Đồ án Môn Thiết kế hình học công trình đường | Đại học Xây Dựng Hà Nội
Tuyến đường thiết kế qua điểm đầu B7 và điểm cuối B11 là 1 đoạn nối giữa hai trung tâm kinh tế, văn hóa chính trị của địa phương với nhau có độ dài đường chim bay là 1.650 km Lưu lượng xe thiết kế năm thứ 15: N15 = 1267 xe/ngđ. Tài liệu được sưu tầm gồm 69 trang, giúp bạn ôn tập tốt hơn. Mời các bạn đón xem.
Môn: Thiết kế hình học công trình đường 2 tài liệu
Trường: Đại học Xây Dựng Hà Nội 474 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HÌNH HỌC CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ___________________
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: T.S NGÔ VIỆT ĐỨC
SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN NGỌC SƠN LỚP QUẢN LÝ : 64KSGT MÃ SỐ SINH VIÊN : 170264 Hà Nội, 27/02/2024 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1 MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG...................................................6 1.1.
Đặc điểm tự nhiên khu vực tuyến đi qua :......................................................6
1.1.1. Điều kiện về địa hình .....................................................................................
1.1.2. Thổ nhưỡng ...................................................................................................
1.1.3. Đặc điểm về thủy văn .................................................................................... 1.1.4.
Đặc điểm khí hậu ........................................................................................... 1.2.
Sơ lược về điều kiện kinh tế -xã hội và hiện trạng giao thông khu vực .........7 1.2.1.
Điều kiện kinh tế xã hội ................................................................................. 1.2.2.
Hiện trạng giao thông .................................................................................... 1.3.
Vai trò của tuyến đường trong sự phát triển của địa phương .........................8 1.4.
Nhiệm vụ thiết kế ..........................................................................................8
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ.................................10 2.1.
SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN CẤP THIẾT KẾ CỦA ĐƯỜNG.......................10 2.2.
XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ TUYẾN 11 2.2.1.
Xác định quy mô mặt cắt ngang.................................................................... 2.2.1.1.
Xác định số làn xe........................................................................................11 2.2.1.2.
Tính bề rộng phần xe chạy...........................................................................11
2.2.1.3. Lề đường......................................................................................................13
2.2.1.4. Dốc ngang phần xe chạy..............................................................................13 2.2.2.
Nhóm chỉ tiêu kỹ thuật thiết kế mặt cắt ngang..............................................
2.2.2.1. Siêu cao........................................................................................................14
2.2.2.2. Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong...............................................14 2.2.3.
Nhóm chỉ tiêu kĩ thuật thiết kế bình đồ:........................................................
2.2.3.1. Xác định tầm nhìn xe chạy..............................................................................15 2.2.3.2.
Tính các bán kính đường cong nằm nhỏ nhất: Rmin,Rkscmin, Rttmin...........17 2.2.4.
Nhóm chỉ tiêu kĩ thuật thiết kế trắc dọc........................................................
CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP VÀ KẾT QUẢ THIẾT KẾ..................................22 3.1.
Các kết quả thiết kế tuyến bình đồ................................................................22 3.1.1.
Nguyên tắc thiết kế.......................................................................................
3.1.1.1. Phân tích và hoàn thiện bình đồ...................................................................22 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
3.1.1.2. Xác định đường hướng dẫn tuyến.................................................................23
3.1.1.3. Phóng tuyến và định đỉnh.............................................................................24
3.1.2. Bố trí cong nằm và rải cọc trên tuyến........................................................... 3.1.3.
Tính toán các yếu tố đường cong nằm.......................................................... 3.1.4.
Kết quả thiết kế.............................................................................................
CHƯƠNG 4. QUY HOẠCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC. 28 4.1.1.
Xác định vị trí đặt cống trên bình đồ.............................................................
4.1.1.1. Nguyên tắc....................................................................................................28
4.1.1.2. Xác định lưu lượng tính toán 𝑸𝒑%...............................................................29 4.1.2.
Lựa chọn loại, khẩu độ công trình................................................................ 4.1.3.
Bố trí công trình trên trắc ngang, trắc dọc..................................................... 4.1.3.1.
Nguyên tắc bố trí..........................................................................................32 4.1.3.2.
Xác định cao độ khống chế tại vị trí cống....................................................32
1.1.1.1. Mặt cắt cống.................................................................................................33
4.2. THIẾT KẾ MẶT CẮT DỌC........................................................................33
4.2.1. Các căn cứ thiết kế........................................................................................ 4.2.2.
Mục tiêu và số liệu đầu vào.......................................................................... 4.2.3.
Đề xuất phương án tuyến..............................................................................
4.2.3.1. Phương pháp thiết kế trắc dọc......................................................................34 4.2.3.2.
Đề xuất.........................................................................................................35
4.2.3.3. Thiết kế đường cong đứng............................................................................35
4.3. THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG..................................................................36 4.3.1.
Các căn cứ thiết ké........................................................................................ 4.3.2.
Các thông số mặt cắt ngang tuyến D2-D4..................................................... 4.3.3.
Tổng hợp trắc ngang điển hình trên tuyến.................................................... 4.4.
XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐÀO ĐẮP.................................39
CHƯƠNG 5. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG..................42 5.1.
Cơ sở thiết kế................................................................................................42
5.1.1. Quy trình, quy phạm áp dụng để thiết kế...................................................... 5.1.2.
Thiết kế các phương án kết cấu áo đường..................................................... 5.1.3.
Yêu cầu đối với áo đường............................................................................. 5.2.
Số liệu thiết kế..............................................................................................43 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1 5.2.1.
Số liệu đất nền.............................................................................................. 5.2.2.
Số liệu tải trọng xe........................................................................................
b. Tính toán lưu lượng xe............................................................................................44 5.2.3.
Đặc điểm vật liệu kết cấu áo đường.............................................................. 5.3.
Giải pháp thiết kế kết cấu áo đường..............................................................47
5.3.1. Xác định cấp mặt đường............................................................................... 5.3.2.
Xác định Eyc.................................................................................................. 5.3.3.
Phương án đầu tư tập trung (15 năm)............................................................ Phương án 1 : 48 Phương án 2 : 55 5.4.
So sánh 2 phương án và lựa chọn phương án cuối cùng...............................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................61 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1 MỤC LỤC HÌNH VẼ
Hình 3-1. Hoàn thiện bình đồ......................................................................................22
Hình 3-2. Đường dẫn tuyến theo bước compa sơ bộ .................................................... 24
Hình 3-3. Bố trí đường cong nằm và rải cọc trên tuyến ............................................... 26
Hình 3-4. Các yếu tố đường cong nằm ......................................................................... 27
Hình 3-5. Diện tích lưu vực F1,F2 và F3 ...................................................................... 29 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3-1. Tổng hợp các yếu tố bình đồ.......................................................................25
Bảng 3-2. Các yếu tố cơ bản của đường cong nằm.....................................................25
Bảng 3-3. Bảng cao độ tự nhiên trên mặt cắt dọc.......................................................26
Bảng 3-4. Bảng vị trí cống trên tuyến.........................................................................27
Bảng 3-5. Bảng thông số các lưu vực..........................................................................30
Bảng 3-6. Bảng kết quả tính toán thủy văn công trình cầu cống.................................30
Bảng 3-7. Bảng thống kê lựa chọn loại, khẩu độ công trình.......................................31 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG
1.1. Đặc điểm tự nhiên khu vực tuyến đi qua : 1.1.1.
Điều kiện về địa hình .
Dự án xây dựng tuyến đường qua hai điểm B7 – B11 là một dự án giao thông trọng
điểm phục vụ cho tuyến đường giao thương đi qua Thị Xã Duy Tiên – Tỉnh Hà Nam
Thị xã Duy Tiên nằm ở cửa ngõ phía bắc tỉnh Hà Nam, là vùng trọng điểm phát
triển công nghiệp dịch vụ của tỉnh Hà Nam. Địa hình của thị xã chủ yếu là đồng bằng.
Thị xã Duy Tiên nằm cạnh sông Hồng và trên địa bàn thị xã còn có sông Châu Giang chảy qua.
Địa hình của thị xã được chia thành 2 tiểu địa hình.
Vùng ven đê sông Hồng và sông Châu Giang bao gồm các xã Mộc Bắc, Mộc Nam,
Chuyên Ngoại, Trác Văn, Yên Nam, Tiên Sơn... và phường Châu Giang có địa hình
cao hơn, đặc biệt là khu vực núi Đọi, núi Điệp thuộc các xã Tiên Sơn và Yên Nam.
Vùng có địa hình thấp bao gồm các phường như Tiên Nội, Yên Bắc và xã Tiên
Ngoại chiếm phần lớn diện tích tự nhiên của thị xã cao độ phổ biến từ 1,8 - 2,5 m, địa
hình bằng phẳng, xen kẽ là các gò nhỏ, ao, hồ, đầm.
1.1.2. Thổ nhưỡng .
Thị xã có địa hình đặc trưng của vùng đồng bằng thuộc khu vực châu thổ Sông
Hồng. Nhìn chung địa hình của thị xã khá thuận lợi cho phát triển sản xuất nông
nghiệp, đặc biệt là trồng lúa và cây vụ đông.
1.1.3. Đặc điểm về thủy văn .
Vào mùa mưa, Duy Tiên thường hứng chịu ảnh hưởng của những cơn giông tố và
áp thấp nhiệt đới, gây mưa lớn và lũ lụt. Trong khi đó, mùa khô thì rất khô và nóng.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là khoảng 23 độ C, với mùa đông lạnh hơn và mùa hè nóng hơn.
Khí hậu: Thị xã Duy Tiên có khí hậu gió mùa nóng ẩm, nhiệt độ trung bình từ 23-25
độ C, độ ẩm trung bình từ 82-84%. Thời gian mưa tập trung chủ yếu vào các tháng từ 5-10.
Lượng mưa: Năm 2020, thị xã Duy Tiên có tổng lượng mưa trung bình từ 1.365mm-
1.684mm, với lượng mưa cao nhất thường xảy ra vào tháng 7 và tháng 8.
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: T.S NGÔ VIỆT ĐỨC
SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN NGỌC SƠN – MSS: 170264 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
Sông và hồ: Thị xã Duy Tiên có nhiều sông và hồ, trong đó sông Hồng chảy qua địa
bàn với chiều dài khoảng 5 km. Hồ nước lớn nhất là hồ Đầm Tằm có diện tích khoảng 43 ha.
Thủy điện: Thị xã Duy Tiên không có nhà máy thủy điện nào trên địa bàn.
Nạn ngập lụt: Thị xã Duy Tiên cũng thường xuyên bị ảnh hưởng bởi lũ lụt làm mưa
lớn. Tuy nhiên, vì diện tích đất lành của thị xã khá nhỏ nên ảnh hưởng không lớn. Địa
phương cũng đã đầu tư vào công tác phòng chống bão để đảm bảo an toàn cho người dân và tài sản.
1.1.4. Đặc điểm khí hậu .
Duy Tiên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, thuộc
tiểu khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ, chịu ảnh hưởng sâu sắc của gió mùa đông bắc và
gió mùa đông nam. Với các đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nắng và bức xạ mặt trời lớn,
thuận lợi cho phát triển một nền nông nghiệp đa dạng với nhiều loại cây trồng, vật
nuôi và tạo điều kiện tốt cho thâm canh tăng vụ. Tuy nhiên, sự biến động mạnh mẽ với
nhiều hiện tượng thời tiết như bão, dông, lượng mưa tập trung theo mùa... kết hợp với
địa hình thấp gây ra ngập úng cục bộ, một số vùng đòi hỏi phải có biện pháp phòng tránh kịp thời.
1.2. Sơ lược về điều kiện kinh tế -xã hội và hiện trạng giao thông khu vực .
1.2.1. Điều kiện kinh tế xã hội .
Năm 2019: Tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 15,1%; cơ cấu kinh tế chuyển dịch tích
cực theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, thương mại, dịch vụ, giảm tỷ trọng nông
nghiệp; đến hết năm 2019 Công nghiệp xây dựng chiếm 73,6%; Dịch vụ chiếm 24,3%,
Nông, lâm nghiệp giảm còn 2,1%; có 4 Khu công nghiệp và 2 cụm công nghiệp, đã thu
hút 960 doanh nghiệp trong và ngoài nước vào đầu tư, tạo việc làm cho trên 5 vạn lao
động; tổng thu ngân sách nhà nước trên địa bàn đạt trên 3.000 tỷ đồng; thu nhập đầu
bình quân đầu người năm 2019 ước đạt 50,8 triệu đồng/người/năm; Văn hoá - xã hội
diễn ra nhiều hoạt động sôi nổi: Lễ hội Tịch điền Đọi Sơn, Lễ hội đền Lảnh Giang
được ghi danh di sản văn hóa phi vật thể Quốc gia; chùa Long Đọi Sơn được xếp hạng
di tích Quốc gia đặc biệt. Ngành Giáo dục - Đào tạo tiếp tục đạt nhiều thành tích nổi
bật, năm thứ 7 liên tiếp là lá cờ đầu của tỉnh. Quốc phòng được giữ vững. An ninh
chính trị, trật tự an toàn xã hội được đảm bảo. Công tác xây dựng Đảng, chính quyền,
MTTQ và các đoàn thể nhân dân tiếp tục được củng cố; đời sống vật chất và tinh thần
của Nhân dân ngày càng được nâng cao. Hạ tầng đô thị đã và đang được đầu tư, chỉnh
trang; các trung tâm thương mại, khu đô thị mới, công trình phúc lợi công cộng, hệ
thống cây xanh, chiếu sáng đã và đang được đầu tư đồng bộ hiện đại, tạo diện mạo
mới và khẳng định Duy Tiên là địa phương năng động, đang ngày càng khởi sắc, mang
tầm vóc của một trung tâm kinh tế, thương mại lớn của tỉnh Hà Nam.
1.2.2. Hiện trạng giao thông . lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
Duy Tiên có tuyến trục giao thông là Quốc lộ 1, đường cao tốc Cầu Giẽ – Ninh
Bình và đường sắt Thống Nhất chạy qua. Bên cạnh đó còn có tuyến Quốc lộ 38 từ
Đồng Văn đi Hòa Mạc - cầu Yên Lệnh - Hưng Yên và quốc lộ 38B nối từ Hải Dương
qua Hưng Yên, Hà Nam, Nam Định tới Ninh Bình. Về đường thủy, Duy Tiên có sông
Hồng, sông Nhuệ, sông Châu Giang. 1.3.
Vai trò của tuyến đường trong sự phát triển của địa phương .
Dự án xây dựng tuyến đường qua hai điểm D17 – D15 là một dự án giao thông trọng
điểm phục vụ cho tuyến đường giao thương đi qua Thị Xã Duy Tiên – Tỉnh Hà Nam,
Tuyến đường hoàn thành không chỉ góp phần quan trọng đáp ứng nhu cầu đi lại và
vận chuyển hàng hóa liên tỉnh mà còn đảm bảo quốc phòng, an ninh và phục vụ công
tác PCLB mà còn góp phần quan trọng trong việc thực hiện thắng lợi các mục tiêu
phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh; là điểm nhấn trong việc nâng cấp cơ sở hạ tầng kỹ
thuật, cải thiện môi trường đầu tư nhằm thu hút đầu tư về địa bàn nông thôn để đẩy
nhanh tốc độ xây dựng NTM . Để làm cơ sở kêu gọi các nhà đầu tư và tạo điều kiện
thuận lợi cho công tác đầu tư thì việc tiến hành quy hoạch xây dựng và lập dự án khả
thi xây dựng tuyến đường D17-D15 là hết sức quan trọng và cần thiết.
Dự án hứa hẹn sẽ đem lại khả năng kết nối giữa hai khu vực trọng điểm về dân cư
và công nghiệp của vùng, giảm thiểu ách tắc tại tuyến đường trong thị trấn, thúc đẩy
phát triển kinh tế, và giao lưu hàng hóa giữa hai khu vực nói riêng và với các huyện và
tỉnh lân cận nói chung đồng thời thu hút đầu tư các dự án của huyện; thúc đẩy du lịch
nhờ hệ thống giao thông an toàn tiện lợi. 1.4.
Nhiệm vụ thiết kế .
Với nhu cầu cấp thiết về việc đi lại tuyến đường cần sớm được đầu tư xây dựng, tốc
độ phát triển kinh tế luôn ở mức cao đòi hỏi hệ thống giao thông phải theo kịp tốc độ
phát triển.Các con đường cũ dường như đã và đang trong tình trang quá tải với lượng
lưu thông hành khách và hàng hóa lớn như vậy. Điều này đặt ra vấn đề phải xây dựng
và cải tạo những tuyến đường trong vùng.
Sự cạnh tranh về mặt thu hút đầu tư giữa các tỉnh và các khu vực vừa là thuận lợi
vừa là khó khăn trong sự định hướng quy hoạch của thị xã Duy Tiên. Muốn thu hút
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: T.S NGÔ VIỆT ĐỨC
SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN NGỌC SƠN – MSS: 170264
được vốn thì cơ sở hạ tầng phải hoàn thiện, việc xây dựng cũng tạo áp lực về nguồn vốn và ngân sách.
Việc xây dựng tuyến thúc đẩy lưu thông hành khách và hàng hóa thuận tiện hơn.
Với sức ép lớn về vân chuyển hàng hóa và hành khách các con đường cũ đã hầu như
quá tải và xuống cấp. Cần mở tuyến để giảm áp lực cho giao thông các trục chính. lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
Như vậy nhu cầu cấp thiết trên, tuyến đường cần sớm được đầu tư và xây dựng trong
đó có việc thiết kế đoạn tuyến đi qua 2 điểm B7-B11 của chúng ta.
Hình 1- 1. Bình đồ khu vực tuyến B7-B11 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ 2.1.
SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN CẤP THIẾT KẾ CỦA ĐƯỜNG
Tuyến đường thiết kế qua điểm đầu B7 và điểm cuối B11 là 1 đoạn nối giữa hai trung tâm
kinh tế, văn hóa chính trị của địa phương với nhau có độ dài đường chim bay là 1.650 km Lưu
lượng xe thiết kế năm thứ 15: N15 = 1267 xe/ngđ. Thành phần dòng xe gồm : + Xe con : 30% + Xe tải nhẹ (NT) : 25% + Xe tải trung (MT) : 30% + Xe tải nặng (SU1) : 15% + Tổng : 100%
Hệ số quy đổi lấy tương ứng với địa hình đồi. Để tính toán ta quy đổi các loại xe tải ra xe
con dựa vào các hệ số quy đổi như sau:
Bảng 2- 1. Hệ số quy đổi xe Xe tải Xe con Xe tải nhẹ Xe tải nặng trung 1,0 2,0 2,0 2,0
Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai (năm thứ 15) là : N
Ni .Ki=1267.( 0,3.1+0,25.2+0,3.2+0,15.2)=2156.43(xcqđ /ngày đêm)
Căn cứ vào: Chức năng của tuyến đường : Đường tỉnh
Điều kiện địa hình nơi đạt tuyến: địa hình đồi
Lưu lượng xe thiết kế N xcqđ/ngđ=2156(xcqđ/ngđ) <3000(xcqđ/ngđ)
Dựa vào bảng 3 và bảng 4 TCVN 4054, kiến nghị lựa chọn như sau: Cấp thiết kế: Cấp IV
Tốc độ thiết kế: 60 km/h 2.2.
XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ TUYẾN
Nhiệm vụ của chương này là xác định các nhóm chỉ tiêu kĩ thuật cần thiết gồm có như sau: lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
2.2.1. Xác định quy mô mặt cắt ngang
2.2.1.1. Xác định số làn xe
Đối với đường cấp IV số làn xe tối thiểu là 2 (làn)
Tính toán hệ số sử dụng khả năng thông hành Z: Trong đó:
Z - là hệ số sử dụng năng lực thông hành của đường
Ncdg - là lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm của năm tính toán được quy đổi ra xe con thông qua các hệ số quy đổi
Khi không có nghiên cứu đặc biệt có thể lấy: Ncdg = (0.10 ¿ 0.12) Ntbnđ , do đó:
Ncdg = 0,11 2156 237 (xcqđ/h)
nlx - là số làn xe yêu cầu;
Nlth - là năng lực thông hành thực tế của một làn xe (xcqđ/h). Khi không có nghiên cứu, tính
toán có thể lấy như sau: trường hợp không có dải phân cách trái chiều và dải phân cách đường
ô tô chạy với xe thô sơ thì chọn Nth = 1000 xcqđ/h/làn.
Chọn Z= 0,77 là hệ số sử dụng năng lực thông hành giới hạn cho tuyến có V= 60 Km/h ở vùng có địa hình đồi Thay số vào công thức: n= =0,307<2
Vậy tuyến thiết kế với nlx = 2 làn xe đảm bảo lưu thông được lượng xe như đã dự báo. Kiến
nghị: chọn số làn xe là: nlx = 2 (làn)
2.2.1.2. Tính bề rộng phần xe chạy
Sơ đồ tính bề rộng phần xe chạy: Tính toán được tiến hành theo 3 sơ đồ xếp xe và cho 2 loại xe:
+ Xe con có kích thước bé nhưng chạy với tốc độ cao, V tk= 60Km/h
+ Xe tải có kích thước lớn nhưng chạy với tốc độ thấp (xe tải chọn để tính toán là xe tải Maz200), V= 40Km/h
Bề rộng 1 làn xe được xác định theo công thức: b+c +x+y B1làn= 2 (m) Trong đó:
b - là chiều rộng thùng xe
c - là cự ly giữa 2 bánh xe lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
x - là cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh
y - là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạyTheo
Zamakhaev đề nghị: x = y = 0,5 + 0,005 V Tính toán theo các sơ đồ: •
Sơ đồ 1: Hai xe tải đi ngược chiều nhau trên 2 làn và gặp nhau;
Tính cho xe Maz200 với các thông số b = 2,65 m, c=1,95 m, V=40 km/h
x=y=0,5+0,0005×40=0,7m
Hình 2- 1. Sơ đồ I hai xe tải đi ngược chiều
Vậy trong điều kiện bình thường ta có: B1=B2= +0,7+0,7=3,7 (m) Bề rộng phần xe chạy:
B=B1+B2=3,7+3,7=7,4m •
Sơ đồ 2: Hai xe con đi ngược chiều nhau và gặp nhau;
Hình 2- 2. Sơ đồ II hai xe con đi ngược chiều
Tính toán cho xe con Volga với các thông số: b = 1.54m, c = 1.22m, V= 60Km/h Do đó:
x=y=0,5+0,0005×60=0,8m
Vậy trong điều kiện bình thường ta có: lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1 B1=B2= +0,8+0,8=2,98 (m)
Bề rộng phần xe chạy là: B=B1+B2=2,98+2,98=5,96m •
Sơ đồ 3: xe tải và xe con đi ngược chiều và gặp nhau:
Hình 2- 3. Sơ đồ III xe tải và xe con đi ngược chiều
Như vậy bề rộng phần xe chạy:
B=B1+B2=2,98+3,7=6,68m
Theo TCVN 4054-05: đồi với đường cấp IV ở vùng có địa hình đồi chiều rộng tối thiểu 1 làn
xe B1làn=3,5m, giá trị này đã tính tới yếu tố kinh tế và có xét tới việc lái xe giảm tốc độ,.. Do
vậy sơ bộ có thể chọn chiều rộng làn xe theo TCVN 4054 Blàn=3,5m.
2.2.1.3. Lề đường
Lấy theo bảng 6 của TCVN-4054, đối với loại đường cấp IV đồng bằng thì chiều rộng lề là 1
m trong đó lề gia cố là 0,5 m
2.2.1.4. Dốc ngang phần xe chạy
Độ dốc ngang phần xe chạy của các bộ phận trên mặt cắt ngang ở các đoạn đường thẳng được
lấy như trong bảng 9 của TCVN 4054 - 2005 phụ thuộc vào vật liệu làm lớp mặt và vùng mưa
(giả thiết trước mặt đường sẽ sử dụng là mặt đường bêtông nhựa). Vậy lựa chọn độ dốc ngang của mặt đường là 2%.
Vậy: Với đường cấp thiết kế IV, Vtk= 60 Km/h ta xác định được quy mô mặt cắt ngang như sau:
Bảng 2- 2. Bảng tổng hợp quy mô mặt cắt ngang V n B B B B Cấp thiết kế tk lx làn pxc lề nền (Km/h) (làn) (m) (m) (m) (m) IV 60 2 3,5 7 1 9 lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
Hình 2- 4. Minh họa mặt cắt ngang
2.2.2. Nhóm chỉ tiêu kỹ thuật thiết kế mặt cắt ngang 2.2.2.1. Siêu cao
Giới hạn lớn nhất của độ dốc siêu cao là đảm bảo phương tiện không bị trượt khi mặt
đường bị trơn và giới hạn nhỏ nhất đảm bào khả năng thoát nước của mặt đường.
Công thức tính độ dốc siêu cao: V 2 isc= −μ gR Trong đó:
V- tốc độ thiết kế, km/h; R-
bán kính đường cong, m; μ-
hệ số lực ngang tính toán.
Trong công thức trên ta thấy tốc độ tỷ lệ thuận với bán kính và với độ dốc siêu cao, nếu độ
dốc siêu cao lớn sẽ khiến xe chạy chậm vì vậy độ dốc siêu cao lớn nhất không quá 8%.
Độ dốc siêu cao ta lấy tương ứng với bán kính đường cong nằm và tốc độ thiết kế theo TCVN 4054-2005.
2.2.2.2. Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong
Độ mở rộng bố trí cả ở hai bên , phía lưng và phía bụng đường cong.
Đối với đường có 2 làn xe, độ mở rộng E được tính theo công thức gần đúng : L xV E= + (m) R √R Trong đó:
LA – chiều dài tính từ trục sau xe tới giảm xóc đằng trước, m; lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
R – bán kính đường cong, m;
V – tốc độ thiết kế, km/h.
Theo TCVN 4054, độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm đối với đường 2
làn xe và xe con và xe tải chiếm ưu thế lấy như sau:
Giá trị độ mở rộng theo TCVN 4054 thường lớn hơn các giá trị tính toán do đã xét đến nhiều
loại xe khác nhau và thiên về tính an toàn nên vì vậy ta chọn theo TCVN 4054 như sau:
Bảng 2- 3. Độ mở rộng phần xe chạy, Emr (m) R 250 200 175 150 125 Emr (m) 0,6 0,8 0,8 1,0 1,0
2.2.3. Nhóm chỉ tiêu kĩ thuật thiết kế bình đồ:
2.2.3.1. Xác định tầm nhìn xe chạy -
Tầm nhìn hãm xe, S1:
Hình 2- 5. Sơ đồ tầm nhìn hãm xe S1
+ Đường cấp IV, địa hình đồi có vận tốc thiết kế V tk=60km/h;
+ Hệ số sử dụng phanh chọn k=1,2;
+ Hệ số bámφ=0,5;
+ Độ dốc dọc i=2%;
+ Chiều dài đoạn dự trữ an toàn lo=10m. V kV 2 60 1,2×602 Ta có: S1= + +lo= + +10=62,1(m)
3,6 254 (φ−i) 3,6 254 (0,5−0,02)
Theo Bảng 10 TCVN 4054-2005 S1=75m với đường thiết kế cấp IV, tốc độ thiết kế
V tk=60km/h lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
Kiến nghị chọn S1=75m
-Tầm nhìn trước xe ngược chiều, S2:
Hình 2- 6. Sơ đồ tầm nhìn trước xe ngược chiều S2 V kV 2 φ 60 1,2×602×0,5 S2=1,8 +
254(φ2−i2) +lo=1,8+ 254(0,52−0,022) +10=77,4 (m)
Theo Bảng 10 TCVN 4054-2005 S2=150m với đường thiết kế cấp IV, tốc độ thiết kế
V tk=60km/h
Kiến nghị chọn S2=150m -Tầm
nhìn vượt xe, Sxv:
Hình 2- 7. Sơ đồ tính tầm nhìn vượt xe
Giả thiết xe con chạy với vận tốc V 1=60km/h chạy sang làn ngược chiều để vượt xe tải
chạy chậm hơn với tốc độ V2=40km/h lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1 Sxv=
V631×,5(×V(1φ+−Vi2))+l0=6360,5××((060,5+−400,02) )+10=206 (m)
Theo Bảng 10 TCVN 4054-2005 Sxv=350m với đường thiết kế cấp IV, tốc độ thiết kế
V tk=60km/h
Kiến nghị chọn Sxv=350m
2.2.3.2. Tính các bán kính đường cong nằm nhỏ nhất: R min ,Rminksc ,Rmintt
-Bán kính tối thiểu giới hạn khi có siêu cao:
+Vận tốc tính toán: V=V tk=60km/h
+Hệ số lực ngang lớn nhất:μ=0,15
+Độ dốc siêu cao tối đa: imaxsc =0,07 Ta có: V 2 602 Rmin= 127(μ+imaxsc )
=127× (0,15+0,07) =128,85 (m)
Theo bảng 11 trong TCVN 4054-2005 Rmin=125m
Kiến nghị chọn Rmin=130m
-Bán kính tối thiểu khi không có siêu cao:
Đây là trường hợp khi có điều kiện làm bán kính lớn và không cần thiết phải bố trí siêu cao,
lúc đó mặt cắt ngang làm hai mái và isc=−in, độ dốc ngang tối thiểu thoát nước.
+Vận tốc tính toán:V=V tk=60km/h
+Hệ số lực ngang: μ=0,08 +Độ dốc
ngang mặt đường: in=0,02 Ta có: 2 2 Rminksc = V = 60 =472,4 (m) 127(μ−in) 127×(0,08−0,02)
Theo Bảng 11 TCVN 4504-2005 Rminksc =1500m
Kiến nghị chọn Rminksc =1500m lOMoAR cPSD| 58970315
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BÔ MÔN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ
BAN KĨ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ 1
-Bán kính tối thiểu thông thường:
Đây là trị số khuyến khích nên dùng, trong đó tốc độ tính toán cộng thêm 20km/h, theo tốc độ
đó chọn hệ số lực ngang, siêu cao là trị số tối đa trừ đi 2%.
+Vận tốc tính toán V=V tk+20=60+20=80km/h;
+Hệ số lực ngang ứng với V=80km/h là μ=0,135;
+Độ dốc siêu cao: isc=imaxsc −2%=7 %−2%=5% min V 2 802 Ta có: Rtt = ==272,4 (m)
127×(μ+isc ) 127× (0,135+0,05)
Theo Bảng 11 TCVN 4504-2005 Rmintt =250m
Kiến nghị chọn Rmintt =273m
C, Tính toán chiều dài đường cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao -
Đoạn nối siêu cao:
Độ dốc dọc trên đường cấp IV: I p=1% Chiều dài đọan nối siêu cao: H isc ×b 0,05×9 Lnsc= ip = ip= 0,01 =45(m)
Chiều dài đoạn quay phía lưng đường cong từ dốc ngang −in đến 0: h1 in ×b 0,02×9 L1= i p =
2i p =2×0,01=9(m)
Chiều dài đoạn quay phía lưng đường cong từ dốc ngang 0 đến in: h1 in ×b 0,02×9 L = = 2=L1= ip
2ip 2×0,01=9(m)
Chiều dài đoạn quay phía lưng đường cong từ dốc ngang 0 đến in:
L3=Lnsc−(L1+L2)=45−(9+9)=27 ( m)
Theo bảng 14 TCVN 4054-2005 với isc=5%, V tk=60km/h thì Lnsc=55m>45m.