Thiết kế nâng cấp tuyến đường phú cường phú vinh đoạn từ km 0 00 đến km 1 00 huyện tân lạc tỉnh hoà bình

Đặt vấn đề
Ngày nay khi mà công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước đang
được đẩy mạnh phát triển. Thì một điều tất yếu gắn liền với quá trình đó là sự hồn
thiện về mạng lưới giao thơng, để đáp ứng đủ nhu cầu tất yếu của xã hội .
Nhận thức rõ tầm quan trọng của mạng lưới giao thông trong công cuộc phát
triển kinh tế. Nước ta từ nhiều năm nay đã đầu tư rất nhiều chương trình, dự án xây
dựng và hồn thiện hệ thống giao thơng của nước nhà.
Hồ Bình là một tỉnh có tiềm năng về phát triển kinh tế trong tương lai, tuy
vậy hiện nay địa phương vẫn chưa phát triển được lợi thế của mình do phần lớn
người dân cịn làm nơng nghiệp mặt khác thì mạng lưới giao thơng của vùng cịn
rất hạn chế, việc đi lại giao lưu bn bán phát triển kinh tế cịn gặp nhiều khó
khăn. Vì vậy việc thiết kế các tuyến đường giao thông nông thôn đặc biệt là đường
giao thông nông thôn miền núi là một yêu cầu bức thiết, nhằm thúc đẩy sự phát
triển kinh tế của các xã, huyện miền núi. Và tuyến đường nối hai xã Phú Cường –
Phú Vinh của huyện Tân Lạc - Hồ Bình là một tuến đường được thiết kế với mục
đích như vậy .
Là một sinh viên của trường Đại Học Lâm Nghiệp được sự đồng ý của
trường và khoa Công Nghiệp Phát Triển Nông Thôn tôi thực hiện luận văn tốt
nghiệp:“Thiết kế

nâng cấp tuyến đường Phú Cường- Phú Vinh đoạn từ

Km0+00 – Km1+00”.
Nội dung luận văn của tơi gồm có 5 phần:
+ Phần I Tình hình và đằc điểm chung của khu vực xây dựng tuyến .
+ Phần II Thiết kế bình đồ- trắc dọc .
+ Phần III Thiết kế nền đường.
+ Phần IV Thiết kế áo đường .
+ Phần V thiết kế tổ chức thi cơng
+ Phần VI Sơ bộ dự tốn kinh phí xây dựng .

1


Luận văn được hoàn thành là một sự cố gắng rất lớn của bản thân và sự giúp
đỡ của các thầy trong khoa đặc biệt là thầy Lê Tấn Quỳnh người đã trực tiếp hướng
dẫn tơi hồn thành khố luận này.Vậy em xin chân thành cảm ơn!
Hà Tây,ngày 20 tháng 4 năm 2008
Sinh viên thực hiện

Đặng Văn Hƣởng

2


Phần 1
ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG
1.1 Vị trí địa lý
Tuyến đường Phú Cường – Phú Vinh là tuyến đường giao thông huyết mạnh
nối liền quốc lộ 6 đi các xóm của xã Phú Cường và trung tâm xã Phú Vinh của
huyện Tân Lạc tỉnh Hoà Bình. Hàng năm đảm nhận sự giao lưu và vận chuyển một
lượng hàng hố lớn nơng lâm nghiệp từ các xã đi huyện lỵ và vùng lân cận.
- Điểm đầu là km0 giao với quốc lộ 6 tại km 115 + 800 thuộc địa phận xã
Phú Cường.
- Điểm cuối là km6 + 00 tại UBND xã Phú Vinh.
- đoạn tuyến tơi thiết kế có chỉều dài là 1km là đoạn đầu của tuyến đường,
điểm đầu giao Quốc lộ 6 tại Km115 + 800, điểm cuối là Km1 + 00 toàn bộ tuyến
nằm tại xã Phú Cường huyện Tân Lạc.
Về vị trí địa lý:
+ Phía Tây giáp với huyện Mai Châu,
+ Phía Đơng giáp với huyện Cao Phong,

+ Phía Đơng Nam giáp với huyện Lạc Sơn,
+ Phía Tây Nam giáp với huyện Bá Thước – Thanh Hoá.
1.2 Điều kiện tự nhiên
1.2.1 Địa hình
Địa hình dọc tuyến là các đồi núi xen kẽ, tương đối dốc nên đường có độ dốc
dọc khá lớn.
1.2.2 Địa chất
Qua cơng tác đào thăm dị địa chất dọc tuyến đường thấy địa chất dọc tuyến
chia địa tầng thành các lớp đất đá, theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:
- Lớp 1: lớp đất á sét màu nâu nhạt nâu xám đất có kết cấu rời rạc, ở trạng
thái bở mềm, chiều dài trung bình thay đổi từ 0,2m đến 0,4m (lớp này nằm trên
taluy đường).

3


- Lớp 2a: Lớp á sét pha màu vàng nhạt, nâu đỏ, nằm ngay ở nền đường hiện
tại. Lớp này có kết cấu chặt, trạng thái nửa cứng đến cứng phân bố từng đoạn dọc
theo đoạn tuyến khảo sát, chiều dày lớp này không xác định.
- Lớp 2b: Lớp đá gốc đã phong hoá bề mặt nằm ngay nền đường hiện tại,
phân bố từng đoạn dọc theo đoạn tuyến khảo sát, chiều dày lớp này khơng xác
định.
Nhìn chung địa chất của khu vực tuyến đường đi qua tương đối ổn định, các
hiện tượng xói lở làm sạt mái taluy nền đường là do mưa lớn kéo dài với lưu lượng
lớn .
1.2.3 Đặc điểm khí hậu - thuỷ văn
* Khí hậu
Khu vực tuyến thiết kế nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa mùa mưa
bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10, nhiệt độ nóng ẩm và mưa nhiều. Mùa
khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau, khi hậu lạnh giá và khô hạn các

đặc trưng này thể hiện qua yếu tố cơ bản sau:
+ Nhiệt độ trung bình năm:

22,7oC

+ Tháng nóng nhất là tháng:

7

+ Tháng lạnh nhất là tháng:

12

+ Lượng mưa trung bình năm:

2150 mm

+ Độ ẩm khơng khí trung bình của năm: 81,5%
+ Độ ẩm lớn nhất vào các tháng mùa hè, tháng cao nhất độ ẩm khơng khí
lên: 87%.
+ Các tháng mùa đông độ ẩm thấp, tháng thấp nhất là: 46,5%.
* Thuỷ văn
- Theo kết quả tài liệu điều tra khảo sát thuỷ văn dọc tuyến và các tài liệu thu
thập từ nhân dân sinh sống tại phương nhận thấy: Tuyến nằm trong khu vực có
lượng mưa tương đối lớn, mùa lũ xuất hiện từ tháng 5 và kéo dài đến tháng 11.Chế
độ thuỷ văn của khu vực là chế độ thuỷ văn của các sông suối nhỏ miền núi nên
thời gian tập trung và tiêu thoát lũ tương đối nhanh.Thuỷ văn ảnh hưởng đến tuyến
4

đường là nước mạch, trong khu vực tại thời điểm khảo sát khơng có hiện tượng
nước ngầm.
* Điều kiện vật liệu xây dựng
Theo kết quả điều tra khảo sát trên tuyến khơng có mỏ vật liệu dùng cho
cơng trình mà phải khai thác hoặc mua ở nhưng vùng lân cận.
- Mỏ đá khai thác trên quốc lô 6 cách tuyến 5 km.
- Mỏ đất đắp trên tuyến,bên phía tàluy dương bên đường
1.3 Tình hình kinh tê – văn hố – xã hội:
Tuyến đường Phú Cường – Phú Vinh là tuyến đường giao thông nối liền hai
xã Phú Cường Phú Vinh của huyện Tân Lạc, đây là hai xã miền núi người dân sinh
sống hai bên đường rất thưa thớt dân sinh sống chủ yếu là dân tộc mường. Cơ sở
hạ tầng nhìn chung cịn rất hạn chế.
- Dân số hai xã là 4171 khẩu gồm các dân tộc Mường, Kinh, Thái... nghề
nghiệp chủ yếu của người dân trong khu vực là sản xuất nông nghiệp. Mà chủ yếu
là trồng cây hoa màu năng suất thu hoạch thấp. Mặt khác các ngành nghề phụ chưa
phát triển đời sống người dân còn gặp nhiều khó khăn . Trình độ dân trí cịn hạn
chế thể hiện ở:
+ Hai xã chỉ có một trường cấp 3, có hai trạm y tế, hai trường mầm non.
Đời sống người dân trong hai xã còn gặp nhiều khó khăn một phần là do
mạng lưới giao thơng trong khu vực còn hạn chế.
1.4 Đặc điểm mạng lƣới giao thơng của vùng
Do huyện Tân Lạc có diện tích chủ u là đồi núi nên mạng lưới giao thơng
cịn rất hạn chế, ở huyện có quốc lộ 6A chạy qua ngồi ra cịn một số tuyến đường
liên xã được xây dựng bê tơng hố Tuyến đường tơi thiết kế sẽ nối liền quốc lộ 6A
đi hai xã Phú Cường – Phú Vinh. Phú Cường - Phú Vinh hiện tại đuợc nối với
nhau bằng một con đường mòn dân sinh liên xã. Tuyến đường này đã bị xuống cấp
nghiêm trọng đặc biệt là sau cơn bão số 5.Tuyến tôi thiết kế đi qua những vùng đồi
núi và bám sát đường mòn dân sinh nên nhìn chung tuyến thiết kế rất quanh co và
có độ dốc dọc tự nhiên lớn.
5

Mục đích chính của việc thiết kế tuyến đường là nhằm thúc đẩy nền kinh tế,
góp phần xố đói giảm nghèo, nâng cao đời sống người dân trong vùng có tuyến
đường đi qua và một số xã vùng lân cận.

6


Phần 2
THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ - TRẮC DỌC
2.1. Thiết kế bình đồ
2.1.1. Xác định cấp hạng kỹ thuật của đƣờng
Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường thể hiện mức độ hoàn thiện về mặt kỹ
thuật trong xây dựng cũng như trong việc phục vụ cơng tác vận chuyển.Vì vậy để
tiến hành thiết kế cụ thể một tuyến đường thì trước tiên phải xác định các thông số
kỹ thuật của tuyến đường theo một cấp hạng nhất định nhằm đảm bảo một cách tốt
nhất các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật trong xây dựng cũng như trong khai thác, sử
dụng tuyến đường sau này.
Việc xác định các cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường đúng hay sai sẽ quyết
định đến giá thành xây dựng và sử dụng. Nếu xác định đúng cấp hạng kỹ thuật của
tuyến đường dẫn đến tổng chi phí xây dựng và sử dụng nhỏ. Ngược lại nếu xác
định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường sai dẫn đến tổng chi phí xây dựng và vận
chuyển tăng lên. Đối với đường giao thơng nơng thơn nói riêng và đường giao
thơng nói chung thì việc xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến dựa vào các căn cứ:
- Tầm quan trọng về kinh tế, chính trị, xã hội của tuyến.
- Nhu cầu sử dụng thể hiện qua lưu lượng xe hoặc khối lượng vận chuyển
hàng hoá trong năm.
- Khả năng đầu tư vốn xây dựng.
- Điều kiện địa hình, địa chất nơi xây dựng tuyến.

Tuyến đường Phú Cường – Phú Vinh được thiết kế nâng cấp với mục đích là
khắc phục hậu quả của cơn bão số 5 tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại giao lưu
bn bán, vận chuyển hàng hố nơng lâm nghiệp của các xã trung tâm huyện lỵ và
vùng lân cận.
Theo số liệu điều tra của công ty tư vấn xây dựng giao thơng Hồ Bình thì
trong những năm gần đây số lượng xe tăng lên khá nhanh chủ yếu xe máy, xe đạp
và xe tải nhỏ.

7


Theo số liệu điều tra của phịng giao thơng huyện Tân Lạc ta có lưu lượng xe
ở thời điểm khảo sát như sau:
Bảng 2.1: Bảng số liệu điều tra xe
TT

loại xe

lượt xe/ngày đêm

1

Xe đạp

450

2

Xe máy

300

3

Xe con

40

Xe tải >=5T

4

40

Theo TCVN4054 - 98 việc tính tốn cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường theo
lưu lượng phải quy đổi thành lưu lượng xe tiêu chuẩn là xe con với hệ số quy đổi
ghi ở bảng sau:
Bảng 2.2 Bảng lưu lượng xe quy đổi
Hệ số quy

Xe conquy

đổi

đổi/ngày đêm

STT

Loại xe

1

Xe đạp

0.2

90

2

Xe máy

0.3

90

3

Xe con

1

40

4

Xe tải >=5T

2

80

Tổng

300

Theo số liệu điều tra của phịng giao thơng huyện Tân Lạc thì lượng xe phát
triển hàng năm trên tuyến là 5% từ đó ta tính tốn được lưu lượng xe năm thứ 15
trong tương lai như sau.
N = 300 +

300.5.15
= 525 (xe con quy đổi/ngày đêm)
100

Theo 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 kết kợp với quy hoạch phát triển kinh tế xã hội trong khu vực đến
8


năm 2022, căn cứ vào nguồn vốn đầu tư cho cơng trình tuyến đường Phú Cường –
Phú Vinh cần thiết kế và được xây dựng với cấp hạng

kỹ thuật 20. Theo

TCVN4054 – 98 tuyến đường là đường cấp 5 giao thông miên núi. Với các chỉ tiêu
kỹ thuật như sau:
Bảng 2.3. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường Phú Cường– Phú
Vinh - đường cấp V giao thơng miền núi

Đơn vị

Các chỉ tiêu

STT

trị số

1

Vận tốc tính tốn

Km

20

2

Độ dốc siêu cao lớn nhất

%

6

m

15

m

50

m

15

3

4

5

Bán kính đường cong nằm tối
thiểu
Bán kính đường cong đứng lồi
nhỏ nhất
Bán kính đường cong đứng lõm
nhỏ nhất

6

Độ dốc dọc lớn nhất

%

12

7

Chiều rộng nền đường

m

4,5

8

Chiều rộng mặt đường

m

3,0

9

Chiều rộng lề đường

m

2.0,5

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

2.1.2. Thiết kế bình đồ.
Việc thiết bình đồ được tiến hành trên cơ sở các nguyên tắc sau:
+ Giảm khối lượng giải phóng mặt bằng tới mức tối thiểu.
9


+ Lợi dụng tối đa nền đường cũ.

+ Đảm bảo các tiêu chuẩn thiết kế hình học của đường cấp 5 giao thông miền
núi.
+ 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 đủ số liệu đo đạc và sử lý số liệu ta sử dụng phần mềm thiết
kế đường NOVA – TDN để vẽ được bình đồ với tỷ lệ là 1:1000.
Khi vẽ được bình đồ ta có nhận xét như sau:
- Nhìn chung ta thấy tuyến dốc, quanh co phức tạp
- Toàn bộ tuyến dài 1002 m.
- Đoạn tuyến từ km0 đến km1 có 17 đỉnh đường cong và có một đỉnh phái sử
dụng đến bán kính đường cong bình đồ tối thiểu.
Kết quả thiết kế cho thấy bình đồ có đặc điểm sau:
+ Đoạn từ km0 đến P4 địa hình tương đối dốc, độ dốc của đoạn này là
10,04%. Tại vị trí cọc thứ 5 tuyến đi qua một lạch nước nhỏ khơng thường xun
có nước nên tại vị trí này ta bố trí một cống.
+ Đoạn từ P4 đến TC9 địa hình tương đối bằng phẳng độ dốc dọc không lớn.
+ Đoạn từ TC9 đến cọc 13 địa hình rất quanh co phức tạp địa hình khơng
đồng nhất và phải đổ dốc nhiều.
+ Đoạn từ cọc 13 đến km1 đường rất quanh co tại đoạn này đã phải sử dụng
bán kính đường cong bình đồ tối thiểu để khắc phục được điều kiện địa hình. Độ
dốc dọc của đoạn này là lớn nhất 10,91%.
* Thiết kế bình đồ
Căn cứ vào địa hình, địa chất tại vị trí các đỉnh đường cong ta sơ bộ 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 đó, từ đó ta tính tốn sơ bộ bán kính R
sao đó làm trịn số theo hướng tăng lên.Việc xác định bán kính R phải đảm bảo
càng lớn càng tốt và nhất thiết R >= 15.
10

Sau khi có R ta tính tốn các yếu tố đường cong theo các cơng thức sau:

T

P


A

TC

TĐ

R

R

K

O
Trong đó:
+ K: Chiều dài đường cong (m): K =

+ P: Chiều dài phân cự (m):
+ T: Chiều dài tiếp cự (m)

 .R.
;
180



 1


 1
P = R.
 cos 



2



T = R.Tgα/2

+D: Chiều dài gia cực (m) D = 2T - K
Kết quả tính tốn ta có bảng các yếu tố đường cong bình đồ:

11


Bảng 2.4: Các yếu tố đường cong bình đồ
góc
đỉnh
ơm
D1
D2

D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17

140
152
151
147
147
114
157
128
122
156
163
174
156
77

90
48
140

góc
chuyển
các yếu
hướng
phải
trái
R
40
50
28
65
29
57
33
56
33
50
66
25
23
54
52
19
58
20
24

70
17
70
6
600
24
90
103
16
90
16
132
15
40
30

tố đường cong(m)
K
34.89
31.75
28.84
32.24
28.78
28.78
21.67
17.24
20.24
29.31
20.76
62.80

37.68
28.75
25.12
34.54
20.93

T
18.19
16.20
14.73
16.58
14.80
16.22
10.98
9.26
11.08
14.87
10.46
31.43
19.12
20.10
15.99
33.64
10.91

2.1.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của bình đồ
- Chiều dài thực tế của tuyến LTT = 1002 m
- Hệ số triển tuyến : K =

Ltt 1002


L0 490,8

= 2,04

Với L0 chiều dài tuyến theo đường chim bay
- Bán kính đường cong bình đồ tối thiểu: Rmin = 15 m
- Bán kính đường cong bình đồ trung bình:
- Bán kính đường cong trung bình Rtb =
Trong đó :
Ki : Chiếu dài đường cong thứ i
12

57,3 K i



i

.

P
3.21
1.99
1.87
2.40
2.15
4.80
1.11
2.14

2.86
1.56
0.78
0.82
2.01
9.69
6.62
21.83
1.92

D
1.49
0.65
0.63
0.92
0.82
3.67
0.30
1.29
1.92
0.44
0.15
0.06
0.56
11.44
6.85
32.74
0.89

 i : góc chuyển hướng của đường cong thư i

Rtb = 57,3

516,79
= 41 (m)
721

Hệ số đặc trưng uốn lượn :   

Ki

Ltt

=

516,79
= 0,51
1002

Số đỉnh trên tuyến : 17 đỉnh
Số cơng trình vượt dịng : 3 cống thốt nước
* Kết quả thiết kế bình đồ cho thấy:
+ Hệ số triển tuyến K = 2,04 là khá lớn nguyên nhân là do đặc điểm của
tuyến đường là men theo đường mịn dân sinh chạy qua các vùng đồi núi có địa
hình phức tạp.
+ Tại đỉnh 14, 15, 16 đã sử dụng bán kính đường cong bình đồ tối thiểu để
khắc phục điều kiện địa hình nơi tuyến đi qua.
+ Hệ số đặc trưng cho độ uốn lượn   0,51 điều này chứng tỏ số chiều dài
đường cong chiếm 51% .

+ Số đỉnh trên toàn tuyến là 17 đỉnh, số đỉnh này là khá nhiều. Đặc điểm này
phản ánh đặc trưng của đường giao thông miền núi.
Tuy vậy các thông số kỹ thuật của tuyến đều đảm bảo các yêu cầu quy phạm
thiết kế phù hợp với điều kiên xây dựng tuyến.
2.1.4 Xác định các yếu tố kỹ thuật trên các đoạn đƣờng thẳng
2.4.1 Xác định bề rộng nền đƣờng
Để tính tốn bề rộng của nền đường ta chọn một loại xe có kích thước đại
diên là xe zil-130.
Bề rộng của nền đường được tính theo cơng thức
BTT = C + 2a + n + 2m
Trong đó:
C: khoảng cách giữa hai vệt bánh xe: C=1,79m.
n:chiều rộng bánh xe (bánh kép) : n=0,52m.
m:khoảng cách từ mép ngoài cùng của phần xe chạy : m=0,25m
13


a: bề rộng của lề đường :a=0.5m.
Thay số vào công thức (2.1) ta có :
Btt=1,79+2.0,5+0,52+2.0,25=3,81
Vậy Bttbề rộng phần xe chạy là 3,0m và bề rộng lề đường là 2.0,5m.
2.4.2. Tính tốn tầm nhìn .
Khi xe chuyển động trên đường , lái xe ln phải nhìn thấy phía trước
một đoạn đủ để kịp xử lý dừng xe hoặc lái tránh khi gặp vật cản, đoạn đường đó
gọi là tầm nhìn
* Tuyến đường được thiết kế với 1 làn xe chạy do đó tầm nhìn được tính
theo cơng thức

lpu

lo

sn

1

1

Hình 2.1. Sơ đồ tính tốn tầm nhìn một chiều
ST1 =

V0 .t 0
k d .V 2

3,6 254(  i)

(2.2)

Trong đó:
- V: vận tốc tính tốn: V =20km/h
- t0 : Thời gian phản xạ của lái xe: t0 = 1s

14


- i : Độ dốc dọc của đường: i =10,91%, chọn đoạn có độ dốc dọc lớn nhất
trên tuyến.
- φ : Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường : φ = 0.25
- Kd: Hệ số dự trữ kể đến tình trạng kỹ thuật của phanh: Kd = 1,4

- L0 : Đoạn đường dự trữ : L0 = (5 – 10m) chọn L0 = 5m
Thay số vào công thức (2.2) ta có
20.1
1,4.20 2
St =

 5 = 26,2 (m)
3,6 254.(0,25  0,1091)
1

Ta thấy STT = St1 = 26,2 (m) > Sqp = 20 (m)
Vậy chọn STT = 26,2 (m)
* Tầm nhìn hai chiều cho trường hợp 2 xe đi ngược chiều gặp nhau phải
dừng lại

lpu

1

lo

sn

sn

1

1

lpu

1

hình 2.2 Sơ đồ tính tốn tầm nhìn 2 chiều
Tính tốn tầm nhìn 2 chiều theo công thức:
ST2 =

k d .V 2 .
V .t

 L0
1,8 127.( 2  i 2 )

15

(2.3)


Thay số vào ta có
St2 =

20.1
1,4.20 2.0,25
+ 5 = 27 (m)

1,8 127.(0,252  0,10912 )

Ta thấy STT2 = 37 m < Sqp = 40m
Ta chọn STT2 = Sqp = 40 m
2.1.5 Xác định các yếu tố kỹ thuật trên đường cong

Khi xe chuyển động từ đường thẳng vào đường cong, nó phải chịu nhiều bất
lợi hơn khi chạy trên đường thẳng cụ thể là:
- Khi xe chạy vào đường cong nó phải chịu tác dụng của lực li tâm (C =
m.v2/R) hướng ra ngoài đường cong, lực li tâm này có thể gây lật đổ, trượt xe hoặc
gây khó khăn cho người điều khiển và gây khó chịu cho hàng khách.
- Nếu đường thẳng nối tiếp với đường cong thì bán kính đường cong thay đổi
một cách đột ngột từ vô cùng lớn đến trị số R xác định. Khi xe chuyển động qua
điểm nối đó lực li tâm sẽ xuất hiện một cách đột ngột và có tác dụng như một xung
lực, ảnh hưởng không tốt đến chuyển động cũng như độ an tồn của xe và hàng
hố gây khó khăn cho người lái.
- Khi xe chuyển động trên đường cong tầm nhìn lái xe có thể bị hạn chế do
các vật cản ở phía bụng đường cong gây nên.
- Khi xe chuyển động trên đường cong, các bánh xe sẽ chiếm một dải đất
rộng hơn khi xe chạy trên đường thẳng.
Để khắc phụ những ảnh hưởng bất lợi trên đảm bảo cho chuyển động của ôtô
được êm thuận và an tồn khi vào đường cong thì phải thiết kế viara và các đoạn
nối siêu cao và các đường cong chuyển tiếp và mở rộng phần xe chạy đồng thời
tiến hành triệt huỷ các vật cản tầm nhìn.
16


2.1.5.1 Thiết kế viara ( siêu cao)
Khi xe chuyển động vào đường cong ngoài tác dụng của trọng lượng bản
thân G nó cịn chịu sự tác dụng của lực li tâm C để xe không sinh ra hiện tượng
trượt hoặc lật thì cần xây dựng mặt đường nghiêng một mái về phía bụng đường
cong. Đối với các loại xe thơng dụng nếu đìều kiện chống trượt đảm bảo thì điều
kiện chống lật cũng đảm bảo vì vậy ta chỉ cần tính tốn thiết kế độ dốc viara theo
điều kiện chống trượt cụ thể là:

C.Co

s

G.sin


Y

h

G.Cos

C.Sin

C

G

X

b


Hình 2.3 Các lực tác dụng lên xe khi chạy trên đƣờng cong
Công thức xác định độ dốc siêu cao là:
Isc =

V2
- 
127.R

n

, (%) (2.4)

Trong đó:
+ φn : Hệ số bám ngang giữa mặt đường và lốp xe φn = ( 0,6 – 0,7)*φd
+ φd : Hệ số bám dọc giữa mặt đường và lốp xe φd = 0,25
Vậy φn =0,6.0,25 = 0,15.
17


+ R: là bán kính đường cong (m).
+ V: là vận tốc xe chạy (km/h).
Ta đi tính siêu cao tại lần lượt các đỉnh .
Nhận thấy tại các đoạn đường cong có giá trị i sc <0 nhưng i sc > in =3% trong
trường hợp này không cần xây dựng Viara nhưng để đảm bảo tính thẩm mỹ và an
tồn cho xe chạy êm thuận và không gây cảm giác đường bị thu hẹp khi vào đường
cong cho lái xe người ta vẫn xây dựng độ dốc Viara với độ dốc nhỏ nhất quy định
trong quy phạm isc = 3%
Ta đi tính tốn cho các đỉnh và lựa chọn ta có bảng sau:
Bảng 2.5 tính tốn và lựa chọn độ dốc siêu cao
đỉnh

R

D1
D2
D3
D4
D5

D6
D7
D8
D9

50
65
57
56
50
25
54
19
20

isc,tính
tốn(%)
-8.701
-10.154
-9.474
-9.376
-8.701
-2.402
-9.167
1.577
0.748

isc

chọn(%)

3
3
3
3
3
3
3
3
3

Đỉnh R

isc,tính
tốn(%)

D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17

-10.50
-10.50
-14.48
-11.50
4.69
4.69

6.00
-4.50

70
70
600
90
16
16
15
30

isc

chọn(%)
3
3
3
3
5
5
6
3

Từ kết quả tính tốn ta nhận thấy độ dốc Viara trên tồn chiều dài đường
cong trịn được xây dựng là lớn nhất và giảm dần trên các đoạn nối siêu cao. Khi ra
ngoài đoạn nối siêu cao thì xây dựng đường 2 mái với độ dốc in = 3%
2.1.5.2 Thiết đoạn nối Viara

18

Đoạn nối siêu cao được thiết kế với mục đích chuyển hoá một cách đều đặn
từ đường 2 mái sang đường 1 mái. Quá trình này được thực hiện theo trình tự
sau:
+ Nâng độ dốc ngang của lề đường phía ngoài bằng độ dốc ngang phần xe
chạy bằng cách quay lề đường phía ngồi quanh mép ngồi phần xe chạy.
+ Quay toàn 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 và và lề phía ngồi quanh mép trong phần xe chạy cho
đến khi đạt độ dốc siêu cao isc. Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác đinh theo
cơng thức sau:
Lsc =

i v .B
iot

(m)

(2.5)

Trong đó:
+ B: bề rộng của áo đường trong đó tính cả phần mở rộng.
+ iot: Là độ dốc đoạn nối siêu cao , với đường giao thơng miền núi thì
iot = 1%.
Tính tốn cho các đường cong có xây dựng siêu cao. Ta được bảng sau
Bảng 2.6 thể hiện đoạn nối Viara
Đỉnh
D1
D2

D3
D4
D5
D6
D7

isc tính tốn
3
3
3
3
3
3
3

Lot(M)
13.5
13.5
13.5
13.5
13.5
13.5
13.5

Đỉnh
D10
D11
D12
D13
D14

D15
D16

isc tính tốn
3
3
3
3
5
5
6
19

Lot(M)
13.5
13.5
13.5
13.5
22.5
22.5
27


D8
D9

3
3

13.5

13.5

D17

3

13.5

Ta thấy với mỗi đỉnh đường cong có siêu cao ta cần xây dựng chiều dài
đoạn nối siêu cao có giá trị như bảng trên.
2.1.5.3 Thiết kế đƣờng cong chuyển tiếp.
Đường 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 có bán kính vơ cùng lớn vào đường cong có bán kinh R xác định, nếu
đường cong trịn nối trực tiếp với đường thẳng. Chiều dài đoạn chuyển tiếp được
xác địnhtheo cơng thức:
LCT =

V3
47.I .R

(m)

(2.6)

Trog đó:
+ I độ tăng gia tăng tốc li tâm khi vào đường cong I = 0,5 m/s3.
+ R bán kính đường cong, m .
+ V là vận tốc tính tốn V = 20km/h.
Tính lần lượt cho các đỉnh đường cong ta có bảng giá trị sau:

Bảng 2.7 giá trị chiều dài đƣờng cong chuyển tiếp
Đỉnh
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9

R(m)
50
65
57
56
50
25
54
19
20

Lct(m)
6.81
5.24
5.97
6.08
6.81
13.62

6.30
17.92
17.02

Đỉnh
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17

20

R(m)
70
70
600
90
16
16
15
30

Lct(m)
4.86
4.86
0.57

3.78
21.28
21.28
22.70
11.35


Kết quả tính tốn cho thấy chiều dài đường cong chuyển tiếp tại các đường
cong có bán kính R >= 50 m khơng đáng kể.
Vì vậy ta chỉ tiến hành xây dựng đường cong chuyển tiếp cho các đường
cong có bán kính nhỏ hơn 50 m.

2.1.5.4 Xác định độ mở rộng phần chạy
Khi xe chuyển động trên đường cong, các bánh xe sẽ chuyển động trên nhiều
quỹ đạo riêng. Bánh xe phía trong sẽ chuyển động với quỹ đạo nhỏ nhất, bánh xe
phí ngồi chuyển động với quỹ đạo lớn nhất. Sự chuyển động theo các quỹ đạo
riêng như vậy sẽ làm cho các bánh xe chiếm 1 dải đất rộng hơn so với trên đường
thẳng, nên trong một số trường hợp bánh xe có thể bị chệch ra khỏi phần xe chạy.
Muốn khắc phục các hiện tượng này thì nhất thiết tại các vị trí đường cong ta phải
mở rộng mặt đường. Độ mở rộng phụ thuộc vào bán kính cong của con đường,
kích thước của loại xe chạy trên đó và vận tốc của xe chạy trên đường cong.

B

e

A

K

V

TC
 

O

21

TĐ


Hình 2.4.sơ đồ tính tốn độ mở rộng trên đƣờng cong
Do tuyến thiết kế là đường một làn xe chạy nên để tính tốn độ mở rộng của
đường cong ta tính tốn như sau :
Xét tam giác vng OAB ta có:
OB2 = OA2 + AB2 ; với OA = R + K/2
AB = L ; OB = R + K/2
K
Suy ra R + K/2 +e = . L  R  
2


2

2

2

K

K
=> e = L  R    R  
2 
2

2

Với :
+ L: chiều dài xe , đối với xe zil 130 thì L=6.675m:
+ K: chiều rộng xe k=2.5m:
Trong công thức (2.7) ta thấy độ mở rộng mặt đường phụ thuộc chiều dài L ,
chiều rộng K , bán kính đường cong mà chưa kể đến vận tốc của xe . Vì vậy để
chính xác ta đưa thêm vào đại lượng điều chỉnh

0,36.V
R

2

K
K
0,36.V
=> e = L  R    R   +
2 
2
R

2

Tính tốn độ mở rộng e tại các đỉnh đường cong tại các bảng sau:

Đỉnh
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9

R(m)
50
65
57
56
50
25
54
19
20

e(m)
1.45
1.23
1.33
1.35
1.45
2.28
1.38

2.72
6.68

Đỉnh
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17

22

R(m)
70
70
600
90
16
16
15
30

e(m)
1.17
1.17
0.33
1.00

3.05
3.05
3.18
2.02


Theo tiêu chuẩn việt nam 4054-98 thì trên đoạn đường cong vừa bố trí siêu
cao vừa bố trí mở rộng và đường cong chuyển tiếp thì giá trị nào lớn nhất trong các
giá trị sẽ được dùng làm đoạn để bố trí cho cả ba yếu tố trên . Như vậy đối với
tuyến đường thiết kế thì chiều dài chung cho cả ba yếu tố trên được lấy bằng chiều
dài đoạn nối siêu cao Lsc=23m.
2.1.5.5 Tính tốn triệt huỷ trên đƣờng cong
Khi xe chuyển động trên đường cong có bán kính nhỏ, nhiều trường hợp tầm
nhìn của xe bị hạn chế do vật cản ở phía bụng đường cong gây nên như mái tà luy
nền đường đào, cây cối...Vì vậy để bảo vệ tầm nhìn cho lái xe ta cần phải tính tốn
loại bỏ các vật cản đó, tức là tính tốn độ triệt huỷ. Ta đi xác định độ triệt huỷ bằng
phương pháp tính tốn.
Đối với đường một làn xe chạy, độ triệt huỷ thực tế được xác định theo cơng
thức:
ZTH = ZTT – (Bn/2 +b) (m)

(2.8)

Trong đó:
+ ZTT là 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 tầm nhìn 2 chiều ST bằng 40m
ta đi tính cho trường hợp:
+ Trường hợp chiều dài tầm nhìn lớn hơn chiều dài đường cong ST > K.

23


K

 

z1

z
z2

R

R



Hình 2.5 Sơ đồ tính tốn độ triệt huỷ trên đƣờng cong khi ST > K
Nhìn trên sơ đồ ta thấy:
ZTT = Z1 + Z2
Với :
Suy ra Z2 = ½.(St – k).sin


2

Ztt = R.(1 - cos



) + ½.(St – k).sin (m)
2
2

Trong đó: α là góc chuyển hướng (độ)
Thay các giá trị vào cơng thức (2.8),(2.9)
Tính tốn ta có bảng sau
Đỉnh
D1
D2

R(m)
50
65

K(m)
34.89
31.75

α0(độ) Ztt(m)
40
28

3.9
2.9
24

Zth(m)

1.6
0.6


D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17

57
56
50
25
54
19
20
70
70
600

90
16
16
15
30

28.84
32.24
28.78
28.78
21.67
17.24
20.24
29.31
20.76
62.80
37.68
28.75
25.12
34.54
20.93

29
33
33
66
23
52
58
24

17
6
24
103
90
132
40

3.2
3.4
3.6
7.1
2.9
6.9
7.3
2.6
2.2
0.2
2.2
10.4
9.9
11.4
5.1

0.9
1.1
1.3
4.8
0.6
4.6

5.0
0.3
-0.1
-2.1
-0.1
8.1
7.6
9.1
2.8

Theo quy phạm thì chỉ những vật cản tầm nhìn có chiều cao lớn hơn 1,2m thì
người ta mới tiến hành triệt huỷ . Vì vậy chỉ tiến hành triệt huỷ tại các vị trí đường
cong có Ztt>1.2m . Kết quả tính tốn cho thấy chỉ tiến hành triệt huỷ tại các vị trí
sau D1,D5,D6 ,D8, D9, D14, D15,D16, D17
2.2 Thiết kế trắc dọc
2.2.1 Các nguyên tắc và phƣơng pháp thiết kế trắc dọc
Trong thiết kế xây dựng đường thì việc thiết kế trắc dọc đóng một vai trị hết
sức quan trọng . Nó quyết định đến giá thành xây dựng cũng như chất lượng sử
dụng đường , khối lượng đất đào đắp lớn hay nhỏ .
Để thiết kế được trắc dọc tuyến đường một cách hợp lý và đạt được yêu cầu
đặt ra thì trong quá trình thiết kế phải đảm bảo các nguyên tắc sau :
-Khi thiết kế đường đỏ phải phối hợp chặt chẽ với việc thiết kế bình đồ , mặt
cắt ngang để đảm bảo khối lượng đào đắp là nhỏ nhất , nền đường ổn định, giá
thành xây dựng thấp , mặt đường không gẫy khúc nhiều , rõ ràng và hài hoà về mặt
25