Hướng Dẫn Đồ Án Thiết Kế Đường Miền Núi

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
MỤC LỤC


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Đặc điểm và ý nghĩa của tuyến đường
1.1.1. Vị trí địa lý
- Gia Lai là một tỉnh miền núi nằm ở phía bắc Tây Nguyên trên độ cao trung bình 700 800 m so với mực nước biển.Với diện tích 15.536,92 km², tỉnh Gia Lai trải dài từ 12°58'20"
đến 14°36'30" vĩ bắc, từ 107°27'23" đến 108°54'40"kinh đơng.Phía bắc Gia Lai giáp tỉnh Kon
Tum, phía nam giáp tỉnh Đak Lak, phía tây giáp Campuchia với 90km là đường biên giới
quốc gia, phía đơng giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định và Phú Yên.
- Dân số tỉnh Gia Lai có 1.213.750 người (số liệu thống kê năm 2008) bao gồm 34 cộng
đồng dân tộc cùng sinh sống. Trong đó, người Việt (Kinh) chiếm 52% dân số. Còn lại là các
dân tộc Jrai (33,5%), Bahnar (13,7%), Giẻ-triêng, Xơ-đăng, Thái, Mường...
1.1.2. Địa hình và khí hậu
- Gia Lai nằm trên một phần của nền đá cổ rộng lớn, dày trên 4.000 m, thuộc Địa
khối Kon Tum. Địa hình thấp dần từ bắc xuống nam và nghiêng từ đông sang tây, với các đồi
núi, cao nguyên và thung lũng xen kẽ nhau khá phức tạp. Địa hình Gia Lai có thể chia thành
3 dạng chính là địa hình đồi núi, cao ngun và thung lũng. Trong đó, Cao nguyên là dạng địa
hình phổ biến và quan trọng của Gia Lai, với hai cao nguyên là Cao nguyên Kon Hà
Nừng và Cao nguyên Pleiku. Địa hình thứ hai là địa hình đồi núi, chiếm 2/5 diện tích tự nhiên
tồn tỉnh[5], phần lớn nằm ở phía bắc, địa hình núi phân cách mạnh, bề mặt các dạng địa hình
khác của Gia Lai như các cao nguyên, những thung lũng đồng bằng cũng đều rải rác có núi.
Địa hình thứ ba là Các vùng trũng, những vùng này sớm được con người khai thác để sản
xuất lương thực. Hầu hết các vùng trũng nằm ở phía đơng của tỉnh.
- Gia Lai thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, dồi dào về độ ẩm, có lượng mưa lớn,
khơng có bão và sương muối. Khí hậu ở đây được chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa
khô. Trong đó, mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 10. Mùa khô từ
tháng 11 đến tháng 4 năm sau.Vùng Đông Trường Sơn từ 1.200 – 1.750 mm, Tây Trường
Sơn có lượng mưa trung bình năm từ 2.200 – 2.500 mm. Khí hậu và thổ nhưỡng Gia Lai rất

thích hợp cho việc phát triển nhiều loại cây công nghiệp ngắn và dài ngày, chăn nuôi và kinh
doanh tổng hợp nông lâm nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế cao.
- Theo số liệu tại trạm khí tượng thuỷ văn Pleiku trong 10 năm trở lại đây lượng mưa cao
nhất vào năm 2010 có trị số 2725.4mm, lượng mưa năm nhỏ nhất vào năm 2015 đạt 1634.1
mm.
Bảng 1. 1 Bảng đặc trưng chế độ mưa năm 2017
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

mm

0.3

0.3

62.7

56.6

251

216.2

528.9

255.6

230

165.9

97.4 22.4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

1.1.3. Nhiệt độ

- Gia Lai có nhiệt độ trung bình năm là 22 – 250C.
Bảng 1. 2 Bảng đặc trưng chế độ nhiệt năm 2017
Tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

20,8

20,9

23,0

24,5

24,6

24,0

22,8

23,7

23,8

22,9

22,5

20,0

C


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
1.1.4. Độ ẩm
- Độ ẩm không khí: trung bình năm khoảng 82%, tháng có độ ẩm cao nhất là tháng 7 trung

bình 92% tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 3 trung bình 74%
- Chế độ nắng: tổng số giờ nắng bình quân hàng năm khá cao (2006 – 2017) khoảng 2393
giờ, năm cao nhất 2756.7 giờ, năm thấp nhất khoảng 2215 giờ.
Tháng

1

2

%

78

75

Bảng 1. 3 Bảng đặc trưng chế độ độ ẩm năm 2017
3
4
5
6
7
8
9
10
74

76

84

88

92

89

88

85

11

12

83

78

1.1.5. Địa chất
Tồn tỉnh có 27 loại đất, được hình thành trên nhiều loại đá mẹ thuộc 7 nhóm chính. Tài
ngun khống sản là một tiềm năng kinh tế quan trọng của tỉnh Gia Lai, với nhiều khoáng
sản, nổi bật nhất là vàng, nguồn vật liệu xây dựng, bôxit và đá quý\

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
1. Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường.
Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa theo độ dốc ngang phổ biến của địa
hình về lưu lượng xe con quy đổi ở năm cuối thời kỳ tính tốn.

Thời gian khai thác sử dụng đường :

t = 15

năm.

P: Lượng tăng xe hằng năm : 9%
Lưu lượng xe tính tốn : No=862 (xe/ngd)
Hệ số quy đổi ra xe con bảng 2 (TCVN 4054-05)


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
Bảng 2.1: Thành phần xe.
Thành phần xe (%)
Mức
tăng xe
hằng
năm
(%)

Lưu
lượng xe
năm đầu
xe/ng.đ

9

862

xe con
M-21

Xe tải loại
2 trục:
Loại nhẹ
GAZ-51A

Xe tải
loại 2
trục
Loại
vừa
ZIL130

Xe tải
loại 2
trục
Loại
nặng
MAZ500

Xe tải
3 trục
KRAZ27

Xe
buýt
nhỏ

Xe
buýt
lớn

ZIL127

37

17

15

15

8

1

7

Bảng 2.2: Qui đổi ra xe con.

Loại xe

Thành
phần(%)

Số xe
(Xe/nđ)

Hệ số quy
đổi ra xe
con (bảng 24054)

Số xe con quy đổi

Xe con M-21

37

319

1

319

Xe tải loại 2 trục
Loại nhẹ GAZ-51A

17

147

2.5

367

Xe tải loại 2 trục
Loại vừa ZIL-130

15

129

2.5

322

Xe tải loại 2 trục
Loại nặng MAZ-500

15

129

2.5

322

Xe tải 3 trục
KRAZ-27

8

69

3

207

Xe buýt nhỏ

1

8

2.5

20

Xe buýt lớn
ZIL-127

7

60

3

180

∑N

xcqd / ngd

1737


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Trong đó:
Tổng số xe con quy đổi : =1737 (xcqd/ngd)
Lưu lượng xe con quy đổi ở năm cuối thời kỳ tính tốn: Năm thứ 15

p: lượng xe tăng hằng năm= 9%
t : thời gian khai thác sử dụng đường t= 15 năm
Căn cứ vào bảng 3-bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường về lưu
N tbnd > 3000.
lượng thiết kế TCVN 4054-05 ta thấy cấp đường phù hợp là cấp III vì
Vậy ta chọn tuyến đường cấp III vùng núi ứng với vận tốc thiết kế là 60 (km/h)
( theo bảng 4 TCVN4054-05)
2. Tính tốn các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường
a. Xác định độ dốc dọc tối đa imax của tuyến đường.
f0 = 0.02
Chọn mặt đường bê tông nhựa có

Vận tốc thiết kế

V = 60 ( km / h )

FV = f0 × ( 1 + 4.5 × 10 −5 × Vtt2 ) = 0.02 × ( 1 + 4.5 × 10 −5 × 60 2 ) = 0.023
Theo điều kiện sức kéo.
kéo
I max
= Dmax − FV
Tra bảng nhân tố động lực học ta có bảng sau:

Bảng 2.3. Độ dốc dọc của tuyến đường.

Loại xe

Vtk ( km / h )

Dmax

FV

kéo
I max

( %)


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Xe con M-21

60

0.13

0.023

10.7

Xe tải loại 2 trục
Loại nhẹ GAZ-51A

60

0.042

0.023

1.9

Xe tải loại 2 trục
Loại vừa ZIL-130

60

0.036

0.023

1.3

Xe tải loại 2 trục
Loại nặng MAZ-500

60

0.045

0.023

2.2

Xe tải 3 trục
KRAZ-27

60

0.025

0.023

0.2

Xe buýt lớn
ZIL-127

60

0.036

0.023

1.3

Xe buýt nhỏ

60

0.039

0.023

1.6

kéo
I max

( %)

Giá trị
được chọn theo loại xe có lưu lượng thông xe nhiều nhất (Xe tải loại
2 trục Loại vừa ZIL-130 )
Theo điều kiên sức bám:
bám
I max
= Dmax − Fv
Dbám = m × ϕ d −

ϕd

Pw
G

: Hệ số bám dọc.

Chọn trong điều kiện không thuận lợi: ẩm và bẩn.
Gk
Với
tải trọng trục chủ động của xe.
G: tải trọng xe ( Tra bảng các thông số xe)

KFV 2
Pw =
13
K = 0.64 ( Ns 2 / m4 )

V = 60 km / h

m=

ϕd = 0.3

:hệ số sức cản khơng khí.

: vận tốc thiết kế.

Bảng 2.4: Độ dốc dọc theo điều kiện sức bám

,

Gk
G


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
Gk

Loại xe

G

m

ϕd F

Pw

bám

Dmax

bám
I max

Xe con M-21

950

1820

0.52

0.3

2

49.2

0.123

0.103

Xe tải loại 2 trục
Loại nhẹ GAZ-

5590

7400

0.755

0.3

3

199.4

0.1997

0.1797

6950

9525

0.73

0.3

3.5

0.1918

0.1718

10000

14825

0.675

0.3

6

516.9

0.1675

0.1475

14450

18920

0.764

0.3

6

516.9

0.2018

0.1818

8310

14050

0.591

0.3

5.5

203.1

0.163

0.143

5287

7825

0.676

0.3

5

153.8

0.183

0.163

51A
Xe tải loại 2 trục
Loại vừa ZIL-130
Xe tải loại 2 trục
Loại nặng MAZ500
Xe tải 3 trục
KRAZ-27
Xe buýt lớn
ZIL-127
Xe buýt nhỏ
Giá trị

bám
I max

( %)

258.5

được chọn theo loại xe có lưu lượng thơng xe nhiều nhất ( Xe tải

loại 2 trục ( Loại vừa ZIL-130)
Vậy .
I max = 7 %
Theo TCVN 4054: 2005. Đường cấp III, miền núi nên có
.
Do địa hình miền núi, nên xây dựng tuyến đường cần phải đào đắp nhiều, rất tốn nhân
công và chi phí thi cơng vì vậy ta chọn

I max = 7 %

b. Xác định tầm nhìn xe chạy
Tầm nhìn được tính tốn với điều kiện bình thường:
id = 0%
Độ dốc dọc
ϕ d = 0.5
Hệ số bám
( điều kiện bình thường)
Hệ số phanh
Lat = 5m

k = 1.2

(khoảng cách dừng xe cách vật cản an toàn)


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
i. Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định

S1

l1
St =

l2

l0

2
2

V
KV2.6
60 y theo
1.2 ×sơ
60đồ
Hình
Tầ
m nhìn
xe chạ
1
+
+ Lat =
+
+ 5 = 55.68 m
3.6 254 ( ϕ d + f ± id )
3.6 254 × 0.5

.

ii.Tầm nhìn thấy xe ngược chiều

S2
1

1

l3

l1

2

l0

2

l4

l2

Hình
2.7tốc
Tầ
m1=V
nhìn
xe chạy theo sơ đồ2
Giả sử hai xe chạy cùng
vận
V
2=V=60 km/h, ta có:

KV 2 ( ϕ d + f )
V
60 1.2 × 60 2 × 0.5
Sd =
+
+ Lat =
+
+ 5 = 106 m
1.8 127 ( ( ϕd + f )2 − id2 )

1.8
127 × 0.5 2

→

Vậy chọn S2=106 (m)

iii. Tầm nhìn vượt xe

S4

0

3

1
1

2

l1
Trong đó :

l2

2

1

2

0

3

l2

l3

Hình 2.9 Tầ
m nhìn xe chạy theo sơ đồ4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
V1 = 80 km / h
V2 = 60 km / h
V3 = 80 km / h
l4

: vận tốc xe vượt

: vận tốc xe bị vượt

: vận tốc xe đi ngược chiều

: chiều dài xe vượt ( chọn chiều dài

l4 = 3 m

)

2

 60 + 80   80 1.2 × 80
SVX = 
×
+
+ 5 + 2 × 3 ÷ = 550 m
÷ 
 80 − 60   3.6 254 × 0.5


→

Vậy chọn S2=550 (m).

Kết luận: Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định
S d = 106 m
Tầm nhìn thấy xe ngược chiều
SVX = 550 m
Tầm nhìn vượt xe

St = 55 m

c. Xác định bán kính đường cong trịn nhỏ nhất:
i. Bán kính đường cong nằm tối thiểu có siêu cao
min
sc

R

µ

V2
=
127.( µ + isc max )

: Hệ số lực ngang, chọn

µ = 0.15

Với V = 60km/h, tra TCVN 4054-2005, chọn iscmax = 0.07.

→

Rscmin =

602
= 128.85( m)
127 × (0.15 + 0.07)

Theo TCVN 4054-2005 thì giá trị bán kính đường cong nằm tối thiểu có siêu cao ứng
với Vtt=60 km/h là R = 130 (m)
Vây chọn Rscmin = 130 (m).


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
ii. Bán kính đường cong nằm ti thiu khụng siờu cao
V2
Rksc =
( m)

127 ì ( à − in )
µ

: Hệ số lực ngang,chọn µ = 0.05

Theo TCVN 4054-2005, đối với đường bê tông xi măng và bê tông nhựa.
Chọn in = 2%.

→ Rksc =

602
= 944.88( m)
127 × (0.05 − 0.02)

Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005 thì giá trị bán kính cong nằm tối thiểu khơng siêu
cao ứng với Vtt= 60km/h là R=1500m.
Vậy chọn Rksc=1500(m).
iii. Bán kính đường cong nằm tối thiểu thơng thường.

V2
=
(m)
127.( µ + isctt )

tt
min

R

µ

isctt

: Hệ số lực ngang, chọn

µ = 0.08

: Độ dốc siêu cao thông thường,

→R

tt
min

isctt = isc max − 0.02 = 0.08 − 0.02 = 0.06

60 2
=
= 202.47(m)
127 × (0.08 + 0.06)

Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005 thì giá trị bán kính cong nằm tối thiểu thông thường
ứng với Vtt= 60km/h là R=250m.
Vậy chọn Rmintt =250(m).
iiii. Đảm bảo tầm nhìn ban đêm:
Về ban đêm tầm nhìn S của người lái xe phụ thuộc vào góc phát sang theo phương
ngang của đèn oto, thường góc phát sang theo phương ngang là nhỏ khoảng 2%, nên
bán kính đường cong được xác định:

Rmin =

90 S
≈ 30S
πα

S = St : tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định.


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Vậy: .
d. Xác định bán kính cong đứng tối thiểu:
i. Đường cong đứng lồi:
Trường hợp đảm bảo tầm nhìn 2 chiều: 2 ơ tơ cùng loại gặp nhau.

Rmin

loi

S22
=
(m)
8d

Trong đó:
S1 = 106 (m): tầm nhìn trước xe ngược chiều.
d1 = 1 (m): độ cao của mắt người lái xe so với mặt đường.
Vậy .
Trường hợp đảm bảo tầm nhìn một chiều: chướng ngại vật cố định.
loi
min

R

S12
=
(m )
2d1

Trong đó:
S1 = 55 (m): tầm nhìn chướng ngại vật cố định
d1 = 1 (m): độ cao của mắt người lái xe so với mặt đường.
Vậy
Theo TCVN 4054-2005 thì bán kính đường cong lồi tối thiểu ứng với vận tốc thiết kế
V=60 km/h là Rloi=2500 (m).
ii. Đường cong đứng lõm:
Theo điều kiện 1: đảm bảo khơng gãy nhíp xe do lực ly tâm:
lom
Rmin
=

V2
V2
=
( m)
13 [ a ] 6.5

[a] = 0.5 m/ss ( theo TCVN 4054-2005).

Vậy Rminlom =

60 2
6.5

Theo điều kiện 2: đảm bảo tầm nhìn về đêm:

= 554 (m).


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

lom
Rmin
=

S12
( m)
2.(h p + S1 × sin α )

S1 = 60 (m): tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định.
hp = 1.2 (m): chiều cao pha đèn.

α = 10

: góc mở rộng của pha đèn.
Vậy

Theo TCVN 4054-2005 thì bán kính đường cong lõm tối thiểu ứng với vận tốc thiết kế
V=60 km/h là Rlom=1000 (m).
e. Độ mở rộng đường cong có bán kính nhỏ
Độ mở rộng đường cong được xác định theo cơng thức:

Trong đó:
l = 8 (m) :khoảng cách từ đầu xe đến trục sau xe đối với xe dài nhất (xe tải)
R = Rmin = 130 m
V= 60 km/h
f. Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất:
Theo 3 điều kiện sau:
Độ tăng gia tốc ly tâm cho phép:
Công thức:

V3
V3
Lct ≥
=
47.I 0 .R 23.5 R
R: bán kính đường cong trịn (m). R = Rmin = 130 (m)
Lct: chiều dài đường cong chuyển tiếp (m).
[I0]: độ tăng gia tốc ly tâm cho phép (m/s3). Lấy [I0] = 0.5 m2/s (TCVN 4054-05)

603
→ Lct =
= 70.7 (m)
47 × 0.5 ×130
Điều kiện 2: Đủ để bố trí đoạn nối siêu cao:
Công thức:


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
LNSCmin = Δh/[ip]

∆ h = 0.5 × Bmd × (in + isc ) = 0.5 × 6 × (0.07 + 0.02) = 0.27( m)
ip = 0.5% (theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô 22TCN-273-01).

→ LNSC min =

0.27
= 54(m)
0.005

Điều kiện 3: Khắc phục ảo giác về sự chuyển hướng đột ngột của tuyến:
Công thức:

LCT min =

R 130
=
= 14.4 (m)
9
9

Theo TCVN ứng với V=60km/h và R=60m ta được L= 70 m.
g. Xác định số làn xe:

nlx =

N cdgio
Z × N lth

+ lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm.
+ Nlth: năng lực thông hành tối đa, theo TCVN 4054-2005, chọn N lth = 1000 ( khi khơng

có phân cách xe chạy trái chiều và phân cấp xe ô tô, ô tô chạy chung với xe thô sơ).
+ Z: hệ số năng lực thông hành, chọn Z = 0.77 (V=60km/h).

Theo TCVN 4054-2005: chọn nlx = 2.
h. Xác định bề rộng phần xe chạy:
Đường 2 làn xe: Bề rộng mỗi làn xe được tính theo cơng thức:

Bi =

a+c
+x+ y
2

+ a,c: bề rộng của thùng xe và khoảng cách giữa tim giữa 2 dãy bánh xe.
+ x = y = 0.5 + 0.005*V.
+ x: khoảng cách giữa 2 thùng xe ngược chiều.
+ y: khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy.


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Loại xe

Mác xe

c(m)

a(m)

Xe con

M-21

1.42

1.82

3.02

Xe tải nhẹ

GAZ-51A

1.69

2.38

3.435

Xe tải vừa

ZIL-130

1.79

2.5

Xe tải nặng
(2 trục)

MAZ-500

1.865

2.5

3.5825

Xe tải nặng
(3 trục)

KRAZ-27

1.85

2.5

3.575

Xe buýt lớn

ZIL-127

1.88

2.5

3.59

1.69

2.44

3.465

Xe bt nhỏ

x=y

Bi(m)

0.8

3.545

Bảng I.5 Tính tốn bề rộng làn xe cho từng loại xe:

Chọn bề rộng 1 làn xe phụ thuộc loại xe lưu thông nhiều nhất (Xe tải vừa)
Chọn

STT

B1làn = 3.75 m

BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TỐN
Theo
tính
Chỉ tiêu kĩ thuật
Đơn vị
Theo TCTK

toán

Chọn để thiết kế

1

-Vận tốc xe chạy thiết
Km/h
kế

-

60

60

2

-Độ dốc dọc lớn nhất

1.9

7

7

944.9

1500

1500

128.85

130

130

%

-Bán kính đường cong
nằm tối thiểu:
3

+ khơng có siêu cao
+ có siêu cao
+ đảm bảo tầm nhìn
về đêm

m

1650

1650


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
-Tầm nhìn:
+ thấy chướng ngại vật
cố định.

m

55.68

75

75

106

150

150

550

350

350

1568

2500

2500

554

1500

1500

+ đảm bảo tầm nhìn về
đêm.

673

1500

1500

7

- Số làn xe

0.49

2

2

8

- Bề rộng của 1 làn xe

m

3.75

3.5

3.75

9

- Bề rộng mặt đường

m

7.5

7

7.5

10

Bề rộng lề gia cố

m

1.5

1.5

1.5

11

- Bề rộng nền đường

m

10.5

9

10.5

4

+ thấy xe ngược chiều.
+ vượt xe.
- Bán kính tối thiểu của
đường cong đứng lồi.

5

(Khơng có dải phân
cách)

m

- Bán kính tối thiểu của
đường cong đứng lõm:
+ đảm bảo khơng gãy
m
nhíp xe do lực li tâm.

6

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN
1. Nguyên tắc thiết kế:
Thiết kế sơ bộ tuyến trên bản đồ có đường đồng mức bao gồm việc thiết kế bình đồ hướng
tuyến, thiết kế quy hoạch thoát nước và thiết kế trắc dọc, trắc ngang đường ơtơ.
Thiết kế bình đồ phải tn thủ các nguyên tắc:
+ Vạch tuyến phải đi qua các điểm khống chế.
+ Thiết kế bình đồ đảm bảo phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ: giữa các đoạn thẳng –
đoạn cong và giữa các đoạn cong với nhau.
+ Phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ – trắc dọc – trắc ngang.
+ Phối hợp giữa tuyến và cơng trình.


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
+ Phối hợp giữa tuyến và cảnh quan.
2. Xác định các điểm khống chế:
Hai vị trí A và B là 2 khu dân cư nằm trong khu vực quy hoạch nên đây là 2 điểm khống chế
của tuyến. Khu vực tuyến có điều kiện địa chất thủy văn thuận lợi khơng có đầm lầy, đất yếu,
trượt lở và khơng có mực nước ngầm hoạt động cao, nên khơng có những điểm cần tránh.
Điểm đầu tuyến : Điểm A cao độ 30m
Điểm cuối tuyến : Điểm B cao độ 60 m
3. Quan điểm thiết kế-xác định bước compa
a. Quan điểm thiết kế
Vạch tuyến trên bình đồ bắt đầu từ việc xây dựng các đường dẫn hướng tuyến chung cho toàn
tuyến và cho từng đoạn tuyến cục bộ.
Cố gắng bám sát đường chim bay để giảm chiều dài tuyến.
Triển tuyến theo địa để các đường dẫn hướng tuyến được vạch sao cho đảm bảo độ dốc theo
hướng tuyến nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất. Để thỏa mãn điều này ta đi xác định bước compa
λ, là khoảng cách lớn nhất giữa hai đường đồng mức mà vẫn thỏa mãn độ dốc dọc tự nhiên
nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất.

b. xác định bước compa
Xác định bước compa:
lcp =

∆h
1
× 1000 × × 100
0.9 × imax
m

Trong đó:
+ ∆h: Chênh lệch cao độ giữa hai đường đồng mức gần nhau,
∆h=5000 mm.
+ idmax: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (0/0). idmax =70/0
1
m

: Tỷ lệ bản đồ,

1
1
=
m 10000

Thay các số liệu vào công thức ta được:


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc cắt các đường

đồng mức, đường này có độ dốc khơng đổi i d .Để vạch các đường dẫn hướng tuyến một cách
dễ dàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tố của địa hình.Dựa vào đường
dẫn hướng tuyến này ta vạch một tuyến đường chạy trong phạm vi những đường gãy khúc
gồm các đoạn thẳng và đoạn cong. Trong đó các đoạn cong được xác định với bán kính thoả
yêu cầu về điều kiện tối thiểu, đồng thời phù hợp với các yếu tố đường cong bênh cạnh, thoả
mãn với độ dốc dọc cho phép của cấp đường, đảm bảo chiều dài tối thiểu của đoạn chêm
giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao, bán kính đường cong nằm ưu tiên lấy
càng cao càng tốt.
4. Xác định chiều dài đoạn thẳng đoạn cong , vị trí các cọc, cự ly các cọc.
Xác định các lý trình của các cọc tiếp đầu, cọc tiếp cuối.
Sau khi xác định góc ngoặt α của các tuyến đường trên bình đồ và quyết định các bán kính
đường cong Ri chúng ta xác định được chiều dài:
Tiếp tuyến : Ti= Ri *tg(
Phân cự : Pi =Ri() -1)
Đoạn cong : Ki= **Ri
Trong đó : R : bán kính đường cong nằm góc ngoặt trên bình đồ
Bảng lý trình các điểm TĐ,P,TC của các đường cong
PHƯƠNG ÁN 1
STT
1
2
3
4

A
270.8863
125.3441
200.8985
128.3120

R(m)
150
250
450
300

T(m)
183.31
154.40
108.03
170.47

P(m)
65.22
31.88
7.82
33.72

K(m)
297.94
288.48
214.14
320.64

Isc(%)
6
3
2
2

L(m)
60
50
50
50

K(m)
267.17
353.81
186.67
174.14
514.76

Isc(%)
2
2
2
2
2

L(m)
50
50
50
50
50

PHƯƠNG ÁN 2
STT
1

2
3
4
5

A
221.4756
162.5931
191.1865
187.1127
126.7421

R(m)
300
1000
700
1000
500

T(m)
138.71
178.10
93.57
87.16
275.80

P(m)
21.15
11.75
3.5

2.03
59.56


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
5. Dựa vào bảng lý trình ở trên và vị trí của các TĐ,TC theo tỉ lệ bản đồ ta xác định
được vị trí của các cọc km trên bình đồ tuyến.
a. Xác định cọc Hn cọc thay đổi địa hình Cn
Dựa vào vị trí của các tuyến đường đồng mức xác định được vị trí của các cọc Cn
Dựa vào tỷ lệ bản đồ, bán kính đường cong xác định được cọc trăm mét (Hn)
b. Xác định cự ly giữa các cọc:
Sau khi có các vị trí các cọc Km, TĐ,TC,G và các cọc C n. Chúng ta dùng thước để đo
cự ly giữa các cọc có trên bản đồ và nhân với M (hệ số tỉ lệ bản đồ) để có được cự ly
thực tế tính bằng m
Li= libd *(m)
Trong đó : libd : cự ly cự cọc trên bản đồ (mm)
1000 : hệ số quy đổi đơn vị từ mm sang m.
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN THỦY VĂN CƠNG TRÌNH
Hệ thống thốt nước đường ô tô bao gồm hệ thống thoát nước mặt và hệ thống thốt nước
ngầm. Đó là các cơng trình và các biện pháp kĩ thuật được xây dựng để đảm bảo nền đường
đường khơng bị ẩm ướt. Các cơng trình này có tác dụng tập trung và thốt nước nền đường
hoawcj ngăn chặn không cho nước thấm vào phần trên của nền đất. Mục đích quan trọng nhất
của việt xậy dựng hệ thống thoát nước trên đường là đảm bảo chế độ ẩm của nền đất luôn
luôn ổn định không gây nguy hiểm cho mặt đường.
Đối với lưu vực nhỏ có diện tích F < 100 km 2 lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất p% được
tính theo cơng thức:
Qp = Ap..Hp %.F.1 (m3/s) (8)
Trong đó:
P% - tần suất thiết kế, lấy theo điều 10 TCVN 4054:2005 và điều 9 TCVN 5729:2012.
% - lượng mưa ngày lớn nhất tương ứng với tần suất thiết kế P% của trạm đại diện cho

lưu vực tính tốn, mm. Trong tính tốn cần cập nhật chuỗi số liệu mưa của trạm đại diện đến
thời điểm tính. Danh sách các trạm đại diện xem trong Phụ lục 1 trong 22TCN220-95.
% - lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế, m3/s;
F - diện tích lưu vực, ;
φ - Hệ số dịng chảy lũ lấy trong bảng 2.1 trong 22TCN220-95 tùy thuộc vào loại đất cấu
tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (Hp%) và diện tích lưu vực (F);


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
Hệ số dòng chảy φ trong công thức (8) xác định theo lượng mưa ngày, diện tích lưu vực
và cấp đất, vị trí điển hình lấy mẫu đất ở chiều sâu: 0,20 m đến 0,30 m. Mỗi mẫu nặng
khoảng 400g, xác định thành phần hạt của mẫu đất và tính hàm lượng cát trong mẫu đất (kích
thước cát 0,05 mm đến 2mm). Dựa vào hàm lượng cát chứa trong đất, xác định cấp đất theo
bảng 1.
% - Mô đun tương đối đỉnh lũ tương ứng với tần suất thiết kế; Ap% lấy trong Bảng 2.3
22TCN220-95 tùy thuộc vào vùng mưa, đặc trưng địa mạo thủy văn của lịng sơng

ls

, thời

gian tập trung dịng chảy trên sườn dốc
- Hệ số xét tới mức độ làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao, hồ, đầm lầy lưu vực, xác
định theo bảng 2.7 trong 22TCN220-95
1. Tính tốn thủy lực thủy văn cho phương án tuyến 2:
a. Diện tích khu vực F: ( km )
Được xác định bởi giới hạn các đường phân thủy và tuyến đường, dùng chương trình
phần mềm để thiết kế đường ta tính ra được diện tích khu vực.
b. Chiều dài lịng chính L: ( km )
Dựa vào bình đồ xác định được dịng sơng chính trong lưu vực, trong lưu vực chọn dịng

sơng lớn nhất để tính, nếu lưu vực khơng có sơng rõ rệt để tính dịng sơng chính ta vẽ đường
tụ thủy và coi đó là một dịng sơng chính. Cách xác định là dùng thước để đo và nhân với tỉ lệ
bản đồ hoặc dùng chương trình thiết kế đường để đỏ
c. Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực bs: ( m )
Trong đó:
+ F: diện tích lưu vực ( km2)
+ L: chiều dài lịng chính ( km )
+ : tổng chiều dài lòng nhánh ( km ); chỉ tính cho nhữn lịng nhánh có chiều dài lớn hơn
-

0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực.
Đối với lưu vực có hai sườn:
Đối với lưu vực có 1 sườn: :
Đối với lưu vực 1 sườn ở cơng thức tính bs ta thay thế số 1.8 bằng 0.9
d. Độ dốc trung bình của lịng sơng chính Jls: (‰)
h1,h2,…,hn: cao độ những điểm gãy khúc trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường.
l1, l2,…,ln: cự ly giữa các điểm gãy khúc
e. Độ dốc trung bình của sườn dốc Jsd: (‰)
Jsd(‰): độ dốc trung bình của sườn dốc, tính theo trị số trung bình của 4 – 6 điểm xác
định độ dốc theo hướng dốc lớn nhất.


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
f. Xác định
là hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực ( hệ số
triết giảm dịng chảy). Vơi địa hình đồi núi ta chấp nhận lấy
g. Xác định Hp
� p là lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế. Tuyến đường thiết kế thuộc tỉnh Gia Lai
từ mục lục 1 22TCN 220-95 ta có được �p= 153 mm/ngày ứng với tần suất thiết kế P = 4%
h. Xác định :

� là hệ số dòng chảy tùy thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực, lượng mưa ngày thiết kế và
diện tích lưu vực (bảng 2.1 trong 22TCN220-95)
j. Xác định modun đính lũ Ap
� p được lấy theo bảng 2.3 trong 22TCN220-95 tùy thuộc vào �s, ∅l và vùng mưa
k. Vùng mưa
Tỉnh Gia Lai thuộc vùng mưa VIX.
l. Xác định
Thời gian tập trung nước trên sườn dốc �sd ( phút) phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn
của sườn dốc ∅sd và vùng mưa, xác định theo bảng 2.2 trong 22TCN220-95
Tính ∅sđ:
•
•
•

Lsd: chiều dài bình qn của sườn dốc lưu vực
� sd: thơng số tập trung dòng chảy trên sườn dốc phụ thuộc vào bề mặt của sườn lưu vực.
�sd (%0) : độ dốc trung bình của sườn dốc, tính theo trị số trung bình của 4÷6 điểm xác định
độ dốc theo hướng dốc lớn nhất.
m. Xác định ∅ls
Hệ số địa mạo thủy văn của dịng sơng ∅l được xác định như sau:

•

�l: thơng số tập trung dịng sơng phụ thuộc vào tình hình sơng suối của lưu vực. Với sơng
vùng núi, lịng sơng nhiều đá, mặt nước không phẳng, suối chảy không thường xun, quanh

•

co dịng suối tắc nghẽn thì �l =7 (tra bảng 2.7 trong 22TCN220-95)
�ls (%0) : độ dốc trung bình của dịng chính, tính theo đường thẳng kẻ dọc sơng sao cho các

phần diện tích thừa thiếu khống chế bởi đường thẳng và đường đấy sông bằng nhau thể hiện
qua công thức :
h1,h2,…,hn: cao độ những điểm gãy khúc trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường.
l1, l2,…,ln: cự ly giữa các điểm gãy khúc


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
2. Thủy Văn
2.1 Tính tốn thủy văn chi tiết.
a. Tính tốn tại cọc KM0+625.88:
Diện tích khu vực: F=0.6 km2
Đường thiết kế cấp III vùng núi
Do V = 60 km/h nên với tần suất lũ P =4%
Đường thiết kế qua tỉnh Gia Lai nên ứng với P=4%, tra bảng Phụ lục 1 trong 22TCN 2095 ta được Hp%=H4% = 153 mm
Hệ số chiết giảm dòng chảy:
Vùng đặt tuyến khơng có ao hồ đầm lầy nên ta có :
Chiều dài lịng chính L= 0.26 (km)
Tổng chiều dài các lịng nhánh:
Chiều rộng bình qn B của lưu vực:
Hệ số dòng chảy lũ
Giả sử hệ số dòng chảy ứng với cấp III
Diện tích lưu vực đo trên bình đồ F = 0.6 km2
Với p=1 % , tại trạm Đak Tô (Gia Lai) , tra trong phụ lục 1 22TCN 220-95 ta có :
H1% = 170 mm
Tra bảng 2.1 trong 22TCN220-95 ta được hệ số dòng chảy lũ φ = 0.8
Modul đỉnh lũ tương đối Ap%:
Ap% lấy trong Bảng 2.3 trong 22TCN220-95 tùy thuộc vào vùng mưa, đặc trưng địa
mạo thủy văn của lịng sơng ls , thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc
Đặc trưng địa mạo thủy văn của lịng sơng:
mls: thơng số tập trung nước, tra bảng 2.6 trong 22TCN220-95 ,ta được m ls = 7 ứng với

sơng vùng núi.
Độ dốc trung bình lịng chính:
=> Hệ số địa mạo thủy văn lịng sơng:

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc �sd ( phút)
Xác định dựa vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc ∅sd và vùng mưa theo bảng 2.2
trong 22TCN220-95
+ Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc ∅sd
Lsd

:chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực

Thơng số tập trung dịng chảy trên sườn dốc: Giả sử mặt đất thu dọn sạch, không có gốc
cây, khơng bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20%, mặt đá xếp, cỏ thưa. ( Bảng 2.5
trong 22TCN220-95): msd = 0.3
Độ dốc bình quân sườn dốc Jsd để an toàn ta xét sườn dốc cao nhất


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc
Từ bảng 2.2 trong 22TCN220-95 (bảng thời gian nước chảy trên sườn dốc τs tra theo hệ
số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa XIV )
Ta được (phút)
Tra bảng 2.3 trong 22TCN220-95 ứng với Փls = 4.73 và τs = 83.61 ta được Ap = 0.1
Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế
Qp = Ap..Hp %.F.1 = m3/s
b. Tính tốn tại cọc H21:
Diện tích khu vực: F=7.1 km2
Đường thiết kế cấp III vùng núi

Do V = 60 km/h nên với tần suất lũ P =4%
Đường thiết kế qua tỉnh Gia Lai nên ứng với P=4%, tra bảng Phụ lục 1 trong 22TCN 2095 ta được Hp%=H4% = 153 mm
Hệ số chiết giảm dịng chảy:
Vùng đặt tuyến khơng có ao hồ đầm lầy nên ta có :
Chiều dài lịng chính L= 2.4 (km)
Tổng chiều dài các lịng nhánh:
Chiều rộng bình qn B của lưu vực:
Hệ số dịng chảy lũ
Giả sử hệ số dòng chảy ứng với cấp III
Diện tích lưu vực đo trên bình đồ F = 7.1 km2
Với p=1 % , tại trạm Đak Tô (Gia Lai) , tra trong phụ lục 1 22TCN 220-95 ta có :
H1% = 170 mm
Tra bảng 2.1 trong 22TCN220-95 ta được hệ số dòng chảy lũ φ = 0.72
Modul đỉnh lũ tương đối Ap%:
Ap% lấy trong Bảng 2.3 trong 22TCN220-95 tùy thuộc vào vùng mưa, đặc trưng địa
mạo thủy văn của lịng sơng ls , thời gian tập trung dịng chảy trên sườn dốc
Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông:
mls: thông số tập trung nước, tra bảng 2.6 trong 22TCN220-95 ,ta được m ls = 7 ứng với
sông vùng núi.
Độ dốc trung bình lịng chính:
=> Hệ số địa mạo thủy văn lịng sơng:

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc �sd ( phút)
Xác định dựa vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc ∅sd và vùng mưa theo bảng 2.2
trong 22TCN220-95
+ Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc ∅sd


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Lsd

:chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực

Thơng số tập trung dịng chảy trên sườn dốc: Giả sử mặt đất thu dọn sạch, khơng có gốc
cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20%, mặt đá xếp, cỏ thưa. ( Bảng 2.5
trong 22TCN220-95): msd = 0.3
Độ dốc bình quân sườn dốc Jsd để an toàn ta xét sườn dốc cao nhất
Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc
Từ bảng 2.2 trong 22TCN220-95 (bảng thời gian nước chảy trên sườn dốc τs tra theo hệ
số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa XIV )
Ta được (phút)
Tra bảng 2.3 trong 22TCN220-95 ứng với Փls = 87.26 và τs = 55.31 ta được Ap = 0.03
Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế
Qp = Ap..Hp %.F.1 = m3/s
Bảng tổng hợp kết quả tính tốn thủy văn phương án tuyến 2
Bảng 2.1. Xác định Qp
Cọc

Lý trình

Ap

Hp
(mm)

F
(km2)

Qp

(m3/s)

Km0+625.8
8

Km0 + 625.88

0.1

0.82

153

0.6

0.75

5.64

H21

Km2 + 152.57

0.0
3

0.72

153

7.1

0.75

15.3

2.2 Xác định cơng trình vượt dịng nước.
Dựa theo quy phạm:
-

Nếu : Dùng cống trịn bê tơng cốt thép
Nếu : Dùng cống hộp
Nếu : Dùng cầu, khơng nên có khẩu độ nhỏ hơn 3m

→

Dựa vào kết quả tính được, ta xác định các cơng trình vượt dịng nước như trong

bảng sau:
Cọc
Km0+625.88
H21

Lý trình
Km0 + 627.45
Km2 + 152.57

F (km2)
0.6
7.1

Qp (m3/s)
5.64
15.3

Cơng trình
Cống trịn
Cống trịn

2.3. Thiết kế cống.
a. Xác định khẩu độ cống
Sau khi chọn cấu tạo cống, căn cứ vào lưu lượng tính tốn chọn một số phương án khẩu
độ (dựa theo công thức hoặc tra bảng) và xác định chiều sâu nước dâng H và vận tốc nước
chảy V. Trong phần thiết kế cơ sở, khẩu độ cống, H và V được xác định theo bảng cống.


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
Chọn chế độ làm việc của cống là không áp, sử dụng cống loại I đối với cống tròn, sử
dụng cống loại II đối với cống vuông.
Tại cọc C9: Lưu lượng Q = 5.64 m3 /s
Số lượng
Lưu lượng
cống
Cống tròn
2
5.64
Tại cọc C25: Lưu lượng Q = 17.6 m3 /s
Cơng trình

Khẩu độ

cống(m)
1.5

Hdâng

Vận tốc

1.36

2.65

Số lượng
Khẩu độ
Lưu lượng
Hdâng
Vận tốc
cống
cống(m)
Cống trịn
3
15.3
2
1.68
2.88
b. Xác định chiều cao đất đắp trên cống.
Đối với cống, cao độ thiết kế nhỏ nhất là giá trị lớn hơn trong 2 giá trị sau:
Cơng trình

- Điều kiện 1: mép nền đường cao hơn mực nước ngập 0.5m.
Đối với 2 làn xe:

H min
tk1 = H dang + 0.5 + 0.5 × i ld + i n × (

Bmd
+ Blg c )
2

Trong đó:
+ Hdang: Chiều sâu mực nước ngập (m) trước cơng trình ứng với cơn lũ có tần suất thiết kế
p = 4%.
+ in,ild: độ dốc ngang của mặt đường và lề đất. Trong thiết kế sơ bộ không xét đến siêu
cao: in = 2%, ild = 4%.
+ Bmd = 7.5 (m): bề rộng mặt đường 2 làn xe.
+ Blgc = 1.0 (m): bề rộng lề gia cố.
- Điều kiện 2: Cao độ đường đỏ tại vị trí cơng trình phải đảm bảo điều kiện xe vận
chuyển vật liệu và thiết bị thi công đi trên cống không làm vỡ cống, muốn vậy phải đảm bảo
0.5m đất đắp trên đỉnh cống.

H min
tk 2 = φ + δ + max(0.5, ∑ h ad )

Trong đó:
+ ϕ : Đường kính cống (m).
+ ∑had = 0.86 (m): tổng bề dày lớp kết cấu áo đường.

δ≈
+

φ

10

: chiều dày thành cống.

Bảng 2.3.1: Tổng hợp kết quả xác định chiều cao đất đắp trên cống:
Cọc
Km0
+625.8
8
H21

Phươ
ng án

Thành phần
cống

Hdang
(m)

Bmd
(m)

Blgc
(m)

Htk1
(m)

Htk2

(m)

Htk
(m)

1

2 cống tròn
1.5m

1.36

7.5

1

1.9
8

3.0
1

3.1

1

3 Cống tròn

1.68

7.5

1

2.3

3.5

3.6