Thiết kế nâng cấp tuyến đường chợ lồ địch giáo đoạn từ km0 00 đến km1 00 huyện tân lạc tỉnh hoà bình

Chương 1
TÌNH HÌNH VÀ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA
KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG
Vị trí địa lý

1.1.

Khu vực xây dựng thuộc xã Địch Giáo, huyện Tân Lạc, tỉnh Hồ Bình,
cách trung tâm huyện Tân Lạc khoảng 15 km theo trục quốc lộ 6.
- Phía Bắc giáp xã Phú Cường - huyện Tân Lạc;
- Phía Nam giáp xã Quy Mỹ - huyện Tân Lạc;
- Phía Tây giáp xã Quyết Chiến - huyện Tân Lạc;
- Phía Đơng giáp xã Phong Phú - huyện Tân Lạc.
Điều kiện tự nhiên

1.2.

1.2.1. Địa hình
Khu vực xây dựng tuyến đường có địa hình đồi núi thấp ở đoạn đầu
tuyến và địa hình đồi núi cao và phức tạp ở đoạn cuối tuyến. Nằm dọc theo
hai bên tuyến đường là nhà dân và ruộng lúa.
1.2.2. Địa chất
Qua quá trình điều tra thăm dò địa chất (đào hố khoan thăm dò, quan sát
các vết nứt…) cho thấy địa chất dọc tuyến phân bố theo các lớp như sau:
- Lớp 1: Đất đồi lẫn sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng sâu từ 0,6 m –
1,0 m.
- Lớp 2: Đất đồi lẫn sỏi sạn, đá cuội trạng thái dẻo cứng, chiều dày từ
1,2m – 2m.
- Lớp 3: Là tầng đá gốc, kết cấu rắn chắc,có chiều dày khơng xác định.
Tuyến chủ yếu bám theo đường cũ có sẵn đã qua sử dụng nên khơng có
hiện tượng lún sụt hay có dấu hiệu của nền đất yếu mà là nền đất tương đối ổn

định. Trong khu vực khơng có hiện tượng hang động Carster diễn ra.

1.2.3. Đặc điểm khí hậu thuỷ văn
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

2


* Đặc điểm khí hậu: Khu vực nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa:
Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ nóng ẩm và mưa nhiều; mùa khô
từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, khí hậu lạnh giá khơ hạn. Các
đặc trưng này thể hiện qua các yếu tố cơ bản sau:
- Nhiệt độ trung bình năm: 27,70C;
- Tháng nóng nhất là tháng 7, lạnh nhất là tháng 12;
- Lượng mưa trung bình năm: 2150 mm;
- Độ ẩm khơng khí trung bình các tháng trong năm là: 81,50%;
- Độ ẩm lớn nhất vào các tháng mùa hè, có tháng độ ẩm khơng khí lên tới
87%;
- Các tháng mùa đông độ ẩm thấp, tháng thấp nhất là: 46,50%.
* Đặc điểm thuỷ văn cơng trình: Theo kết quả tài liệu điều tra khảo sát
thuỷ văn dọc tuyến và các tài liệu thu thập từ người dân sinh sống ở địa
phương nhận thấy: Tuyến nằm trong khu vực có lượng mưa hàng năm tương
đối lớn. Mùa lũ xuất hiện và kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11. Chế độ thuỷ văn
của khu vực là chế độ thuỷ văn các suối nhỏ miền núi nên thời gian tập trung
và tiêu lũ tương đối nhanh. Thuỷ văn ảnh hưởng đến tuyến đường là nước
mặt, trong khu vực tại thời điểm khảo sát khơng có nước ngầm.
1.3. Đặc điểm dân sinh – kinh tế
Đường Chợ Lồ - Địch Giáo là đường nối giữ trung tâm xã với Quốc Lộ 6
thơng với bên ngồi, hơn nữa tuyến đường cịn nối thông với năm xã vùng

cao của huyện Tân Lạc như: Quyết Chiến, Lũng Vân, Nam Sơn, Bắc Sơn,
Ngổ Luông. Xã Địch Giáo là một xã vùng sâu của huyện Tân Lạc, tồn xã có
9.425 ha đất tự nhiên, trong đó diện tích đất nơng nghiệp là 389,8 ha, đất Lâm
Nghiệp 522 ha, đất rừng tự nhiên 3.526 ha, đất rừng trồng 732 ha, còn lại là
đất nương rẫy và đất trống đồi trọc.
Dân số toàn xã là 3.014 nhân khẩu ( theo số liệu thống kê của Ban Dân
Số xã Địch Giáo năm 2006) chủ yếu là dân tộc Mường sinh sống, một phần ít
là dân tộc Thái và dân tộc Kinh. Nghề nghiệp chủ yếu của dân cư trong khu
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

3


vực là sản xuất nông lâm nghiệp. Đời sống kinh tế của nhân dân cịn khó
khăn. Trình độ dân trí của người dân trong xã cao hơn so với các khu vực lân
cận do có hệ thống trường học từ mầm non đến trung học cơ sở.
1.4. Hiện trạng mạng lƣới đƣờng giao thông trong khu vực
Hiện tại đường từ Quốc lộ 6 vào trung tâm xã là một đường mịn dân
sinh khơng có cấp hạng kỹ thuật. Tuyến thiết kế bám sát đường mịn dân sinh
hiện có, độ dốc dọc tự nhiên tương đối thấp, nhưng rất quang co phức tạp, bề
rộng nền đường nhỏ, hệ thống rãnh dọc và các cơng trình thốt nước khơng
đảm bảo, mùa khơ có nhiều bụi, mùa mưa đường lầy lội. Tồn tuyến khơng có
thiết kế siêu cao, độ mở rộng mặt đường, độ triệt huỷ ở các đoạn đường cong
có bán kính nhỏ…
Trong tồn xã khơng có đường nhựa hoặc bê tơng, các đường liên xóm
chỉ là đường nền đấ. Tuyến thiết kế được nối với đường lên 5 xã vùng cao của
huyện Tân Lạc như: Quyết Chiến, Lũng Vân, Nam Sơn, Bắc Sơn và Ngổ
Lng. Vì vậy việc xây dựng nâng cấp tuyến đường Chợ Lồ - Địch Giáo là
thực sự cần thiết và cấp bách nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển Kinh tế - Xã

hội của xã cũng như các vùng lân cận.
1.5. Điều kiện về vật liệu xây dựng
Do địa chất tuyến đường tương đối ổn định, dọc tuyến thiết kế là lớp đất
đồi sét dẻo mềm đến dẻo cứng dày từ 0,6 đến 1,2m nên có thể sử dụng loại
đất này kết hợp với đất các khu đồi trong khu vực để xây dựng nền đường.
Ngoài ra trong khu vực xây dựng tuyến cịn có:
+ Đá: lấy từ núi Zool cách tuyến khoảng 2 km;
+ Cấp phối xô bồ được khai thác tại chỗ;
+ Bãi đổ bùn rác, đất thừa gần khu vực cơng trình;
+ Các vật liệu khác như: Cát, xi măng, sắt,thép mua tại thành phố Hồ
Bình cách khu vực xây dựng tuyến 55 km.
Với những đặc điểm địa hình, địa chất khí hậu thuỷ văn, Kinh tế - Xã hội
và hệ thông đường giao thông cũng như điều kiện vật liệu xây dựng như trên,
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

4


việc thiết kế xây dựng tuyến đường Chợ Lồ - Lũng Vân là thực sự cần thiết và
khơng có khó khăn, vướng mắc gì đặc biệt.

Chƣơng 2
THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ - TRẮC DỌC
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

5

2.1. Thiết kế bình đồ
2.1.1. Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường
Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường thể hiện mức độ hoàn thiện về mặt
kỹ thuật trong xây dựng cũng như trong phục vụ công tác vận chuyển. Vì vậy
để tiến hành thiết kế cụ thể một tuyến đường thì trước tiên phải tiến hành xác
định được các thông số kỹ thuật của tuyến đường theo một cấp hạng nhất
định nhằm đảm bảo một cách tôt nhất các chỉ tiêu Kinh tế - kỹ thuật trong xây
dựng cũng như khai thác, sử dụng tuyến đường sau này.
Việc xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyên đưòng đúng hay sai sẽ quyết
định đến giá thành xây dựng và sử dụng. Nếu xác định cấp hạng kỹ thuật của
tuyến đường đúng sẽ dẫn đến tổng chi phí xây dựng và sử dụng nhỏ. ngược
lại, nếu xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường khơng đúng thì tổng chi
phí xây dựng và vận chuyển sẽ tăng lên. Đối với đường giao thông nông thôn
cũng như đường giao thông noi chung thì việc xác định cấp hạng kỹ thuật của
tuyến phải dựa trên các căn cứ sau:
- Tầm quan trọng về Kinh tế, chính trị, xã hội của tuyến đường;
- Nhu cầu sử dụng được thể hiện qua lưu lượng xe hoặc khối lượng vận
chuyển trong năm;
- Khả năng đầu tư vốn xây dựng;
- Điều kiện địa hình, địa chất nơi xây dựng tuyến đường.
Tuyến đường Chợ Lồ - Địch Giáo được thiết kế nân cấp với mục đích
mở rộng sản xuất nông – lâm nghiệp, phục vụ cho việc đi lại và vận chuyển
hàng hoá, phát triển kinh tế trong xã cũng như các xã bên cạnh. Hiện nay
lượng hàng hố vận chuyển khơng lớn, chủ yếu là xe đạp, xe máy, xê công
nông và xe tải nhỏ. Theo điều tra của phịng Giao thơng huyện Tân Lạc thì
trong những năm gần đây số lượng xe tư nhân phát triển khá nhanh, lượng
hàng hoá vận chuyển tăng mạnh do nhu cầu phát triển trồng rừng, các dự án
xây dựng kinh tế, hình thành và phát triển các trang trại nông – lâm nghiệp
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

6


cũng như việc thu hoạch và trao đổi sản phẩm nông – lâm nghiệp trong vùng
cũng như các vùng lân cận đến nơi tiêu thụ.
Theo số liệu điều tra của phịng giao thơng huyện Tân Lạc ( năm 2006 )
tại khu vực xây dựng tuyến đường lưu lượng xe chạy được thống kê theo
bảng sau:
STT

Loại xe

Lượt xe/ngày đêm

1

Xe đạp

123

2

Xe máy

55

3

Xe con và xe công nông

7

4

Xe tải ( dưới5T )

7

Theo TCVN 4054 – 98 việc tính tốn cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường
theo lưu lượng xe chạy phải quy đôi thành lưu lượng xe tiêu chuẩn là xe con
với hệ số quy đổi theo bảng sau:
STT

Loại xe

Hệ số quy đổi

1

Xe đạp

0,2

2

Xe máy

0,3

3

Xe con + công nông

1

4

Xe tải ( dưới 5T )

2

Theo hai bảng trên lưu lượng xe chạy qua tuyến quy đổi về xe tiêu chuẩn
là xe con được tính theo công thức sau:
Ntt =



N i .ai ( xe con/ngày đêm)

Trong đó: + Ni: Là lưu lượng xe loại i;
+ ai: Là hệ sô quy đổi của loại xe thứ i
Vậy: Ntt = 123.0,2 + 55.0,3 + 7.1 + 7.2 = 62.1 = 63 ( xe con/ngày đêm )

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

7

Theo điều tra của Phịng Giao thơng huyện Tân Lạc thì lượng xe phát
triển hàng năm trên tuyến là 5,2%, từ đó ta tính được lưu lượng xe chạy trên
tuyến cho năm thứ 20 tức năm 2028 là:
N = 63 + 63.5,2%.20 = 129 ( xe con quy đổi/ ngày đêm )
Trên cơ sở phân tích yêu cầu sử dụng của tuyến đường, lưu lượng xe
chạy trên đường, mức độ vận chuyển hàng hoá hàng năm và điều kiện của
khu vực tuyến đi qua cũng như căn cứ vào nguồn vốn đầu tư xây dựng cơng
trình, theo TCVN 4054 – 98 tôi chọn cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường là
cấp V đường giao thông miền núi.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường theo bảng sau:
Bảng 2.1: Bảng các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đƣờng cấp V giao
thông miền núi ( Theo TCVN 4054-98)
Các chỉ tiêu kỹ thuật

Đơn vị

Trị số

1

Tốc độ thiết kế

Km/h

20

2

Số làn xe

làn

1

3

Chiều rộng nền đường

m

6,5

4

Chiều rộng một làn xe

m

3,5

5

Chiều rộng tối thiểu của lề đường

m

2.1,5

6

Bán kính đường cong nằm tối thiểu

m

30

7

Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu

m

200

8

Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu

m

100

9

Độ dốc dọc lớn nhất

%

12

10

Độ dốc ngang mặt đường

%

3

11

Độ dốc ngang lề đường

%

4

12

Tầm nhìn xe một chiều

m

20

13

Tầm nhìn xe hai chiều

m

40

STT

2.1.2. Thiết kế bình đồ
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

8


Trước tiên để cho cơng tác thiết kế bình đồ được thuận lợi ta cần thu thập
và chuẩn bị đủ các trang thiết bị cũng như các tài liêu liên quan đến việc thiết
kế.
Việc thiết kế được tiến hành dựa trên cơ sở nguyên tắc sau:
- Giảm khối lượng giải phóng mặt bằng tới mức tối thiểu;
- Lợi dụng tối đa nền đường cũ;
- Đảm bảo các tiêu chuẩn thiết kế hình học của đường cấp V giao thơng
nơng thơn;
- Tổng khối lượng đào đắp là nhỏ nhất;
-

Phù hợp với các quy hoạch giao thông và các quy hoạch khác có liên
quan đã được phê duyệt.

Sau khi thu thập đầy đủ kết quả đo đạc và sử lý số liệu, ta sử dụng phần
mềm thiết kế đường NOVA – TDN để vẽ bình đồ với tỉ lệ 1: 1000. Sau khi có
được bình đồ tuyến đường, nhìn chung tuyến qua vùng có địa chất ổn định,
địa hình khơng mấy phức tạp, độ dốc tự nhiên không lớn lắm. Điều này rất
thuận lợi cho việc thiết kế, tổ chức thi công tuyến đường.

* Thiết kế đường cong bình đồ: Căn cứ vào địa hình, địa chất tại vị trí
đỉnh đường cong ta sơ bộ lựa chọn chiều dài phân cự P sao cho tim đường đi
qua vị trí hợp lý nhất, phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất tại đoạn đường
cong đo, từ đó ta tính tốn xác định sơ bộ bán kính R, sau đó làm trịn số theo
hướng tăng lên. Việc xác định bán kính R phải đảm bảo nguyên tắc càng lớn
càng tốt và nhất thiết R  40 m.
Sau khi có bán kính R ta tiến hành tính tốn các yếu tố của đường cong
theo các công thức sau:
+ K: Chiều dài đường cong (m): K =

 .R.
;
180



 1

 1 ;
+ P: Chiều dài phân cự: P = R
 cos 



2



Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

9


+ T: Chiều dài tiếp cự (m): T = R.tg


2

+ D: Chiều dài gia cự (m): D = 2T – K

T
P
TC

R

TD

O

Sau khi tính tốn ta có bảng các yếu tố đường cong bình đồ như sau:
Bảng 2.2: Các yếu tố đƣờng cong bình đồ
Đỉnh
D1
D2
D3
D4
D5
D6

D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16

Góc
ơm
(độ)
165
155
150
143
163
160
170
167
167
170
166
170
160
145
169
150

Góc chuyển
hướng (độ)
Phải Trái
15
25
30
37
17
20
10
13
13
10
14
10
20
35
11
30

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

Các yếu tố đường cong (m)
R
100
55
40
30

75
30
80
95
60
90
60
70
45
20
110
30

K

T

P

D

26,17
23,99
20,93
19,36
22,24
10,47
13,96
21,54
13,61

15,70
14,65
12,21
15,70
12,21
21,11
15,70

13,16
12,19
10,71
10,03
11,20
5,29
6,99
10,82
6,83
7,87
7,36
6,12
7,93
6,30
10,58
8,03

0,86
1,33
1,41
1,63
0,83

0,46
0,30
0,61
0,39
0,34
0,45
0,27
0,69
0,97
0,51
1,06

0,15
0,39
0,49
0,70
0,16
0,11
0,04
0,09
0,06
0,04
0,07
0,03
0,16
0,39
0,07
0,37

10

D17
D18
D19
D20
D21
D22

154
150
143
155
160
150

26
30

30
20
35
55
60
30

37
25
20
30

13,61
10,467
22,59
23,99
20,93
15,70

6,92
5,35
11,70
12,186
10,57
8,03

0,79
0,70
1,91
1,33
0,92
1,06

0,24
0,25
0,82
0,39
0,21
0,37

2.1.3. Xác định độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong

Khi xe chuyển động trên đường cong, các bánh xe sẽ chuyển động theo
nhiều quỹ đạo riêng. Bánh xe sau phía trong sẽ chuyển động với qũy đạo nhỏ
nhất, bánh xe trước phía ngi sẽ chuyển động với quỹ đạo lớn nhất. Sự
chuyển động theo những quỹ đạo riêng như vậy sẽ làm cho các bánh xe chiếm
một dải đất rộng hơn so với trên đường thẳng, nên trong một số trường hợp
bánh xe sẽ bịnh chệch ra khỏi phần xe chạy. Muốn khắc phục hiện tượng này
thì nhất thiết tại vị trí các đường cong người ta phải mở rộng mặt đường. Độ
mở rộng phụ thuộc vào bán kính của đường cong, kích thước của loại xe chạy
trên đường và tốc độ của nó trên đường cong.
L

e

A
B

K

TC
TD

O

Do tuyến thiết kế là đường một làn xe và xe chạy đơn độc nên để tính tốn độ
mở rộng của đường cong ta tính tốn như sau:
Xét tám giác vng OAB có:
OB2 = OA2 + AB2;
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

OA = R +
11

K
;
2


AB = L;

OB = R +

K
+e=
 R+
2

K

L  R  
2


2

2

K
+e
2

2

 e=

K 
K

L  R    R  ; (2.1)
2 
2

2

Với : + L: Chiều dài xe, đối với xe zill 130 thì L = 6,675 (m);
+ K: Chiều rộng xe, K = 2,5 (m).
Trong công thức (2.1) ta thấy độ mở rộng mặt đường phục thuộc chiều
dài L, chiều rộng K,bán kính đường vịng mà chưa kể đến vận tốc chuyển
động của xe. Vì vậy để chính xác ta đưa thêm vào hệ số điều chỉnh

0,36.V
R

Vậy độ mở rộng e được tính theo cơng thức sau:
2

e=

K 
K  0,36.V


L  R    R   
2 
2
R

2

(2.2)

Tính tốn độ mở rộng e theo cơng thức (2.2) tại các đỉnh đường cong ta
có bảng sau:
Bảng 2.3: Độ mở rộng tại các đỉnh đường cong cảu tuyến đường
Đỉnh

R (m)

e (m)

Đỉnh

R (m)

e (m)

D1

100

0,92

D12

70

1,15

D2

55

1,30

D13

45

1,49

D3

40

1,58

D14

20

2,45

D4

30

1,87

D15

110

0,87

D5

75

1,09

D16

30

1,90

D6

30

1,94

D17

30

1,91

D7

80

1,06

D18

20

2,48

D8

95

0,95

D19

35

1,69

D9

60

1,26

D20

55

1,30

D10

90

0,99

D21

60

1,24

D11

60

1,26

D22

30

1,90

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

12


2.1.4. Thiết kế đoạn nối mở rộng
Độ mở rộng e sau khi được tính tốn được bố trí phía bụng đường cong
trên suốt chiều dài đường cong. Nhưng việc bố trí như vậy sẽ tạo ra các
đường gẫy gây khó khăn cho chuyển động của xe. Chính vì vậy để chuyển
động của xe được đều đặn khi bố trí độ mở rộng thì người ta phải thiết kế
thêm đoạn nối mở rộng có chiều dài Le và được xác định như sau:
Cứ mở rộng e = 1m thì Le = 10.e = 10 m;
Tính tốn cho các đường cong ta có bảng sau:
Bảng 2.4: Bảng độ dài đoạn nối siêu cao
Đỉnh

e (m)

Le (m)

Đỉnh

e (m)

Le (m)

D1

0,92

9,17

D12

1,15

11,53

D2

1,30

13,03

D13

1,49

14,93

D3

1,58

15,78

D14

2,45

24,50

D4

1,87

18,72

D15

0,87

8,71

D5

1,09

10,90

D16

1,90

18,99

D6

1,94

19,41

D17

1,91

19,15

D7

1,06

10,61

D18

2,48

24,78

D8

0,95

9,49

D19

1,69

16,96

D9

1,26

12,62

D20

1,30

13,03

D10

0,99

9,86

D21

1,24

12,45

D11

1,26

12,60

D22

1,90

18,99

2.1.5. Thiết kế viara ( siêu cao)
Khi xe chuyển động vào đường cong, ngoài tác dụng của trọng trường
bản thân G, nó cịn chịu tác dụng của lực ly tâm C =

m.V
. Để xe không sinh
R

ra hiện tượng trượt hoặc bị lật thì cần xây dựng mặt đường nghiêng một mái
về phía bụng đường cong.

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

13

Đối với các loại xe thông dụng, nếu điều kiện chống trượt đảm bảo thì
điều kiện chống lật cũng đảm bảo theo u cầu. Vì vậy ta chỉ cần tính toán độ
dốc viara theo điều kiện chống trượt, cụ thể là:
V2
isc =
  n,
127.R

(%)

Trong đó:
+  n : Hệ số bám ngang giữa mặt đường và lốp xe,  n  (0,6  0,7) d ;
+  d : Hệ số bám dọc giữa mặt đường và lốp xe, 

d

= 0,25;

+ R: Bán kính đường cong (m);
+ V: Vận tốc xe chạy (km/h).

C.Co

s

G.sin



Y

h

G.Cos

C.Sin

C

G

X

b



Các lực tác dụng lên xe khi chạy trên đường cong
Tính siêu cao cho một đỉnh đại diện: đỉnh D16
isc =

20 2
 0,15 = -4,5%
127.30

Kết quả tính tốn trên cho thấy, tại đường cong có bán kính nhỏ nhất ( R
= 40 m), độ dốc siêu cao tính tốn là 4,5% trị số tuyệt đối của nó lớn hơn độ
dốc ngang mặt đường (i = 3%) nên không cần xây dựng siêu cao. Tuy nhiên,

để tạo cảm giác và tâm lý an toàn cho người lái xe và hành khách thì trên

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

14


những đoạn đường cong có bán kính R  100 m ta xây dựng siêu cao với độ
dốc bằng độ dốc ngang mặt đường isc = 3%.
Tính tốn tương tự cho các đỉnh cịn lại và lựa chọn ta có bảng sau:
Bảng 2.5: Bảng giá trị độ dốc vira ở các đoạn đƣờng cong
BK
đường
isc tính isc chọn
Đỉnh
cong
tốn (%)
(%)
(m)
D1
100
-11,85
3
D2
55
-9,27
3
D3
40

-7,13
3
D4
30
-4,50
3
D5
75
-10,80
3
D6
30
-4,50
3
D7
80
-11,06
3
D8
95
-11,68
3
D9
60
-9,75
3
D10
90
-11,50
3

D11
60
-9,75
3
* Thiết kế đoạn nối siêu cao:

Đỉnh
D12
D13
D14
D15
D16
D17
D18
D19
D20
D21
D22

BK
đường
cong
(m)
70
45
20
110
30
30
20

35
55
60
30

isc tính isc chọn
tốn (%)
(%)
-10,50
-8,00
0,75
-12,13
-4,50
-4,50
0,75
-6,00
-9,27
-9,75
-4,50

3
3
3
0
3
3
3
3
3
3

3

Đoạn nối siêu cao được thiết kế với mục đích nhằm chuyển hố một cách
điều hồ từ trắc ngang thơng thường hai mái trên đường thẳng thành trắc
ngang một mái trên đường cong. Quá trình này được thực hiện theo trình tự
sau:
- Nâng độ dốc ngang của lề đường phía ngồi bằng với độ dốc ngang
phần xe chạy bằng cách quay lề đường phía ngồi quanh mép ngồi phần xe
chạy.
- Quay tồn bộ mái ngoài của mặt đường quanh tim đường để nâng phần
mặt đường phía lưng đường cong lên cùng độ dốc ngang với mái trong. Sau
đó tiếp tục quay cả phần xe chạy về lề phía ngi quanh mép trong phần xe
chạy cho đến khi đạt được độ dốc siêu cao isc. Chiều dài đoạn nối siêu cao
được xác định theo công thức:
LSC =

B.i sc
iOT

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

(m)
15


Trong đó:
+ B: bề rộng nền đường,trong đó tính cả phần mở rộng;
+ iOT: Độ dốc đoạn nối siêu cao, với đường giao thơng nơng thơn
iOT = 1%

Tính tốn cho các đường cong có xây dựng siêu cao ta có bảng sau:
Bảng 2.6: Bảng giá trị các đoạn nối siêu cao tại các đoạn đƣờng cong

D1

isc
(%)
3

D2

3

23,41

D10

3

22,46

D18

3

26,93

D3

3

24,23

D11

3

23,28

D19

3

24,59

D4

3

25,12

D12

3

22,96

D20

3

23,40

D5

3

22,77

D13

3

23,98

D21

3

23,23

D6

3

25,32

D14

3

26,85

D22

3

25,20

D7

3

22,68

D15

-

-

D8

3

22,35

D16

3

25,20

Đỉnh

LSC (m)

Đỉnh

22,25

D9

isc
(%)
3

LSC (m)

Đỉnh

23,29

D17

isc
(%)
3

LSC (m)

25,24

Vậy với những đỉnh có siêu cao ta xây dựng đoạn nối siêu cao có giá trị
theo bảng trên. Nhung để có tính đồng nhất ta nên chọn giá trị đoạn nối siêu
cao lớn nhất làm giá trị chung cho các đỉnh. Do đó ta xây dựng đoạn nối siêu
cao cho các đỉnh có siêu cao là Lsc = 27 (m) ( lấy tròn số).
2.1.6.Thiết kế đường cong chuyển tiếp
Đương cong chuyển tiếp được xây dựng nhằm khắc phục hiện tượng lực
li tâm xuất hiện đột ngột và có tác dụng như một xung lực khi xe chuyển động
từ đường thẳng ( R = ∞ ) vào đường cong tròn ( R = const ) nếu đường tròn
nối trực tiếp với đường thẳng. Chiều dài đoạn chuyển tiếp được xác định theo
công thức sau:
V3
LCT =
; (m)
47.I .R

(2.3)

Trong đó: + I: Độ tăng gia tốc li tâm khi vào đường cong, I = 0,5 m/s3;
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

16


+ R: Bán kính đường cong, m;
+ V: Vận tốc tính tốn, (km/h).
Tính lần lượt cho các đỉnh đường cong ta có bảng sau:
Bảng 2.7: Giá trị đƣờng cong chuyển tiếp

Đỉnh

R (m)

LCT (m)

Đỉnh

R (m)

LCT (m)

D1

100

3,40

D12

70

4,86

D2

55

6,19

D13

45

7,57

D3

40

8,51

D14

20

17,02

D4

30

11,35

D15

110

3,09

D5

75

4,54

D16

30

11,35

D6

30

11,35

D17

30

11,35

D7

80

4,26

D18

20

17,02

D8

95

3,58

D19

35

9,73

D9

60

5,67

D20

55

6,19

D10

90

3,78

D21

60

5,67

D11

60

5,67

D22

30

11,35

Theo TCVN 4054-98 thì trên đoạn đường cong vừa bố trí siêu cao, vừa
bố trí mở rộng và đường cong chuyển tiếp thì gía trị nào lớn nhất trong ba
trường hợp trên được dùng làm đoạn bố trí cả ba yếu tố trên. Như vậy đối với
tuyến đường thiết kế , chiều dài chung cho cả ba yếu tố trên được lấy băng
chiều dài đoạn nối siêu cao: Le = LCT = LSC = 27 (m).
2.1.7. Tính tốn độ triệt huỷ trên đường cong

Khi xe chuyển động trên đường cong bán kính nhỏ,nhiều trường hợp tầm
nhìn của lái xe bị hạn chế các vật cản ở phía bụng đường cong gây nên như
mái ta luy nền đường đào, cây cối, các cơng trình… Vì vậy, để đảm bảo tầm
nhìn cho ngưịi lái xe ta cần phải tính tốn loại bỏ những vật cản đó ( Tức là
tính tốn độ triệt huỷ). Có thể xác định độ triệt huỷ bằng nhiều cách, trong
trường hợp này ta xác định độ triệt huỷ bằng phương pháp tính tốn.
17
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT


Đối với đường một làn xe chạy, độ triệt huỷ được xác định theo công
thưc sau:
ZTH = ZTT – (

Bn
 b) ;
2

(m)

(2.4)

Trong đó: + ZTT: Độ triệt huỷ tính tốn, m;
+ Bn: Chiều rộng mặt đường, m;
+ b:Chiều rộng rãnh biên, m.
Độ triệt huỷ tính tốn ZTT được xác định trong điều kiện tầm nhìn hai
chiều Sr =40 m và tính cho hai trường hơp:
* Trường hợp tầm nhìn tính toán nhỏ hơn chiều dài đường cong (Sr < K):
Từ các yếu tố đường cong bình đồ (trong bảng 2.2) ta thấy khơng có

đường cong nào có chiều dài lớn hơn chiều dài tầm nhìn hai chiều. Vì vậy ta
khơng cần tính độ triệt huỷ tầm nhìn trong trường hợp này.
* Trường hợp chiều dài tầm nhìn lớn hơn chiều dài đường cong (Sr > K):

K

 

z1

z
z2

R

R



Nhìn trên sơ đồ ta thấy:
ZTT = Z1 + Z2;

2

Với: Z1 = R(1 - cos );
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

Z2 =
18

1

( ST  K ) sin ;
2
2


 1


 ZTT = R 1  cos   ( ST  K ) sin ; (m)
2 2
2


(2.5)

Trong đó: α là góc chuyển hướng, (độ)
Thay các giá trị vào cơng thức (2.4) và (2.5) ta có bảng sau:
Đỉnh

R (m)

K (m)

 ()

ZTT (m)

ZTH (m)

D1

100

26,17

15

1,76

-5,16

D2

55

23,99

25

3,03

-3,88

D3

40

20,93

30

3,83

-3,09

D4

30

19,36

37

4,82

-2,10

D5

75

22,24

17

2,13

-4,79

D6

30

10,47

20

3,02

-3,90

D7

80

13,96

10

1,44

-5,48

D8

95

21,54

13

1,65

-5,27

D9

60

13,61

13

1,88

-5,04

D10

90

15,70

10

1,40

-5,52

D11

60

14,65

14

1,99

-4,93

D12

70

12,21

10

1,48

-5,44

D13

45

15,70

20

2,79

-4,13

D14

20

12,21

35

5,10

-1,82

D15

110

21,11

11

1,41

-5,51

D16

30

15,70

30

4,16

-2,76

D17

30

13,61

26

3,74

-3,18

D18

20

10,67

30

4,50

-2,42

D19

35

22,59

37

4,57

-2,35

D20

55

23,99

25

3,03

-3,89

D21

60

20,93

20

2,57

-4,35

D22

30

15,70

30

4,16

-2,76

Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

0

19


Theo quy phạm thì những vật cản tầm nhìn lớn hơn 1,2 m thì người ta
tiến hành triệt huỷ. Vì vậy ta chỉ tiến hành triệt huỷ tại các vị trí đường cong
có độ triệt huỷ ZTH > 1,2m. Theo kết quả tính tốn ở bảng trên ta khơng cần
phải triệt huỷ vì ZTH < 1,2 m.
2.1.8. Tính tốn tầm nhìn
Khi xe chuyển động trên đường, lái xe ln phải nhìn thấy phía tướcmotj
đoạn đủ để kịp sử lý dừng xe hoặc lái tránh khi gặp vật cản, đoạn đường đó
gọi là tầm nhìn.
* Tuyến đường được thiết kế với một làn xe chạy đơn độc do đó tầm nhìn
một chiều được tính theo cơng thức:

lpu

1

ST1 =

lo

sn

1

V .t 0
k d .V 2


 l0
3,6 254(  i)

(2.6)

Trong đó:
+ V: Tốc độ xe chạy, V = 20 (km/h);
+ t0: Thời gian phản xạ của lái xe, t0 = 1 (s);
+ i: Độ dốc dọc của đường, i = 10,96%;
+  : Hệ số bám của bánh xe với mặt đường,  = 0,25;
+kd: Hệ số dự trữ kể đến tình trạng kỹ thuật cảu phanh,kd = 1,4.
Thay số liệu vào công thức (2.6) ta được:
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

20


ST1 =

20.1
1,4.20 2

 5 = 26,11 (m)
3,6 254(0,25  0,1096)

Ta thấy ST1 = 26,11m > ST1(qp)= 20m, vậy ta chọn tầm nhìn một chiều
trên đường là ST1 = 27 m (lấy trịn số).
* Tầm nhìn hai chiều cho trường hợp hai xe đi ngược chiều gặp nhau
phải dừng lại:

ST2 =
ST2 =

k d . 2 .
V .t

 l0
1,8 254( 2  i 2 )

20.1
1,4.20 2.0,25

 5 = 27,22 (m)
1,8 254(0,25 2  0,1096 2 )

lpu

1

lo

sn

1

sn

lpu

1

1

Kết quả tính tốn cho thấy ST2 = 27,22 m < Sqp2 = 40 m, vậy ta chọn tầm
nhìn hai chiều trên đường theo quy phạm thiết kế: ST2 = Sqp2 = 40 m.
2.1.9. Kiểm tra một số thơng số kỹ thuật của bình đồ
- Chiều dài thực tế của tuyến: Ltt = 1000
- Hệ số triển tuyến: K =

Ltt
1000
=
 1.3
L0
887,8368

Với L0: là chiều dài tuyến theo đường chim bay, L0 = 887,8368 m
- Bán kính đường cong bình đồ tối thiểu, Rmin = 30 m;
- Bán kính đường cong bình đồ trung bình:
Rtb = 65 (m);
- Tỷ số giữa bán kính trung bình và bán kính tối thiểu:
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

21


Z=

Rtb

55,45
=
 1.85 ;
Rmin
30

- Hệ số đặc trưng cho độ uốn lượn là:
24

 



i 1

Ki

Ltt

=

386,83
 0,39
1000

- Số cơng trình vượt dịng: 3 cống trịn
Kết quả tiết kế bình đồ cho thấy chất lượng bình đồ tương đối tốt, các
thơng số kỹ thuật của tuyến chưa phải sử dụng đến giá trị giới hạn và đều đảm
bảo yêu cầu của quy phạm thiết kế, phù hợp với điều kiện thực tế của khu vực
xây dựng tuyến.

2.2. Thiết kế trắc dọc
2.2.1. Các nguyên tắc và phương pháp thiết kế trắc dọc
Trong thiết kế xây dựng đường, việc thiết kế trắc dọc đóng vai trị rất
quan trọng. Nó quyết định nhiều đến giá thành xây dựng cũng như chất lượng
sử dụng đường, quyết định đến việc xe có chạy êm thuận hay khơng và khối
lượng đào đắp lớn hay nhỏ.
Để có thể thiết kế được trắc dọc tuyến đường một cách hợp lý, đạt được
yêu cầu đặt ra thì trong quá trình thiết kế cần phải đảm bảo các nguyên tắc
sau:
- Khi thiết kế đường đỏ cần phối hợp chặt chẽ với thiết kế bình đồ, mặt
cắt ngang để đảm bảo khối lượng đào đắp là nhỏ nhất, nền đường ổn định, giá
thành các cơng trình trên đường nhỏ nhất, mặt đường khơng gẫy khúc
nhiều…Rõ ràng và hài hoà về mặt thị rác, chất lượng khai thác của đường
như tốc độ xe chạy,năng lực thơng xe,an tồn xe chạy cao,chi phí nhiên liệu
giảm,thốt nước tốt. Khi điều kiện địa hình cho phép cố gắng dùng chỉ tiêu kỹ
thuật cao ( bán kính đường cong đứng, độ dốc dọc của đường…).
- Trong mọi trường hợp độ dốc dọc của đường, bán kính đường cong lồi,
lõm không được vi phạm tiêu chuẩn giới hạn quy định đối với cấp đường thiết
kế.
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

22


- Để nâng cao chất lượng vận chuyển của đường, cố gắng sử dụng độ dốc
dọc của đường không quá 3 – 4%, đặc biệt khi đi trên đường có lưu lượng xe
đáng kể. Đối với xe một chiều xuống dốc không áp dụng phương pháp trên
nhưng cần chú ý điều kiện địa hình để đảm bảo cho xe chạy an tồn.
- Trên những đoạn đường miền núi có độ cao trên 2000 m so với mặt

nước biển, độ dốc dọc tối đa của tuyến không quá 8%.
- Độ dốc cho phép lớn nhất ở những đoạn dốc có bán kính nhỏ phải triết
giảm so với độ dốc dọc lớn nhất quy định đối với cấp đường. Đối với đoạn
đường núi khó khăn cho phép tăng độ dốc lớn nhất từ 1 -2% nhưng chiều dài
đoạn dốc đó khơng được vượt quá quy định cho phép.
- Phải bố trí đường cong đứng ở những chỗ đưòng đỏ đổi dốc mà hiệu
đại số giữa hai dốc là i = 0,5% đối với đường thiết kế có Vtk =  100 km/h; i
 1% đối với đường thiết kế có Vtk = 60 – 80 km/h và i = 2% đối với các cấp

đường cịn lại.
- Đảm bảo thốt nước rãnh dọc: Đáy của rãnh dọc thường được thiết kế
song song với mép nền đường. Độ dốc của rãnh do đó bằng độ dốc của
đường. Vì vậy để nước trong rãnh chảy dễ dàng, lịng rãnh khơng bị bồi lắng,
khơng bị cỏ mọc cản trở dịng chảy thì ở những đoạn đường đào, nửa đào nửa
đắp và đắp thấp độ dốc dọc đường đỏ tối thiều phải là 0,5%; chỉ trong những
trường hợp đặc biệt cho phép giảm tới 0,3%. Nếu trong điều kiện địa hình
bằng phẳng hoặc trên đường phân huỷ thì cho phép thiết kế rãnh dọc có chiều
sâu thay đổi, nhưng chiều sâu của rãnh không qua lớn ( khoảng 0,6m). Nếu
điều kiện địa hình khơng thể thốt nước từ rãnh dọc thì mặt cắt dọc đường
nên thiết kế theo dạng nền đắp có chiều cao lớn hơn chiều cao nền đường
không yêu cầu làm rãnh dọc ( khoảng 0,6 m). Để thoát nước từ rãnh thoát
nước dọc từ nền đường đào, nửa đào nửa đắp thì cứ ít nhất cách 500 m phải
bố trí một cống thốt nước ngang qua nền đường ( cống định hình khơng cần
tính toán thuỷ lực ).
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

23

- Nền đường đắp có chế độ thuỷ nhiệt thuận lợi hơn so với nền đường
đào vì vậy chỉ nên sử dụng nền đường đào, nửa đào nửa đắp ở những nơi bắt
buộc nhằm đảm bảo độ dốc dọc cho phép và để giảm bớt khối lượng thi công,
hoặc những nơi có độ dốc sườn núi lớn, nếu sử dụng nền đường đắp dễ bị
trượt và phải bố trí các cơng trình phịng hộ đắt tiền ( tường chắn ). Trong
trường hợp này nên cố gắng thay đổi phương án đường đỏ để xây dựng nền
đường đào, đặc biệt là dạng chữ L.
- Đảm bảo cao độ tại các vị trí đã được khống chế như: Điểm đầu, điểm
cuối tuyến nối với đường hiện có, giao với đường sắt, giao với đường ô tô,
cao độ mặt cầu, cao độ nền đường tối thiểu trên cống, cao độ nền đường tai
các đoạn đường dẫn vào cầu, cao độ quy hoạch của đô thị và khu vực dân cư,
cao độ nền đường ven sông, các đoạn qua cánh đồng ngập nước…
- Ở những vùng có mực nước ngầm cao hay có nước đọng ở hai bên
đường thì chiều cao tối thiểu của nền đường đắp tính từ mặt nước ngầm (
hoặc mực nước đọng thương xuyên ) tới đáy áo đườngphải được tính tốn
theo quy định.
Có hai phương pháp vạch đường đỏ trên mặt cắt dọc: Phương pháp
đường bao và phương pháp đường cắt. Tuỳ theo điều kiện địa hình tuyến thiết
kế chọn phương pháp vạch đường đỏ nào cho phù hợp.
- Vùng địng bằng:Có độ dốc địa hình nhỏ, mặt cắt dọc mặt đất tự nhiên
thường nhỏ hơn độ dốc giới hạn lớn nhất cho phép đối với cấp đường, vì vậy
thường thiết kế theo phương pháp đường bao, tức là đường đỏ gần như đi
song song với đường đen. Theo phương pháp đường bao sẽ có khối lượng
cơng tác nền đất ít, nền đường ổn định, chế độ thuỷ nhiệt thuận lợi, ít thay đổi
cảnh quan thiên nhiên nơi đặt tuyến, đồng thời thuận lợi cho việc cơ giới hoá
thi công.
- Vùng đồi và vùng núi: Những vùng này thường có độ dốc địa hình lớn
nhất cho phép đối với nền đường. Vì vậy thường thiết kế đường đỏ theo
phương pháp đường cắt, tức là đường đỏ cắt đường đen tạo thành các đoạn
Bùi Văn Minh

Lớp: 49 -CNPTNT

24


đào đắp xen kẽ. Trong trường hợp này cân bằng giữa đào và đắp để tận dụng
vận chuyển dọc, lấy từ nền đào chuyển sang nền đắp nhằm giảm khối lượng
thi công.
2.2.2. Thuyết minh trắc dọc
2.2.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của trắc dọc
- Độ dốc dọc tối đa của tuyến đường:
- Chiều dài đoạn dốc tối đa là:
- Tổng khối lượng đào:
- Tổng khối lượng đắp:
2.2.4. Kiểm tra các thông số của trắc dọc
Độ dốc dọc là chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng nhất của tuyến đường, nó ảnh
hưởng lớn đến chi phí xây dựng và chất lượng sử dụng sau này, trên một
tuyến đường có cùng điều kiện như nhau, nếu ta bố trí độ dốc dọc lớn thì khối
lượng đào đắp ít, chi phí xây dựng trên tuyến nhỏ. Mặt khác, do độ dốc dọc
lớn nên vận tốc xe chạy thấp dẫn đến giá thành vận chuyển cao, tăng chi phí
cho sử dụng, nhất là đối với các tuyến đường trục chính,có khối lượng vận
chuyển lớn. Ngược lại, độ dốc dọc nhỏ sẽ dẫn đến giá thành xây dựng lớn,
nhưng tốc độ xe chạy lớn cho làm giá thành vận chuyển hạ. Sau khi thiết kế
trắc dọc tuyến đường ( thiết kế tuyến đường ) ta phải tính tốn kiểm tra các
thơng số của trắc dọc mà chủ yếu là kiểm tra độ dốc dọc của tuyến.
* Kiểm tra độ dốc dọc tối đa theo điều kiện lực kéo của ô tô lên dốc:
Như ta đẵ biết, để ơ tơ chuyển động được thì lực kéo của ô tô (Fk) phải
lớn hơn tổng các lực cản. Khi lên dốc thì lực cản độ dốc có giá trị lớn và có
ảnh hưởng quyết định đến chuyển động của ô tô, vì vậy ta phải kiểm tra xem
độ dốc thiết kế có đảm bảo khả năng vượt dốc của ô tô không.

Để kiểm tra độ dốc dọc tối đa của tuyến đường ta áp dụng công thức:
ik 

Fk
 f 0 ; (%)
P Q

Trong đó:
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

25

( 2.6)


+ ik: Độ dốc dọc tối đa ô tô vượt qua được theo điều kiện lực kéo (%);
+ P + Q: Trọng lượng và tải tròng của xe (KN);
+ f0: Hệ số cản lăn đối với mặt đường láng nhựa, f0 = 0,02 – 0,025;
+ Fk: Lực keo tiếp tuyến của ôtô (KN)
Fk =

M q .i0 .ik
rk

 , (KN);

(2.7)

Ta tiến hành kiểm tra cho xe zill 130 với các thông số cơ bản sau:

- Bán kính làm việc của lốp xe là 53 cm;
- Mômen quay lớn nhất của trục động cơ, Mqmax = 41 KN.m;
- Trọng lượng và tải trọng của xe là: 9525 KN;
- Tỷ số truyền của trục chủ động ( vi sai ): i0 = 6,32
- Tỷ số truyền ở hộp số của xe, ik = 4,1;
- Xe có một cầu chủ động ta có Pb = 6950 KN;
- Hiệu suất truyền lực  = 0,85.
Thay các gía trị vào ( 2.7) ta được:
Fk =

41.6,32.4,1
.0,85  1740 KN;
0,265

Thay các số liệu vào công thức (2.6) ta có:
ik 

1740
 0,025  15,45%
9525

Với đoạn tuyến tơi thiết kế có độ dốc dọc lớn nhất là 12% nhỏ hơn so với
độ dốc dọc cho phép tính tốn nền xe có thể vượt qua được heo điều kiện lực
kéo tiếp tuyến.
* Kiểm tra độ dốc dọc tối đa theo điều kiện lực bám của ô tô khi lên
dốc:
Để kiểm tra độ dốc dọc tối đa theo điều kiện lực bám của bánh xe với
mặt đường, ta áp dụng công thức:
ib 

Fb
 f 0 , (%);
P Q

Trong đó:
Bùi Văn Minh
Lớp: 49 -CNPTNT

26

(2.8)