Đồ án Thiết kế thi công Tuyến đường A18-B18 là tuyến đường thuộc huyện Hương Thuỷ, Huế

PHẦN 1 LẬP DỰ ÁN KHẢ THI (45%) CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Vị trí tuyến đường - chức năng của tuyến và nhiệm vụ thiết kế : 1.1.1. Ví trí tuyến: Tuyến đường A18-B18 là tuyến đường thuộc huyện Hương Thuỷ, với điểm đầu tuyến A18 thuộc Thị Trấn Phú Bài cách Quốc lộ 1A 500m về phía tây nối liền với điểm B18 ở đầu xã Thuỷ Phương cách Quốc lộ 1A 800Km về phía tây. Hương Thủy là huyện cửa ngõ phía Nam của thành phố Huế, phía đông giáp huyện Phú Lộc, phía Bắc giáp huyện Phú Vang, phía Nam giáp huyện Nam Đông và A Lưới. 1.1.2. Chức năng của tuyến: Tuyến đường nằm trên trục giao thông nối liền thị trấn phú Bài và xã Thuỷ Phương. Hương Thủy có lợi thế đặc biệt hơn cả về vị trí địa lý, là cửa ngõ phí nam của thành phố Huế nên được tỉnh và trung ương đầu tư nhiều công trình xây dựng do đó rất có điều kiện để đẩy nhanh đô thị hóa, xây dựng huyện trở thành thị xã vào đầu giai đoạn 2006 – 2010. Một lợi thế khác là hệ thống giao thông, ngoài tuyến đường sắt Bắc Nam chạy qua huyện và tuyến Quốc lộ 1A được đầu tư nâng cấp mở rộng, mới đây còn có tuyến đường tránh phía Tây thành phố Huế được đưa và sử dụng đã làm cho mạng lưới giao thông đối ngoại của huyện phong phú hơn. Đặc biệt sân bay Phú Bài đóng trên điạ bàn huyện cũng dần được đầu tư nâng cấp để tương xứng với sân bay quốc tế. Tuyến đường này sau khi hoàn thành sẻ giảm được đáng kể lưu lượng xe vào thành phố Huế theo đường Quốc lộ 1A. Làm cho mạng lưới giao thông của huyện Hương Thuỷ thêm phong phú, cũng như nhằm phát triển các xã dọc tuyến. 1.1.3. Nhiệm vụ thiết kế : Tuyến đường nối liền trung tâm kinh tế của Thị Trấn Phú Bài và Xã Thuỷ Phương được thiết kế gồm ba phần - Lập dự án khả thi: 45% - Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến: 20% - Thiết kế tổ chức thi công đoạn tuyến: 35% Căn cứ vào các số liệu thiết kế sau: - Lưu lượng xe chạy năm tương lai: Nhh15 = 820 xhh/ngđ. - Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm: q = 10% - Thành phần dòng xe : + Xe tải nặng: 18% + Xe tải trung: 51% + Xe tải nhẹ: 24% + Xe con: 7% 1.2. Các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến: 1.2.1. Địa hình: Tuyến đi qua vùng trung du miền núi, độ cao so với mực nước biển từ 50(200 m. Địa hình tạo thành nhiều đường phân thuỷ, tụ thuỷ rõ ràng. Địa hình có độ đốc trung bình, với độ dốc ngang sườn trung bình từ 2%(5%.Theo TCVN4054-05 với is<= 30% nên địa hình mà tuyến đi qua là vùng đồng bằng và đồi. 1.2.2. Địa mạo: Qua kết quả khảo sát tình hình địa mạo của khu vực tuyến đi qua là rừng loại III đã khai thác, cây con, dây leo chiếm hơn 2/3 diện tích và cứ 100 m2 rừng có từ 30(100 cây có đường kính 2(10 cm có xen lẫn cây có đường kính lớn hơn 10cm. 1.2.3. Địa chất: Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, đá lăn, castơ. Nhìn chung mắt cắt địa chất khu vực tuyến như sau: - Lớp đất đồi sỏi sạn có trạng thái nguyên thổ, có chiều dày từ 2(4m. - Lớp Á sét dày 3(4m - Lớp Sét dày 4(5m - Bên dưới là lớp đá phong hóa dày. Qua kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây rất thích hợp để đắp nền đường. 1.2.4. Địa chất thủy văn: Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thủy văn trong khu vực hoạt động ít biến đổi, mực nước ngầm hoạt động thấp rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường. 1.2.5. Khí hậu: Nhìn chung, khí hậu có các đặc điểm sau: - Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm : 26,40C. - Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối trong năm : 380C. - Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối trong năm : 14,50C. - Lượng mưa trung bình hàng năm: 2181m, chủ yếu tập trung vào các tháng 9, 10, 11,12 - Lượng mưa lớn nhất trong năm : 3260mm. - Lượng mưa nhỏ nhất trong năm : 1123mm. - Lượng mưa ngày lớn nhất: 573mm. - Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa và ngược biến trình bốc hơi - Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83% - Lượng bốc hơi trung bình là 8,37mm vào những tháng ít mưa lượng bốc hơi lớn gấp 4 đến 7 lần - Khu vực chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa Đông Nam, mùa hè có gió đông và gió nam, mùa đông có gió tây và tây bắc. Ngoài ra tuyến cũng nằm khu vực có gió bão hàng năm, thường trùng với các tháng mưa nhiều 9, 10, 11. 1.2.6. Thủy văn: Khu vực tuyến đi qua nhìn chung nằm ở khu vực hầu như ít xảy ra lũ lụt, không có ao hồ, đầm lầy. Các suối ở đây về mùa khô lưu lượng nhỏ và mực nước thấp. Đây là một điều kiện rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường. 1.3. Các điều kiện xã hội: 1.3.1. Dân cư và sự phân bố dân cư: Tuyến đường nằm ở trung du miền núi, dân cư sống 2 bên tuyến đông đúc, tập trung và chủ yếu là dân tộc Kinh. Mật độ dân số trung bình 481 người/km2. Người dân ở đây có trình độ văn hoá tương đối cao. Đời sống vật chất, tinh thần tương đối đồng đều và ở mức trung bình. Đa số lực lượng lao động thuộc nghề nông giàu kinh nghiệm dân gian về canh tác nông nghiệp. Trong những năm gần đây lực lượng lao động chính có xu hướng đến các thành phố lớn lao động. 1.3.2. Tình hình văn hóa -kinh tế - xã hội trong khu vực: Huyện Hương Thuỷ nằm trong vùng địa giới giữa đồng bằng và miền núi kinh tế đa dạng nhiều ngành nghề thủ công truyền thống. Cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịch trong những năm gần đây nhưng chưa mạnh, nông nghiệp vẫn là ngành chiếm tỷ trọng lớn, tiểu thủ công nghiệp phát triển chậm, ngành dịch vụ thương mại cũng tăng nhưng tỷ trọng vẫn còn thấp so với mức chung của toàn tỉnh. Nhìn chung đời sống kinh tế của nhân dân trong huyện trong những năm gần đây từng bước được nâng cao nhưng vẫn còn cách biệt so với các vùng phụ cận do cơ sở hạ tầng chưa được nâng cấp, đặc biệt là mạng lưới giao thông. 1.3.3. Các định hướng phát triển trong tương lai: Nhìn chung nền kinh tế của huyện có tốc độ phát triển khá cao so với các huyện khác trong tỉnh. Các thế mạnh về nông nghiệp và lâm nghiệp chưa được khai thác tốt. Nguyên nhân một phần là do cơ sở hạ tầng yếu kém. Để phát triển kinh tế, khu vực đang rất cần sự ủng hộ, đầu tư của nhà nước trên nhiều lĩnh vực, đặc biệt là xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng kinh tế và giữa trung tâm huyện với tỉnh lỵ đồng thời phù hợp với quy hoạch mạng lưới giao thông vận tải mà tỉnh đề ra. 1.4. Các điều kiện liên quan khác: 1.4.1. Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển: Qua điều tra khảo sát trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên- Huế nói chung và huyện Hương Thuỷ nói riêng có nhiều mỏ vật liệu có thể đáp ứng yêu cầu xây dựng nền mặt đường cũng như các bộ phận công trình, cụ thể: - Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở cách tuyến 1Km. - Đá, cát, sạn các loại đều lấy tại mỏ cách tuyến khoảng 7Km, trữ lượng và chất lượng đáp ứng đầy đủ yêu cầu của quá trình thi công. - Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nền đường đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại mỏ cách tuyến 2Km. 1.4.2. Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển: Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại xí nghiệp, cách công trình khoảng 5Km. Năng lực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra. Tuyến đường được hình thành trên cơ sở tuyến đường sẵn có do đó các loại bán thành phẩm, cấu kiện và vật liệu vận chuyển đến chân công trình là tương đối thuận lợi. 1.4.3. Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công: Trong huyện có một trường đào tạo công nhân xây dựng nên lực lượng lao động ở đây dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình, hoàn thành công trình đúng tiến độ. 1.4.4. Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công: Trong huyện có công ty Trách nhiệm hữu hạn ĐỒNG TÂM chuyên cung cấp xe cơ giới và thiết bị phục vụ thi công, đây là một công ty lớn có đầy đủ trình độ năng lực và trang thiết bị thi công có thể đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng tiến độ. 1.4.5. Khả năng cung cấp các loại năng lượng, nhiên liệu phục vụ thi công: Tại khu vực gần tuyến có mạng lưới điện quốc gia, có kho xăng dầu nên việc cung cấp năng lượng và nhiên liệu phục vụ cho quá trình thi công rất thuận lợi. 1.4.6. Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt: Khu vực gần tuyến đi qua có các chợ của các xã và có các chợ phiên buôn bán dọc tuyến do đó khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho đội ngũ cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi. 1.4.7. Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế: Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã. Các bưu điện văn hóa của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xã đáp ứng nhu cầu của nhân dân. Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giám sát thi công, tạo điều kiện rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và các ban ngành có liên quan. 1.5. Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường: Với ý nghĩa là tuyến đường nối hai trung tâm kinh tế, chính trị văn hóa của hai địa phương, do đó việc đầu tư xây dựng tuyến đường là rất cần thiết vì: - Công trình được đầu tư xây dựng sẽ tạo ra một vùng dân cư sầm uất dọc theo hai bên đường, khai thác triệt để tài nguyên hai vùng, nâng cao trình độ văn hóa dân trí của đồng bào vùng sâu, vùng xa thu hút vốn đầu tư, viện trợ từ nhiều ngành khác nhau để mở mang các ngành nghề, giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao năng lực phục vụ phát triển kinh tế xã hội của huyện. - Là tiền đề phát triển giao thông nông thôn và giao thông chuyên dùng, đáp ứng nhu cầu thiết yếu về y tế, giáo dục, từng bước cải thiện đời sống đồng bào trong khu vực. - Để thực hiện mục tiêu kinh tế đặt ra thì việc trao đổi hàng hóa, vật tư thiết bị .... giữa hai vùng và với các tỉnh bạn là hết sức cần thiết và cấp bách. Phù hợp với nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã được xác định trong kế hoạch đầu tư xây dựng cơ bản và chiến lược phát triển giao thông vận tải của tỉnh nhà giai đoạn 1995-2010. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG V À CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1. Xác định cấp hạng : 2.1.1. Các căn cứ : - Căn cứ vào chức năng của tuyến: Là tuyến đường nối hai trung tâm của địa phương. - Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng và đồi. - Căn cứ vào lưu lượng xe chạy trên tuyến ở năm tương lai là: Nqđ15. Nqđ15 = Nhh15.
= 820.(0,18.2,5+0,51.2+0,24.2+0,07.1)= 1656,40 (xcqđ/ngày.đêm). Trong đó: + Xe tải nặng: 18 %. + Xe tải trung: 51 %. + Xe tải nhẹ: 24%; + Xe con: 7 %. Căn cứ vào TCVN4054-2005 2.1.2. Chọn cấp thiết kế của đường: Căn cứ vào chức năng của tuyến đường ta chọn cấp thiết kế của tuyến là cấp IV. 2.2. Tính toán - chọn các chỉ tiêu kỹ thuật: 2.2.1. Tốc độ thiết kế: Căn cứ vào cấp thiết kế đã được chọn ở trên và địa hình là vùng đồng bằng và đồi nên ta chọn tốc độ thiết kế là Vtt= 60 km/h. 2.2.2. Xác định độ dốc dọc lớn nhất: -Xác định độ dốc dọc id dựa vào hai điều kiện sau + Điều kiện cơ học + Điều kiện kinh tế 2.2.2.1. Điều kện cơ học : - idmax được xác định từ 2 điều kiện sau: + Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường. + Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường. a.Phương trình cân bằng sức kéo: idmax = D - f (2.1). Trong đó: + D: nhân tố động lực của mỗi loại xe, tra ở hình 2-5a và 2-5b trang 29 của tài liệu [3]. + f: Hệ số sức cản lăn được chọn tùy theo từng loại mặt đường sẽ được thiết kế, căn cứ vào tốc độ thiết kế đã được chọn ở trên ta có: f = f0 [1+0,01(V-50)]. Tra bảng 2 của tài liệu [2] ứng với loại mặt đường nhựa ta có fo = 0,02. Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng sau: Bảng 2.1: Loại xe  Thành phần (%)  V (km/h)  D  f  idmax   Maz-500 (Xe tải nặng)  18  60  0,035  0,022  0,013   Zin -150 (Xe tải trung)  51  60  0,040  0,022  0,018   (az-51 (Xe tải nhẹ)  24  60  0,036  0,022  0,014   MOSCOVIT (Xe con)  7  60  0,08  0,022  0,058   Từ điều kiện này ta chọn độ dốc dọc lớn nhất idmax ứng với loại xe Zin 150 là xe chiếm đại đa số trong thành phần dòng xe (51%). ( idmax= 0,018 = 1,8% (a). b.Phương trình cân bằng sức bám: i'dmax = D' - f (2.2).
(2.3). Trong đó: + D': Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ô tô. + f= 0,022. + (1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tùy theo trạng thái của mặt đường, lấy ở điều kiện bất lợi nhất tức mặt đường ướt và bẩn (1= 0,3. + Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (kg). - Xe tải nặng: Gk = G. - Xe tải trung: Gk = 0,65 G. - Xe tải nhẹ: Gk = 0,6 G. - Xe con: Gk = 0,5 G. + G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kg).Tham khảo trang 6 tài liệu [4] - Xe tải nặng: G = 14820(kg). - Xe tải trung: G = 9540(kg). - Xe tải nhẹ: G = 7400(kg). - Xe con: G = 2000(kg). + P(: Sức cản của không khí (kG).
(2.4). Trong đó: + K: Hệ số sức cản không khí (kG.s2/m4). + F: Diện tích chắn gió của ô tô (m2). + V: Tốc độ thiết kế V = Vtt = 60 km/h. K và F được tra theo bảng 1 của [2], kết quả tính thể hiện ở bảng sau: Bảng 2.2: Loai xe  K(kGs2/m4)  F (m2)  V (km/h)  P( (kG)   Xe tải nặng  0,07  6  60  116,30   Xe tải trung  0,06  4,5  60  74,77   Xe tái nhẹ  0,05  3  60  41,54   Xe con  0,03  2  60  16,61   Kết quả tính toán được ghi ở bảng sau: Bảng 2.3: Loại xe  (1  Gk(kg)  G(kg)  P( (kG)  D'  i’dmax   Xe tải nặng  0,3  14820  14820  116,31  0,292  0,270   Xe tải trung  0,3  6201  9540  74,77  0,186  0,164   Xe tải nhẹ  0,3  4440  7400  41,54  0,172  0,150   Xe con  0,3  1000  2000  16,61  0,142  0,120   Từ điều kiện này ta chọn i’dmax = 16,4%. (b) Từ (a) và (b) kết hợp với Bảng 15 của tài liệu [1] có idmax = 6% (với địa hình đồng bằng và đồi). Ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là: idmax = 1,8%. Đây là độ dốc hạn chế mà xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe chạy đúng với tốc độ thiết kế, trong quá trình thiết kế trắc dọc ta nên cố gắng giảm độ dốc thiết kế để tăng khả năng vận doanh khai thác. Từ độ dốc đã chọn idmax= 18(‰), tra lại biểu đồ nhân tố động lực ta có Vhc đối với từng loại xe như sau: Bảng 2.4: Loại xe  Maz -500  Zin –150  (az-51  MOTSCOVIT   Vận tốc V(km/h)  50  60  62  100   2.2.2.2. Điều kiện kinh tế: - Khi lưu lượng xe chạy lớn nếu ta bảo đảm độ dọc theo quy phạm thi lượng tiêu hao nhiên liệu lớn, độ an toàn kém, ùn tắc giao thông. Độ dốc dọc có ảnh hưởng rất nhiều đến giá thành xây dựng, chủ yếu là qua khối lượng đào đắp. Độ dốc dọc được áp dụng càng lớn thì chiều dài tuyến đường trên vùng đồi núi càng ngắn, khối lượng đào đắp càng nhỏ dẫn đến giá thành đầu tư xây dựng cang thấp. Ngược lại, khi độ dốc dọc càng lớn thi xe chạy càng lâu, tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mòn xăng lốp càng nhiều, tức là giá thành vận tải cao. Hình 2.1: Sơ đồ nguyên tắc xác định độ dốc dọc có lợi Như vậy để xác định độ dốc dọc kinh tế người ta dựa vào độ thị trên. Độ dốc dọc kinh tế là độ dốc dọc thoã mãn tổng chi phí xây dựng khai thác nhỏ nhất. Ptđ=(Cxd+Ckt)tđ Trong đó : + Cxd: Chi phí xây dựng. + Ckt : Chi phí khai thác . Tại nơi có Ptđmin → độ dốc dọc kinh tế ikt 2.2.3. Tầm nhìn trên bình đồ: Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường, người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn thấy đường trên một chiều dài nhất định về phía trước để người lái xe kịp thời xử lý hoặc hãm dừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) hay là tránh được nó. Chiều dài này được gọi là tầm nhìn. 2.2.3.1. Tầm nhìn một chiều: Chướng ngại vật trong sơ đồ này là một vật cố định nằm trên làn xe chạy: Đá đổ, đất trượt, hố sụt, cây đổ, hàng hoá của xe trước rơi... Xe đang chạy với tốc độ V có thể dừng lại an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn SI bao gồm một đoạn phản ứng tâm lí lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn l0. vì vậy tầm nhìn này có tên gọi là tầm nhìn một chiều.
. (2.5). Trong đó: + lpư: Chiều dài xe chạy được trong thời gian phản ứng tâm lý.
(m). + Sh: Chiều dài hãm xe.
(2.6). + k: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải k =1,4; đối với xe con k=1,2. + V: Tốc độ xe chạy tính toán, V= 60 km/h. + l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0= 7 m. + i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0. + (1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường trơn, sạch, (1 = 0,5. Vậy:
(m) (tính cho trường hợp xe tải) Theo Bảng 10 tài liệu [1] với V= 60 km/h thì S1 = 75 m. Vậy ta chọn S1 = 75 m. 2.2.3.2. Tầm nhìn hai chiều: Có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe, chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lí của 2 lái xe, tiếp theo là hai đoạn hãm xe và đoạn an toàn giữa hai xe. Như vậy chiều dài tầm nhìn hai chiều bằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII được tính là:
(2.7). Trong đó: + Ta lấy lpư1= lpư2 + Các thông số khác lấy giống 2.5 Vậy :
Theo tài liệu Bảng 10 tài liệu [1] với V= 60km/h thì S2= 150m. Vậy ta chọn S2= 150m. 2.2.3.3. Tầm nhìn vượt xe: Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn Sh1-Sh2, khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều để vượt. Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn: - Giai đọan 1: Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2. - Giai đoạn 2: Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3 trên làn trái chiều chạy tới. Ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là xe trái chiều (xe 3) cũng chạy cùng vận tốc với xe vượt.
(2.8). Công thức trên còn có thể viết đơn giản hơn, nếu như người ta dùng thời gian vượt xe thống kê được trên đường. Trị số này trong trường hợp bình thường, khoảng 10s và trong trường hợp cưỡng bức, khi đông xe... khoảng 7s. Lúc đó tầm nhìn vượt xe có thể có 2 trường hợp: - Bình thường: S4 = 6V. - Cưỡng bức: S4 = 4V. Chọn: S4 = 6V = 6 x 60 = 360m. Theo Bảng 10 tài liệu [1] với V= 60km/h thì S4= 350m, vậy chọn S4= 360m. 2.2.4. Bán kính đường cong nằm: Rscmin , Roscmin. Khi xe chạy trong đường cong, xe chịu tác dụng của lực li tâm C và trọng lượng bản thân xe G. Khi dốc ngang mặt đường hướng ra phía ngoài đường cong (cấu tạo bình thường) thành phần trọng lượng này cùng chiều với lự li tâm. Khi dốc ngang được làm thành dốc hướng tâm (cấu tạo này được gọi là siêu cao) thì thành phần trọng lực sẽ làm giảm tác dụng xấu của lực li tâm. Trong đó: + Y: Lực ngang + C: Lực li tâm + G: Trọng lực +  Góc mặt đường hợp với đường nằm ngang Thực chất của việc định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị số lực ngang ( và độ dốc ngang một mái isc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận khi vào đường cong nằm có bán kính nhỏ. 2.2.4.1. Khi làm siêu cao:
(m) (2.9) (I.2.15). Trong đó: + V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h. + µ: Hệ số lực ngang tối đa khi làm siêu cao, µ=0,15. + iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 7%. Thay vào I.2.8 ta có.
(m) Theo Bảng 11 của tài liệu [1] với V = 60 km/h thì Rscmin = 125 m, ta chọn Rscmin = 130 m. Hình 2.6. Sơ đồ nâng siêu cao. Quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh điểm B để phần xe chạy có cùng một độ dốc in. Tiếp tục quay phần xe chạy với in quanh điểm B tới lúc in= isc. 2.2.4.2. Khi không làm siêu cao:
(m) (2.10). Trong đó: + V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h. + µ: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, theo Bảng 5 tài liệu [2] µ=0,08. + in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%. Thay vào công thức 2.10 ta có:
(m) Theo Bảng 11 tài liệu [1] với V = 60 km/h, thì Roscmin = 1500 m, ta chọn Roscmin = 1500 m. 2.2.4.3. Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm: Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong bán kính nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế. Theo điều kiện này:
(m). (2.11). Trong đó: + S1: Tầm nhìn một chiều (m), S1 = 75 m. + (: Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô, ( = 20. Thay vào 2.11 ta có:
(m) Biện pháp khắc phục khi R< 1125m. Ta có thể bố trí các gương cầu lồi, biển báo, biển hạn chế tốc độ, hệ thống chiếu sáng, hoặc cấm vượt xe. 2.2.5. Độ dốc siêu cao: Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bán kính đường cong tối thiểu không làm siêu cao. Siêu cao là dốc một mái của phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong. Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xe chạy vào đường cong, nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an toàn và êm thuận. Theo bảng 9 tài liệu [1] quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7%, độ dốc siêu cao nhỏ nhất ta lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%. Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:
(2.12). Ta có bảng quan hệ bán kính đường cong nằm, độ dốc siêu cao, hệ số lực ngang như sau: Bảng 2.5: R(m)  130÷150  150÷175  175÷200  200÷250  250÷300  300÷1500  >1500   (  0,15  0,14  0,13  0,12  0,11  0,1  0,08   isctt (%)  6,8÷3,8  3,8÷2,2  2,2÷1,1  -  -  -  không bố trí siêu cao   iscqp (%)  7  6  5  4  3  2    iscchọn (%)  7  6  5  4  3  2    2.2.6. Vuốt nối siêu cao: Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu các sự thay đổi. - Bán kính từ +( chuyển bằng R. - Gia tốc li tâm từ chỗ bằng không đạt tới giá trị
. Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách. Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hoà về lực li tâm và cảm giác của hành khách, cần làm một đoạn vuốt nối siêu cao. Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai mái sang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định hoặc ngược lại. Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:
(2.13). Trong đó: + B:Bề rộng phần xe chạy(m); B= 7m. + isc:Độ dốc siêu cao (%). + in:Độ dốc nâng siêu cao (%) với đường có Vtt= 60km/h thì in= 1%. Bảng 2.6: Isc(%)  2  3  4  5  6  7   Lttnsc (m)  14  21  28  35  42  49   Lqpnsc (m)  50  50  50  55  60  70   Lchọnnsc  50  50  50  55  60  70   Cách bố trí đoạn vuốt nối siêu cao ở hình.2.5 2.2.7. Độ mở rộng trong đường cong nằm: Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trước luôn hợp với trục xe một góc nên yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạy trên đường thẳng. Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe:
(2.14). Trong đó: + L: Khoảng cách từ badsosc của xe đến trục sau cùng của xe: L = 8(m). + V: Vận tốc xe chạy tính toán, V= 60 km/h. + R: Bán kính đường cong nằm. Ta có bảng quan hệ giữa độ mở rộng và bán kính đường cong nằm như sau: Bảng 2.7: R (m)  50(70  70(100  100(150  150(200  200(250   Ett (m)  1,84  1,47  1,05  0,82  0,63   Eqp (m)  1,5  1,2  0,9  0,7  0,6   Echọn (m)  1,84  1,47  1,05  0,82  0,63   2.2.8. Đường cong chuyển tiếp: Đường cong chuyển tiếp có chức năng tiếp nối từ đường thẳng vào đường cong và ngược lại. Đường cong chuyển tiếp được thiết kế khi tốc độ xe chạy tính toán lớn hơn hoặc bằng 60 (km/h) Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht được tính theo công thức:
(m) ( 2.15 ) Trong đó: Tốc độ tính toán Vtt = 60 km/h. R: Bán kính của đường cong trên bình đồ. Bảng:2.8 Bảng xác định chiều dài Lct :
Theo Bảng 14 tài liệu [1] với Vtt = 60 km/h và R> 200m thì Lct = 50m. 2.2.9. Bán kính đường cong đứng Rlồi min , Rlõm min: Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% ( với đường có Vtt ( 60Km/h) Trong đó ký hiệu độ dốc như sau: Hình .2.8: Các ký hiệu đường cong đứng i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc: - Khi lên dốc lấy dấu (+) - Khi xuống dốc lấy dấu (-). ( = i1-i2 . Giá trị của ( được xác định theo trị tuyệt đối. 2.2.9.1. Bán kính đường cong đứng lồi Rlồimin :