ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG F1

TKMH TKĐ F1 GVHD: Ths. Trần Quang Vượng c. Trường hợp 3: Nếu hai đường cong cùng chiều có cùng độ dốc siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau. 6.2. Hai đường cong ngược chiều a. Trường hợp 1: Khi hai đường cong ngược chiều đều khơng có siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau. b. Trường hợp 2: Khi hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao thì cần có đoạn chêm m: m ≥ Lvn1 + Lvn 2 2 Bảng các yếu tố cắm cong của đường cong nằm TT α R (m) T (m) P (m) K (m) isc (%) Lct (m) 1 16d12’17’’ 450 99,12 5,00 197,27 4 70 2 19d28’44” 450 112,31 7,04 222,99 4 70 3 46d25’22” 450 228,16 40,13 434,60 4 70 4 55d50’10” 200 141,48 27,50 264,91 7 70 5 29d24’6” 450 153,18 15,70 300,92 4 70 6 51d51’45” 200 132,71 23,52 251,03 7 70 7 86d49’36” 200 225,15 76,73 373,08 7 70 7. XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN XE CHẠY : 7.1. Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định : Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trước chướng ngại vật cố định. Sơ đồ tính tốn : l S pư l h 1 0 1 S= S1 1 lpư + Sh + l0 Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V ( Km/h ) ta có : Lớp: CTGTCC – K46 11 SVTH: Nguyễn Danh Nghóa TKMH TKĐ F1 GVHD: Ths. Trần Quang Vượng V kV 2 S1 = + + lo 3,6 254(φ − imax ) Trong đó : lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, lpư = V (m). 3,6 kV 2 Sh : Chiều dài hãm xe, Sh = . 254(φ − imax ) l0 : Cự ly an tồn, l0 =5÷10 (m), lấy l0 =5 m. V : Vận tốc xe chạy tính tốn V = 60 km/h. k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 đối với xe con. ϕ : Hệ số bám dọc trên đường ϕ = 0,5 imax= 6% Thay số vào ta được S1 = 60,3 (m). Theo TCVN 4054-05,tầm nhìn tối thiểu khi chạy xe trên đường (bảng 10): S1 =75 m. ⇒ Chọn tầm nhìn một chiều S1 = 75m . 7.2. Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều (tính theo sơ đồ 2) Sơ đồ tính tốn: l 1 S pư l h1 S h2 0 1 2 l pư 2 S 2 Chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này là: V kV 2φ 60 1, 2 × 60 2 × 0,5 + + lo = + S2 = +5 = 107,4(m). 1,8 127(φ 2 − imax 2 ) 1,8 127 × (0,52 − 0, 06 2 ) Theo TCVN 4054- 05 tầm nhìn tối thiểu khi xe chạy trên đường: S2=150 m. ⇒ kiến nghị chọn S2 = 150 (m). 7.3. Tầm nhìn vượt xe ( tính theo sơ đồ 4 ): Lớp: CTGTCC – K46 12 SVTH: Nguyễn Danh Nghóa TKMH TKĐ F1 GVHD: Ths. Trần Quang Vượng Sh1-Sh2 S4  v2 1 S4 =   v1 − v2  + 2   v  kv1 (v1 + v2 ) v  kv2 + 1  + l0 ÷ 1 + 3 ÷+ l0 ÷ 2 g (ϕd ± id ) v1 − v2  2 g (ϕd ± id )     v1   Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau: Trường hợp bình thường: S4 = 6V = 6.60 = 360 m Trường hợp cưỡng bức: S4 = 4V = 4.60 = 240 m Theo TCVN 4054-2005, chiều dài tầm nhìn vượt xe (bảng 10): S4 = 350m. Vậy kiến nghị chọn : S4 = 350 m . III. THIẾT KẾ TRẮC DỌC: 1. MỘT SỐ U CẦU KHI THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ: Trong các yếu tố hình học có thể nói hình cắt dọc có ảnh hưởng lớn đến nhiều chỉ tiêu khai thác cơ bản nhất của đường như tốc độ, thời gian, năng lực thơng xe, an tồn xe chạy, mức tiêu hao nhiên liệu, giá thành vận doanh . . . Vì vậy khi thiết kế hình cắt dọc cần tn thủ các u cầu sau: - Đảm bảo tuyến hài hòa ít thay đổi, nên dùng độ dốc bé. Chỉ trong trường hợp khó khăn mới dùng đến giá trị giới hạn: id max - Khi thiết kế hình cắt dọc phải phối hợp với thiết kế bình đồ và thiết kế hình cắt ngang. - Khi thiết kế đường đỏ phải chú ý sao cho khối lượng đào đắp ít nhất, đảm bảo sự ổn định của nền đường, phải tránh xây dựng các cơng trình phức tạp và tốn kém như kè chắn, tường chắn... - Đường đỏ phải có độ dốc dọc khơng vượt q quy định của quy trình trên đường thẳng và trên đường cong. - Đường ở địa hình khó khăn có độ dốc dọc lớn hơn 5% thì cứ 2000m phải bố trí một đoạn chêm có chiều dài khơng nhỏ hơn 150m và độ dốc dọc khơng lớn hơn 2,5%. - Khi kẻ đường đỏ cần chú ý đến điều kiện bố trí rãnh dọc thốt nước. Để đảm bảo thốt nước mặt tốt và khơng làm rãnh dọc q sâu, ở những đoạn đường đào nên thiết kế độ dốc dọc tối thiểu là 0,5%. Độ dốc dọc nhỏ nhất của rãnh là 0,5%, trường hợp cá biệt có thể cho phép 0,3%. Lớp: CTGTCC – K46 13 SVTH: Nguyễn Danh Nghóa TKMH TKĐ F1 GVHD: Ths. Trần Quang Vượng - Phải thiết kế đường cong nối dốc đứng ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số của độ dốc dọc nơi đổi dốc lớn hơn 1% (với đường có V tt ≥ 60 km/h). Về vị trí, đường cong đứng nên trùng với đường cong nằm. Hai đường cong khơng chênh lệch qúa ¼ chiều dài đường cong ngắn hơn. - Đường đỏ đi qua vị trí cầu, cống phải chú ý đến cao độ của nền đường sao cho đảm bảo đủ chiều cao. c Z MNCN Cao độ thiết kế đường ở chỗ có cầu được xác định như sau: H = MNCN + Z + C. Trong đó: Z: khoảng cách cần thiết từ MNCN đến đáy dầm. C: chiều cao cấu tạo của cầu. - Đối với cống khơng áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn đỉnh cống 0.5m. - Đối với cống có áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn mực nước dâng trước cống 0.5m. - Ở những nơi địa hình núi khó khăn có thể thiết kế đường đỏ với độ dốc lớn hơn trong qui phạm nhưng khơng q 1%. Chiều dài lớn nhất của đoạn dốc phải tn theo chỉ dẫn trong qui phạm tương ứng với từng độ dốc, chiều dài tối thiểu của các đoạn dốc phải tn theo qui phạm ứng với từng cấp kỹ thuật. - Ngồi ra khi thiết kế hình cắt dọc cần phải bảo đảm các u cầu sau: + Tránh đào trên đồng bằng. + Tránh đắp trên sườn dốc. + Tránh nước của nền đường đắp chảy vào nền đường đào. + Đổi dốc trong đường cong chỉ nên đổi dốc ở những vị trí điểm P hoặc bằng ¼ đường cong tính từ điểm P. + Khi nền đắp lớn hơn 0,5m có thể thiết kế độ dốc dọc 0%. 2. XÁC ĐỊNH idọc max: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép của tuyến đường là idmax được xác định xuất phát từ hai điều kiện sau: -Điều kiện 1: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực cản. -Điều kiện 2: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực bám của lốp xe với mặt đường. Lớp: CTGTCC – K46 14 SVTH: Nguyễn Danh Nghóa TKMH TKĐ F1 GVHD: Ths. Trần Quang Vượng 2.1.Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính tốn căn cứ vào khả năng vượt dốc của các loại xe. Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lực học của ơ tơ và được xác định bằng cơng thức sau : imax = D - f Trong đó: + D: đặc tính động lực của xe, được xác định từ biều đồ nhân tố động lực học của xe (trường hợp này lấy giá trị theo xe Volga ứng với tốc độ 60km/h, ở chuyển số 3 => D = 0,111) + f : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 60km/h và chọn mặt đường nhựa bê tơng. Khi tốc độ xe chạy lớn hơn 50 km/h thì hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ: f = f0 [1 + 0,01(V-50)] Với f0=(0,01 ÷ 0,02) => chọn f0 = 0,02 → f = 0,02 [1 + 0,01(V-50)] → f = 0,02[1 + 0,01(60-50)] = 0,022 Tra biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe ứng với vận tốc V=60 km/h và thay vào cơng thức tính imax, ta có: imax = 0,111 - 0,022 = 0,089 => Độ dốc dọc tối đa cho phép của tuyến theo sức kéo là 8,9% 2.2. Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám Để xe chuyển động được an tồn thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực bám, đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, nó là điều kiện quan trọng thể hiện được lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có thể dừng lại được.Vì vậy điều kiện để xe chuyển động được an tồn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường. Tức độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám ib. Lớp: CTGTCC – K46 15 SVTH: Nguyễn Danh Nghóa TKMH TKĐ F1 GVHD: Ths. Trần Quang Vượng Cơng thức tính : ib = D’ - f Trong đó : f : Hệ số sức cản lăn của đường, f=0,022 D’: đặc tính động lực của xe tính theo lực bám D'' = ϕ.Gk − Pω G Với: G : Trọng lượng tồn bộ xe (Kg) Gk: Trọng lượng trục chủ động (Kg) ϕ: Hệ số bám dọc của bánh xe và mặt đường, lấy trong điều kiện bất lợi nhất ϕ = 0,3 Pω: Lực cản khơng khí : Pω= KFV 2 (Kg) ( khơng xét vận tốc gió ) 13 K: Hệ số sức cản lăn của khơng khí được xác định từ thực nghiệm + Xe con : K = 0,025 ÷ 0,035 + Xe bt: K=0,04 ÷ 0,06 + Xe tải: K=0,06 ÷ 0,07 F: diện tích cản gió của ơ tơ, lấy F = 0,8.B.H (m2) B: là bề rộng xe (m) H: là chiều cao xe (m) Trong trường hợp này, ta tính tốn với xe con quy đổi : ϕ = 0,3; K = 0,03; G = 3600Kg ; Gk = 1800Kg ; B = 1,8m; H = 2m ib= 0, 3 × 1800 − 0, 03 × 0, 8 × 1,8 × 2 × 60 2 13 3600 − 0, 022 = 0,121 → ib = 12,1% Ta thấy độ dốc tính theo lực bám của các loại xe đều lớn hơn độ dốc tính theo lực kéo. Lớp: CTGTCC – K46 16 SVTH: Nguyễn Danh Nghóa