›
›

Đồ án Dự án thiết kế mới tuyến đường đi qua hai điểm X - Y

doc 201 trang hoanguyen 3450
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Dự án thiết kế mới tuyến đường đi qua hai điểm X - Y", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docdo_an_tot_nghiep_ky_su_xay_dung_cau_duong.doc

Nội dung text: Đồ án Dự án thiết kế mới tuyến đường đi qua hai điểm X - Y

  1. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ PHẦN 1 THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 1
  2. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 1.1.NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG : Giao thơng là ngành giữ một vai trị hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vì đĩ là “mạch máu” của đất nước. Với vai trị quan trọng như vậy nhưng mạng lưới giao thơng ớ nước ta hiện nay nhìn chung cịn hạn chế. Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà những tuyến đường này khơng thể đáp ứng được nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hĩa lớn như hiện nay. Vì vậy trong thời gian vừa qua cũng như trong tương lai, giao thơng vận tải đã và sẽ được Đảng và Nhà nước quan tâm để phát triển mạng lươí giao thơng vận tải rộng khắp, nhằm phục vụ cho sự nghiệp cơng nghiệp hố hiện đại hố đất nước, cũng như việc phát triển vùng kinh tế mới phục vụ nhu cầu đi lại của nhân dân. Trong những năm gần đây, với chính sách mở cửa, tạo điều kiện cho sự giao lưu kinh tế giữa nước ta cùng các nước trên thế giới, đã làm cho mạng lưới giao thơng hiện cĩ của nước ta lâm vào tình trạng quá tải, khơng đáp ứng kịp nhu cầu lưu thơng ngày càng cao của xã hội. Nên việc cải tạo, nâng cấp, mở rộng các tuyến đường sẳn cĩ và xây dựng mới các tuyến đường ơtơ ngày càng trở nên cần thiết. Đĩ là tình hình giao thơng ở các đơ thị lớn, cịn ở nơng thơn và các vùng kinh tế mới, mạng lưới giao thơng cịn mỏng, chưa phát triển điều khắp, chính điều này đã làm cho sự phát triển kinh tế văn hố giữa các vùng là khác nhau rõ rệt. Hiện nay khi đất nước ta đã chính thức trở thành thành viên của tổ chức thương mại thế giới thì việc thu hút các nhà đầu tư nước ngồi ngày càng nhiều. Chính điều này đã làm cho tình hình giao thơng vốn đã ách tắc ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn. Dự án thiết kế mới tuyến đường X - Y, đây là tuyến đường cĩ ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nĩi riêng và cả nước nĩi chung, dự án nhằm khai thác khả năng của khu vực. Tuyến được xây dựng trên cơ sở những địi hỏi và yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội và giao lưu kinh tế văn hố giữa các vùng dân cư mà tuyến đi qua. Sau khi tuyến được xây dựng sẽ gĩp phần thúc đẩy nền kinh tế quốc dân, cũng cố và đảm bảo an ninh quốc phịng. Tuyến được xây dựng ngồi cơng việc chính yếu là vận chuyển hàng hố phục vụ đi lại của người dân mà cịn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến. Sự phối hợp này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình đầu tư xây dựng tuyến đường. Tĩm lại, cơ sở hạ tầng của nước ta chưa thể đáp ứng kịp nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Do vậy, ngay bây giờ, việc phát triển mạng lưới giao thơng vận tải trong cả nước là điều hết sức quan trọng và vơ cùng cấp bách. 1.2.TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG: 1.2.1.Tình hình văn hố, chính trị : Về chính trị thì trật tự ổn định, ở đây cĩ nhiều dân sinh sống, mức sống và văn hố vùng này tương đối thấp, đời sống văn hĩa, sinh hoạt giải trí chưa cao. Việc học của người dân đi lại thật SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 2
  3. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ khĩ khăn vào những mùa mưa,việc vận chuyển nơng sản,hàng hĩa cịn nhiều hạn chế, chủ yếu là dùng gia súc để kéo.Vì vậy khi tuyến đường được xây dựng sẽ tạo điều kiện phát triển hơn nửa bệnh viện, trường học, khu vui chơi giải trí trình độ dân trí càng được gia tăng. 1.2.2.Tình hình kinh tế dân sinh : Tuyến đi qua cĩ dân số đang gia tăng là địa hình miền núi trung du cĩ nhiều đồi cao, sườn dốc và những dãy núi dài, nghề nghiệp chính của họ là làm rẫy và chăn nuơi, các cây trồng chính ở đây chủ yếu là cây cao su, đậu phộng, cà phê việc hồn thành tuyến đường này sẽ giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng kể . 1.2.3.Đặc điểm về địa hình, địa mạo : Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức kề nhau là h = 5m. Địa hình vùng này tương đối hiểm trở cĩ những chỗ núi dường như dựng đứng và cĩ những chỗ sườn núi thoải. Vùng tuyến đi qua và khu vực lân cận tuyến là vùng đồi núi cĩ cao độ tương đối cao, rất hiểm trở, cho nên khi mưa nước nhanh chống tập trung về những chổ thấp và tạo thành những con suối nhỏ, tạo nên những chỗ đất đai màu mở. Dịng chảy tập trung tương đối lớn, lưu vực xung quanh ít ao hồ nên việc thiết kế các cơng trình thốt nước đều tính lưu lượng vào mùa mưa là chủ yếu. Với địa hình tuyến như vậy thì tuyến phải đi vịng. Phần lớn tuyến đi men theo sườn dốc và ven sơng, cĩ những chỗ tuyến phải ơm sát vực, cĩ những chỗ tuyến phải làm cầu vượt qua suối. Nĩi chung khi thiết kế tuyến thì độ dĩc cĩ những chỗ rất lớn, trên tuyến cần phải đặt nhiều đường cong. Địa mạo tuyến men theo triền đồi, xung quanh chủ yếu rừng cây nhỏ và đồi cỏ, cây xanh dân cư sống thưa thớt. Cĩ những chổ tuyến đi qua rừng, khơng qua vườn cây ăn trái nhưng cĩ thể qua vùng nương rẩy (ít) . Như vậy khi xây dựng tuyến giảm được chi phí đền bù giải toả cho việc triển khai dự án sau này, qua khảo sát thực tế ta cĩ thể lấy đất từ nền đào gần đĩ hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt. 1.2.4.Đặc điểm về địa chất thuỷ văn : Ở khu vực này chỉ cĩ nước mặt, hầu như khơng thấy nước ngầm. Dọc theo khu vực mà tuyến đi qua cĩ một vài nhánh sơng, kênh, suối cĩ nước theo mùa. Vào mùa khơ thì tương đối ít nước, nhưng vào mùa mưa thì nước ở các suối tương đối lớn cĩ thể gây ra lũ nhỏ. Tại các khu vực suối nhỏ (suối cạn) ta cĩ thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ, với những suối lớn hoặc sơng để vượt qua cần phải làm cầu. Địa chất ở hai bên các nhánh sơng, kênh này ít bị xĩi lở, tương đối thuận lợi cho việc thi cơng cơng trình thốt nước và cho tồn bộ cơng trình. Ở khu vực này khơng cĩ khe xĩi. 1.2.5.Vật liệu xây dựng : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 3
  4. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Trong cơng tác xây dựng, các vật liệu xây dựng đường như đá, cát, đất chiếm một số lượng và khối lượng tương đối lớn. Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu cần phải cố gắng tận dụng vật liệu cĩ tại địa phương đến mức cao nhất. Khi xây dựng nền đường cĩ thể lấy đá tại các mỏ đá đã thăm dị cĩ mặt tại địa phương (với điều kiện các mỏ đá này đã được thí nghiệm để xác định phù hợp với khả năng xây dựng cơng trình). Nĩi chung, vật liệu xây dựng cũng cĩ ảnh hưởng rõ rệt đến thi cơng. Ngồi ra cịn cĩ những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre, nứa, gỗ vv. Nĩi chung là sẵn cĩ nên thuận lợi cho việc xây dựng nhà cửa, láng trại cho cơng nhân. Đất để xây dựng nền đường cĩ thể lấy ở nền đường đào hoặc lấy ở mỏ đất gần vị trí tuyến (với điều kiện đất phải được kiểm tra xem cĩ phù hợp với cơng trình), cát cĩ thể khai thác ở những bãi dọc theo suối. 1.2.6.Đăc điểm địa chất : Địa chất ở vùng tuyến đi qua rất ổn định. Dọc theo các con suối cĩ nhiều bãi cát, sỏi cĩ thể dùng làm mặt đường và các cơng trình trên đường, ở vùng này hầu như khơng cĩ hiện tượng đá lăn, khơng cĩ những hang động cát-tơ và khơng cĩ hiện tượng sụt lở. Địa chất vùng này rất tốt thuận lợi cho việc xây dựng tuyến. 1.2.7.Tình hình khí hậu trong khu vực : Khu vực tuyến X - Y đi qua là vùng đồi núi, cĩ khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, nắng nhiều mưa ít. Khu vực tuyến chịu ảnh hưởng của giĩ mùa Đơng Bắc phân biệt thành 2 mùa rõ rệt: - Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9. - Mùa nắng từ tháng 10 đến tháng 3. Vùng này thuộc khu vực mưa rào, chịu ảnh hưởng của giĩ mùa khơ. Vì vậy phải chú ý chọn thời điểm xây dựng vào mùa nắng tốt. Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc cĩ thể lập bảng, và đồ thị các yếu tố khí tượng thuỷ văn của khu vực mà tuyến đi qua như sau : Hướng giĩ - Ngày giĩ -Tần suất Hướng giĩ B BĐB ĐB ĐĐB Đ ĐĐN ĐN NĐN N Số ngày giĩ 18 13 41 24 15 16 24 34 24 Tần suất 4.9 3.6 11.2 6.6 4.1 4.4 6.6 9.3 6.6 Hướng giĩ NTN TN TTN T TTB TB BTB Lặng Tổng Số ngày giĩ 22 25 37 18 13 14 27 0 365 Tần suất 6.1 6.8 10.1 4.9 3.6 3.8 7.4 0 100 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 4
  5. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Độ ẩm – Nhiệt độ – Lượng bốc hơi – Lượng mưa Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhiệt độ(oC) 19 21 22 24 26 26.5 25 24.5 23 22.5 20 18 Lượng bốc 50 58 63 97 110 115 130 170 165 90 87 83 hơi (mm) Lượng mưa 19 24 32 47 150 190 210 197 163 140 100 44 (mm) Số ngày mưa 2 3 5 6 13 15 16 14 13 12 8 4 Độ ẩm (%) 74 75 77 79 82 83 84 82 80 79 77 76 Các số liệu này được biểu diển bằng các biểu đồ sau B 11.2 7.4 4.9 3.6 3.8 6.6 3.6 4.9 4.1 T 4.4 Đ 10.1 6.6 6.8 6.1 6.6 9.3 N BIỂU Đ O À H O A G I O Ù SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 5
  6. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA THÁNG (mm) 400 300 200 100 0 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA 30 20 10 0 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 6
  7. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM NHIỆT ĐỘ o(C) (%) 40 90 30 80 20 70 10 60 0 50 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI (mm) 150 140 120 100 80 60 50 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 7
  8. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ (NGÀY) 30 20 10 0 THÁNG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 2.1.CÁC TIÊU CHUẨN DÙNG TRONG TÍNH TỐN : Tiêu chuẩn thiết kế đường ơ tơ TCVN 4054-05. 2.2.XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ CẤP QUẢN LÝ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG: Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế tuyến đường qua hai điểm X - Y, căn cứ vào mục đích và ý nghĩa của việc xây dựng tuyến X - Y, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa vào các yếu tố sau: - Giao thơng đúng với chức năng của đường trong mạng lưới giao thơng. - Địa hình khu vực tuyến đi qua. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 8
  9. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Hiệu quả tốt về kinh tế, chính trị, xã hội của tuyến. - Khả năng khai thác của tuyến khi đưa vào sử dụng trong điều kiện nhất định. - Lưu lượng xe thiết kế. 2.2.1.Số liệu thiết kế ban đầu gồm: Bản đồ tỷ lệ 1:10000. Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức : h = 5m. Lưu lượng xe chạy năm đầu tiên khai thác : N0 = 1520 (xe/ngày đêm). Mức tăng xe hàng năm p = 6.4% = 0.064. Thành phần xe chạy: a) Xe máy : 10% b) Xe con : 20% c) Xe tải 2 trục: > 3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 1.74T 4T : 0%. >3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 2.143T 5T : 24%. > 3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 2.57 T 6 T : 17%. d) Xe tải 3 trục: > 3m 3m 3m < 3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 3.6T 8.4T 8.4T : 1%. e) Xe cĩ rơ moĩc: - Xe tải trọng trục 2 x 9,5 tấn : 0%. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 9
  10. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Lưu lượng xe thiết kế : lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác, thơng qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tính tốn tương lai. Năm tương lai là năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với đường cấp I và II; năm thứ 15 đối với đường cấp III và IV; năm thứ 10 đối với đường cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo. 2.2.2.Xác định cấp hạng kỹ thuật : 2.2.2.1.Lưu lượng xe con quy đổi hiện tại : Hệ số quy đổi dựa vào Bảng 2 TCVN 4054-05. Tỷ Số lượng xe thứ Hệ số quy Số xe con quy đổi từ Loại xe lệ i (Ni) trong một đổi ra xe con xe thứ i Niai (%) ngày đêm (ai) (xcqđ/ngđ) Xe máy 10 152 0.3 45.6 Xe con 20 304 1 304.0 Xe tải 2 trục cĩ tải trọng trục 0 0 2.5 0.0 trước 1.74T, trục sau 4T Xe tải 2 trục cĩ tải trọng trục 24 396.8 2.5 912.0 trước 2.14T, trục sau 5T Xe tải 2 trục cĩ tải trọng trục 17 258.4 2.5 646.0 trước 2.57T, trục sau 6T Xe tải 3 trục cĩ tải trọng trục 18 273.6 3.0 820.0 trước 2.85T, trục sau 66.5T Xe tải 3 trục cĩ tải trọng trục 10 152 3.0 456 trước 3.0T, trục sau 7T Xe tải 3 trục cĩ tải trọng trục 1 15.2 3.0 45.6 trước 3.6T, trục sau 8.4T Xe kéo rơ moĩc 2x9.5T 0 0 5.0 0.0 Tổng cộng:  Niai = 3230 Vậy tổng số xe con quy đổi ở năm đầu khai thác là: N0qđ = 3230 (xcqđ/ngđ) 2.2.2.2.Xác định cấp hạng kỹ thuật : Lưu lượng xe thiết kế cho năm tương lai năm thứ 15: Nt =3230 (xcqđ/ngđ). Dựa vào Bảng 3 TCVN 4054-05, ta chọn : Cấp thiết kế của đường là cấp III. 2.2.2.3Xác định tốc độ thiết kế : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 10
  11. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính tốn các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường trong trường hợp khĩ khăn. Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường.Tốc độ lưu hành cho phép phụ thuộc tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thơng, ). Tốc độ thiết kế các cấp đường dựa theo điều kiện địa hình. Việc phân biệt địa hình được phân biệt dựa trên cơ sở dốc ngang phổ biến của sườn đồi, sườn núi như sau : Đồng bằng và đồi 30%, núi > 30%. Dựa theo Bảng 4 TCVN 4054-05, đối với đường cấp thiết kế là cấp III, địa hình là khu vực miền núi = > Tốc độ thiết kế Vtk = 60 (Km/h). 2.3.XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU : 2.3.1.Chỉ tiêu kỹ thuật cho mặt cắt ngang: 2.3.1.1.Yêu cầu chung đối với việc thiết kế bố trí mặt cắt ngang đường ơtơ: Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên và các làn xe phụ( làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên mặt cắt ngang đường phải phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thơng nhằm đảm bảo mọi phương tiện giao thơng ( ơtơ các loại, xe máy, xe thơ sơ) cùng đi lại được an tồn, thuận lợi và phát huy được hiệu quả khai thác của đường. Tùy theo cấp thiết kế của đường và tốc độ thiết kế, việc bố trí các bộ phận nĩi trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thơng qui định ở Bảng 5 TCVN 4054-05. Chiều rộng tối thiểu của các yếu tố trên mặt cắt ngang đường được qui định tùy thuộc cấp thiết kế và đảm bảo năng lực thơng xe . 2.3.1.2.Xác định số làn xe: Phần xe chạy gồm một số nguyên các làn xe. Con số này nên là số chẳn, trừ trường hợp chiều xe cĩ lưu lượng chênh lệch đáng kể hoặc cĩ tổ chức giao thơng đặc biệt. Số làn xe chạy được xác định tùy thuộc cấp đường đồng thời phải được kiểm tra theo cơng thức : N cđgio N LX Z* N lth Trong đĩ : Nlx : số làn xe yêu cầu, được lấy trịn. Ncđgio : lưu lượng xe chạy thiết kế giờ cao điểm, khi khơng cĩ nghiên cứu đặc biệt N cđgio được tính như sau: Ncđgio =(0.1  0.12)*Ntbnđ Ncđgio = 0,12*3230 = 387,6 (xcqđ/h). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 11
  12. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Nlth : năng lực thơng hành thực tế, khi khơng cĩ nghiên cứu, tính tốn, cĩ thể lấy như sau: Giả sử số làn xe Nlx NLX 0,503 làn. Z*Nlth 0,77*1000 Giá trị tính tốn được lấy làm trịn: Nlx =1 làn Theo Bảng 7 TCVN 4054-05 : Cấp thiết kế của đường là cấp III. Tốc độ thiết kế : 60 (Km/h). = > Số làn xe dành cho xe cơ giới là 2 làn. Chọn giá trị 2 làn xe để thiết kế. 2.3.2.Xác định độ dốc dọc lớn nhất : Độ dốc càng lớn thì tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mịn săm lốp càng nhiều, tức là giá thành vận tải càng cao. Khi độ dốc lớn thì mặt đường nhanh hao mịn do ma sát với lốp xe, do nước mưa bào mịn, rảnh dọc mau hư hỏng hơn, duy tu bảo dưỡng cũng khĩ khăn hơn. Tĩm lại nếu độ dốc dọc càng lớn thì chi phí khai thác vận doanh tốn kém hơn, lưu lượng xe càng nhiều thì chi phí mặt này càng tăng. Tùy theo cấp thiết kế của đường, độ dốc dọc tối đa được quy định trong điều 5.7 TCVN 4054- 05. Khi gặp khĩ khăn cĩ thể tăng lên 1% nhưng độ dốc dọc lớn nhất khơng vượt quá 11%. Đường nằm trên cao độ 2000m so với mực nước biển khơng được làm dốc quá 8%. - Đường đi qua khu dân cư khơng nên làm dốc dọc quá 4%. - Dốc dọc trong hầm khơng lớn hơn 4% và khơng nhỏ hơn 0.3%. - Trong đường đào độ dốc dọc tối thiểu là 0,5%( khi khĩ khăn là 0,3% và đoạn dốc này khơng kéo dài quá 50m). - Độ dốc dọc lớn nhất cĩ thể được xác định theo điều kiện sức bám và sức kéo của ơtơ : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 12
  13. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ keo keo bam bam imax Dmax - fv và imax Dmax - fv keo bam imax = min imax ;imax 2.3.2.1.Theo điều kiện sức kéo : Ta xét xe đang lên dốc và chuyển động đều : D f + i keo keo = > imax Dmax f v Trong đĩ : Dmax : nhân tố động lực của các loại xe được tra từ biểu đồ ứng với vận tốc tính tốn. fv : hệ số cản lăn do tốc độ xe chạy V 60(km/h) thì f thay đổi ít, khi đĩ chỉ fv chỉ phụ thuộc loại mặt đường và tình trạng của mặt đường do đĩ ta lấy f v = f0 = 0.02 (mặt đường bê tơng nhựa). keo Tính imax cho từng loại xe như sau : Loại xe Vận tốc Cấp D keo max imax ( (Km/h) số %) Xe con 60 IV 0.08 6 Xe tải cĩ tổng tải trọng 71.43 KN 60 IV 0.04 2 Xe tải cĩ tổng tải trọng 85.71 KN 60 IV 0.04 2 Xe tải cĩ tổng tải trọng 95 KN 60 IV 0.04 2 Xe tải cĩ tổng tải trọng 100 KN 60 V 0.04 2 Xe tải cĩ tổng tải trọng 84 KN 60 V 0.04 2 Khi chuyển xuống các cấp số thấp hơn thì khả năng vượt dốc của xe tăng lên nhưng vận tốc bị giảm xuống. Loại xe Vận Cấp số Dmax imax tốc(Km/h) (%) Xe con 60 I 0.5 48 Xe tải cĩ tổng tải trọng 71.43 KN 60 I 0.35 33 Xe tải cĩ tổng tải trọng 85.71 KN 60 I 0.37 35 Xe tải cĩ tổng tải trọng 95 KN 60 I 0.37 35 Xe tải cĩ tổng tải trọng 100 KN 60 I 0.37 35 Xe tải cĩ tổng tải trọng 84 KN 60 I 0.32 30 Ta thấy đối với tuyến ở miền núi cĩ độ dốc dọc thường khá lớn nên một số xe khơng thể chạy đạt được vận tốc thiết kế ở cấp số IV vì vậy xe phải chuyển xuống số thấp hơn để leo được dốc. ở các cấp số thấp hơn thì xe chạy được bình thường. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 13
  14. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 2.3.2.1.Theo điều kiện sức bám : Xe chỉ cĩ thể chuyển động khi bánh xe và mặt đường khơng cĩ hiện tượng trượt. bam bam imax Dmax - fv Trong đĩ : PW Dbám = m G d = 0,3 (hệ số bám (hệ số ma sát) giữa bánh xe và mặt đường trong điều kiện ẩm và bẩn (điều kiện bất lợi nhất)). G m = b G Gb : áp lực của các bánh xe chủ động. G : trọng lượng tồn bộ của ơtơ. Pw : lực cản khơng khí. KFV2 P w 13 Trong đĩ : K : hệ số sức cản khơng khí. Đối với xe tải K = (0.06 - 0.07), ta chọn K = 0.07 (kgs2/m4). F : diện tích cản khơng khí. F = 0.8* B*H V : tốc độ xe chạy (V = 60 (km/h). Ta chỉ xét xe chiếm đa số đĩ là xe tải hai trục tải trọng trục 5T (chiếm 42%). Chiều rộng : B = 2.5 (m). Chiều cao : H = 4 (m). = > Diện tích cản khí F = 0.8B*H = 0.8 2.5 4 = 8 (m2). m = (0.65 - 0.7) đối với xe tải. Chọn m = 0.7 . SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 14
  15. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ KFV2 0.07 *8*602 = > P = = 155.08 (kg). w 13 13 P 155,08 = > D = m W 0.7 *0.3 0.191 bám G 8000 bam bam = > imax Dmax - fv = 0.191 – 0.02 = 0.171 = 17.1%. Qua tính tốn ở trên ta chọn độ dốc dọc lớn nhất như sau: doc keo bam imax = min imax ;imax = min (24% , 17.1%) = 17.1%. Theo Bảng 15 TCVN 4054-05 với V tt = 60 km/h, cấp thiết kế là cấp III, khu vực miền núi doc = > imax = 7%. tk doc Vậy ta chọn độ dốc imax = imax = 7% để thiết kế. 2.4.XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN XE CHẠY: Nhất thiết phải bảo đảm chiều dài tầm nhìn trên đường để nâng cao độ an tồn chạy xe và độ tin cậy về tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế. Khi thiết kế phải kiểm tra tầm nhìn. Các chổ khơng đảm bảo tầm nhìn phải dở bỏ các chướng ngại vật (chặt cây, đào mái taluy ). Chướng ngại vật sau khi dở bỏ phải thấp hơn tia nhìn 0,3m. Trường hợp thật khĩ khăn, cĩ thể dùng gương cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ hoặc biển cấm vượt xe. 2.4.1.Xác định tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định : Sơ đồ tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định : Lpư Sh Lo 1 1 S1 Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định là đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật, sau đĩ thực hiện hãm phanh và dừng xe cách vật cản một đoạn an tồn. V K *V 2 St lat 3.6 254*( d f i) SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 15
  16. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Trong đĩ : V = 60 km/h (tốc độ xe chạy). K =1.3 : hệ số xét đến hiệu quả của bộ phận hãm phanh đối với xe tải. lat = 5 ÷ 10m, lấy lat = 5m là khoảng cách an tồn. d = 0.5 : hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường (giả sử mặt đường bê tơng nhựa ở điều kiện bình thường). i = 0.07 : độ dốc dọc của đường, trường hợp bất lợi nhất là khi xe chạy xuống dốc lấy dấu (-). Hệ số sức cản lăn f = f0 = 0.02. Trường hợp xe ở đoạn đường cĩ i = 0%. V K *V 2 60 1.3*602 = > St lat 5 57.1m 3.6 254*( d f i) 3.6 254*(0.5 0.02) Trường hợp xe khi đang lên dốc (imax = 7%). V K *V 2 60 1.3*602 = > St lat 5 52.9m 3.6 254*( d f i) 3.6 254*(0.5 0.02 0.07) Trường hợp xe khi đang xuống dốc (imax = 7%). V K *V 2 60 1.3*602 = > St lat 5 57.61m 3.6 254*( d f i) 3.6 254*(0.5 0.02 0.07) Theo Bảng 10 TCVN 4054 – 05 thì chiều dài tầm nhìn tối thiểu khi xe chạy trước chướng ngại vật cố định là St = 75m. Vậy ta chọn St = 75m để thiết kế. 2.4.2.Xác định tầm nhìn thấy xe ngược chiều : Sơ đồ tầm nhìn ngược chiều : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 16
  17. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Lpư Sh L0 Sh Lpư 1 1 S2 Tầm nhìn thấy xe ngược chiều là đoạn đường để hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe và hai tài xế cùng nhìn thấy nhau, cùng thực hiện hãm phanh và dừng lại cách nhau một khoản an tồn. V K *V 2 * f S d + l đ 2 2 at 1.8 127 * d f i  Các trị số lấy như trên nên ta cĩ : 60 1.3*602 * 0.5 0,02 = > Sđ 5 = 110.51 m . 1.8 127 * 0.5 0.02 2 0.07 2  Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 thì chiều dài tầm nhìn tối thiểu thấy xe ngược chiều là : Sđ =150 m. Vậy ta chọn Sđ =150 m để thiết kế. 2.4.3.Xác định tầm nhìn vượt xe : L1 S1-S2 1 3 1 2 2 1 L2 L2' L3 S4 Tầm nhìn vượt xe là đoạn đường cĩ chiều dài đủ để người lái xe con vượt qua xe tải đi cùng chiều ở phía trước bằng cách đi qua làn xe chạy ngược chiều và quay trở về làn xe củ an tồn trong điều kiện cĩ xe chạy ngược chiều khi thực hiện vượt xe. V V V k *V 2 3 1 1 1 1 Svx * lat 2l4 V1 V2 3.6 254 d Trong đĩ : Svt : tầm nhìn vượt xe (m). V1 , V2 , V3 : vận tốc xe chạy của các xe 1 , 2 , 3 (Km/h). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 17
  18. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ k1 = 1.2 ( hệ số hãm phanh của xe con). lat = 5m (khoảng cách an tồn). l4 = 6m (chiều dài xe con). d = 0.5 V1 = V3 = 120 Km/h ( xét trường hợp khĩ khăn xe chạy với tốc độ cao). V2 = 60 Km/h. V V V k *V 2 120 120 120 1.2*1202 3 1 1 1 1 Svx * lat 2l4 * 5 2*6 V1 V2 3.6 254 d 120 60 3.6 254*0.5 = 746 m. Ta chọn Svx = 750 m. Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 thì chiều dài tầm nhìn vượt xe tối thiểu là 350m. Vậy ta chọn Svx = 750m để thiết kế chiều dài vượt xe. 2.5.XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM: Trong trường hợp khĩ khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu. Khuyến khích dùng bán kính tối thiểu thơng thường trở lên, và luơn tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng chạy xe tốt nhất. 2.5.1.Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao (iscmax = 7%) : 2 nằm V R min 127 *(max in ) Trong đĩ : V = 60 km/h vận tốc xe chạy. Theo Bảng 13 TCVN 4054-05 ứng vận tốc thiết kế Vtk = 60 Km/h thì iscmax = 7% Lấy in = iscmax (Độ dốc ngang mặt đường in lớn nhất bằng độ dốc siêu cao lớn nhất). max = 0.15 :hệ số lực ngang tính tốn cho mặt đường ướt bẩn, và tính tốn trong trường hợp khĩ khăn. 2 2 nằm V 60 = > R min = 128.85 m. 127 *( in ) 127(0.15 0.07) SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 18
  19. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ nam Ta chọn Rmin = 130m. nam Theo Bảng 11 TCVN 4054-05 : Rmin =125 m. nam Vậy ta chọn Rmin = 130 m để thiết kế. 2.5.2.Bán kính đường cong nằm khơng cần làm siêu cao: 2 nằm V R osc 127 *( isc ) Trong đĩ :  = 0,08 :hệ số do tác dụng của lực ngang của bánh xe chạy trên đường. isc = -in (độ dốc ngang tối thiểu thốt nước tùy theo loại vật liệu cấu tạo mặt đường). i n = 2% đối với mặt đường bê tơng nhựa và do khơng bố trí siêu cao nên mặt cắt ngang làm hai mái. 2 2 nằm V 60 = >R osc = 472.44 m . 127( in ) 127 *(0.08 0.02) Theo Bảng 11 TCVN 4054-05 ứng với đường cấp III vùng núi, Vtk = 60 km/h thì : nam Rosc = 1500m. nam Vậy ta chọn Rosc = 1500m để thiết kế. 2.5.3.Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm : Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào gĩc phát sáng theo phương ngang của đèn pha ơtơ, thường gĩc phát sáng theo phương ngang là nhỏ khoảng = 2ơ. Ta cĩ: 90S R min 3.14159 Trong đĩ : S là tầm nhìn vào ban đêm của người lái xe . để Rmin thì S = min(St , Sđ) S = St =75 m (chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định). 90S 90*75 = > R = 1074.29 m min 3.14159 3.14159* 2 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 19
  20. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 2.6.XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TỐI THIỂU CỦA ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP: Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu thay đổi: - Bán kính từ chuyển sang bằng R hữu hạn. GV 2 - Lực li tâm từ chổ bằng khơng đạt tới giá trị hữu hạn. gR - Gĩc hợp thành giửa trục bánh trước và trục xe từ chổ bằng khơng (trên đường thẳng) tới chổ bằng (trên đường cong). Những biến đổi đột ngột đĩ gây cảm giác khĩ chịu cho lái xe và hành khách. Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hịa về lực ly tâm, về gĩc , và về cảm giác của hành khách cần phải làm một đường cong chuyển tiếp giửa đường thẳng và đường cong. Khi vận tốc thiết kế Vtk 60 Km/h phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối từ đường thẳng vào đường cong Dựa theo 3 điều kiện sau : 2.6.1.Điều kiện 1 : đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp (làm cho hành khách khơng cảm thấy đột ngột khi xe chạy vào trong đường cong) : V 3 L ct 47 * I * R Trong đĩ: V = 60 km/h (vận tốc xe chạy thiết kế ). R = 130m (bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi cĩ bố trí siêu cao (7%)). 3 I : độ tăng gia tốc ly tâm cho phép. Theo TCVN lấy I = 0.5 (m/s ). V 3 603 = > L 70.7m. ct 47 * I * R 47 *0.5*130 Chọn Lct = 80 m. 2.6.2.Điều kiện 2 : đủ để bố trí đoạn nối siêu cao. Đoạn nối siêu cao ( L sc) : là đoạn chuyển tiếp từ độ dốc ngang của mặt đường cĩ hai mái nghiêng đến độ dốc siêu cao mặt đường cịn một mái . SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 20
  21. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ B *isc Lnsc i p Trong đĩ : B = 6 m (bề rộng của mặt đường).Theo Bảng 7 TCVN 4054-05 đối với đường cấp III, địa hình vùng núi thì chiều rộng 1 làn là 3m. = 0,9m ( độ mở rộng phần xe chạy). isc = 7% độ dốc siêu cao Theo Bảng 13 TCVN 4054-05 ứng với bán kính tối thiểu khi cĩ siêu cao là R = 125m. ip = 0,005 (0,5%) độ dốc phụ lớn nhất khi Vtt 60 (km/h). B *isc 6 0.9 0.07 = > Lnsc = 96.6m. i p 0.005 Vậy ta chọn Lnsc = 100m. 2.6.3.Điều kiện 3 : Ngồi hai điều kiện trên chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất cĩ thơng số đường cong A thoả mãn hai điều kiện : R  A 3 R 250  Lct A2 9 9 L ct R  R 130 L 14.44 m. ct 9 9 Trong đĩ : R =130m bán kính đường cong nằm nhỏ nhất trên bình đồ ứng với isc = 7%. Chiều dài đường cong nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện trên. ct Lmin = max(đk1,đk2,đk3)= max(80 , 100 , 14.44) = 100 m. Vậy ta chọn Lct = 100m để thiết kế. 2.7.XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI ĐOẠN CHÊM GIỮA HAI ĐƯỜNG CONG : 2.7.1.Chiều dài tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong cùng chiều : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 21
  22. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Khi hai đường cong cĩ siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp. L1 L2 m 2 Khi đoạn chêm khơng thỏa mãn điều kiện trên thì cĩ thể cĩ một đoạn chuyển tiếp siêu cao, đoạn này bố trí trên đường cong cĩ bán kính lớn. Đoạn mặt cắt ngang hai mái chêm giữa đường cong cĩ thể bố trí một mái nếu ngắn để tránh cho xe phải thay đổi lực ngang nhiều quá. Để bố trí đường cong chuyển tiếp thì chiều dài đoạn chêm khơng nhỏ hơn 2V (m), V là tốc độ tính tốn (km/h). min = > Lchêm = max (Lct ; 2V) = max(70.7 ; 2*60) = 120 m. Vậy giữa hai đường cong cùng chiều ta chọn Lchêm = 120 m. 2.7.2.Chiều dài tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong ngược chiều : Khi hai đường cong cĩ siêu cao thì yêu cầu tối thiểu là cĩ một đoạn chêm, chiều dài tối thiểu đoạn chêm lớn hơn tổng hai nữa đường cong chuyển tiếp. Giữa hai đường cong ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn 200 m. min = > Lchêmn = max(2L ct ; 200)= max(2*70.7 ; 200) = 200 m. Vậy giữa hai đường cong ngược chiều ta chọn Lchêm = 200 m. Độ mở rộng ở bụng của hai đường cong ngựơc chiều, cĩ hướng ở bên phải và bên trái dọc theo tuyến tại bụng của hai đường cong kế tiếp nhau vì nĩ phải đổi việc nâng siêu cao từ hướng bên này sang hướng bên kia so với hai đường cong cùng chiều nên nĩ phải đủ dài để min bố trí so với L ct của hai đường cong cùng chiều. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 22
  23. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Đ1 m Đ2 O1 O2 O2 m Đ1 L /2 L /2 1 2 Đ2 O1 2.8.XÁC ĐỊNH CÁC BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG ĐỨNG: Để liên kết các dốc dọc trên mặt cắt dọc, người ta phải dùng các đường cong đứng để xe chạy điều hịa, thuận lợi, bảo đảm tầm nhìn ban ngày và ban đêm, đảm bảo hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng. Lần lượt phân tích theo các quan điểm trên chúng ta sẽ cĩ các cơ sở để lựa chọn bán kính đường cong đứng lồi, lõm. Các chổ đổi dốc trên mặt cắt dọc (lớn hơn 1% khi tốc độ thiết kế 60 Km/h. lớn hơn 2% khi tốc độ thiết kế < 60 Km/h) phải nối tiếp bằng các đường cong đứng (lồi và lõm). Các đường cong này cĩ thể là đường cong trịn hoặc parabol bậc 2. Bán kính đường cong đứng phải chọn cho hợp với địa hình, tạo thuận lợi cho xe chạy và mỹ quan cho đường đồng thời phải thỏa giá trị ghi trong Bảng 19 TCVN 4054-05. 2.8.1.Xác định bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi : Đường cĩ xe chạy ngược chiều khơng cĩ dải phân cách. S 2 R lồi min 8* h Trong đĩ : h =1.2 m (chiều cao từ mắt người lái xe đến mặt đường). lồi Để R đạt giá trị nhỏ nhất thì S chọn giá trị nhỏ nhất . do St < Sđ nên: S = St = 75m (chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 23
  24. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ S 2 752 = > R lồi d = 586 m. min 8* h 8*1.2 Theo Bảng 19 TCVN 4054-05 thì : lồi Rmin = 2500 m (tối thiểu tới hạn). lồi Rmin = 4000 m (tối thiểu thơng thường). Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thơng thường ở những nơi địa hình cho phép. lồi Vậy ta chọn Rmin = 2500 m để thiết kế. 2.8.2.Xác định bán kính nhỏ nhất đường cong đứng lõm: theo 2 điều kiện. Điều kiện 1 : bảo đảm hạn chế lực li tâm trên đường cong đứng lõm để khơng gãy nhíp xe. Trên đường cong đứng lõm, lực li tâm gia thêm vào tải trọng, gây khĩ chịu cho hành khách và gây nên siêu tải cho lị xo của xe vì thế ta cần phải hạn chế gia tốc li tâm, khơng cho phép vượt qua các giá trị cho phép : v 2 V 2 R lom min b 6.5 Trong đĩ : b là gia tốc li tâm khơng vượt quá (0,50,7) m/s2, chọn b = 0,5 (m/s2). V = 60 km/h ( tốc độ xe chạy). v : tốc độ theo thứ nguyên là m/s2. v 2 V 2 602 = > R lom 554m . min b 6.5 6,5 Điều kiện 2 : đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên đường cong đứng lõm . Về ban đêm, pha đèn của ơtơ chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều nhỏ hơn so với trên đường bằng. 2 lõm St Rmin 2* hp St *tg Trong đĩ : hp = 0.75 m (độ cao đèn xe con so với mặt đường). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 24
  25. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ  =2 0 gĩc chiếu sáng của đèn ơ tơ theo phương đứng . St =75 m (là chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật). 2 2 lõm St 75 = > Rmin = 835 m 2* hp St *tg 2* 0,75 75*tg2 lom Từ 2 điều kiện trên = > Rmin = 835 m. Theo Bảng 19 TCVN 4054-05 thì : lom Rmin = 1000 m (tối thiểu tới hạn). lom Rmin = 1500 m (tối thiểu thơng thường). Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thơng thường. lom Vậy ta chọn Rmin = 1000 m để thiết kế ở những nơi địa hình khĩ khăn. Trong thiết kế trắc dọc, việc lựa chọn đường cong đứng là nhằm tạo điều kiện tốt cho xe chạy về phương diện động lực cũng như về phương diện quang học, cơ học để cho xe chạy với tốc độ mong muốn, và an tồn.Yêu cầu khi thiết kế là đường cong đứng nên bám sát địa hình, càng bám sát thì khơng những khối lượng cơng trình bớt đi, nhưng cịn đảm bảo cho cơng trình ổn định lâu dài. 2.9.XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THƠNG HÀNH XE VÀ CÁC KÍCH THƯỚC NGANG CỦA ĐƯỜNG: 2.9.1Khả năng thơng hành xe: Khả năng thơng xe tức là số lượng xe tối đa cĩ thể chạy qua một mặt cắt ngang đường trong một đơn vị thời gian, thường được biểu thị bằng xe/h. Khả năng thơng xe phụ thuộc vào khả năng thơng xe của một làn, và số làn xe. Xác định khả năng thơng xe của một làn khi khơng xét đến khoảng cách hãm xe trước : 1000V N V 2 l l Vt x o 2g( f i) Trong đĩ : V = 60 Km/h ( vận tốc xe chạy). lx = 12m (chiều dài xe tải). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 25
  26. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ lo = (3-5m) khoảng cách an tồn. Chọn l0 = 5m. f = 0.02 (hệ số sức cản lăn). i = 7% ( xét trong trường hợp khĩ khăn khi xe lên dốc). = 0.2 ( hệ số bám phụ thuộc vào loại mặt đường, xét trong điều kiện khĩ khăn). t = 1s ( thời gian phản ứng tâm lý). g = 9.8 m/s2 (gia tốc trọng trường). 1000V 1000*60 = >N 2 = V 60 2 l l Vt ( ) x o 60 2g( f i) 12 5 3.6 2*9.8(0.2 0.02 0.07) 3.6 = 727 (xe/giờ). Vậy khả năng thơng hành của đường là N = 2N1lan = 2*727 = 1454 (xe/h). 2.9.2.Các kích thước ngang của đường: a.Độ mở rộng mặt đường ở đoạn đường cong: - Khi xe chạy trong đường cong yêu cầu phải mở rộng phần xe chạy. Khi bán kính đường cong nằm 250 m, phần xe chạy mở rộng theo quy định trong Bảng 12 TCVN 4054-05 - Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luơn luơn hướng tâm, cịn bánh trước hợp với trục xe một gĩc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng. Đối với những đoạn cong ta phải mở rộng mặt đường với độ mở rộng ( ): = 2ew Trong đĩ : : độ mở rộng của phần xe chạy. l 2 0,05*V eW 2* R R l = 6.5 m chiều dài tính từ trục sau của xe tới giảm xĩc đằng trước đối với xe tải vừa R =130 m (bán kính nhỏ nhất trong đoạn nối siêu cao). V = 60 Km/h (vận tốc thiết kế ). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 26
  27. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ l 2 0,05*V 6.52 0.05*60 = > eW = 0.426 m. 2* R R 2*130 130 Vậy = 20.426 = 0.852 m. Theo Bảng 12 TCVN 4054-05 thì = 0,9 m. Vậy ta chọn = 1 m để thiết kế. Bề rộng mặt đường: Xác định chiều rộng mặt đường nĩi chung, làn xe nĩi riêng là một vấn đề kinh tế kỹ thuật. Mặt đường là một cơng trình rất đắt, thường chiếm tỷ lệ cao trong kinh phí xây dựng đường. Chiều rộng một làn xe xác định khơng thỏa đáng hoặc là quá rộng sẽ gây lãng phí, hoặc là quá hẹp sẽ khơng đảm bảo an tồn và tốc độ xe. Bề rộng phần xe chạy, được xác định theo cơng thức sau: a c B x y 2 Trong đĩ: a : bề rộng thùng xe. c : khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe. x = y = 0.5+ 0.005*V V : vận tốc xe chạy (Km/h). Khi tính tốn chiều rộng của một làn xe chúng ta chỉ tính cho trường hợp xe con vì kích thướt ngang của xe tải thường lớn hơn nhiều so với của xe con. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 27
  28. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Đối với xe tải, V = 60 (km/h). x = y = 0.5 + 0.005*V = 0.5 + 0.005*60 = 0.8m. a = 2.5 m ; c =1.79 m. a c 2.5 1.79 = >B x y 0.8 0.8 = 3.745 m 2 2 B 1 làn = 3.745 m = > Bmđ = 2* B1 làn =2*3.745 = 7.49m.  Chọn Bmđ = 7.5m - Đối với đoạn đường thẳng : Bmđ = 7.5 m. - Đối với đoạn đường cong : Bmđ = 7.5 + = 7.5 + 1 = 8.5 m. Theo Bảng 7 TCVN 4054-05, với đường cấp thiết kế là cấp III, tốc độ thiết kế V tt = 60 km/h thì B1lan = 3 m nên Bmđ = 6 m (cho hai làn xe). Với phương án này thì xe chạy ngược chiều nhau khơng đạt được tốc độ tối thiểu 60 km/h vì bề rộng đường khơng đủ an tồn,để khắc phục nhược điểm trên ta tận dụng phần lề gia cố để làm chổ tránh xe khi hai xe tải chạy vượt chiều nhau để tăng tính an tồn trong lưu thơng. - Đối với đoạn đường thẳng : Bmđ = 6 m. - Đối với đoạn đường cong : Bmđ = 6 + = 6 + 1 = 7 m. Bề rộng lề đường : đối với đường cấp III, theo Bảng 7 TCVN 4054-05 thì bề rộng lề đường là 1,5m trong đĩ gồm : phần lề đường cĩ gia cố là 1m và phần lề đất là 0,5m. Bề rộng nền đường theo tính tốn: - Đối với đoạn đường thẳng :Bnđ = Bmđ + 2Blđ = 7.5 + 2*1.5 = 10.5 m. - Đối với đoạn đường cong :Bnđ = 10.49 + 1 = 11.5 m. Bề rộng nền đường theo TCVN4054 - 05: - Đối với đoạn đường thẳng :Bnđ = Bmđ + 2Blđ = 6 + 2*1.5 = 9 m. - Đối với đoạn đường cong :Bnđ = 9 + 1 = 10 m. BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT Đơn Theo Theo Gía trị STT Tên các chỉ tiêu kỹ thuật vị TT TCTK TK 1 Cấp hạng kỹ thuật - III - III SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 28
  29. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 2 Vận tốc xe chạy. Km/h - 60 60 3 Độ dốc dọc lớn nhất. % 17.1 7 7 4 Độ dốc ngang mặt đường. % - 2 2 Độ dốc ngang lề đường : - Gia cố : % - 2 2 - Khơng gia cố : % - 4 4 5 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất : m - Rosc 472.44 1500 1500 - Rsc Max (7%) 130 125 130 - R thơng thường. - 250 250 6 Tầm nhìn : m - Trước chướng ngại vật cố định. 57.61 75 75 - Thấy xe ngược chiều. 110.51 150 150 - Tầm nhìn vượt xe. 746 350 750 7 Chiều dài đoạn chêm : m - Hai đường cong cùng chiều. 120 - 120 - Hai đường cong ngược chiều. 200 - 220 8 Bán kính đường cong đứng. m - Bán kính nhỏ nhất của đường cong lồi. 586 2500 2500 - Bán kính nhỏ nhất của đường cong lõm. 835 1000 1000 9 Số làn xe. 1 2 2 10 Bề rộng một làn xe. m 3.745 3 3 11 Bề rộng mặt đường : m - Đoạn thẳng. 7.5 6 6 - Đoạn cong. 8.5 - 7 12 Bề rộng nền đường : m - Đoạn thẳng. 10.5 - 9 - Đoạn cong. 11.5 - 10 CHƯƠNG3: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 29
  30. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 1. NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ: Để vạch được tuyến trên bình đồ cần dựa vào các căn cứ sau : - Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn của khu vực tuyến đi qua. - Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10000 vùng đồi núi, chênh cao giữa 2 đường đồng mức cách nhau h = 5 m. - Cấp thiết kế của đường là cấp III, tốc độ thiết kế là 60 Km/h. - Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua. - Xác định đường dẫn hướng tuyến chung cho tồn tuyến và từng đoạn cục bộ. Tuy nhiên, trong thực tế nếu chọn tuyến mà chỉ kẻ qua các điểm khống chế sẽ gặp nhiều trở ngại về địa hình, địa mạo, địa chất thuỷ văn, khơng cĩ lợi về mặt kinh tế kỹ thuật. Do đĩ cần phải tránh các chướng ngại vật mặt dầu tuyến cĩ thể dài ra. Như vậy, để vạch tuyến phải xác định các điểm khống chế. Điểm khống chế : là các điểm mà ở đĩ cao độ đã được xác định. Điểm đầu tuyến cĩ cao độ : 65m. Điểm cuối tuyến cĩ cao độ : 70m. 2. XÁC ĐỊNH ĐIỂM KHỐNG CHẾ, ĐIỂM CƠ SỞ CỦA TUYẾN : Khi vạch tuyến đi qua 2 điểm đã chọn cần phải xác định các điểm khống chế giữa chúng. Các điểm khống chế phải được xác định chính xác, chẳng hạn cao độ nền đường ở nơi giao nhau cùng mức với đường sắt, với đường ơ tơ cấp cao hơn, điểm đầu tuyến và điểm cuối tuyến Nối cao độ các điểm khống chế đĩ với nhau ta xác định được tuyến đường chim bay giữa các điểm khống chế. Từ các điểm khống chế cần xác định các điểm cơ sở để tuyến đi qua đảm bảo các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật. Các điểm cơ sở đĩ là các điểm vượt suối, vượt đèo Dựa trên bản đồ địa hình, cĩ thể xác định được điểm đầu tuyến cĩ cao độ 65 m, điểm cuối tuyến cĩ cao độ 70 m, độ chênh cao giữa hai điểm đầu và cuối tuyến là 15 m. Dựa vào các điểm khống chế đã xác định được, ta xác định các điểm cơ sở để vạch tuyến trên bình đồ. 3. NGUYÊN TẮC VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ : Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau : - Đảm bảo xe chạy êm thuận và an tồn với vận tốc thiết kế. - Đảm bảo gía thành xây dựng tuyến là rẻ nhất và thuận tiện cho việc duy tu bảo dưỡng trong quá trình khai thác. - Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật và quốc phịng. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 30
  31. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Phải vạch tuyến sao cho cơng vận chuyển, thời gian vận chuyển hàng hố và hành khách là nhỏ nhất - Hướng tuyến chung trong mỗi đoạn tốt nhất nên chọn gần với đường chim bay. Nĩi chung, lưu lượng xe chạy càng cao thì chiều dài tuyến càng phải ngắn nhưng nên tránh những đoạn thẳng quá dài (>3Km) vì dễ xảy ra tai nạn do sự khơng chú ý của tài xế. - Tuyến đường phải kết hợp hài hịa với địa hình xung quanh. Khơng cho phép vạch tuyến đường quanh co trên địa hình đồng bằng hay tuyến đường thẳng trên địa hình miền núi nhấp nhơ. Cần quan tâm đến yêu cầu về kiến trúc đối với các đường phục vụ du lịch, đường qua cơng viên, đường đến các khu nghĩ mát, các cơng trình văn hĩa và di tích lịch sử. - Khi vạch tuyến, nếu cĩ thể, cần tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưỡng, thủy văn, địa chất (đầm lầy, khe xĩi, đá lăn, ). - Khi đường qua vùng địa hình đồi nhấp nhơ nên dùng những bán kính lớn, uốn theo vịng lượn của địa hình tự nhiên, chú ý bỏ những vịng lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy khúc ở bình đồ và mặt cắt dọc. - Khi đường qua vùng địa hình đồi nhấp nhơ nối tiếp nhau tốt nhất nên chọn tuyến là những đường cong nối tiếp hài hịa nhau, khơng cĩ đoạn thẳng chêm giữa những đường cong cùng chiều. - Khi đường đi theo đường phân thủy điều cần chú ý trước tiên là quan sát hướng đường phân thủy chính và tìm cách nắn thẳng tuyến trên từng đoạn đĩ cắt qua đỉnh khe, chọn những sườn ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, tránh những điểm nhơ cao và tìm những đèo để vượt. - Vị trí tuyến cắt qua sơng, suối nên chọn những đoạn thẳng, cĩ bờ và dịng chảy ổn định, điều kiện địa chất thuận lợi. Nên vượt sơng (đặc biệt là sơng lớn) thẳng gĩc hoặc gần thẳng gĩc với dịng chảy khi mùa lũ. Nhưng yêu cầu trên khơng được làm cho tuyến bị gãy khúc, hạ thấp chỉ tiêu bình đồ của tuyến. Nhiệm vụ cơ bản của vạch tuyến là bố trí tim đường trong khơng gian một cách hợp lý nhất, nghĩa là đảm bảo mối quan hệ chặt chẽ, sự phối hợp hài hịa giữa bình đồ, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang của tuyến. Dựa vào bình đồ và tiêu chuẩn cấp kỹ thuật là cấp 60 đã chọn của tuyến đường ta vạch tất cả các phương án tuyến cĩ thể đi qua. Sau đĩ tuyến hành so sánh sơ bộ loại dần các phương án xấu hơn, cuối cùng chọn hai phương án tuyến để thiết kế sơ bộ, so sánh chọn phương án tối ưu. Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép thì chiều dài tuyến giữa hai đường đồng mức phải thoả mãn bước compa : Xác định sơ bộ chiều dài bước compa để vạch tuyến : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 31
  32. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ h 1 lcp 100 (cm) 0,8 imax M Trong đĩ : h = 5m : độ chênh cao giữa 2 đường đồng mức liên tiếp. K = 0.8 : hệ số chiết giảm. imax = 7% (độ dốc dọc lớn nhất ứng với vận tốc thiết kế V = 60 km/h). 1/M = 1/10000 (tỉ lệ của bản đồ địa hình). 100 : hệ số đổi đơn vị từ m ra cm 5 100 l 0.89 cm 0,9 cm cp 0,8 0,07 10000 Dựa trên bình đồ ta vạch được 2 phương án tuyến. 4. THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ : Tuyến đường X – Y thiết kế thuộc loại đường đồi núi cho phép độ dốc dọc tối đa là 7%, độ dốc trên đường cong (độ dốc siêu cao) là 7%, bán kính đường cong tối thiểu cho phép là 125 m. Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đồng thời giá thành xây dựng là thấp nhất thì tuyến cần phải đổi hướng nhiều lần. Tuy nhiên việc phĩng tuyến và chọn bán kính R cho đường cong sẽ làm giảm giá thành xây dựng và chi phí khai thác đường. Nếu R lớn thì tốc độ xe chạy sẽ khơng bị ảnh hưởng, vấn đề an tồn và êm thuận được nâng lên nhưng giá thành xây đựng lớn. Do đĩ, việc xác định R phải phù hợp, nghĩa là phải dựa vào địa hình cụ thể thì mới đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật. Các điểm chi tiết chủ yếu của đường cong trịn bao gồm : - Điểm nối đầu : NĐ. - Điểm tiếp đầu : TĐ. - Điểm giữa : P. - Điểm tiếp cuối : TC. - Điểm nối cuối : NC. - Gĩc chuyển hướng : . - Bán kính đường cong : R. Các yếu tố cơ bản của đường cong được tính theo cơng thức : - Độ dài tiếp tuyến : T R tg (m). 2 1 - Độ dài đường phân giác : P R 1 (m). cos 2 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 32
  33. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Độ dài đường cong : K R (m). 180 T P Đ T TC R O 4.1. Cách xác định đường cong trên bình đồ: Xác định gĩc ngoặc trên bình đồ bằng thước đo độ. Chọn bán kính đường cong R. Tính các yếu tố cơ bản của đường cong bằng các cơng thức trên : T, P, K Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn cĩ chiều dài bằng T ta xác định được điểm tiếp đầu TĐ. Làm tương tự ta cắm được điểm tiếp cuối TC của đường cong. Xác định đường phân giác của gĩc đỉnh TĐ, Đ, TC. Từ tiếp đầu TĐ hoặc từ tiếp cuối TC dựng đường vuơng gĩc cắt đường phân giác tại O. Từ O mở khẩu độ compa với bán kính R xác định được đường cong trịn. Điểm P là giao điểm của cung trịn với đường phân giác. 4.2. Cách xác định đường cong trên thực địa: Trên thực địa dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra gĩc ngoặt . Từ đỉnh Đ, quay máy ngắm về đỉnh trước, dùng thước thép đo theo hướng ngắm một đoạn cĩ chiều dài là T, xác định được tiếp đầu TĐ . Cũng làm tương tự với đỉnh kế xác định được tiếp cuối TC. Từ đỉnh Đ, quay máy gắm về đỉnh trước quay máy một gĩc (180- )/2 xác định được hướng đường phân giác . Trên hướng đĩ dùng thước thép đo từ đỉnh Đ một đoạn P ta xác định được điểm P. Các điểm chi tiết trên đường cong cĩ thể xác định bằng phương pháp tọa độ vuơng gĩc, tọa độ cực hoặc bằng phương pháp dây cung kéo dài. BẢNG TÍNH CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 33
  34. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ PHƯƠNG ÁN 1 TT A0 R(m) T(m) P(m) K(m) 1 106027'34'' 250 376.79 173.97 538.88 2 77059'2'' 400 359.23 115.30 614.43 3 47010'22'' 500 256.00 46.09 486.66 4 52031'37'' 600 333.75 69.50 625.06 PHƯƠNG ÁN 2 TT A0 R(m) T(m) P(m) K(m) 1 74020'58'' 250 220.03 64.51 384.41 2 53021'31'' 350 211.15 42.36 395.95 3 67055'10'' 250 198.76 52.13 356.36 4 37020'42'' 400 170.34 22.76 330.72 5 49047'55'' 450 244.08 46.61 461.12 6 89053'19'' 250 280.10 104.06 452.21 7 6006'21'' 300 208.95 47.38 384.71 4.3. Xác định các cọc trên tuyến : - Cọc Km. - Cọc TĐ, TC và cọc P của đường cong. - Cọc 100 m : H (cách 100 m đặt một cọc). - Cọc thay đổi địa hình là các cọc thể hiện sự thay đổi độ dốc của đường cao độ mặt đường tại tim đường. Cụ thể là các vị trí tuyến cắt đường phân thủy, đường tụ thủy, đường đồng mức, các vị trí đường đồng mức. - Cọc thay đổi địa hình được kí hiệu Cn ( n được đánh số 1 2 3 ). 4.4. Xác định cự ly giữa các cọc: Sau khi cĩ vị trí các cọc Km, TĐ, P, TC và cọc Cn, ta dùng thứơc để đo cự ly giữa các cọc trên bản đồ và nhân với M ( hệ số tỉ lệ bản đồ ) để cĩ được cự ly thực tế M L l i i bd 1000 Trong đĩ : Libd : cự ly giữa các cọc trên bản đồ (mm). 1000 : hệ số đổi đơn vị (mm) ra (m). Khoảng cách giữa các cọc trên đường thẳng được xác định bằng thước. Xác định các cọc trên đường cong cĩ bán kính R khi đã biết khoảng cách giữa các cọc (dùng cho cọc H và Km). SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 34
  35. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Tại tiếp đầu TĐ của đường cong đặt một hệ toạ độ vuơng gĩc (như hình vẽ). Khoảng cách từ tiếp đầu TĐ đến H là S. - Sau khi xác định được X vàY theo cơng thức sau sẽ dùng thước xác định cọc H trên đường cong. X = R x Sin Y = R x (1 - Cos) Sx1800  = ( 0 ) xR S : chiều dài cung từ TĐ đến H ứng với gĩc mở . X P TC H R X  y TĐ O - Khi đã cĩ vị trí cọc trên đường cong, cần xác định khoảng cách (dùng cho cọc địa hình, cọc cầu cống) dùng thước đo độ để đo gĩc. Như vậy khoảng cách từ cọc H đến điểm tiếp đầu TĐ là : ..R S = (m) 1800 - Dựa vào cách xác định cự ly giữa các cọc, đã xác định được cự ly của các cọc (theo hai phương án) và lập được các bảng tổng hợp sau: PHƯƠNG ÁN I (L = 5245.67 m) K/cách K/cách lẻ Tên cọc cộng dồn Lý trình (m) (m) X 0 KM0 + 00 100 H1 100 KM0 + 100 100 H2 200 KM0 + 200 10.01 C1 210.01 KM0 + 210.01 89.99 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 35
  36. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ H3 300 KM0 + 300 73.52 ND1 373.52 KM0 + 373.52 26.48 H4 400 KM0 + 400 43.52 TD1 443.52 KM0 + 443.52 56.48 H5 500 KM0 + 500 100 H6 600 KM0 + 600 43.26 P1 643.26 KM0 + 643.26 56.74 H7 700 KM0 + 700 100 H8 800 KM0 + 800 43.01 TC1 843.01 KM0 + 843.01 56.99 H9 900 KM0 + 900 13.01 NC1 913.01 KM0 + 913.01 86.99 KM1 1000 KM1 + 00 100 H1 1100 KM1 + 100 100 H2 1200 KM1 + 200 100 H3 1300 KM1 + 300 100 H4 1400 KM1 + 400 53.37 ND2 1453.37 KM1 + 453.37 46.63 H5 1500 KM1 + 500 23.37 TD2 1523.37 KM1 + 523.37 76.63 H6 1600 KM1 + 600 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 36
  37. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 100 H7 1700 KM1 + 700 60.76 P2 1760.76 KM1 + 760.76 39.24 H8 1800 KM1 + 800 100 H9 1900 KM1 + 900 98.14 TC2 1998.14 KM1 + 998.14 1.86 KM2 2000 KM2 + 00 68.14 NC2 2068.14 KM2 + 068.14 31.86 H1 2100 KM2 + 100 100 H2 2200 KM2 + 200 100 H3 2300 KM2 + 300 100 H4 2400 KM2 + 400 100 H5 2500 KM2 + 500 100 H6 2600 KM2 + 600 100 H7 2700 KM2 + 700 60.23 ND3 2760.23 KM2 + 760.23 39.77 H8 2800 KM2 + 800 35.23 TD3 2835.23 KM2 + 835.23 64.77 H9 2900 KM2 + 900 100 KM3 3000 KM3 + 00 3.61 P3 3003.61 KM3 + 03.61 96.39 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 37
  38. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ H1 3100 KM3 + 100 72 TC3 3172 KM3 + 172 28 H2 3200 KM3 + 200 47 NC3 3247 KM3 + 247 53 H3 3300 KM3 + 300 100 H4 3400 KM3 + 400 100 H5 3500 KM3 + 500 100 H6 3600 KM3 + 600 48.38 C2 3648.38 KM3 + 648.38 51.62 H7 3700 KM3 + 700 100 H8 3800 KM3 + 800 100 H9 3900 KM3 + 900 56.35 ND4 3956.35 KM3 + 956.35 43.65 KM4 4000 KM4 + 00 31.35 TD4 4031.35 KM4 + 031.35 68.65 H1 4100 KM4 + 100 100 H2 4200 KM4 + 200 68.96 P4 4268.96 KM4 + 268.96 31.04 H2 4300 KM4 + 300 100 H4 4400 KM4 + 400 100 H5 4500 KM4 + 500 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 38
  39. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 6.57 TC4 4506.57 KM4 + 506.57 75 NC4 4581.57 KM4 + 581.57 18.43 H6 4600 KM4 + 600 100 H7 4700 KM4 + 700 100 H8 4800 KM4 + 800 100 H9 4900 KM4 + 900 100 KM5 5000 KM5 + 00 100 H1 5100 KM5 + 100 100 H2 5200 KM5 + 200 45.67 Y 5245.67 KM5 + 245.67 PHƯƠNG ÁN II (L = 7838.81 m) K/cách K/Cách Tên cọc cộng dồn Lý trình lẻ(m) (m) X 0 KM0 + 0.00 100 H1 100 KM0 + 100 100 H2 200 KM0 + 200 100 H3 300 KM0 + 300 100 H4 400 KM0 + 400 100 H5 500 KM0 + 500 95.22 ND1 595.22 KM0 + 595.22 4.78 H6 600 KM0 + 600 49.22 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 39
  40. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ TD1 649.22 KM0 + 649.22 50.78 H7 700 KM0 + 700 86.33 P1 786.33 KM0 + 786.33 13.67 H8 800 KM0 + 800 100 H9 900 KM0 + 900 18.65 TC1 918.65 KM0 + 918.65 60 NC1 978.65 KM0 + 978.65 21.35 KM1 1000 KM1 + 00 100 H1 1100 KM1 + 100 100 H2 1200 KM1 + 200 100 H3 1300 KM1 + 300 98.96 ND2 1398.96 KM1 + 398.96 1.04 H4 1400 KM1 + 400 56.36 TD2 1456.36 KM1 + 456.36 43.64 H5 1500 KM1 + 300 96.99 P2 1596.99 KM1 + 596.99 3.01 H6 1600 KM1 + 600 100 H7 1700 KM1 + 700 25.03 TC2 1725.03 KM1 + 725.03 70 NC2 1795.03 KM1 + 795.03 4.97 H8 1800 KM1 + 800 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 40
  41. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 100 H9 1900 KM1 + 900 100 KM2 2000 KM2 + 00 31.43 ND3 2031.43 KM2 + 31.43 60 TD3 2091.43 KM2 + 91.43 8.57 H1 2100 KM2 + 100 100 H2 2200 KM2 + 200 9.7 P3 2209.7 KM2 + 209.7 43.77 C1 2253.47 KM2 + 253.47 46.53 H3 2300 KM2 + 300 27.79 TC3 2327.79 KM2 + 327.79 60 NC3 2387.79 KM2 + 387.79 12.21 H4 2400 KM2 + 400 100 H5 2500 KM2 + 500 100 H6 2600 KM2 + 600 100 H7 2700 KM2 + 700 100 H8 2800 KM2 + 800 100 H9 2900 KM2 + 900 100 KM3 3000 KM3 + 00 100 H1 3100 KM3 + 100 100 H2 3200 KM3 + 200 100 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 41
  42. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ H3 3300 KM3 + 300 19.68 ND4 3319.68 KM3 + 319.68 70 TD4 3389.68 KM3 + 389.68 10.32 H4 3400 KM3 + 400 61.13 C2 3461.13 KM3 + 461.13 23.94 P4 3485.07 KM3 + 485.07 14.93 H5 3500 KM3 + 500 80.4 TC4 3580.4 KM3 + 580.4 19.6 H6 3600 KM3 + 600 50.4 NC4 3650.4 KM3 + 650.4 49.6 H7 3700 KM3 + 700 100 H8 3800 KM3 + 800 100 H9 3900 KM3 + 900 100 KM4 4000 KM4 + 00 100 H1 4100 KM4 + 100 100 H2 4200 KM4 + 200 100 H3 4300 KM4 + 300 100 H4 4400 KM4 + 400 100 H5 4500 KM4 + 500 100 H6 4600 KM4 + 600 53.68 ND5 4653.68 KM4 + 653.68 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 42
  43. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 46.32 H7 4700 KM4 + 700 23.68 TD5 4723.68 KM4 + 723.68 76.32 H8 4800 KM4 + 800 84.3 P5 4884.3 KM4 + 884.3 15.7 H9 4900 KM4 + 900 100 KM5 5000 KM5 + 00 44.92 TC5 5044.92 KM5 + 44.92 55.08 H1 5100 KM5 + 100 14.92 NC5 5114.92 KM5 + 114.92 85.08 H2 5200 KM5 + 200 100 H3 5300 KM5 + 300 100 H4 5400 KM5 + 400 100 H5 5500 KM5 + 500 100 H6 5600 KM5 + 600 100 H7 5700 KM5 + 700 100 H8 5800 KM5 + 800 100 H9 5900 KM5 + 900 74.51 ND6 5974.51 KM5 + 974.51 25.49 KM6 6000 KM6 + 00 34.53 TD6 6034.53 KM6 + 34.53 65.47 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 43
  44. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ H1 6100 KM6 + 100 100 H2 6200 KM6 + 200 0.79 P6 6200.79 KM6 + 200.79 99.21 H3 6300 KM6 + 300 67.08 TC6 6367.08 KM6 + 367.08 32.92 H4 6400 KM6 + 400 16.91 NC6 6416.91 KM6 + 416.91 83.09 H5 6500 KM6 + 500 100 H6 6600 KM6 + 600 100 H7 6700 KM6 + 700 100 H8 6800 KM6 + 800 27.37 ND7 6827.37 KM6 + 827.37 70 TD7 6897.37 KM6 + 897.37 2.63 H9 6900 KM6 + 900 100 KM7 7000 KM7 + 00 19.81 P7 7019.81 KM7 + 19.81 80.19 H1 7100 KM7 + 100 41.19 TC7 7141.19 KM7 + 141.19 58.81 H2 7200 KM7 + 200 12.24 NC7 7212.24 KM7 + 212.24 87.76 H3 7300 KM7 + 300 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 44
  45. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 100 H4 7400 KM7 + 400 100 H5 7500 KM7 + 500 100 H6 7600 KM7 + 600 100 H7 7700 KM7 + 700 100 H8 7800 KM7 + 800 38.81 Y 7838.81 KM7 + 838.81 CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG Trên đường ngồi các cơng trình phụ khác, cơng trình thốt nước đĩng vai trị rất quan trọng, thốt nước tốt bảo đảm cường độ cho mặt đường và nền đường, tránh gây sụt lở, xĩi nền đường. Cơng trình thốt nước đĩng một vai trị rất quan trọng, cơng trình này chịu tác dụng của các nguồn nước như : nước mưa, nước ngầm, nước từ nơi khác đổ về , vị trí của cơng trình thốt nước là chổ tuyến đường cắt qua đường tụ thuỷ, đường sơng, suối, tất cả các chổ lõm trên đường đen đều phải đặt các cơng trình thốt nước như : cầu, cống, rảnh tháo. Quy trình tính tốn : Tính tốn thuỷ văn và thuỷ lực cơng trình theo 22TCN 220 -95 của Bộ Giao Thơng Vận Tải Việt Nam. 4.1.HỆ THỐNG CÁC CƠNG TRÌNH THỐT NƯỚC: 4.1.1.Rãnh đỉnh : - Khi diện tích lưu vực đỗ về sườn núi lớn hoặc khi chiều cao taluy đào ≥ 1.2m thì phải bố trí rảnh đỉnh để nước chảy về phía đường và dẫn nước về cơng trình thốt nước, về sơng suối hay chổ trũng cạnh đường, khơng cho phép nước đổ trực tiếp xuống rãnh biên. - Rãnh đỉnh thiết kế với tiết diện hình thang, chiều rộng đáy rãnh tối thiểu là 0.5m; bờ rảnh cĩ taluy 1:1.5, chiều sâu rãnh xác định theo tính tốn thủy lực và đảm bảo mực nước tính tốn trong rãnh cách mép rãnh ít nhất 20cm nhưng khơng nên sâu quá 1.5m. - Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa hình để tốc độ chảy khơng gây xĩi long rãnh SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 45
  46. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Ở những nơi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ sụt lở thì cĩ thể làm hai hoặc nhiều rãnh đỉnh. 4.1.2.Rãnh biên : - Rãnh biên được xây dựng để thốt nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy nền đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nữa đào nữa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0.6m. - Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo địa hình mà khơng yêu cầu tính tốn thủy lực. - Tiết diện của rãnh cĩ thể là hình thang, hình tam giác, hình chữ nhật, nữa hình trịn. Phổ biến dùng rãnh tiết diện hình thang cĩ chiều rộng đáy rãnh 0.4m, chiều sâu tính từ mặt đất tự nhiên tối thiểu là 0.3m, taluy rãnh nền đường đào lấy bằng độ dốc taluy đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:1.5-3. Cĩ thể dùng rãnh tam giác cĩ chiều sâu 0.3m, mái dốc phía phần xe chạy 1:3 và phía đối xứng 1:1.5 đối với nền đường đắp và 1:m theo mái dốc m của nền đường đào, ở những nơi địa chất là đá cĩ thể dùng tiết diện hình chữ nhật hay tam giác. - Để tránh lịng rãnh khơng bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lịng rãnh khơng được nhỏ hơn 0.5%. Trong trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 0.3%. 4.1.3.Cầu : Cầu nhỏ, cầu trung, cầu lớn tùy theo lưu lượng tính tốn. 4.1.4.Cống : Cống trịn, cống hợp, cống cĩ khẩu độ từ 0.5m - 6m tuỳ theo địa hình và lưu lượng. Cống được đặt ở đường tụ thuỷ được gọi là cống địa hình. Khẩu độ tối thiểu quy định là 0.75m với chiều dài khơng quá 15m. Để thuận tiện cho việc duy tu sữa chửa nên dùng cống khẩu độ 1m với chiều dài cống dưới 30m. Cống cĩ khẩu độ 1.25m và 1.5m thì chiều dài cống cho phép phải trên 30m. Cao độ mặt đường chổ cĩ cống trịn phải cao hơn đỉnh cống trịn ít nhất là 0.5m. Khi chiều dày áo đường dày hơn 0.5m, độ chênh cao này phải đủ để thi cơng được chiều dày áo đường. Nĩi chung khẩu độ cống được chọn theo chế độ khơng áp. Chế độ cĩ áp và bán áp chỉ dùng ở những đoạn đường đắp cao, và đất đắp nền đường là loại khĩ thấm nước từ thượng lưu cống vào nền đường. Dốc dọc của cống khơng lớn hơn độ dốc dịng chảy ở hả lưu cống. Nên lấy dốc cống từ 2% đến 3% để tránh lắng đọng bùn đất trong lịng cống. Dựa theo vật liệu làm cống cĩ thể chia cống thành các loại sau : - Cống gạch : chủ yếu là cống vịm gạch, cũng cĩ trường hợp xây cuốn các cống trịn bằng gạch. - Cống đá : cĩ thể làm thành cống bản hoặc cống vịm đá. Cống đá thường rẻ, chi phí bảo dưỡng thấp, tiết kiệm được xi măng, cốt thép nên dùng ở những vùng sẵn đá. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 46
  47. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Cống bê tơng : thường là cống trịn 4 khớp, cống vịm. Ưu điểm là tiết kiệm cốt thép, dễ đúc. Nhược điểm là dễ bị hư hỏng nếu thi cơng khơng tốt, khĩ sửa chữa. - Cống bê tơng cốt thép : thường là cống trịn, cống bản, cống hình hộp hoặc cống vịm. Ưu điểm là bền chắc, dễ vận chuyển và lắp ghép. Nhược điểm là tốn cốt thép. Cống hộp thường đắt, thi cơng khĩ nên ít dùng. - Cống làm bằng các vật liệu khác, ví dụ cống gỗ (loại tạm thời) cống sành, cống gang, cống tơn lượn sĩng . Dựa theo tình hình đắp đất trên cống chia thành : - Cống nổi : đỉnh cống khơng đắp đất, thích hợp với những chổ nền đường đắp thấp, các mương rãnh nơng. - Cống chìm : chiều cao đắp đất trên cống lớn hơn 50 cm thích hợp với nền đường đắp cao, những chổ suối sâu. Dựa theo tính chất thủy lực chia thành : - Cống chảy khơng áp : chiều sâu mực nước ở cửa vào nhỏ hơn chiều cao miệng cống, mực nước trên tồn chiều dài cống thường khơng tiếp xúc với đỉnh cống. - Cống chảy bán áp : chiều sâu mực nước ở cửa vào tuy lớn hơn chiều cao cửa cống nhưng nước chỉ ngập miệng mà khơng chảy trên tồn chiều cao của cống. - Cống chảy cĩ áp : chiều cao mực nước ở cửa vào lớn hơn chiều cao cửa cống, dịng chảy trong phạm vi tồn chiều dài cống khơng cĩ mặt tự do. Thường sử dụng ở vị trí cĩ suối sâu, nền đường đắp cao, và khơng gây ngập lụt cho ruộng đồng. Theo qui định thì với đường vùng núi cách 1 Km cần đặt từ 2 - 3 cống, ở đây khơng tính tốn thuỷ lực cống cấu tạo mà cứ 300 - 500 m để đảm bảo cho việc thốt nước cho rãnh biên, cống cấu tạo được đặt sau khi thiết kế đường đỏ. 4.2. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG THUỶ VĂN: 4.2.1.Diện tích lưu vực F (Km2) : - Dựa vào hình dạng đường đồng mức trên bình đồ , ta tìm được đường phân thuỷ giới hạn của lưu vực nước chảy vào tuyến đường. Chia lưu vực thành những hình đơn giản để tính diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình (Fbđ), tư đĩ tìm tìm được diện tích lưu vực thực tế theo cơng thức sau : 2 M 2 F Fbd x (Km ) 1010 2 Trong đĩ : + Fbđ : Diện tích của lưu vực trên bản đồ ( cm ) + M = 10000 : hệ số tỷ lệ bản đồ. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 47
  48. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 10 2 2 + 10 : hệ số đổi từ cm ra Km 4.2.2 Chiều dài lịng chính L (Km) : Chiều dài lịng sơng chính được xác định như sau : M L lbd x (Km) 105 Trong đĩ : + Lbđ : chiều dài của lịng sơng chính trên bình đồ + 105 : hệ số đổi từ cm ra Km 4.2.3.Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực : Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực được tính theo cơng thức : F b (km) s 1.8 L l Trong đĩ : + F : diện tích lưu vực + L : chiều dài lịng chính + l : tổng chiều dài của các lịng sơng nhánh (chỉ tính những lịng sơng nhánh cĩ chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực). Chiều rộng B được tình như sau : Đối với lưu vực cĩ 2 sườn : B = F/2L (Km) Đối với lưu vực cĩ 1 sườn : B = F/L (Km) 4.2.4.Độ dốc trung bình của dịng sơng chính J1 (‰) : h l (h h l (h h )l J 1 1 1 2) 2 n 1 n n 1 L2 Trong đĩ : h1,h2, ,hn Độ cao của các điểm gãy trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường. l1,l2, ,ln Cự ly giữa các điểm gãy 4.2.5.Độ dốc trung bình của sườn dốc Js (‰) : Độ dốc trung bình của sườn dốc được tính theo trị số trung bình của 4 ÷ 6 điểm xác định theo hướng dốc lớn nhất . SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 48
  49. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Bảng tính tốn các đặc trưng thuỷ văn phương án I. Tên Lý trình F(Km2) L(Km) B(Km) l(Km) b (Km) J (0/ ) Js(0/ ) cọc s l 00 00 C1 Km0+210 0.463 0.119 1.945 0.00 2.162 7.13 116.82 H1 Km1+100 0.021 0.031 0.677 0.00 0.376 1.68 53.43 H4 Km1+400 0.016 0.025 0.64 0.00 0.356 1.26 35.34 KM2 Km2+00 0.034 0.044 0.7727 0.00 0.429 3.32 47.65 H4 Km2+400 0.026 0.054 0.4815 0.00 0.267 1.65 38.34 TĐ3 Km2+835.23 0.029 0.021 1.381 0.00 0.767 2.24 34.25 C2 Km3+648.38 0.894 0.213 2.0986 0.00 2.332 12.1 108.11 KM5 Km5+00 0.049 0.116 0.4224 0.00 0.235 1.24 124.37 Bảng tính các đặc trưng thủy văn phương án II. 2 0 0 Tên cọc Lý trình F(Km ) L(Km) B(Km) l(Km) bs(Km) Jl( /00) Js( /00) P1 Km0+786.33 0.023 0.027 0.85 0.00 0.473 12.8 31.67 H3 Km1+300 0.0521 0.064 0.81 0.00 0.452 1.67 30.54 C1 Km2+253.47 0.041 0.051 0.40 0.00 0.447 2.31 49.96 C2 Km3+461.13 0.982 0.527 0.93 0.00 1.035 25.6 126.21 H3 Km4+200 0.012 0.035 0.34 0.00 0.190 3.11 29.83 TC5 Km5+44.92 0.254 0.073 3.48 0.00 1.933 1.37 106.39 H9 Km5+500 0.064 0.082 0.78 0.00 0.434 3.245 58.52 P7 Km7+19.81 0.488 0.378 0.65 0.00 0.717 2.652 84.27 4.2.6.Xác định lưu lượng tính tốn : Theo quy trình tính tốn dịng chảy lũ (tiêu chuẩn 22TCN 220-95) đối với lưu vực nhỏ cĩ diện tích < 100 Km2. Thì lưu lượng tính tốn được xác định theo cơng thức : Qp = Ap . .Hp . .F Trong đĩ : Ap : Mođun đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế chọn phụ thuộc vào địa mạo thuỷ văn Ơ1, thời gian tập trung dịng chảy trên sườn dốc ơs ,vùng mưa (Tra bảng 2.3) : hệ số dịng chảy lũ lấy trong bảng (9-7) tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực cĩ lượng mưa (ngày) thiết kế (Hp) và diện tích lưu vực F. Hp : Lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế . P = 4% đối với cống và cầu nhỏ. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 49
  50. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ P = 1% đối với cầu lớn. : Hệ số xét đến làm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ ,rừng cây trong lưu vực theo bảng (2.7). F : Diện tích lưu vực. 4.2.7.Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc s : Thời gian tập trung nước trên sườn dốc s được xác định theo bảng 2.2 phụ thuộc vào hệ số địa mạo thuỷ văn s và vùng mưa. Hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc s được xác định như sau : (1000b )0.6 s s 0.3 0.4 ms J s ( .H p ) Trong đĩ : bs : Chiều dài sườn dốc của lưu vực (km) ms : Hệ số nhám của sườn dốc , phụ thuộc vào tình trạng bề mặt của sườn dốc. Js : Độ dốc trung bình của sườn dốc. : Hệ số dịng lũ (lấy theo bảng 2.1), phụ thuộc vào loại cấu tạo đất của lưu vực , lượng mưa cần thiết ngày Hp và diện tích lưu vực F. Vùng tuyến thiết kế cĩ đất cấp II. Hp : Lượng mưa ngày thiết kế (với cầu nhỏ và cống p = 4%). Vùng tuyến thiết kế thuộc huyện Bảo Lộc tỉnh Lâm Đồng nên Hp = H4% = 179mm. Bảng xác định thời gian tập trung nước s phương án I. Hp1% Lý trình bs(Km) ms Js (%0) Hp4% s V.mưa s(phút) Km0+210 2.162 0.2 116.82 0.5600 260 179 19.02 XVIII 163.4 Km1+100 0.376 0.2 53.43 0.7500 260 179 7.50 XVIII 50 Km1+400 0.356 0.2 35.34 0.6600 260 179 8.63 XVIII 66.7 Km2+00 0.429 0.2 47.65 0.6300 260 179 9.00 XVIII 70 Km2+400 0.267 0.2 38.34 0.5900 260 179 7.43 XVIII 44.6 Km2+835.23 0.767 0.2 34.25 0.5700 260 179 14.66 XVIII 92.3 Km3+648.38 2.332 0.2 108.11 0.5600 260 179 20.37 XVIII 29.86 Km5+00 0.235 0.2 124.37 0.5900 260 179 4.82 XVIII 22.7 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 50
  51. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Bảng xác định thời gian tập trung nước s phương án II. Hp1% Lý trình bs(Km) ms Js (%0) Hp s V.mưa s(phút) Km0+786.33 0.473 0.2 31.67 0.5700 260 179 11.23 XVIII 81.83 Km1+300 0.452 0.2 30.54 0.7500 260 179 9.90 XVIII 79.5 Km2+253.47 0.447 0.2 49.96 0.6600 260 179 8.92 XVIII 69.8 Km3+461.13 1.035 0.2 126.21 0.5600 260 179 11.95 XVIII 82.34 Km4+200 0.190 0.2 29.83 0.5900 260 179 6.53 XVIII 35.2 Km5+44.92 1.933 0.2 106.39 0.5600 260 179 18.29 XVIII 145.05 Km5+500 0.434 0.2 58.52 0.6600 260 179 8.36 XVIII 63.4 Km7+19.81 0.717 0.2 84.27 0.5600 260 179 10.82 XVIII 81.02 4.2.8.Xác định hệ số địa mạo thuỷ văn l : 1000L l 1/ .3 1/ 4 1/ 4 ml J l F ( .H p ) Trong đĩ: ml : Thơng số tập trung nước trong sơng , phụ thuộc vào tình hình sơng suối của lưu vực ( Lấy theo bảng 2.6). Jl : Dộ dốc lịng sơng chính (%). L : Chiều dài của lịng sơng chính (Km). Bảng xác định hệ số địa mạo l phương án I. Lý trình F(Km2) L(Km) Ji (%0) Hp ml l Km0+210 0.463 0.119 7.13 0.56 179 9 2.6 Km1+100 0.021 0.031 1.68 0.75 179 9 2.2 Km1+400 0.016 0.025 1.26 0.66 179 9 2.2 Km2+00 0.034 0.044 3.32 0.63 179 9 2.3 Km2+400 0.026 0.054 1.65 0.59 179 9 3.9 Km2+835.23 0.029 0.021 2.24 0.57 179 9 1.4 Km3+648.38 0.894 0.213 12.1 0.56 179 9 8.99 Km5+00 0.049 0.116 1.24 0.59 179 9 8.0 Bảng xác định hệ số địa mạo l phương án II. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 51
  52. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Lý trình F(Km2) L(Km) Ji (%0) Hp ml l Km0+786.33 0.023 0.027 12.8 0.57 179 9 1.04 Km1+300 0.0521 0.064 1.67 0.75 179 9 3.69 Km2+253.47 0.041 0.051 2.31 0.66 179 9 2.89 Km3+461.13 0.982 0.527 25.6 0.56 179 9 6.31 Km4+200 0.012 0.035 3.11 0.59 179 9 2.51 Km5+44.92 0.254 0.073 1.37 0.56 179 9 3.25 Km5+500 0.064 0.082 3.245 0.66 179 9 3.71 Km7+19.81 0.488 0.378 2.652 0.56 179 9 11.48 4.2.9.Xác định trị số Ap% : Ap% xác định bằng cách tra bảng 2.3, tuỳ thuộc vào vùng mưa, thời gian tập trung dịng chảy trên suịn dốc s và hệ số địa mạo thuỷ văn l. Bảng xác định hệ số Ap% phương án I. Lý trình Vùng mưa s l Ap% Km0+210 XVIII 163.4 2.6 0.109 Km1+100 XVIII 50 2.2 0.116 Km1+400 XVIII 66.7 2.2 0.156 Km2+00 XVIII 70 2.3 0.166 Km2+400 XVIII 44.6 3.9 0.206 Km2+835.23 XVIII 92.3 1.4 0.132 Km3+648.38 XVIII 29.86 8.99 0.221 Km5+00 XVIII 22.7 8.0 0.239 Bảng xác định hệ số Ap% phương án II. Lý trình Vùng mưa s l Ap% Km0+786.33 XVIII 81.83 1.04 0.132 Km1+300 XVIII 79.5 3.69 0.164 Km2+253.47 XVIII 69.8 2.89 0.172 Km3+461.13 XVIII 82.34 6.31 0.14 Km4+200 XVIII 35.2 2.51 0.223 Km5+44.92 XVIII 145.05 3.25 0.085 Km5+500 XVIII 63.4 3.71 0.142 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 52
  53. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Km7+19.81 XVIII 81.02 11.48 0.092 Bảng xác định lưu lượng Qp phương án I . 3 Lý trình Ap Hp F(Km2)  Qp(m /s) Km0+210 0.109 0.56 179 0.463 0.65 3.2882 Km1+100 0.116 0.75 179 0.021 0.65 0.2126 Km1+400 0.156 0.66 179 0.016 0.65 0.1917 Km2+00 0.166 0.63 179 0.034 0.65 0.4137 Km2+400 0.206 0.59 179 0.026 0.65 0.3677 Km2+835.23 0.132 0.57 179 0.029 0.65 0.2539 Km3+648.38 0.221 0.56 179 0.894 0.65 5.81 Km5+00 0.239 0.59 179 0.049 0.65 0.8039 Bảng xác định lưu lượng Qp phương án II. 3 Lý trình Ap Hp F(Km2)  Qp(m /s) Km0+786.33 0.132 0.57 179 0.023 0.65 0.20 Km1+300 0.164 0.75 179 0.0521 0.65 0.75 Km2+253.47 0.172 0.66 179 0.041 0.65 0.54 Km3+461.13 0.14 0.56 179 0.982 0.65 8.96 Km4+200 0.223 0.59 179 0.012 0.65 0.18 Km5+44.92 0.085 0.56 179 0.254 0.65 1.41 Km5+500 0.142 0.66 179 0.064 0.65 0.70 Km7+19.81 0.092 0.56 179 0.488 0.65 2.93 4.3.XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG VÀ TÍNH TỐN THỦY LỰC: Phương pháp chung là đưa ra các phương án chọn khẩu độ cống theo chế độ chảy từ đĩ xác định chiều sâu nước dâng H(m), vận tốc nước chảy V(m), hình thức gia cố, xác định khả năng thốt nước của cống (xác định khẩu độ cống). 4.3.1.Phạm vi sử dụng chế độ dịng chảy trong cống theo điều kiện của đường: Chế độ chảy khơng áp : được dùng ở các đoạn đường đắp thấp. Chế độ chảy bán áp : được dùng ở đoạn đường đắp cao. Chế độ chảy cĩ áp : chỉ cĩ ở cống cĩ cửa vào làm theo dạng dịng chảy. Được dùng ở chổ suối sâu, nền đất cần thiết phải đắp cao. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 53
  54. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 4.3.2.Chế độ làm việc của cống: Tùy theo chiều sâu ngập nước trước cống và tùy theo loại miệng cống mà cống cĩ thể làm việc theo các chế độ sau đây : - Khơng áp : nếu H ≤ 1.2hcv đối với miệng cống loại thường và 1.4hcv đối với miệng cống theo dạng dịng chảy. - Bán áp : nếu H > 1.2hcv và miệng cống thơng thường, trường hợp này ở cửa cống nước ngập tồn bộ nhưng tiếp theo đĩ thì nước chảy ở mặt thống tự do. - Cĩ áp : nếu H > 1.4hcv và miệng cống làm theo dạng dịng chảy và độ dốc nhỏ hơn độ dốc ma sát, trường hợp này trên phần lớn chiều dài cống, nước ngập hồn tồn, chỉ cĩ cửa ra mới cĩ thể cĩ mặt thống tự do. Trong đĩ: H : chiều cao nước dâng trước cống. hcv : chiều cao cống ở cửa vào. Khi mực nước ngập trước cống khá lớn chế độ chảy cĩ áp cĩ thể xảy ra cả cho trường hợp miệng cống thơng thường. Nhưng hiện tượng ấy khơng xảy ra liên tục và cống vẫn thường làm việc theo chế độ bán áp. Để bảo đảm an tồn loại này cần tính tốn theo chế độ bán áp. Nĩi chung khẩu độ cống được xác định theo chế độ khơng áp. Trường hợp cá biệt trên đường ơtơ và đơi khi trên đường thành phố cho phép thiết kế theo chế độ bán áp và cĩ áp nhưng phải cĩ biện pháp về cấu tạo đảm bảo sự ổn định của cống và nước khơng thấm qua nền đường. Để những vật trơi cĩ thể chảy qua cống khơng áp, mực nước chảy trong cống ở cửa vào phải cĩ một khoảng trống bằng d/4 nhưng phải lớn hơn 0,25m. 4.3.3.Các trường hợp tính tốn thủy lực cống: Tùy theo điều kiện cụ thể tính tốn cống cĩ thể phân ra hai trường hợp : - Biết mực nước dâng cho phép (cao độ nền đường cho phép), tốc độ nước chảy cho phép (biết được loại vật liệu gia cố ở thượng lưu và hạ lưu cống) cần xác định khả năng thốt nước của cống (xác định khẩu độ cống). - Biết được lưu lượng nước chảy mà cống cần phải thốt, xác định một số phương án khẩu độ cống và các yếu tố thủy lực H và v. Dựa vào H và v định cao độ nền đường tối thiểu, biện pháp gia cố thượng lưu, hạ lưu cống và tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để quyết định phương án cĩ lợi nhất. Từ Qp và chọn cấu tạo cống trịn làm việc theo chế độ khơng áp, miệng cống loại thường (loại I) tra bảng ta xác định được d(m), H(m), V(m/s). Chiều cao đắp nhỏ nhất đối với cống được chọn từ giá trị lớn trong hai giá trị tính theo hai điều kiện sau: SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 54
  55. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Điều kiện 1 : min P% H tk1 = H d + 0.5m. P% H d : mực nước dâng trước cơng trình ( kể cả chiều cao nước dềnh và sĩng vỗ vào mặt mái dốc của nền đường) ứng với tầng suất lũ p%. 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 cơng đi trên cống khơng làm vỡ cống, muốn vậy phải đảm bảo 0,5m đất đắp trên đỉnh cống (tức là khoảng cách từ đỉnh cống đến đáy kết cấu áo đường ≥ 0,5m. Trong trường hợp điều kiện này khơng thỏa mãn thì phải giảm khẩu độ cống (đường kính trong của cống) và tăng số cửa cống, nếu biện pháp này cũng khơng thỏa mãn thì phải dùng cống bản (loại cống cho phép xây dựng mặt đường xe chạy ngay trên cống mà khơng cần cĩ lớp đất trên đỉnh cống). min H tk 2 =  + 2x +  hađ  : đường kính trong của cống (m).  : chiều dày thành cống (m). h ađ : tổng chiều dày kết cấu áo đường (m). Chiều cao đắp nền đường tối thiểu cho cống chảy khơng áp được xác định theo cơng thức sau: min H nd =  + 2x + 0.5 (m). Chiều dài của cống phụ thuộc chiều rộng nền đường, chiều cao đất đắp, độ dốc mái taluy tại vị trí đặt cống. Chiều dài cống được xác định bằng cơng thức: Lc = Bn+ 2m(Hnđ -  - 2) Bn : bề rộng nền đường, Bn = 9(m). m : hệ số mái taluy m = 1.5. Hnđ : chiều cao đắp nền đường (m).  : đường kính trong của cống.  : chiều dày thành cống. Dựa vào lưu lượng Qp ở 2 phương án trên, ta chọn như sau: Bảng xác định khẩu độ cống phương án I: SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 55
  56. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Chiều Đường kính Chiều cao Chiều dày dài Lý trình Q (m3/s) trong cống B (m) đắp nền p n cống  (m) cống  (cm) (m) Lc(m) Km0+210 3.288 1  1.5 9 0.1 3.84 14.04 Km1+100 0.213 1  0.8 9 0.08 3.14 15.54 Km1+400 0.192 1  0.8 9 0.08 2.14 12.54 Km2+00 0.414 1  1.0 9 0.1 3.82 16.86 Km2+400 0.368 1  1.0 9 0.1 2.24 12.12 Km2+835.23 0.254 1  0.8 9 0.08 1.72 11.28 Km3+648.38 5.81 2  1.5 9 0.1 4.23 16.47 Km5+00 0.804 1  1.0 9 0.1 2.98 14.34 Bảng xác định khẩu độ cống phương án II: Chiều Chiều cao Khẩu độ Chiều dày dài Lý trình Q (m3/s) B (m) đắp nền p cống (cm) n cống  (m) cống (m) Lc(m) Km0+786.33 0.20 1  0.8 9 0.08 2.48 13.56 Km1+300 0.75 1  1.0 9 0.1 4.99 20.37 Km2+253.47 0.54 1  1.0 9 0.1 3.27 15.21 Km3+461.13 9.15 2  2.0 9 0.2 5.45 18.15 Km4+200 0.18 1  0.8 9 0.08 4.35 19.17 Km5+44.92 1.41 1  1.5 9 0.15 4.46 16.98 Km5+500 0.70 1  1.0 9 0.1 4.22 18.06 Km7+19.81 2.93 1  2.0 9 0.2 4.59 15.57 4.3.4.THIẾT KẾ RÃNH: 4.4.1.Rãnh đỉnh : Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn, rãnh dọc khơng thốt hết thì phải bố trí rãnh đỉnh để đĩn nước từ sườn lưu vực chảy về phía đường và dẫn nước về cơng trình thốt nước, về suối hay chổ trũng cạnh đường. Cần phải cĩ khi nền đào sâu ≥ 6m. Khi lưu vực của sườn dốc lớn, cần phải cĩ rãnh đỉnh để tập chung nước và dẫn nước đến cơng trình cầu hoặc cống gần nhất. 4.4.2.Xác định lưu lượng nước mưa đổ về rãnh đỉnh : Diện tích lưu vực được xác định từ vị trí của tuyến đường, vị trí đường tụ thủy, vị trí đường phân thủy. Lưu lượng tính tốn của rãnh đỉnh được xác định theo quy trình tính tốn dịng chảy lũ của nước mưa rào. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 56
  57. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Tần suất tính lưu lượng của rãnh đỉnh là 4%. 4.4.3.Cấu tạo rãnh đỉnh : Chiều rộng đáy rãnh ≥ 0,5m. Độ dốc mái rãnh đỉnh :1:1 đến 1:1.5; chiều sâu rãnh H ≤ 1.5m; độ dốc dọc của rãnh i ≥ 5‰. Lịng rãnh đỉnh và mái dốc phía đường phải xây để chống nước thấm vào mái đường. Đất đào từ rãnh đỉnh phải đắp thành con đê hồn chỉnh ở mái dốc phía thấp (cịn gọi là đê con trạch). 4.4.4.Xác định kích thước rãnh đỉnh : Bước 1 : xác định các thơng số tính tốn. 3 Qtt = 3.81(m /s): lưu lượng tính tốn . Bước 2 : vẽ các đường cong quan hệ giữa h với các đại lượng R2/3 và  R2/3.  Bán kính thủy lực : R  (m m ) Tiết diện ướt :  = b x h + 1 2 xh 2 2 2 2 Chu vi ướt :  = b + h(1 m1 + 1 m2 ) 1 Q R 2 / 3i1/ 2 n đối với rãnh lát đá khan chọn độ nhám n = 0.02. Bảng tính tốn rãnh: b h  Q m m  m) n i R2/3  R (m) (m) 1 2 m (m3/s) 0.4 0.1 1 1 0.05 0.683 0.02 0.005 0.175 0.009 0.032 0.4 0.2 1 1 0.12 0.966 0.02 0.005 0.249 0.03 0.106 0.4 0.3 1 1 0.21 1.249 0.02 0.005 0.305 0.064 0.226 0.4 0.4 1 1 0.32 1.531 0.02 0.005 0.352 0.113 0.4 0.4 0.5 1 1 0.45 1.814 0.02 0.005 0.395 0.178 0.629 0.5 0.8 1 1 1.04 2.763 0.02 0.005 0.521 0.542 1.916 0.5 1 1 1 1.5 3.328 0.02 0.005 0.588 0.882 3.118 0.5 1.1 1 1 1.76 3.611 0.02 0.005 0.619 1.089 3.85 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 57
  58. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Vậy ta chọn kích thước của rãnh là b = 0.5m và h = 1.1m để thiết kế. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRẮC DỌC 5.1.XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ MẶT ĐẤT TẠI TIM ĐƯỜNG: Dựa vào vị trí các cọc và cao độ các đường đồng mức gần các cọc để xác định cao độ của các cọc. Đối với các cọc tại vị trí đường tụ thuỷ thì thường là trên bình đồ do tỷ lệ nhỏ nên khơng thể thể hiện chính xác độ sâu và chiều rộng của sơng , suối hoặc là nơi hình thành dịng nước khi trời mưa, vì vậy mà cần phải khảo sát ngồi thực tế. 5.2.CÁC NGUYÊN TẮC KHI THIẾT KẾ TRẮC DỌC: Thiết kế trắc dọc là một cơng việc rất phức tạp, nĩ liên quan đến khối kượng đào đắp nền đường, điều kiện xe chạy, sự ổn định của nền đường và các cơng trình trên đường, việc bố trí các cơng trình thốt nước chính vì thế khi thiết kế đường đỏ cần phải cân nhắc giải quyết tổng thể các vấn đề trên để sao cho đường đỏ thiết kế được hài hồ và hợp lý. Khi thiết kế trắc dọc cần xác định các điểm khống chế. Các điểm khống chế trên trắc dọc là những điểm nếu khơng đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ cơng trình, ảnh hưởng chất lượng, phương pháp xây dựng như : cao độ nền đường đắp bãi sơng, trên cống, nền đường chổ bị ngập nước, cao độ khống chế, việc phải làm tường chắn. Cao độ nền đường qua bãi sơng phải tính tốn cho mép nền đường cao hơn mức nước tính tốn, cĩ xét đến mực nước dềnh và chiều cao sĩng vỗ lên mái dốc ít nhất trên 0,5m. Cao độ của nền đường trên cống phải đảm bảo chiều dày đất đắp ở trên tối thiểu là 0,5m để tải trọng phân bố rộng trên cống. Khi chiều dày áo đường lớn 0,5m ; chênh cao giữa mặt đường và đỉnh cống phải đủ để bố trí áo đường. Trong trường hợp khơng đảm bảo điều kiện này, phải hạ cống hoặc bố trí loại cống chịu lực trực tiếp như cống bản. Trong các yếu tố hình học, cĩ thể nĩi dốc dọc cĩ ảnh hưởng lớn nhất đến nhiều chỉ tiêu khai thác cơ bản nhất của đường như tốc độ xe chạy, thời gian xe chạy, năng lực thơng hành, an tồn xe chạy, mức tiêu hao nhiên liệu, giá thành vận tải . Vì vậy dẫu rằng khối lượng lớn sẽ giảm khối lượng xây dựng, trong mọi trường hợp phải tìm mọi cách cho tuyến đi đều, dùng các độ dốc bé và ít thay đổi độ dốc. Trên trắc dọc tim đường thể hiện thành một đường gãy khúc, ở những chổ gãy khúc này ta bố trí các đường cong đứng lồi, lõm là những yếu tố cơ bản của trắc dọc). Vì trắc dọc của đường cĩ ảnh hưởng rất lớn tới an tồn vận chuyển và năng suất của ơtơ. Cơng việc của thiết kế trắc dọc khơng thể nào giới hạn hết được. Tuy nhiên, để đảm bảo sự vận chuyển SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 58
  59. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ của ơtơ được an tồn, êm thuận, giá thành vận chuyển và xây dựng kinh tế nhất địi hỏi phải biết sử dụng hợp lý các quy tắc và yêu cầu khi thiết kế đường đỏ và tuyệt đối tuân theo các chỉ dẫn theo quy định hiện hành. Trắc dọc của đường thiết kế tính theo mép nền đường gọi là đường đỏ. Trắc dọc của mặt đất thiên nhiên tính theo tim đường gọi là đường đen. Cao độ các điểm của đường thiết kế gọi là cao độ thiết kế (cao độ đường đỏ), cao độ các điểm của đất thiên nhiên gọi là cao độ tự nhiên (cao độ đường đen). Khi thiết kế trắc dọc cần chú ý những điểm sau : - Ở những nơi địa hình núi khĩ khăn cĩ thể thiết kế đường đỏ với độ dốc tăng thêm lên 1% nhưng độ dốc dọc lớn nhất khơng vượt quá 11%. - Đường đi qua khu dân cư khơng nên làm dốc dọc quá 4%. - Trong đường đào, độ dốc dọc tối thiểu là 0,5% nhưng đối với trường hợp khĩ khăn cĩ thể là 3% nhưng chiều dài đoạn dốc này khơng dài quá 50m. - Chiều dài đoạn cĩ dốc dọc khơng được quá dài, khi vượt quá quy định trong Bảng 16 TCVN 4054-05 phải cĩ các đoạn chêm dốc 2,5% và cĩ chiều dài đủ bố trí đường cong đứng. - Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và khơng nhỏ hơn các quy định ở Bảng 17 TCVN 4054-05. - Khi kẻ đường đỏ chú ý khơng được kẻ các đoạn quá bé để tạo điều kiện thuận lợi cho thi cơng cơ giới. 5.3.CÁCH VẼ ĐƯỜNG ĐỎ: Thiết kế đường đỏ thường được thực hịên theo hai cách, phương pháp đi bao và phương pháp đi cắt. Mỗi phương pháp thường phù hợp với loại địa hình nhất định. Phương pháp đi bao : là đường đỏ đi song song với đường tự nhiên. Theo kiểu này thì ít khối lượng, cơng trình dễ ổn định. Phương pháp này thường dùng trên vùng đồi đồng bằng, tranh thủ dùng ở vùng đồi, vận dụng được nĩ thì phần lớn là ít thay đổi cảnh quan, khơng phá vỡ cân bằng tự nhiên của nơi đặt tuyến. Phương pháp này rất khĩ áp dụng cho đường cấp cao vì yêu cầu vận doanh khơng cho phép ta được đổi dốc liên tiếp. Phương pháp đường cắt: Là đường đỏ đi cắt địa hình tạo thành những chổ đắp xen kẽ. Phương pháp này thường áp dụng ở vùng địa hình hiểm trở, riêng với đường cấp cao thì hầu như phải vận dụng trên cả các địa hình tương đối dễ. Mặt cắt dọc đi theo phương pháp này thường gay nên đào sâu đắp cao, yêu cầu các cơng trình chống đỡ. Khi thiết kế nên suy nghĩ đến sự cân bằng giữa khối lượng đào và đắp đất để tận dụng vận chuyển dọc, lấy đất nền đào chuyển sang nền đắp. CHƯƠNG 6: SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 59
  60. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 6.1.GIỚI THIỆU CHUNG: Áo đường là cơng trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng lớp vật liệu cĩ độ cứng và cường độ lớn hơn so với đất nền đường để phục vụ cho xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại thường xuyên của các phương tiện giao thơng và của các nhân tố thiên nhiên (mưa giĩ, sự biến động nhiệt độ). Kết cấu áo đường ơtơ cĩ thể gồm tầng mặt (một hay hai ba lớp), tầng mĩng (lớp mĩng trên, lớp mĩng dưới). Kết cấu áo đường cĩ thể đặt trên lớp đáy mĩng hoặc đặt trực tiếp trên phần nền đất trên cùng của nền đường. Tùy loại mặt đường (cứng hoặc mềm), tùy theo lưu lượng thiết kế và cấp hạng đường, kết cấu áo đường cĩ thể được thiết kế đủ các tầng, lớp nĩi trên nhưng cũng cĩ thể gồm một hay hai lớp đảm nhiệm nhiều chức năng. 6.1.1.Tầng mặt : Ở phần trên của kết cấu áo đường chịu tác dụng trực tiếp lực thẳng đứng và lực ngang của xe đều lớn, và chịu tác dụng của các nhân tố thiên nhiên (nước mưa, nắng, nhiệt độ thay đổi ). Trong kết cấu áo đường tầng mặt là đắt tiền nhất nên khi sử dụng phải thiết kế sao cho lớp của tầng mặt cĩ bề dày tối thiểu nhưng phải bảo đảm các điều kiện chỉ tiêu kỹ thuật cần phải kiểm tra trong tính tốn kết cấu áo đường. 6.1.2.Tầng mĩng : Ở phần dưới của kết cấu áo đường, chỉ chịu lực thẳng đứng. Nhiệm vụ của tầng mĩng là truyền và phân bố lực thẳng đứng để khi truyền đến nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất nền đường cĩ thể chịu đựng được mà khơng tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạng trượt quá lớn. Vì lực thẳng đứng truyền xuống ngày càng bé đi nên để tiết kiệm, tầng mĩng cĩ thể gồm nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau cĩ cường độ giảm dần từ trên xuống. Do khơng chịu tác dụng phá hoại bề mặt như ở tầng phủ nên vật liệu làm các lớp này khơng yêu cầu cao như với tầng phủ mà cĩ thể cấu tạo chúng bằng các vật liệu rời rạc. Vật liệu tầng mĩng cĩ thể dùng loại rời rạc nhưng phải đảm bảo cĩ độ cứng nhất định và cĩ cường độ giảm dần theo chiều sâu, do vậy tầng mĩng cĩ thể bố trí vài lớp vật liệu khác nhau với loại cĩ cường độ thấp hơn ở dưới và cĩ thể tận dụng vật liệu địa phương. 6.1.3.Phân loại áo đường : Áo đường được phân làm hai loại : áo đường cứng và áo đường mềm. - Áo đường cứng : là kết cấu áo đường cĩ lớp mặt hoặc lớp mĩng làm bằng bê tơng xi măng, loại vật liệu cĩ cường độ cao, đặc tính biến dạng và cường độ của nĩ thực tế khơng phụ thuộc vào sự biến đổi của nhiệt độ. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 60
  61. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Áo đường mềm : là loại áo đường cĩ khả năng chống biến dạng khơng lớn, cĩ độ cứng nhỏ nên cường độ chịu uốn thấp. Trừ mặt đường bê tơng xi măng thuộc loại áo đường cứng, tất cả các áo đường làm bằng vật liệu hỗn hợp đá nhựa (bê tơng nhựa ) bằng sỏi đá, đất hoặc đá, đất gia cố chất liên kết vơ cơ (xi măng, vơi ) hay chất liên kết hữu cơ (bitum, guđơrơng ) đều được xem là thuộc loại áo đường mềm. Cĩ nhiều phương pháp để tính kết cấu áo đường. Ở đây ta áp dụng tính tốn kết cấu áo đường theo quy trình thiết kế áo đường mềm (22 TCN 211-06). 6.2.CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG : Để đảm bảo xe chạy an tồn, êm thuận, kinh tế, bảo đảm đạt các chỉ tiêu khai thác, vận doanh cĩ hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phải đạt được các yêu cầu cơ bản dưới đây : - Áo đường phải cĩ đủ cường độ chung và tại mổi điểm riêng trong mỗi tầng, lớp vật liệu phải biểu thị qua khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co, dãn do chịu kéo, uốn, hoặc do nhiệt độ, đồng thời phải cĩ đủ sức chịu đựng các tác dụng phá hoại bề mặt của xe cộ (chống bong bật, chống tạo vết hằn bánh xe) và thiên nhiên. Hơn nữa cường độ và sức chịu đựng này phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết, khí hậu tức là phải ổn định về cường độ, do vậy cấu trúc vật liệu và hình dạng bề mặt mặt đường phải tạo điều kiện thốt nhanh nước mưa khỏi phần xe chạy. - Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn, giảm sĩc khi xe chạy do đĩ nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của xe và các phụ tùng. Đây là một yêu cầu và một phương hướng quan trọng để hạ gía thành vận tải. Nĩ cĩ liên quan chặt chẽ với cường độ áo đường vì nếu cường độ thấp thì mặt đường càng dễ bị biến dạng gây lồi lõm, bong bật, ổ gà Để bảo đảm độ bằng phẳng khi thiết kế phải nghiên cứu chọn kết cấu tầng lớp thích hợp (nhất là các lớp bề mặt) và chú ý trước đến các biện pháp kỹ thuật và cơng nghệ thi cơng. - Bề mặt áo đường phải cĩ đủ độ nhám nhất định (nhất là khi trời mưa) để nâng cao hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường tạo điều kiện tốt cho xe chạy an tồn với tốc độ cao và trong trường hợp cần thiết cĩ thể dừng xe nhanh chĩng. - Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt. Bụi là do xe cộ phá hoại, bào mịn mặt đường, bụi làm giảm tầm nhìn, gây tác dụng xấu đến hành khách, hàng hĩa, các bộ phận máy mĩc của xe và làm bẩn mơi trường. Khơng phải lúc nào áo đường cũng phải cĩ đủ các phẩm chất đáp ứng các yêu cầu nĩi trên một cách tốt nhất, vì vậy sẽ rất tốn kém, nhất là khi cường độ vận tải cịn thấp. Do đĩ người thiết kế SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 61
  62. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ phải xuất phát từ các yêu cầu thực tế, ý nghĩa xây dựng đường để đưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp thỏa mãn ở mức độ khác nhau các yêu cầu nĩi trên. 6.2.1.Xác định tải trọng tính tốn : 6.2.1.1.Tải trọng tính tốn tiêu chuẩn : Tải trọng tính tốn tiêu chuẩn theo quy định ở 22 TCN 211-06 đối với kết cấu áo đường mềm . Đối với mạng lưới giao thơng chung thì tải trọng tiêu chuẩn 100 kN TẢI TRỌNG TÍNH TỐN TIÊU CHUẨN Tải trọng trục tiêu chuẩn P Ap lực tính tốn trên mặt Đường kính vệt bánh xe, D (kN) đường, p (Mpa) (cm) 100 0.6 33 6.2.1.2.Lưu lượng xe tính tốn : Lưu lượng xe tính tốn là số ơtơ được quy đổi về loại ơtơ cĩ tải trọng tính tốn tiêu chuẩn thơng qua mặt cắt ngang đường trong một ngày đêm trên làn xe nặng nhất chịu đựng lớn nhất ở cuối thời kỳ khai thác tính tốn. Lưu lượng xe chạy năm đầu tiên khai thác : N0 = 612 (xe/ngày đêm). Thành phần xe chạy: a) Xe máy : 10% b) Xe con : 20% c) Xe tải 2 trục: > 3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 1.74T 4T : 0%. >3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 2.143T 5T : 24%. > 3m - Xe tải cĩ tải trọng trục: 2.57 T 6 T : 17%. d) Xe tải 3 trục: > 3m 3m 3m < 3m SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 62
  63. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ - Xe tải cĩ tải trọng trục: 3.6T 8.4T 8.4T : 1%. e) Xe cĩ rơ moĩc: - Xe tải trọng trục 2 x 9,5 tấn : 0%. 6.2.2.Quy đổi tải trọng trục xe về tải trọng trục xe tính tốn tiêu chuẩn Theo 22TCN211 - 06 việc quy đổi được tính tốn theo cơng thức sau : k 4.4 Pi N c1.c2 .N i I 1 100 Với C1 = 1+1,2(m-1) và C2 = 6,4 cho các trục trước và trục sau loại mỗi cụm bánh chỉ cĩ 1 bánh và C2 = 1,0 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh cĩ hai bánh (cụm bánh đơi) m: số trục xe. Pi: tải trọng trục xe. Ni: Lưu lượng xe. Bảng: Thành phần xe năm cuối thời hạn thiết kế:(trục trước,trục sau lần lượt :0.3P; 0.7P) Trọng lượng Số số bánh của Khoảng Lưu lượng trục Pi (kN) trục mỗi cụm bánh cách giữa xe 2 chiều loại xe Trục Trục sau ở trục các trục Ni trước sau sau (m) (xe/ngđ) 1/ Xe con các loại 304 Xe Tải 2 trục 17.14 40 1 0 Xe Tải 2 trục 21.43 50 1 cụm bánh đơi - 696.8 Xe Tải 2 trục 25.71 60 1 cụm bánh đơi - 258.4 Xe tải 3 trục 28.50 66.5 2 cụm bánh đơi < 3 m 273.6 Xe tải 3 trục 30.00 70 2 cụm bánh đơi < 3 m 152 Xe tải 3 trục 36.00 84 2 cụm bánh đơi < 3 m 15.2 Bảng A-2: Bảng tính số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100 kN(10T) 4,4 Loại xe Pi (kN) C1 C2 Ni C1.C2.Ni.(Pi/100) Trục trước 21.43 P Trục trước < 25kN bỏ qua Xe Tải 2 trục Trục sau 50 1 1 364.8 17.28 Trục trước 25.71 1 6.4 258.4 4.20 Xe Tải 2 trục Trục sau 60 1 1 258.4 27.30 Trục trước 28.50 1 6.4 273.6 6.99 Xe Tải 3 trục Trục sau 66.50 2 1 273.6 90.90 Trục trước 30.0 1 6.4 152 4.87 Xe Tải 3 trục Trục sau 70.0 2 1 152 63.29 Trục trước 36.0 1 6.4 15.2 1.09 Xe Tải 3 trục Trục sau 84.0 2 1 15.2 14.12 Tổng số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn trên 1 làn xe: Ntk = 230 (trục/làn.ngày đêm) SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 63
  64. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Tính số trục xe tính tốn tiêu chuẩn trên 1 làn xe Ntt Ntt = Ntk.fL Vì đường thiết kế cĩ 2 làn xe nên theo 3.3.2 (22TCN211 – 06): fL= 0.55 Vậy Nt = 230 x 0.55 = 127 (trục/làn.ngày đêm) Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính tốn 15 năm Theo biểu thức (A-3) ở Phụ lục A của 22TCN 211 - 06 [(1 p)t 1] N 365.N e p(1 p)t 1 t Trong đĩ : Nt: số trục xe tính tốn tiêu chuẩn trên một làn xe ở cuối kỳ khai thác (t = 15 năm) Tính được: p = 0.064: tốc độ tăng trưởng hàng năm của các loại xe. 15 [(1 0,064) 1] 6 Ne .365.127 1.08x10 (trục) 0,064(1 0,064)14 6.3.XÁC ĐỊNH MƠ ĐUN ĐÀN HỒI YÊU CẦU CHUNG CỦA MẶT ĐƯỜNG: Tải trọng trục xe tiêu chuẩn 10T, mặt đường cấp A1 tầng mặt là bê tơng nhựa rải nĩng. Theo Bảng 3-4 22 TCN 221-06 với Ntt = 127 tiến hành nội suy ta được : Eyc = 150.5 Mpa. yc Theo Bảng 3-4 22 TCN 211-06 thì E đh min đối với đường cấp III, loại áo đường cấp A1 là yc E đh min = 140 Mpa. yc Vậy ta chọn Eđh = 150.5 Mpa. 6.4.CHỌN SƠ BỘ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG : Việc tính tốn kết cấu áo đường khơng những chỉ yêu cầu đảm bảo về mặt kỹ thuật mà cịn đảm bảo về mặt kinh tế. Vì thế trong tính tốn ta nên đưa ra nhiều phương án kết cấu áo đường khác nhau rồi tiến hành so sánh để chọn ra phương án tối ưu nhất. Kết cấu áo đường gồm tầng mặt và tầng mĩng : - Tầng mặt ta cĩ dùng bê tơng nhựa chặt loại AI , bê tơng nhựa chặt loại AII. - Tầng mĩng ta cĩ thể dùng đá dăm macađam, cấp phối sỏi cuội, cấp phối đá dăm Nền đất là á cát cĩ độ ẩm tương đối 0.6 và hệ số độ chặt k = 0.95 = > C = 0.018; = 28 Phương án 1: ĐẶC TRƯNG CƯỜNG ĐỘ VẬT LIỆU Mơ đun đàn hồi E (Mpa) VẬT LIỆU Độ Trượt Kéo, uốn Ru C SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 64
  65. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ võng (Mpa) (Mpa) (độ) 1. BTNC loại AI 420 300 2200 2 - - 2. BTNC loại AII 350 250 2000 2.80 - - 3. CP Đá dăm loại I 300 300 300 - - - 4. CP sỏi cuội cĩ tỷ lệ cỡ hạt 2mm 200 200 200 - 0.05 40 và 0,5mm là 60% và 10% 5. Đất nền á cát 450 - 0.018 28 Phương án 2: ĐẶC TRƯNG CƯỜNG ĐỘ VẬT LIỆU Mơ đun đàn hồi E (Mpa) VẬT LIỆU Độ Trượt Kéo, uốn Ru C võng (Mpa) (Mpa) (độ) 1. BTNC loại AI 420 300 2200 2 - - 2. BTNC loại AII 350 250 2000 2.80 - - 3. CP Đá dăm loại I 300 300 300 - - - 4. CP Đá dăm loại II 250 250 250 - - - 5. Đất nền á cát 450 - 0.018 28 6.5.KIỂM TRA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG : 6.5.1.Kiểm tra kết cấu áo đường phương án 1 : Sơ đồ kết cấu như sau : SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 65
  66. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ yc E c h = 150.5 (MPa) h 4 = 4cm BTNC loại AI (10), E4 = 420 (MPa) h 3 = 6cm BTNC loại AII (25), E3 = 350 (MPa ) CP đá dăm loại I, E = 300 (MPa2) h 2 = 18cm 2 h1 = 34cm CP sỏi cuội tỷ lệ (60%-10%), E 1= 200 (MPa) Đất nền á cát, E 0= 450 (MPa ) 6.5.1.1.Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi : Độ võng của mặt đường gây ra hiện tượng mõi của vật liệu khi chịu tải trọng tác dụng nhiều lần của xe chạy (làm giảm cường độ chịu kéo khi uốn của vật liệu tồn khối và làm giảm sức chống cắt của vật liệu rời rạc). Vì vậy để hạn chế hiện tượng mỏi phải khống chế độ võng đàn hồi của áo đường. Với các vật liệu cĩ sử dụng các chất kết dính hữu cơ (bitum) thì mođun đàn hồi thay đổi theo nhiệt độ, nhiệt độ của mặt đường thay đổi theo giờ trong ngày nên độ võng của mặt đường do xe chạy gây ra cũng khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ của mặt đường (nhiệt độ mặt đường càng cao thì độ võng mặt đường do xe chạy gây ra càng lớn). Do đĩ phải quy đổi độ võng áo đường ở nhiệt độ khác nhau về độ võng áo đường ở nhiệt độ quy định là 30oC. Kết cấu áo đường được xem là đủ cường độ khi trị số mođun đàn hồi Ech của cả kết cấu và trị số mođun đàn hồi của Eyc thõa mãn điều kiện : dv Ech > Kcd *Eyc Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt 2 lớp một từ dưới lên trên ta sẽ xác định được mơđun đàn hồi Ech của áo đường theo cơng thức sau : 3 1 k *t1/ 3 Etb E1 1 k Trong đĩ : h k 2 h1 E t 2 E1 h1, h2 : chiều dày lớp dưới,lớp trên của áo đường. SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 66
  67. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ E1, E2 : mơđun đàn hồi của vật liệu lơp dưới, lớp trên của áo đường. Lớp vật liệu Ei ti hi ki htbi Etbi 4. CP sỏi cuội 200 34 34 200.0 3. CP đá dăm loại I 300 1.500 18 0.529 52 231.6 2. BTNC loại AII 350 1.511 6 0.115 58 242.4 1. BTNC loại AI 420 1.733 4 0.069 62 251.9 h 62 Cĩ tb 1.879 D 33 = > tra bảng 3.6 trong 22TCN 211 – 06 ta cĩ: 1.204 . tt = > Etb = * Etb = 1.204*251.9 = 303.31 (Mpa). Tính Ech: H 62 1.879 D 33 E0 45 tt 0.148 Etb 303.31 Ech Tra tốn đồ H 3 – 3 được: tt 0.58 Etb =>Ech = 0.58*303.31 = 175.92 (Mpa). dv ứng với đường cấp III chọn hệ số độ tin cậy Ktc = 0.9 => chọn K cd 1.1 K dv Ta thấy Ech = 175.92 (Mpa) > cd *Eyc = 1.1*150.5 = 165.55(Mpa) => Kết cấu trên đạt yêu cầu về độ võng đàn hồi. 6.5.1.2.Kiểm tra điều kiện trượt đối với đất nền: Ta chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt từ dưới lên trên theo cơng thức như trên. Etrượt Etb i Lớp vật liệu ti hi ki h tb (Mpa) (Mpa) 4. CP sỏi cuội 200 34 34 200.0 3. CP đá dăm loại I 300 1.500 18 0.529 52 231.6 2. BTNC loại AII 350 1.080 6 0.115 58 233.4 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 67
  68. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 1. BTNC loại AI 420 1.285 4 0.069 62 237.4 h 62 Cĩ tb 1.879 D 33 = > tra bảng 3.6 trong 22TCN 211 – 06 ta cĩ: 1.204 . tt = > Etb = * Etb = 1.204*237.4 = 285.84 (Mpa). H 62 Ett 285.84 Từ 1.879 , = 280 , tb = 6.35 D 33 E0 45 Tra tốn đồ hình 3-2 (22 TCN 211-06) ta xác định được :  ax 0.013 =>  = 0.013*0.6 = 0.0078 (Mpa). p ax p = 0.6 Mpa (áp lực tính tốn lên mặt đường đối với xe 10T). Từ H = 62 cm và = 280 tra tốn đồ 3-4 (22 TCN211-06) ta được : av = - 0.0021 (Mpa). Xác định trị số lược dính tính tốn: Ctt Với Ctt = C.K1.K2.K3 Trong đĩ: C = 0.018 (Mpa) K1 = 0.6. K2 = 0.8 (tra bảng 3-8 trong 22 TCN 211 – 06) K3 = 1.5. Vậy: Ctt = 0.018 * 0.6 * 0.8 * 1.5 = 0.013(Mpa). Xác định hệ số tin cậy yêu cầu đối với tính cắt trượt: K = 0.9 tr = > Hệ số cường độ về cắt trượt: K cd = 0.94 tr = > [] = Ctt/ K cd = 0.013/0.94 = 0.0138 (Mpa). Ứng suất cắt chủ động  = ax + av = 0.078 – 0.021 = 0.0057 (Mpa). Vậy  = 0.0057 (Mpa) Nền đất đảm bảo điều kiện chống trượt. 6.5.1.3.Kiểm tra điều kiện trượt đối với lớp cấp phối sỏi cuội: Qui đổi hệ nhiều lớp thành hệ hai lớp ta cĩ kết quả sau : Etrượt Etb i Lớp vật liệu ti hi ki h tb (Mpa) (Mpa) 4. CP sỏi cuội 200 34 34 200.0 3. CP đá dăm loại I 300 1.500 18 0.529 52 231.6 SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 68
  69. Đồ Aùn Tốt Nghiệp Kỹ Sư XD Cầu Đường GVHD : Th.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ 2. BTNC loại AII 350 1.080 6 0.115 58 233.4 1. BTNC loại AI 420 1.285 4 0.069 62 237.4 H 34 Ta cĩ : = 1.03 Hệ số hiệu chỉnh :  = 1.11 D 33  Dùng tốn đồ H 3-3 xác định mođun đàn hồi chung trên mặt lớp cấp phối sỏi cuội : H 34 E 45 Từ các tỷ số : = 1.03 và 0 0.225 D 33 E1 200 Dựa vào tốn đồ ta tra được : Ech = 0.516 => Ech = 0.533*E1 = 0.516*200 = 103.2 (Mpa). E1 hc Etb xEtb = 1.11*103.2 = 114.55 (Mpa).  Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính tốn gây ra  ax : dc H 18 E E 300 o Từ các tỷ số : = 0.545 ; 1 tb 2.26 và 40 D 33 E2 Eo 114.552 Dựa vào tốn đồ 3-2 (22 TCN 211 – 06) ta tra được :  ax 0.064 = >  = 0.064*0.6 = 0.038 (Mpa). p ax  Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp KCAĐ gây ra  av : Từ H = 52 cm và = 280 tra tốn đồ 3-4 (22 TCN211-06) ta được : av = - 0.0017 (Mpa). Xác định trị số lược dính tính tốn: Ctt Với Ctt = C.K1.K2.K3 Trong đĩ: C = 0.05 (Mpa) K1 = 0.6. K2 = 0.8 (tra bảng 3-8 trong 22 TCN 211 – 06) K3 = 1.5. Vậy: Ctt = 0.05 * 0.6 * 0.8 * 1.5 = 0.036 (Mpa). Xác định hệ số tin cậy yêu cầu đối với tính cắt trượt: K = 0.9 tr = > Hệ số cường độ về cắt trượt: K cd = 0.94 tr = > [] = Ctt/ K cd = 0.036/0.94 = 0.0383 (Mpa). Ứng suất cắt chủ động  = ax + av = 0.038 – 0.0017 = 0.0367 (Mpa). Vậy  = 0.0367 (Mpa) Lớp CP sỏi cuội đảm bảo chống trượt. 6.5.1.4.Kiểm tra theo điều kiện chịu uốn của lớp Bê Tơng Nhưạ:  Xác định mođun dàn hồi chung của hai lớp bê tơng nhựa bằng cách quy đổi về một hệ tương đương. Bảng kết quả tính tốn SVTH : Nguyễn Trọng Nhân MSSV : CD004T191 Trang 69