m  max (

L1 +L2

,2V)
2


m
Đ1

a1

TĐ2

TC1

a2

Đ2

TĐ1

TC2
R1

O1

R2

O2

Hình I-2.4:Xác định đoạn chêm m giữa hai đường cong cùng chiều
TH1: Khi 2 đƣờng cong khơng bố trí siêu cao hay cùng độ dốc siêu cao, chúng

ta có thể nối trực tiếp với nhau và gọi là đƣờng cong ghép.
TH2: Khi 2 đƣờng cong có bố trí siêu cao khác nhau có đoạn chêm ở giữa
khơng đủ để bố trí (đoạn nối siêu cao hay đƣờng cong chuyển tiếp ) thì có thể tăng
bán kính của 2 đƣờng cong để tạo thành đƣờng cong ghép có cùng độ dốc siêu cao,
khi đó bán kính của 2 đƣờng cong khơng chênh nhau quá 1.3 lần.
TH3: Khi 2 đƣờng cong có bố trí siêu cao khác nhau thì đoạn chêm phải đủ
chiều dài để bố trí 2 đƣờng cong chuyển tiếp.
TH4: Sau khi bố trí đoạn chêm thì cịn dƣ 1 đoạn ngắn ở giữa thì có thể bố trí
mặt cắt ngang dạng 1 mái để chuyển tiếp sang đƣờng cong bên kia.
 Hai đường cong ngược chiều:
Khi hai đƣờng cong có siêu cao thì u cầu tối thiểu là có một đoạn chêm,
chiều dài tối thiểu đoạn chêm lớn hơn tổng hai nữa đƣờng cong chuyển tiếp.
Giữa hai đƣờng cong tròn ngƣợc chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn 200 m.
= > Lchêmngƣợcchiều = max(2L ctmin ; >200)


O2

R2

TC2

m
Đ1

a1

TC1
TĐ2 a2

Đ2

TĐ1

R1

O1

Hình I-2.5:Xác định đoạn chêm m giữa hai đường cong ngược chiều
TH1: Hai đƣờng cong ngƣợc chiều có bán kính lớn khơng có bố trí siêu cao thì
có thể nối trực tiếp với nhau đƣợc.
TH2 : Hai đƣờng cong ngƣợc chiều có siêu cao thì phải có đoạn chêm m.
f.Tính tốn tầm nhìn xe chạy
Tầm nhìn 1 chiều (tầm nhìn hãm xe) : Đoạn đƣờng đủ để ngƣời lái xe nhìn
thấy chƣớng ngại vật sau đó thực hiện hãm phanh và dừng cách vị trí vật cản 1 đoạn
an toàn lk. Đây là yếu tố để xác định bán kính đƣờng cong đứng sau này.
Lpư

Lo

Sh

1

1
S1

Hình I-2.6:Sơ đồ tính tốn tầm nhìn xe chạy 1 chiều
V
k  V2

S1 

 lo
3.6 254  ( d  i)

Trong đó:


d = 0.5 với tình trạng mặt đƣờng thuận lợi.
K: hệ số sử dụng phanh.
Xe tải lấy k = 1.3 1.4 , xe con k =1.2
Xe tải có thành phần lớn nên lấy k = 1.4
l0 = 5 ÷ 10m: khoảng cách an toàn trƣớc chƣớng ngại vật cố định .
Lấy l0 = 5m trong thiết kế
i = 5% : độ dốc dọc lớn nhất ở đoạn đƣờng xe thực hiện hãm phanh.
Vtk = 60 Km/h

60
1.4  602

 5  65.76 (m)
Vậy S1 
3.6 254(0.5  0.05)
Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19):S = 75m. Vậy ta chọn S1 = 80m
 Tầm nhìn thấy xe ngược chiều:
Lpư

Sh

1

L0

1

Sh

Lpư

2

2

S2

Hình I-2.7:Sơ đồ tính tốn tầm nhìn xe chạy ngược chiều
Sơ đồ này thƣờng gặp trên đƣờng có 1 làn xe hay đƣờng khơng đủ rộng, 2 xe nhìn
thấy nhau và kịp thời dừng lại cách nhau 1 khoảng an toàn lk. Chú ý là trên đƣờng dốc
đối với xe này là xuống dốc thì đối với xe ngƣợc chiều lại là lên dốc..
V
k×V 2 ×
S2 =
+
+ l0
1.8 127×( 2 - i 2 )

Các chỉ số lay nhƣ trên ta có :
60
1.4  602  0.5
S2 


 5  118.5 m
1.8 127(0.52  0.052 )

Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19):S = 150m. Vậy ta chọn S2 = 150m
 Tầm nhìn vượt xe :


3

1

L1 S1-S2

2

1

2

1

L2

L2'

L3

S4

Hình I-2.8:Sơ đồ tính tốn tầm nhìn vượt xe

Là đoạn đƣờng có chiều dài đủ để ngƣời lái xe ở phía sau vƣợt qua xe tải cùng
chiều ở phía trƣớc bằng cách đi qua làn xe chạy ngƣợc chiều khi thực hiện vƣợt xe.
 V V   V

k *V 2
Svx   3 1  *  1  1 1  lat  2l4 
 V1  V2   3.6 254


Trong đó :
Svx : tầm nhìn vƣợt xe (m).
V1 , V2 , V3 : vận tốc xe chạy của các xe 1 , 2 , 3 (Km/h).
k1 = 1.2 ( hệ số hãm phanh của xe con).
lat = 5m (khoảng cách an toàn).
l4 = 6m (chiều dài xe con).
 = 0.5
V1 = V3 = 60 Km/h ( xét trƣờng hợp khó khăn xe chạy với tốc độ
vƣợt xe chạy với vận tốc V2).
V2 = 50 Km/h.
 V3  V1   V1 k1 V12
  60  60   60 1.2  602

Svx  

 lat  2l4   

 5  2 6




  60  50   3.6 254  0.5
 V1  V2   3.6 254

= 812.18 m.
Ta chọn Svx = 813 m.
Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 thì chiều dài tầm nhìn vƣợt xe tối thiểu là 350m.
Vậy ta chọn Svx = 815m để thiết kế chiều dài vƣợt xe.


 Mở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm:
Khi xe chạy vào đƣờng cong, những xe chạy ở phía bụng đƣờng cong tầm nhìn
sẽ bị hạn chế, do đó cần phải dỡ bỏ các chƣớng ngại vật trong đƣờng cong để ngƣời
lái xe có thể điều khiển xe chạy an tồn.
Z
Z0

R

1.5m

R1

1m
2m

1:1.5

Chặt bỏ

B
Z
Z0

1:1

R

1.5m

R1

0.7m

Đào bỏ

2m

B

Hình I-2.9:Sơ đồ vùng cây chặt để đảm bảo tầm nhìn
Giả thiết mắt ngƣời lái xe cách cao độ mặt đƣờng 1m, quỹ đạo xe chạy ở bụng
đƣờng cong cách mép mặt đƣờng 1,5m (khơng tính lề gia cố )


n

àm
:ta

S

ì
nh
8

10

11

12 1

2

13

3 14 415

5 16

6

9

7

8

9

10

7

6

11
12

5
4

Đường bao tia nhìn

3

13
14

2

Mép trong phần xe chạy

15
16

1

1.5

Quỹ đạo xe chạy

Hình I.2-10:Sơ đồ ầm nhìn xe chạy trong quỹ đạo đường cong
Xác định độ mở rộng tầm nhìn theo phƣơng pháp đồ giải
Zo : Khoảng cách từ mắt ngƣời lái đến chƣớng ngại vật.
Z : Khoảng cách cần phá bỏ chƣớng ngại vật.
Z < Zo: Tầm nhìn đƣợc đảm bảo
Z > Zo: Tầm nhìn khơng đảm bảo phải phá bỏ chƣớng ngại vật
Tính Z theo phƣơng pháp giải tích:
- Khi chiều dài tầm nhìn S1  chiều dài cung tròn K:
 

Z  R1 1  cos 1 
2


Trong đó : 1 

B
S 180
; R1 = R - ( - 1.5)
  R1
2

- Khi chiều dài tầm nhìn S1  chiều dài cung trịn K:

 S K

B


Z  R1 (1  cos )  1
sin ; R1  R    1.5 
2
2
2
2



 : góc chuyển hƣớng

2.2.3. Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc:
keo
bam
a.Xác định độ dốc dọc lớn nhất: idmax = min (idmax
,idmax
)

 Theo điều kiện sức kéo:
keo
- Theo điều kiện sức kéo: idmax
= Dmax – f

Trong đó:
f : Hệ số lực cản lăn trung bình.
f0 = 0.02 với mặt đƣờng bê tông nhựa .
Với V  60 Km/h thì :f = f0 = 0.02
Với V = 60 Km/h  60 Km/h thì :
f = f 0 (1+ 4.5  10-5  V2) = 0.02  (1+ 4.5  10-5  602) = 0.023
Dmax : nhân tố động lực học ứng với từng loại xe.

Ta thấy con chiếm tỷ lệ cao nhất trên đƣờng, lấy V = 60 Km/h cho loại xe này.
Tra bảng nhân tố động lực thì Dmax = 0.077 (chuyển số IV)
keo
Vậy idmax
= 0.077 - 0.02 = 0.057

So sánh với TCVN 4054-05 (Bảng 15tr.23) có độ dốc lớn nhất của đƣờng cấp
tk
IV, địa hình đơng bằng và đồi là imax = 6%. Vậy chọn imax
= 6%

Ngồi ra khi bố trí độ dốc dọc trong đƣờng cong ta cần chú ý đến độ chiết giảm
dốc dọc trong đƣờng cong nằm bán kính nhỏ ứng với từng độ dốc dọc, bán kính và
siêu cao cụ thể bảng18tr.24. Đối với tuyến đƣờng này ta không phải chiết giảm độ dốc
dọc vì R > 50m.
Từ một số biểu đồ nhân tố động lực ta có thể tính đƣợc độ dốc dọc lớn nhất
tƣơng ứng với từng chuyển số mà xe có thể đạt vận tốc lớn nhất của từng loại xe (xem
bảng I-2.3 nhân tố động lực học với từng loại xe-phụ lục)
 Theo điều kiện sức bám:

idbam
max = Dbam – f ,

Trong đó:
Dbam = md -

Pw
G

m : Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động.