Cấu tạo tầng móng và chọn phương án móng

heo TCVN 4054 - 2005 giá trị Rlồimin = 2500m Chọn giá trị Rlồimin = 2500m làm giá trị tính toán 5.2. Xác định bán kính đường cong lõm Rlõmmin Không gây vượt tải nhíp xe (gia tốc li tâm lấy a=0,5m/s2) * Trên cơ sở bảo đảm tầm nhìn ban đêm Đối chiếu với TCVN 4054 - 2005 có giá trị Rlõmmin = 1000(m) Ta chọn Rlõmmin = 1370(m) 6. Xác định các đặc trưng mặt cắt ngang Số làn xe trên mặt cắt ngang (theo TCVN 4054 - 2005) Ncđgiờ: lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm (Ncđgiờ = 0,1* Nxcqđ/ngđ ) Nlth: năng lực thông hành tối đa (Nlth = 1000 xcqđ/h) Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành (Z = 0,77) vùng đồi núi Nxcqđ/ngđ= Ni xKi Bảng 2.11 Loại xe Xe con Xe tải nhẹ 2 trục Xe buýt dới 25 chổ Xe tải trung 3 trục Xe tải nặng, xe kéo moóc Tỷ lệ % 35 20 5 20 20 Số xe 368 210 53 210 210 Hệ số qui đổi 1 2 2 2.5 4 Số xe con qui đổi 368 420 105 525 840 Tổng số xe con qui đổi là : N =2258 xcqđ/ngđ Thay số vào công thức ta có : Số làn xe cần thiết Theo TCVN 4053 - 2005 cho đường cấp 60: số làn xe là n = 2 làn. Kiến nghị chọn 2 làn xe. 6.2. Bề rộng làn xe chạy Được xác định theo công thức Blàn= (m) b: Chiều rộng thùng xe C: cự li giữa 2 bánh xe X: Cự li giữa từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh Y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy Đối với xe MAZ 200 có b, c lớn nên chọn xe MAZ 200 (đại diện cho xe tải) để làm xe tính toán bề rộng làn xe nhưng xe MAZ 200 lại có tốc độ chậm hơn xe Volga nên chọn cả 2 xe để tính toán và so sánh Theo Zamakhaev có thể tính x = y = 0,5 + 0,005*V Xác định Blàn Bảng 2.12 Loại xe V (km/h) X, y b C Blàntt (m) BQP(m) Bchọn (m) Xe Volga 70 0.85 1,8 1,42 3.31 3.5 3.5 Xe MAZ 200 60 0.8 2,65 1,95 3.9 3.5 3.5 6.3. Chiều rộng phần xe chạy và nền đường a. Chiều rộng phần xe chạy (bề rộng mặt đường) Bpxc = n*Blàn = 2*3,5 = 7 (m) b. Chiều rộng lề đường. Theo TCVN 4054-2005.Với đường cấp IV địa hình đồi núi Chiều rộng lề gia cố : 2x0.5 (m) Chiều rộng lề đất :2x0.5(m) Độ dốc ngang mặt đường : Ing =2% Độ dốc ngang lề đường gia cố :I lềgc=2%. Độ dốc ngang lề đất : Ilđ= 6% Chiều rộng nền đường : Bề rộng nền đường =Bề rộng pxc +bề rộng lề =2x3,5+2x1 =9.0 (m) Mái dốc ta luy nền đắp là 1:1,5 Mái dốc ta luy nền đào là 1:1 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật Bảng 2.13 STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Trị số tính toán Trị số quy phạm Trị số chọn 1 Cấp hạng kỹ thuật 60 60 60 2 Số làn xe Làn 0.29 2 2 3 Cấp hạng quản lý IV IV IV 4 Vận tốc tính toán Km/h 60 60 60 5 Độ dốc dọc lớn nhất % 3 7 7 6 Bán kính đường cong nằm min - Có siêu cao m 135 125 135 - Không có siêu cao m 472.5 1500 1500 7 Tầm nhìn Một chiều m 63.51 75 75 Hai chiều m 117.3 150 150 8 Bán kính đường cong đứng lồi min m 2343.75 2500 2500 9 Bán kính đường cong đứng lõm min m 1366 1000 1000 10 Độ mở rộng trên đường cong m Bảng 2.9 11 Bề rộng một làn xe m 3.9 3.5 3.5 12 Chiều rộng lề đường m - 2x1.0 2x1.0 13 Chiều rộng mặt đường m 7.8 7 7 14 Dốc ngang mặt đường % - 2 2 15 Chiều rộng nền đường m - 9 9 16 Độ dốc nganglề đất % - 6 6 17 Độ dốc ngang lề gia cố % - 2 2 Chương iii: Thiết kế tuyến trên bình đồ Thiết kế tuyến trên bình đồ là vạch các phương án tuyến trên đó sau đó sơ bộ so sánh lựa chọn hai phương án tối ưu để luận chứng so sánh lựa chọn phương án tốt nhất .Công việc thiết kế tuyến trên bình đồ vô cùng quan trọng vì nó ảnh hưởng đến giá trị xây lắp khối lượng công tác chất lượng sử dụng khai thác tuyến đường . 1. Đặc điểm của tuyến Tuyến đi qua vùng đồi núi trung du thuộc tỉnh Hòa Bình, phân bố dân cư tương đối thưa thớt, không có các tụ điểm dân cư tập trung 2. Nguyên tắc thiết kế tuyến Khi lựa chọn hướng tuyến phải tuân theo nguyên tắc sau : Xác định các điểm khống chế: + Điểm đầu, điểm cuối tuyến, điểm vượt qua đèo, vị trí vượt qua dòng nước nhỏ Giảm tối thiểu vốn đầu tư ban đầu (đảm bảo tuyến ngắn khối lượng đào đắp cũng như các công trình kỹ thuật ít nhất ) Phối hợp tốt các yếu tố bình đồ và trắc dọc trắc ngang đảm bảo an toàn xe chạy. Giữ gìn môi sinh môi trường . Tạo điều kiện thuận lợi cho thi công Do đó khi thiết kế tuyến cần cố gắng để : - Hệ số triển tuyến nhỏ nhất - Tránh các khu vực có bình đồ khó ,qua đèo qua các khu vực có địa chất xấu Tại những vùng có khó khăn về bình đồ phải tiến hành đi bước com pa -Tại những vùng có địa hình thoải tranh thủ sử dụng đường cong có bán kính lớn sao cho tuyến uốn lượn mềm mại phù hợp với cảnh quan thiên nhiên không phá vỡ cảnh quan tự nhiên của khu vực . 3. Cơ sở thiết kế tuyến Dựa vào yêu cầu thiết kế tuyến giữa 2 điểm E - F Dựa vào các chỉ tiêu đã chọn (ở chương II), dựa vào các vị trí đèo thấp có thể vượt qua, các vị trí vượt sông thuận lợi 4. Các phương án tuyến trên bình đồ . Từ đặc điểm địa hình khu vực là đồi núi liên tiếp, giữa E - F có rất nhiều các ngọn núi cao, đồng thời điểm E nằm ở đúng điểm yên ngựa nên các triển tuyến chỉ có cách lượn dần xuống chân đồi. Dựa vào cấp hạng đường ta triển tuyến theo 2 phương án chính sau: Phương án I: Từ E đi men theo sườn phảI của dãy núi bên tráI rồi vượt qua con suối chính ở giữa hai dãy núi. Sau đó vượt qua yên ngựa rồi đi men theo sườn của dãy núi tiếp theo để ra vùng đất thoải và đến diểm F . Phương án II: Đi theo mé đồi bên phải triển tuyến xuống dần ôm lấy quả đồi cạnh E. Vượt qua lòng suối chính, đI theo sườn tráI của dãy núi bên phải. Vượt qua yên ngựa rồi theo sườn núi bên phải đI tới F. Các phương án trên hầu hết là đi theo sườn núi và cố gắng đi vuông góc với suối , tại những vùng có độ dốc ngang lớn phải đi theo bước com pa ,tại những vùng có địa hình khó khăn thì dùng bán kính nhỏ tại vùng đIều kiện cho phép thì cố gắng bố trí bán kính lớn để tuyến mềm mại không bị gãy khúc . Ta thấy phương án I gần đường chim bay do đó hệ số triển tuyến nhỏ nhưng có nhiều chỗ chuyển hướng gấp nên phảI dùng nhiêu đường cong có bán kính nhỏ. Phương án II có hệ số triển tuyến lớn hơn, tuy nhiên tuyến của phương án I áp dụng được nhiều đường cong bán kính lớn. 5. thiết kế tuyến trên bình đồ Tính toán các yếu tố của đường cong nằm - Đo góc ngoặt cánh tuyến a trên bình đồ - Chọn Rnằm cố gắng bố trí Rnằm lớn để đảm bảo điều kiện xe chạy (chọn 2 đường cong liền kề có tỉ số Ri/Ri+1 < 1,4 - Tính toán các yếu tố của đường cong nằm Bảng tổng hợp các yếu tố bình đồ 2 phương án Bảng 3.1 STT Chỉ tiêu Phương án tuyến I II 1 Chiều dài tuyến (m) 6.258 5.363 2 Hệ số triển tuyến 1.208 1.035 3 Số góc ngoặt 9 9 4 Rnằmmin 150 250 Bảng các yếu tố đường cong xem phụ lục I.1.1, I.1.2 Bảng cắm cọc chi tiết xem phụ lục I.2.1, I.2.2 Chương iv: Thiết kế thoát nước trên tuyến Thiết kế công trình thoát nước nhằm tránh nước tràn nước ngập trên đường gây xói mòn mặt đường .thiết kế thoát nước còn nhằm bảo vệ sự ổn định của nền đường tránh đường trơn ướt gây bất lợi khi xe chạy . Khi thiết kế thoát nước cần phải xác định vị trí công trình ,biết được lưu lượng nước chảy qua công trình từ đó chọn khẩu độ , cầu cống cho thích hợp . Việc bố trí cống hoặc cầu trên bình đồ và trắc dọc cần đẩm bảo nguyên tắc sau : Nên bố trí thẳng góc với dòng chảy tránh làm cống chéo xiên . Lớp đất đắp tối thiểu trên cống phải ít nhất 50 cm hoặc bằng chiều dày áo đường nếu kết cấu áo đường dày hơn 50cm .Trường hợp không đảm bảo phải đào sâu lòng suối xuống nếu điều kiện địa hình cho phép . I. Một số nét về tình hình thuỷ văn dọc tuyến Tuyến đi qua khu vực đồi núi, trong tính toán mực nước lấy mực nước dâng trước công trình II. Các thông số tính toán Khu vực tuyến đi qua thuộc tỉnh Hòa Bình, vùng mưa rào II. Tần suất thiết kế theo TCVN 4054 - 2005 thì với Vtt = 60 km/h tần suất tính toán p% = 4% lượng mưa ngày ứng với tần suất này là H4% = 378 mm. Căn cứ tình hình địa mạo khu vực và từng dòng suối ta thấy khu vực tuyến đường đi qua có bề rộng lòng suối chính hẹp nhưng lưu vực nước đổ về rất lớn điều đó chứng tỏ địa chất ở đây ổn định, đất cấp III bề mặt chủ yếu là đất đá phong hoá, dân cư phân bố thưa thớt hai bên đường, có nhiều cỏ, rác xung quanh. Chọn hệ số nhám sườn dốc msd = 0,15 iIi. tính toán lưu lượng nước chảy qua công trình 1. Xác định lưu vực Xác định vị trí và lý trình của công trình thoát nước trên bình đồ và trắc dọc Xác định đường tụ thuỷ, phân thuỷ để phân chia lưu vực Nối các đường phân thuỷ, tụ thuỷ để xác định lưu vực của từng công trình. Xác đình diện tích lưu vực 2. Tính toán thuỷ văn áp dụng công thức tính theo 22TCN220 - 95 Bộ giao thông vận tải Q = Ap*a*Hp*d*F F: diện tích lưu vực (km2) a: hệ số dòng chảy lũ xác định theo (bảng 9-6) [11] d: hệ số triết giảm dòng chảy do ao hồ (d = 1) Hp: lưu lượng mưa ngày ứng với tần suất tính toán Ap: mô đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế p% tra bảng phụ thuộc Fls, ts ts: thời gian tập trung nước từ sườn dốc tra bảng phụ thuộc vào đặc trưng địa mạo thuỷ văn Fsd Fls: đặc trưng địa mạo lòng suối Fls = Fsd = bsd = b: Chiều dài trung bình của sườn dốc li: có xét đến khi li > 0,75 B Khi lưu vực có 2 mái dốc B = Khi lưu vực có 1 mái dốc B = F/L Isd: độ dốc lòng suối (0/00) Bsd: chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực (m) ‘mls: hệ số nhám của lòng suối (m = 9) Sl : Tổng chiều dài các suối nhánh (chỉ tính các suối có chiều dài > 0.75 chiều rộng trung bình của lưu vực) L: Chiều dài suối chính B = Với lưu vực có hai mái B = Với lưu vực có một mái dốc và khi đó ta có Bsd = Các tính toán được lập thành bảng (xem phụ lục) IV. Tính toán khẩu độ cầu nhỏ 1. Chế độ dòng chảy dưới cầu Nếu hd Ê 1.3hk nước chảy theo chế độ tự do, chiều sâu nước chảy dưới cầu là hk, hd chiều sâu nước chảy lúc tự nhiên. Nếu hd > 1.3hk nước chảy theo chế độ chảy ngập, chiều sâu nước chảy dưới cầu hk bằng chiều sâu nước chảy lúc tự nhiên ở hạ lưu hd. Nếu độ dốc dưới cầu lớn hơn độ dốc phân giới Ik, tính như dốc nước. 2. Trình tự tính toán thuỷ lực cầu nhỏ. Xác định tốc độ và chiều sâu nước chảy trong suối lúc tự nhiên. Giả thiết các chiều sâu nước chảy trên suối 1, 2, 3, 4 mét... ứng với mỗi chiều sâu đó tính lưu lượng theo công thức Sêzi - Maninh hay Pavlôpsky. Có các số liệu về lưu lượng ứng với các chiều sâu khác nhau, về quan hệ hd - Q, dựa vào đường quan hệ hd - Q ứng với lưu lượng thiết kế Qc xác định chiều sâu nước chảy hd và tốc độ nước chảy vd. Chọn phương án xử lý dòng suối: Tuỳ theo địa hình cụ thể và khẩu độ cầu, chọn phương án xử lý dòng suối dưới cầu. Xác định chiều sâu phân giới hk từ điều kiện: Trong đó: Bk, wk Chiều rộng lòng suối và tiết diện dòng chảy ứng với chiều sâu phân giới e Hệ số thu hẹp, lấy như sau: e = 0.9 mố cầu có mô đất 1/4 nón e = 0.8 mố cầu không có mô đất 1/4 nón Với tiết diện lòng suối hình thang ta có: hk = Bk, wk xác định từ công thức: Bk = ; wk = vk: Tốc độ nước chảy lấy bằng tốc độ cho phép của vật liệu gia cố dưới cầu m: Mái dốc của mô đất 1/4 nón Xác định khẩu độ cầu và chiều sâu nước dâng trước cầu. So sánh hd với 1.3hk có thể xảy ra hai trường hợp sau: + hd Ê 1.3hk khẩu độ cầu Lc xác định theo công thức: Lc = Bk = Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = hk + Trong đó: y - Hệ số vận tốc lấy như sau: y = 0.9 mố cầu có mô đất 1/4 nón y = 0.8 mố cầu không có mô đất 1/4 nón v0 Tốc độ nước chảy ở thượng lưu cầu ứng với chiều sâu H. Nếu H lớn có thể xem = 0 và H = hk + ằ 1.6hk + hd Ê 1.3hk khẩu độ cầu Lc xác định theo công thức: btb = vc: Tốc độ nước chảy lấy bằng tốc độ cho phép của vật liệu gia cố dưới cầu btb: Khẩu độ cầu ứng với chiều sâu nước chảy hd/2 Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = hd + Căn cứ vào khẩu độ vừa xác định, chọn chiều dài cầu định hình gần nhất và tính lại chiều sâu H; tốc độ nước chảy dưới cầu vc. Chiều cao nền đường tối thiểu: Hnền = H + 0.5m; Hnền = H + háo đường Chiều cao cầu tối thiểu: Hcầu = 0.88H + t + K t: Tĩnh không dưới cầu. K: chiều cao dầm cầu. 0.88H: chiều sâu nước chảy dưới cầu. 3. Tính toán Giả thiết mái dốc của lòng suối là: Mái dốc trái 1:1.4 Mái dốc phải 1:1.5 Hệ số nhám lòng suối n = 0.02 Độ dốc lòng suối i = 0.5% Tính toán lưu lượng theo công thức Sêzi-Maninh: V = Q = w.V (m3/s) Trong đó: n-Hệ số nhám w-Tiết diện nước chảy, m2 y-Hệ số trong công thức Sêzi-Maninh (y = 1/6) i-Độ dốc dọc của lòng suối R-Bán kính thuỷ lực, m. R = c- Chu vi ướt, m. w = (b = mh0)h0 c = b + m’h0 R = = b- Chiều rộng lòng suối. Trong trường hợp này tiết diện lòng suối có dạng tam giác, b = 0 m h0- Chiều sâu nước chảy m- Hệ số mái dốc trung bình của bờ 1 và bờ 2 m = = m’ = = Các kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau: Bảng 4.1 h (m) w (m2) c (m) R (m) V (m/s) Q (m3/s) 1.00 1.45 3.52 0.41 1.96 2.84 2.00 5.80 7.05 0.82 3.11 18.01 3.00 13.05 10.57 1.23 4.07 53.10 4.00 23.20 14.09 1.65 4.93 114.36 5.00 36.25 17.62 2.06 5.72 207.34 Biểu đồ quan hệ Q - hd Từ biểu đồ quan hệ ta tra được chiều sâu nước chảy ứng với từng lưu lượng của hai phương án là: QPA1 = 99.6 m3/s ị hd = 3.8 m ị vd = 4.76 (m/s) QPA2 = 42.92 m3/s ị hd = 2.76 m ị vd = 3.85 (m/s) Chọn biện pháp gia cố lòng suối cho hai phương án: Phương án 1: Lát đá cỡ 25cm trên lớp đá dăm. ị Vo xói = 4.8 (m/s) = vk Phương án 2: Lát đá cỡ 15cm trên lớp đá dăm. ị Vo xói = 3.9 (m/s) = vk (Chiều dày lớp đá dăm không nhỏ hơn 10cm) Bảng tính Bk, wk, hk: Bảng 4.2 Bk(m) wk(m2) hk(m) 1.3hk PA1 11.04 22.13 2.47 3.211 PA2 8.45 12.23 1.63 2.119 Ta thấy PA1: hd = 3.8 m > 1.3kk 3.211m ị Khẩu độ cầu được tính theo công thức: btb = = = 6.83 m. Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = hd + = 3.8 + = 5.73 m Chọn Lc = 12m ị hd = = 2.16 m ị Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = hd + = 2.16 + = 4.09 m Hnền = H + 0.5m = 4.09 + 0.5 = 4.59 m Với PA2: hd = 2.76 m > 1.3kk = 2.119 m ị Khẩu độ cầu được tính theo công thức: btb = = = 4.98 m. Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = hd + = 2.76 + = 4.69 m Chọn Lc = 8m ị hd = = 1.397 m ị Chiều sâu nước dâng trước cầu: H = hd + = 1.397 + = 3.32 m Hnền = H + 0.5m = 3.32 + 0.5 = 3.82 m iv. lựa chọn phương án khẩu độ cống Dự kiến dùng cống tròn BTCT định hình loại miệng thường, chế độ chảy không áp. Căn cứ vào Qp đã tính sử dụng bảng tra sẵn có trong [11] chọn các phương án khẩu độ cống đảm bảo tận dụng tối đa khẩu độ cống và vận tốc nước chảy không quá lớn Nhận xét vì chế độ chảy là không áp nên cao độ nền đường với chiều cao đắp tối thiểu tính theo cao độ đỉnh cống là 0,5 m (tính từ đỉnh cống) Kết quả tính toán lập thành bảng (xem phụ lục I.3.1, I.3.2) Bảng chọn khẩu độ cống phương án I và II được thể hiện trong phụ lục I.3.3, I.3.4 Chương v: Thiết kế trắc dọc ,trắc ngang ,tính toán khối lượng đào đắp I. Thiết kế trắc dọc Việc thiết kế trắc dọc rất quan trọng nó ảnh hưởng trực tiếp đến các điều kiện kinh tế, kỹ thuật của đường .Nếu thiết kế đường đỏ tốt thì sẽ phát huy được tốc độ xe chạy , rút ngắn thời gian chạy xe , tiêu hao nhiên liệu ít và khối lượng đào đắp nhỏ. Ngoài việc đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật như độ dốc dọc tối thiểu của nền đào, độ dốc tối đa, đường đỏ còn phải đi qua các điểm khống chế .Thiết kế trắc dọc phải tốt các yếu tố về trắc ngang, bình đồ làm cho tuyến hài hoà, tránh bóp méo về mặt thị giác .Đảm bảo cho tuyến khi đưa vào sử dụng đạt được các chỉ tiêu về An toàn-êm thuận-Kinh tế . 1. Các số liệu thiết kế *Bình đồ phương án tuyến tỷ lệ 1/10000 DH =5 m. *Các số liệu về địa chất thuỷ văn . *Các số liệu về thiết kế bình đồ thiết kế thoát nước . 2. Trình tự thiết kế - Dựa vào bình đồ tuyến , xác định cao độ các cọc Hm ,Km ,cọc địa hình , cọc đường cong , phân các trắc dọc tự nhiên thành các đoạn đặc trưng về địa hình qua độ dốc sườn dốc tự nhiên . - Xác định cao độ , vị trí khống chế , cao độ điểm đầu, cuối tuyến , cao độ mong muốn 2.1 Phân độ dốc ngang Dựa vào bình đồ tuyến sơ bộ phân độ dốc ngang của các phương án tuyến như sau: Bảng độ dốc ngang phương án 1 Bảng 5.1 STT Lý trình i (%) 1 Km0+00 - km0+900 13.6 2 Km0+900 - km1+500 17.2 3 Km1+500 - km2+450 11.1 4 Km2+450 - km2+900 3.1 5 Km2+900 - km3+350 16.6 6 Km3+350 - km3+700 7.1 7 Km3+700 - km4+550 3.57 8 Km4+550 - km5+100 12.5 Bảng độ dốc ngang phương án 2 Bảng 5.2 STT Lý trình i (%) 1 Km0+0 – km0+500 14.25 2 Km0+500 - km0+700 8.33 3 Km0+700 - km0+900 18.2 4 Km0+900 - km1+900 20 5 Km1+900 - km2+600 10.74 6 Km2+600 - km3+500 7.1 7 Km3+500 - km4+400 3.57 8 Km4+400 - Km4+974 12.5 2.2 Xác định cao độ đào đắp kinh tế Tại mỗi mặt cắt ngang nếu ta thay đổi chiều cao đào đắp của nền đường thì khối lượng đào đắp sẽ thay đổi dẫn tới khối lượng xây dựng sẽ khác nhau và ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành xây dựng . Chiều cao đào đắp kinh tế là chiều cao ứng với nó tổng giá thành đào đắp nhỏ nhất . Như vậy kích thước nền đường cho trước , ứng với mỗi độ dốc ngang sẽ có một chiều cao đào đắp kinh tế Hkt Xác định Hkt dựa trên cơ sở diện tích đào và đắp từ đó có Vđào , Vđắp cho 1m dàI đường và nhân với giá thành ta được giá thành đào đắp . Theo đơn giá XDCB ta có : Giá thành đào 1 m2 đất :6045đ Giá thành đắp 1m2 đất :3126đ Theo đó ta lập thành bảng xác định chiều cao đào đắp kinh tế Vđào =Fđào x 1m Vđắp =Fđắp x1m x 1.2 (1.2-hệ số tơI của đất ) Từ đó lập đồ thị và giá thành chiều cao đào đắp .(Xem phụ lục I.4.1 á I.4.8 ) 2.3 Xác định cao độ khống chế Cao độ khống chế của tuyến chỉ bao gồm cao độ khống chế tại các vị trí cống. Cao độ này đã xác định trong phần tính toán thiết kế thoát nước . Cao độ khống chế xem phụ lục I.3.5, I.3.6 3. Thiết kế đường đỏ Sau khi xác định được các điểm khống chế , các điểm mong muốn ,trên đường cao độ tự nhiên ta tiến hành vạch đường đỏ . Cố gắng bám sát các điểm mong muốn và khống chế . Đảm bảo chiều dài đoạn dốc ³ 150 m. Hạn chế đoạn dốc max Đường đào, nửa đào nửa đắp Idmin =5 0/00 Giảm tối thiểu khối lượng đào đắp . 4. Bố trí đường cong đứng Theo qui phạm tại các vị trí đổi dốc trên đường đỏ mà hiệu đại số giữa hai độ dốc ³10 0/00 với đường cấp IV thì phảI bố trí đường cong đứng và cần chú ý Rlồi min =2500 m, Rlõmmin =1000 m. Khi thiết kế phối hợp với cảnh quan tạo được ảnh không gian dẫn hướng tốt . Trị số đường cong được xác định : K= R(i1-i2) , T=K/2, P =T2/2R Trong đó : i- Độ dốc dọc (Lên dốc lấy dấu + , xuống dốc lấy dấu -) K-Chiều dàI đường cong . T-Tiếp tuyến đường cong . P-phân cự Kết quả tính toán xem phụ lục I.5.1, I.5.2 II. thiết kế trắc ngang , tính toán khối lượng đào đắp 1. Thiết kế trắc ngang Thực tế khi xây dựng đường thường gặp các trắc ngang cơ bản sau :Nền đào hoàn toàn, nền đắp hoàn toàn, nền nửa đào nửa đắp, nền có công trình. Các chỉ tiêu kỹ thuật của trắc ngang được chọn ở chương 2 . Nếu nền đường đắp có dốc ngang lớn phảI đánh bậc cấp trước khi đắp. Thiết kế trắc ngang phảI ổn định máI dốc, xác định các đoạn tuyến cần tường chắn để chống đỡ, bố trí rãnh thoát nước ở hai phía đối với nền đào và đắp thấp . 2. Tính toán khối lượng đào đắp Trình tự tính toán như sau: Tính toán diện tích đào đắp của từng cọc Fđào, Fđắp. Tính toán diện tích đào đắp trung bình giữa 2 cọc kề nhau Thể tích đào đắp giữa các cọc xác định bằng tích giữa khoảng cách các cọc với diện tích đào đắp trung bình giữa chúng. Tính toán chi tiết xem phụ lục I.6.1, I.6.2 Tổng hợp số liệu: Phương án I: Khối lượng đất đào Vđào= 40682.41 m3 Khối lượng đất đắp Vđắp= 40516.11 m3 Phương án II: Khối lượng đất đào Vđào= 39374.50 m3 Khối lượng đất đắp Vđắp= 35349.86 m3  Chương Vii: thiết kế áo đường I. Yêu cầu kết cấu áo đường. * Các yêu cầu khi thiết kế áo đường. +) áo đường phải đảm bảo cường độ yêu cầu và ổn định về cường độ trong suốt thời gian sử dụng. +) Mặt đường phải đảm bảo độ bằng phẳng tạo êm thuận cho xe chạy. +) Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám để nâng cao hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường. +) tạo điều kiện cho nền đất được tham gia chịu lực cùng với kết cấu áo đường ở mức tối đa. +) Giảm tối đa lượng bụi do áo đường gây ra, tránh ô nhiễm áo đường phải có sức chịu bào mòn tốt. +) Đề ra các giải pháp, luận chứng kinh tế kỹ thuật, chọn áo đường đảm bảo các yêu cầu trên. II. Tính toán kết cấu áo đường. 1. Khái niệm chung Tính toán kết cấu áo đường là tìm ra các phương án áo đường thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau đó trên cơ sở lựa chọn KT- KT để chọn ra phương án có giá thành xây dựng và vận doanh rẻ nhất. Để tính toán kết cấu áo đường ta căn cứ vào ý nghĩa, lưu lượng xe của tuyến đường để định cấp hạng và loại mặt đường. Đối với áo đường có nhiều phương án đầu tư: +) Đầu tư một lần: Giá thành xây dựng đắt nhưng giá thành vận doanh rẻ +) Đầu tư phân kỳ: Giá thành xây dựng rẻ nhưng giá thành vận doanh đắt Phải luận chứng so sánh hai phương án trên để lựa chọn phương án tối ưu nhất. 2. Các thông số tính toán. 2.1. Đặc trưng tính toán của đất nền. Qua các số liệu thí nghiệm khảo sát đất nền. Kết luận đất nền là đất á cát, thuộc loại III, nước ngầm thấp, nền chịu ảnh hưởng của một số nguồn ẩm. Bảng đặc trưng vật liệu đất nền. Bảng 7.1 Loại đất Độ chặt K Độ ẩm tương đối(a) Mô đun đàn hồi E0 (daN/cm2) Trị số lực dính C (daN/cm2) Góc ma sát j (độ) á cát 0,95 0,60 400 0,18 220 2.2 . Đặc trưng vật liệu làm mặt đường. Với tuyến đường xây dựng là cấp IV ta có thể dùng một số vật liệu làm áo đường như sau: Bảng các đặc trưng của vật liệu làm áo đường Bảng 7.2 Vật liệu E (daN/cm2) Ru C j Tính trượt t=60o Tính võng t = 300 Tính kéo uốn daN/cm2 DaN/cm2 (độ) BTN hạt mịn rải nóng 2000 2700 15000 20 2 BTN hạt vừa rải nóng 2500 3000 12000 15 3 BTN hạt thô rải nóng 2500 3500 Đá dăm gia cố XM6% 6000 6000 6000 6 Cấp phối đá dăm 2400 2400 Cấp phối sỏi cuội 2200 2200 0,5 42 Đá dăm nước 3200 3200 Cát đen gia cố XM 8% 2800 2800 2800 2,5 0,35 20 2.3. Lưu lượng xe tính toán. Lưu lượng xe Theo kết quả điều tra ta có lưu lượng xe năn thứ 20 là 1050 (x/ng.đ) Thành phần dòng xe khai thác ở năm thứ 20 như sau: Xe con 35% Xe tải nhẹ, 2 trục. 20% Xe buýt dưới 25 chổ. 5% Xe tải trung, 3 trục. 20% Xe tải nặng, xe kéo moóc. 20% Quy luật tăng xe hàng năm tuân theo hàm số mũ: Nt = N1(1+q)t-1 Trong đó: N1 : là lưu lượng xe năm thứ nhất Nt : là lưu lượng xe chạy năm thứ t q : Hệ số tăng trưởng hàng năm : q = 0,05 Bảng lưu lượng xe các năm Bảng 7.3 Năm 1 5 8 10 12 15 20 N (x/ngđ) 416 505 585 645 711 823 1050 b). Tải trọng tính toán +) Theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211-93 đường cấp IV tải trọng tính toán tiêu chuẩn là tải trọng trục 10.000 daN +) áp lực tính toán lên mặt đường 6 daN/cm2 +) Đường kính vệt bánh xe 33cm. +) Lưu lượng xe chạy của các loại xe tải trục khác nhau quy đổi về loại xe có tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn thông qua mặt cắt ngang đường ở cuối thời kỳ khai thác theo công thức. Nqđ = SNi.ai Trong đó: Ni: là lưu lượng loại xe thứ i ai: là hệ số quy đổi loại xe thứ i Theo 22TCN 211-93 ta có hệ số ai như sau: Loại xe : ai Xe con :0.00 Xe tải nhẹ :0.02 Xe tải vừa :0.12 Xe tải nặng :1.0 Xe buýt :0.68 Đường hai làn xe nên lưu lượng xe tính toán thực tế là:Ntt = 0.55xNqđ Như vậy lưu lượng xe quy đổi về tải trọng xe tiêu chuẩn ở các năm tính toán như sau: ( tra bảng 3-3 22TCN - 211 - 93 ). Bảng 7.4 Năm q(%) aI 5 10 15 20 Loại xe Nlt Nqđ Nlt Nqđ Nlt Nqđ Nlt Nqđ Xe con 0.35 0 176.75 0 225.8 0 288.1 0 368 0 Xe tải nhẹ, 2 trục 0.2 0.02 101 2.02 129 2.58 164.6 3.292 210 4.2 Xe buýt dới 25 chổ 0.05 0.12 25.25 3.03 32.25 3.87 41.15 4.938 52.5 6.3 Xe tải trung, 3 trục 0.2 0.68 101 68.68 129 87.72 164.6 111.93 210 142.8 Xe tải nặng, xe kéo moóc 0.2 1 101 101 129 129 164.6 164.6 210 210 Tổng 174.73 223.17 284.76 363.3 Ntt=0.55xNqđ 96.102 122.74 156.62 199.82 Từ đó ta xác định được môduyn đàn hồi yêu cầu Bảng 7.5 Năm 5 10 15 20 Loại mặt A1 A1 A1 A1 Emin 1270 1270 1270 1270 Eyc 1459.09 1499.56 1543.61 1599.77 III. Các giải pháp cấu tạo 1. Nguyên tắc cấu tạo Thiết kế kết cấu áo đường theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, kết cấu áo đường phải kín và ổn định nhiệt. Phải tận dụng tối đa vật liệu tại chỗ, vận dụng kinh nghiệm về xây dựng khai thác áo đường trong điều kiện địa phương. Phù hợp với cơ giới hóa thi công và công tác duy tu bảo dưỡng. áo đường phải ổn định, đủ cườngđộ, chịu bào mòn tốt, dưới tác dụng của xe chạy và khí hậu. Các vật liệu trong kết cấu phải có cường độ giảm dần từ trên xuống dưới phù với với trạng thái phân bố ứng suất để giảm giá thành. Không có quá nhiều lớp gây phức tạp cho dây chuyền công nghệ thi công. 2. Cấu tạo tầng mặt phương án đầu tư 1 lần (15 năm) a. Cơ sơ lựa chọn : Căn cứ vào tầm quan trọng của tuyến, dựa vào lưu lượng xe chạy, khả năng cung cấp vật liệu kiến nghị dùng kết cấu mặt đường cấp cao chủ yếu AI với tầng mặt là BTN hai lớp, thời gian đại tu là 15 năm. Kết cấu tầng mặt của áo đường được chọn như sau: Lớp 1. BTN hạt mịn E1 = 2700 daN/cm2, h1 = 5cm Lớp 2. BTN hạt vừa E2 = 3000 daN/cm2, h2 = 7cm Từ các số liệu trên ta tính đư