Đồ án Thiết kế đường qua hai điểm A - B thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai

hạn chế .Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ ,mà những tuyến đường này không thể đáp ứng nhu cầu vận chuyển lớn hiện nay . Chính vì vậy ,trong giai đoạn phát triển hiện nay –ở thời kỳ đổi mới ,dưới chính sách quản lý kinh tế đúng đắn của Đảng và Nhà nước đã thu hút được sự đầu tư mạnh mẽ từ nước ngoài .Nên việc cải tạo ,nâng cấp ,mở rộng các tuyến đường sẳn có và xây dựng mới các tuyến đường ô tô ngày càng trở nên bức thiết để làm tiền đề cho sự phát triển kinh tế ,văn hoá ,giáo dục và quốc phòng ,đẩy nhanh quá trình công nghiệp hoá –hiện đại hoá đất nước . Tuyến đường thiết kế từ A đến B thuộc địa bàn tỉnh ĐỒNG NAI .Đây là tuyến đường làm mới có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung .Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế ,chính trị của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế văn hoá toàn tỉnh .Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính yếu là vận chuyển hàng hoá ,phục vụ đi lại của người dân ,mà còn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu lân cận tuyến. II.Tình hình chung của tuyến đường : 1.Tình hình dân sinh kinh tế : Nơi đây là địa hình miền núi trung du có nhiều đồi cao ,thung lũng và những dãy núi dài ,dân cư thưa thớt .Gần đây ,nhân dân các tỉnh khác tới đây khai hoang lập nghiệp ,họ sống rải rác trên các sườn núi .Nghề nghiệp chính của họ là làm rẫy và chăn nuôi ,các cây trồng chính ở đây chủ yếu là cao su ,cà phê..Việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho việc vận chuyển hàng hoá dể dàng hơn .Giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng kể . 2.Tình hình chính trị văn hoá: Ở đây có nhiều dân tộc sinh sống ,phần lớn là dân tộc ít người cho nên nền văn hoá ở đây rất đa dạng ,mức sống và dân trí vùng này tương đối thấp .Tuy nhiên ,nhân dân ở đây luôn tin tưởng vào đường lối lãnh đạo của Đảng và Nhà nước. Trong vùng này chỉ có một vài trường tiểu học còn các trường cấp II,III ở rất xa ,việc đi lại của các em thật sự khó khăn nhất là vào mùa mưa .Việc chuyên chở nông sản và hàng hoá ở đây tương đối bất lợi ,chủ yếu là dùng sức kéo của gia súc. Đời sống văn hoá ,sinh hoạt ,giải trí ở đây chưa cao chủ yếu bằng thiết bị truyền thông :Radio,truyền hình .thỉnh thoảng có giao lưu văn nghệ giữa các địa phương với nhau . 3.Đặc điểm địa hình địa mạo : Tuyến đường A-B chạy theo Tây Bắc –Đông Nam.Điểm bắt đầu có cao độ là 306.67mvàđiểm kết thúc có cao độ 312.08m .Độ chênh cao trên toàn tuyến khoảng 5.4m.Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến là 73000m. Địa hình ở đây rất hiểm trở có những chổ núi dựng đứng và có những chổ núi thoải .Do đó lượng mưa nhanh chống tập trung về những chổ thấp và tạo thành những con suối ,con sông nhỏ tạo nên những chổ đất đai màu mỡ .Với địa hình như thế nên tuyến đường sẽ đi vòng hoặc men theo sườn dốc ,vượt qua khe núi.Nói chung ,khi thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong ,thỉnh thoảng có những đoạn có độ dốc lớn. Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc ,có những chổ tuyến đi qua vườn cây ,ao hồ. 4.Đặc điểm địa chất : Địa chất vùng này tương đối ổn định ,dưới lớp hữu cơ dày khoảng 8¸15cm là nền đất á cát và á sét lẩn sỏi sạn tương đối dày và dưới nữa là đá gốc .Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường .Ở trên đoạn tuyến có một vài mỏ sỏi đỏ và mỏ đá có thể khai thác tại chổ để làm kết cấu áo đường và các công trình trên đường nhằm giảm giá thành xây dựng .Có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đắp rất tốt . 5.Đặc điểm địa chất thủy văn: Tuyến đường đi qua nhiều suối cạn ,về mùa khô thì tương đối ít nước nhưng về mùa mưa thì lượng nước khá lớn .Các suối cạn ở đây khúc khửu và chiều dài không lớn lắm .Nhưng ta phải đặt cống ở đây để thoát nước qua đường tránh để nước ứ đọng hai bên đường gây hư hỏng và biến dạng nền ,mặt đường . 6.Đặc điểm khí hậu thủy văn: Khu vực tuyến G-H nằm sâu trong nội địa ,đi qua vùng đồi nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa :ở chủ yếu có hai mùa mưa và nắng . Mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4,mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.Do có hai mùa mưa nắng cho nên khí hậu ở đây có những đặc điểm chính như sau: Vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên ,lượng mưa ngày trung bình tăng,nhiệt độ giảm và độ ẩm tăng. Vào mùa nắng số ngày mưa rất hiếm ,nhiệt độ tăng ,độ ẩm giảm. Theo số liệu nhiều năm quan trắc ta có bảng và đồ thị của các yếu tố khí hậu thủy văn của tuyến như sau (chương sau). CHƯƠNGII ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC I.Đặc điểm về khí hậu thủy văn: Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm qua ,có thể lập các bảng và các đồ thị của các yếu tố khí tượng thủy văn của các khu vực mà tuyến đi qua như sau : 1.Bảng Thống Kê Về Độ Ẩm–Nhiệt Độ –Lượng Bốc Hơi-Lượng Mưa Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhiệt độ 14.5 16.5 20 23 24.8 25 24.5 24.2 24 23 18 15.4 Độ ẩm 78 72 76 78 80 86 85.5 86.5 85 85 80 76 Lượng bốc hơi 40 46 50 130 170 190 210 200 100 70 60 40 Lượng mưa 22 25 38 110 160 255 262 257 170 48 35 26 Số ngày mưa 4 5 7 8 9 14 15 14 13 11 8 4 2.Bảng Thống Kê Về Hướng Gió –Ngày Gió –Tần Suất : Hướng gió B BĐB ĐB ĐĐB Đ ĐĐN ĐN NĐN N Số ngày gió 18 13 41 24 15 16 24 34 24 Tần suất 4.9 3.6 11.2 8.5 4.1 4.4 6.6 9.3 6.6 Hướng gió NTN TN TTN T TTB TB BTB Lặng Tổng Số ngày gió 32 32 50 18 13 14 27 0 365 Tần suất 8.8 8.8 13.7 4.9 3.6 3.8 7.4 0 100 Các số liệu này được biểu diển bằng các biểu đồ sau: 3.6 4.4 11.3 3.1 3.8 4.7 3.6 13.6 9.2 10.4 6.5 4.1 4.2 6.1 4.9 6.5 B N Đ T BIỂU ĐỒ HOA GIÓ II.Tình hình địa chất: 1.Địa chất công trình : Tuyến đi qua vùng địa chất tương đối ổn định,dưới lớp đất hữu cơ dày 8¸15cm là lớp á cát dày từ 2¸6m,bên dưới là nền đá gốc có cường độ cao ,không bị bào mòn và xâm thực .Ở một vài nơi có thể khai thác đá phục vụ cho việc xây dựng nền và mặt đường .Vùng này không có hiện tượng đá lăn hay trượt ,không có hang động các tơ và không có hiện tượng sụt lỡ . 2.Vật liệu xây dựng : Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng .Để làm giảm giá thành ,khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác ,vận dụng tối đa các loại vật liệu địa phương sẳn có như :cát ,đá ,cấp phối cuội sỏi . Để xây dựng nền đường ta có thể điều phối đào –đắp đất trên tuyến sau khi tiến hành dọn lớp đất hữu cơ.Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như :tre ,nứa ,lá lợp nhà ..vv. III.Mục tiêu của dự án: Việc xây dựng tuyến phục vụ nhu cầu đi lại ,vận chuyển hàng hoá ,phát triển kinh tế ,văn hoá và giáo dục của khu vực .Đồng thời tuyến còn liên kết vào mạng lưới giao thông quốc gia .Vì vậy mục tiêu của dự án là nghiên cứu các khả năng xây dựng tuyến một cách hợp lý xét trên góc độ kinh tế –kỹ thuật. CHƯƠNGIII CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ QUY MÔ CỦA TUYẾN I.Các tiêu chuẩn dùng trong tính toán : Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-98. Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-93. Quy trình thiết kế cầu cống QP 1979. II.Cấp hạng kỹ thuật và cấp quản lý của đường : 1.Xác định cấp hạng kỹ thuật: Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu ban đầu gồm : Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25000. Lưu lượng xe chạy :1315 xe/ngày đêm. Thành phần xe chạy : Xe con tải trọng trục đơn 1.5T : 18% Xe tải trọng trục 6-8T : 65% Xe tải trọng trục 10T: 17%. Cấp hạng kỹ thuật của đường được chọn căn cứ vào các yếu tố sau: Vận tốc xe chạy thiết kế . Lưu lượng xe chạy . Địa hình khu vực tuyến đường đi qua . Ý nghĩa của con đường về kinh tế ,chính trị ,văn hoá . Khả năng kiến thiết trong những điều kiện nhất định . Quy đổi lưu lượng xe con theo công thức : Ntbnăm= Ntk * SPi*ai(sxqđ/nđ). Trong đó : Ntbnăm :Lưu lượng xe thiết kế qui đổi bình quân ngày đêm ở cuối thời kỳ khai thác . Ntk: Lưu lượng xe chạy bình quân ngày đêm đêm ở cuối thời kỳ khai thác. PI: % số lượng từng loại xe khác nhau . aI : Hệ số qui đổi về xe con của từng loại xe khác nhau . Bảng Kết Quả Qui Đổi Các Loại Xe Về Xe Con Loại xe Tỉ lệ(%) Số lượng aI Niquiđổi Xe trục 1.5T 18 237 2 474 Xe trục 6-8T 65 854 2.5 2135 Xe trục 10T 17 224 3 672 Tổng 3281xeqđ/ng.đêm Dựa vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-98: + Đường có cấp hạng kỹ thuật : cấp 80. +Vận tốc thiết kế : 80 Km/h. 2.Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đường : Giữa hai điểm G-H có nhiều phương án vạch tuyến .Các yếu tố kỹ thuật dùng làm cơ sở để so sánh chọn ra một phương án tốt nhất .Tuyến đường sẽ là tốt nhất nếu như giá thành ít nhất mà vẩn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật .Khi xác định các yếu tố kỹ thuật ta căn cứ vào thành phần xe chạy và cấp hạng của đường . a) Các yếu tố của mặt cắt ngang đường : Trên cơ sở khả năng phục vụ của tuyến đường và điều kiện địa hình ta sơ bộ chọn mặt cắt ngang có dạng: Với in,ilgc và ikgc :Độ dốc ngang của mặt ,lề gia cố và lề không gia cố . Bề rộng mặt đường (Bn) Lề đường(Bl) Phần xe chạy (B) Lề đường(Bl) ikgc ilgc in in ilgc ikgc Bl: Chiều rộng của lề đường . B : Chiều rộng của phần xe chạy . Bn : Chiều rộng của nền đường . b) Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết : Khả năng thông xe: Khả năng thông xe của đường là số đơn vị giao thông lớn nhất có thể chạy qua một mặt cắt ngang của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục . Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào khả năng thông xe của một làn xe và số làn xe .Khả năng thông xe của một làn xe lại phụ thuộc vào vận tốc và chế độ chạy xe cho nên muốn xác định khả năng thông xe của một tuyến đường thì phải xác định khả năng thông xe của một làn xe . Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ đồ giả thiết các xe chạy phải xét đến vấn đề an toàn là các xe chạy nối đuôi nhau cùng tốc độ và xe này cách xe kia một khoảng không đổi đủ để khi xe trước dừng lại thì xe sau có thể hảm lại và đổ sau xe trước . Khoảng cách tối thiểu giữa hai ô tô khi xe chạy trên đường bằng khi hảm tất cả các bánh xe như sau: Lo =lo+v*t+Sh+lk Trong đó : lo:Chiều dài xe lấy bằng 8m. lk : Cự ly an toàn lấy bằng 5m. v : Vận tốc xe chạy . t : Thời gian phản ứng của người lái xe lấy bằng 1s. Sh :Cự ly hảm. k:Hệ số sử dụng phanh (k=1.4). j:Hệ số bám dọc (j=0.3),xét cho trường hợp bất lợi . g:Gia tốc trọng trường . Khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe : Khi vận tốc tính bằng km/h thì khả năng thông xe tính theo công thức sau : Tính cho xe có tỉ lệ lớn với vận tốc 80 km/h. Þ N= 185(xe/h) Ta có lưu lượng xe thiết kế ở giờ cao điểm Ncđgiờ=(0.10¸0.12) Ntbnăm Ncđgiờ= 0.12* Ntbnăm= 0.12*3281=394 (xe/h) Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ khoảng 0.3¸0.5 trị số khả năng thông xe lý thuyết .Vậy khả năng thông xe thực tế là: Ntt =0.3*N=0.3*185= 55.5xe/giờ Số làn xe cần thiết : Theo TCVN 4054-98 số làn xe trên một mặt cắt ngang tính theo công thức : Với Z :Hệ số sử dụng năng lực thông hành . Theo qui phạm TCVN 4054-98 ta chọn được Z=0.55 Nlth :Năng lực thông hành tối đa Cũng theo qui trình trên ta chọn được Nlth=1000xcqđ/h Vậy số làn xe yêu cầu là : Trên cơ sở qui trình TCVN 4054-98 :Phần xe chạy gồm một số nguyên làn xe ,con số này nên chẳn ,vì vậy ta chọn nlx= 2làn Bề rộng phần xe chạy : Kích thước xe chạy càng lớn thì bề rộng của một làn xe càng lớn .Xe có kích thước lớn thì vận tốc nhỏ và ngược lại .Vì vậy khi tính bề rộng của một làn xe ta phải tính cho trường hợp xe con và xe tải nặng (trục 10T). Công thức xác định bề rộng mặt đường : Trong đó : a,c:lần lượt là thùng xe và khoảng cách giữa tim hai dãy bánh xe. x :là khoảng cách giữa hai thùng xe ngược chiều . y: là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy . x=y=0.5 +0.005v Xe con : Với v=100 km/h ; x1 = y1 =0.5 +0.005*100 =1m a1= 1.8m ; c1=1.305m Ta có : Xe tải : Với v=60 km/h ; x2=y2=0.5+0.005*60=0.81m a2=2.65m ;c2=1.79m Ta có : Þ Bmđ=B1+B2=3.55+3.82=7.37m Theo TCVN 4054-98 đường cấp kỹ thuật 80 : Bmđ =7m Vậy ta chọn Bmđ =7m để thiết kế vì đối với đường miền núi ta có thể mở rộng ,nâng cấp trong giai đoạn khai thác sau này . Đối với những đoạn cong ,phải mở rộng mặt đường với độ mỡ rộng : D = 2*ew Với : Trong đó L=8m là chiều dài ô tô trục 10T(maz 500) từ đầu xe đến trục bánh sau. Theo TCVN 4054-98 :D =0.6m Þ Nên ta chọn D =0.6m. Bề rộng nền đường : Đối với đường cấp 60,qui phạm qui định bề rộng lề đường là 2.5m. Trong đó ,phần lề đường có gia cố là 2m ,phần lề đất là0.5m. Vậy bề rộng mặt đường là : + Trên đoạn thẳng : B= Bmđ+Blề=7+2*3=13m + Trên đoạn cong : B= Bmđ+Blề+D=7+2*3+0.76=13.76m. Tuy nhiên theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô nếu sau khi mở rộng mặt đường sang phần lề đường mà Blề còn lại không nhỏ hơn 1.5m thì ta không mở rộng nền đường khi đi vào đường cong .Trong thiết kế tuyến đường này D =1m thì Blề=1.5m. Do đó ,ta không phải mở rộng nền đường. Các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ : Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thành vận doanh, mức độ an toàn xe chạy.Việc xác định độ dóc dọc của đường cần phải thoả mãn các yếu tố: Sức kéo của ôtô phải lớn hơn các lực cản của đường Sức kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám của bánh xe chủ động để xe chạy trên đường không bị trược. Xác định độ dốc dọc lớn nhất : Theo điều kiện sức kéo : Trong đó :Dmax :là hệ số động lực cho xe MAZ500. f :là hệ số ma sát của mặt đường . Lấy : f=fo khi v<=60km/h f=fo[1+4.5*10-5*v2] khi v=80km/h tacó f=0.018¸0.022 vậy chọn f=0.02 Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực của xe MAZ500 Theo điều kiện sức bám : Trong đó : f=0.02 là hệ số ma sát của mặt đường . Với: G, : trọng lượng xe chất đầy hàng trọng lượng bám jd:là hệ số bám dọc . jd= 0. 3 (mặt đường có bùn ) G:là trọng lượng của trục xe chủ động . Pw: Sức cản của không khí . K:hệ số sức cản không khí ,k=0.07 F:diện tích cản không khí F=0.775*B*H=0.775*2.65*2.43 Þ Ta có: Vậy: Chọn Chọn độ dốc tính toán tối đa imax= 6.5% Trên cơ sở qui trình TCVN 4054-98 : imax= 6% vậy ta chọn theo qui trình để thiết kế với imax= 6%. Xác định tầm nhìn xe chạy : Tầm nhìn trước chướng ngại vật (cố định ): Trong đó : lo: chiều dài an toàn . lo= 5¸10m chọn lo= 5m K=1.4 :hệ số xét đến hiệu quả của bộ phận hảm phanh . j :là hệ số bám ,giả sử đường BTN trong điều kiện sử dụng bình thường ,lấy j=0.5 i=0 Vtk =80km/h Vậy: Theo TCVN 4054-98 ,S=100m Vậy ta chọn S=100m để thiết kế. Tầm nhìn thấy xe ngược chiều : Theo TCVN 4054-98, S=200m Vậy ta chọn Sđ=200m để thiết kế. Xác định tầm nhìn trên đường cong bình đồ: Khi xe vào đường cong tầm nhìn của người lái xe bị hạn chế ,không đảm bảo an toàn .Tầm nhìn khi vào đường cong chỉ được đảm bảo nếu người lái xe với độ cao của tầm mắt cách mép mặt đường 1.5m (vị trí của ô tô làn ngoài cùng phía phải) ở độ cao 1.2m so với mặt đường . Gọi Zo:Khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật . Z: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến giới hạn cần phá bỏ chướng ngại vật. Ta có sơ đồ sau: Nếu Z < Zo :Tầm nhìn được đảm bảo. Nếu Z > Zo : Tầm nhìn không được đảm bảo đòi hỏi phải dọn chướng ngại vật . Ta có thể tính trị số Z theo công thức gần đúng như sau: R:Bán kính đường cong . S:Chiều dài tầm nhìn . Theo đề nghị thiết kế trên:Khi đoạn cong bất lợi nhất trên tuyến ta có R=1000m;S=200m. Ta tính được phạm vi giải toả : Z = 1000(1-Cos11.5/2) = 5.03m c)Xác định các bán kính đường cong nằm : Bán kính nhỏ nhất ứng với siêu cao (6%): Từ công thức : Trong trường hợp khó khăn lấy m=0.15 là hệ số lực ngang và inimaxsc=6%. Vậy ta có : Theo TCVN 4054-98 Vậy ta chọn: Bán kính nhỏ nhất không cần siêu cao: Đối với mặt đường bê tông nhựa in=2% Chọn in=2.0% m=0.15 vtk=80km/h Theo công thức ta có : Theo TCVN 4054-98: Vậy ta chọn : Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm: S:tầm nhìn: l:góc mở chiếu sáng của đèn pha (góc tiếp tuyến )ô tô: l=2o b:góc ở tâm của đường cong: b=2l=4o lấy p=3.0 Þ Û d)Xác định chiều dài tối thiểu đoạn chêm: Đủ để bố trí siêu cao: Giả sử bề rộng mặt đường : Bmđ =7m Trong đó : isc=6% là độ dốc siêu cao lớn nhất theo TCVN 4054-98 ip=0.5% là độ dốc phụ lớn nhất đối với đường có Vtk³80 km/h D:là độ mở rộng mặt đường khi đi vào đường cong =0.6m Xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp ứng với bán kính nhỏ nhất. Trong đó: V=Vtk=80 km/h Theo TCVN 4054-98 đoạn chêm ³ 2V=2*80=160m Vậy ta chọn:Lchêm=160m nếu hai đường cong cùng chiều. Lchêm=200m nếu hai đường cong ngược chiều. e)Xác định bán kính đường cong đứng: Bán kính nhỏ nhất đường cong đứng lồi: Đường có xe chạy ngược chiều : Trong đó:S=200m chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật. h=1.2m chiều cao. Theo TCVN 4054-98 : Vậy ta chọn: Bán kính đường cong đứng lõm : Theo điều kiện bảo đảm không gây khó chịu với hành khách và vượt tải chịu được của lò xo ô tô bởi lực ly tâm: [a]=0.5¸0.7 : độ tăng gia tốc ly tâm(m/s2). Chọn [a]=0.6 V=Vtk=80km/h. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm: Trong đó :hđ =0.5m là chiều cao của tâm đèn ô tô. S=200m chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật . Theo TCVN 4054-98 : Vậy ta chọn: BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT STT Tên các chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Theo TT Theo TCTK Giá trị TK 1 Vận tốc thiết kế Km/h 80 80 80 2 Độ dốc dọc lớn nhất % 6.5 6 6 3 Bán kính đường cong bằng Rosc Rsc Bảo đảm tầm nhìn m 403 240 1500 >1000 250 >1000 250 4 Tầm nhìn Trước chướng ngại vật Thấy xe ngược chiều m 97.8 190.6 100 200 100 200 5 Chiều dài đoạn chêm Đủ bố trí siêu cao Đủ bố trí chuyển tiếp m 91.2 87.2 160 200 160 200 6 Bán kính nhỏ nhất của đường cong lồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn m 4167 4000 4167 7 Bán kính nhỏ nhất của đường cong lõm Không gãy nhíp xe Bảo đảm tầm nhìn ban đêm M 984.6 1253 2000 2000 8 Số làn xe Làn 1 2 2 9 Bề rộng của một làn xe M 3.9 3.5 3.5 10 Bề rộng mặt đường Đoạn thẳng Đoạn cong M 3.82 8.37 7 7.9 7 8 11 Bề rộng nền đường Đoạn thẳng Đoạn cong M 13 13.7 13 13 13 13 12 Chiều rộng lề đường M 2´3 3 13 Độ mở rộng trên đường cong M 0.74 0.6 0.6 14 Độ dốc ngang mặt đường % 2¸2.5 2.5 15 Độ dốc ngang lề đường Phần có gia cố (rộng 2*2m) Phần không gia cố (rộng 2*0.5m) % 2¸2.5 6 2.5 6 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ I.Những căn cứ để xác định bình đồ : Để vạch được tuyến trên bình đồ ,dựa vào các căn cứ sau: Tình hình về địa hình ,địa mạo ,địa chất ,thuỷ văn của khu vực tuyến . Bản đồ địa hình vùng núi tỉ lệ 1:25000 có các đường đồng mức cách nhau 10m. Cấp hạng kỹû thuật của đường Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua. II. xác định các điểm khống chế của tuyến: Các điểm khống chếá là các điểm ở đó cao độ mép nềân đường đã được xác định như: Nơi giao nhau cùng mức với đường sắt. Đường ô tô có cấp cao hơn. Các điểm đầu và cuối tuyến nối với đường hiện có. Những chỗ giao nhau với dòng nước lớn. Các điểm cơ sở đó thường là các điểm vượt suối, vượt đèo Từ bản đồ địa hình xác định được điểm đầu tuyến A có cao độ là 306.67m, điểm cuối tuyến B có cao độ là 312.68m. hai điểm này cách nhau đường chim bay là3425m và chênh cao giữa điểm thấp nhất và cao nhất là 35.62m. Điểm vượt suối nằm trên đoạn tuyến nên vuông góc với dòng chảy, địa chất hai bên bờ ổn định để tránh bị xói vở. Dựa vào những điểm khống chế đã xác định được ta bắt đầu tiến hành vạch tuyến trên bình đồ. III.Nguyên tắc và cách vạch tuyến trên bình đồ: 1.các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ: Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau: Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận. Đảm bảo giá thành và xây dựng tuyến là rẻ nhất và không cần phải sử dụng các biện pháp thi công phức tạp. Thuận tiện cho việc duy tu, bảo dưỡng trong quá trình khai thác. 2.Cách vạch tuyến trên bình đồ: Dựa vào các căn cứ, các điểm không chế và các nguyên tắc trên. Ta đi compa đi độ dốc đều 6% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này điều chỉnh vị trí các đỉnh). Các đường đồng mức cách nhau 10m, do vậy khẩu độ compa là mm.Sau đó ta xê dịch các đỉnh sao cho giảm bớt được điểm gãy mà vẫn đảm bảo độ dốc dọc không quá 6%. Bằng cách này ta vạch được một số phương án tuyến bằng mắt nhưng sau khi cân nhắc ta chọn chỉ duy nhất một phương án tuyến như trên bình đồ. Tuyến này chủ yếu men theo các sườn dốc nên độ dốc không lớn lắm ,chỉ vượt qua một số các suối cạn. Một số đoạn tuyến phải đi qua ruộng lúa và vườn trái cây. Toàn tuyến có chiều dài:gồm đỉnh bán kínhlớn nhất là 1100m.Bán kính nhỏ nhất là 300m.Trêntuyến phải làm một số cống địa hình và một cầu nhỏ. IV.Thiết kế bình đồ: Tuyến A – B xây dựng trong địa hình miền núi. Chính vì vậy nên tuyến phải đổi hướng nhiều lần để giảm tối thiểu khối lượng đào đắp,nhưng sự đổi hướng nhiều lần lại làm tăng mức độ quanh co của tuyến nên chọn và bố trí các đường cong có bán kính cong phù hợp nhưng phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật . Tuân thủ những phương châm trên tôi đề nghị bố trí tuyến có các yếu tố kỹ thuật sau: Các điểm chủ yếu của đường cong tròn: Điểm tiếp đầu :TĐ Điểm giữa :P Điểm cuối :TC Góc chuyển hướng :a Bán kính đường cong :R T P p TĐ O R TC a Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn quan hệ theo các công thức : Bảng Tổng Hợp Các Yếu Tố Đường Cong Phương Aùn 1 Đỉnh Góc Ngoặt a(o) Bán kính R(m) P(m) T(m) K(m) Trái Phải A Đ1 40 600 38.51 218.38 418.88 Đ2 21 500 8.52 92.67 183.26 Đ3 22 500 9.36 97.19 191.99 Đ4 44 500 39.27 202.01 383.97 Đ5 34 300 13.71 91.72 178.02 Đ6 42 400 28.46 153.55 293.22 Đ7 62 300 49.99 180.26 324.63 B Bảng Tổng Hợp Các Yếu Tố Đường Cong Phương Aùn 2 Đỉnh Góc Ngoặt a(o) Bán kính R(m) P(m) T(m) K(m) Trái Phải A Đ1 58 500 71.68 277.15 506.15 Đ2 17 1100 12.22 164.4 326.38 Đ3 42 400 28.46 153.55 293.22 Đ4 40 400 25.67 145.59 297.25 Đ5 56 400 53.03 212.68 390.95 Đ6 40 400 25.67 145.59 297.25 Đ7 45 400 32.96 165.69 314.16 B Cách xác định đường cong trên bình đồ: Xác định góc ngoặt a trong bình đồ bằng thước đo độ. Chọn bán kính cong R. Tính các yếu tố cơ bản của đường cong. Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn có chiều dài bằng T xác định được TĐ,TC của đường cong. Xác định đường phân giác góc bù với góc chuyển hướng TĐ.Đ.TC. Theo hướng từ đỉnh tới tâm đường cong đo một đoạn bằng P.Điểm P chính là giao điểm của cung tròn với đường phân giác . Cách xác định đường cong tròn trên thực địa: Dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặt. Quay máy ngắm lại đỉnh sau và trên hướng ngắm dùng thước thép đo một đoạn có chiều dài bằng T xác định được TĐ,tương tự ta xác định được TC. Máy đang ngắm từ tiếp đầu TĐ hay tiếp cuối TC ta quay một góc (180 - a)/2 theo chiều vào trọng tâm đường tròn ,kéo thước theo hướng ngắm một đoạn P ta xác định được P. Các điểm chi tiết trên đường cong có thể xác định bằng phương pháp toạ độ cực hoặc phương pháp dây cung kéo dài . Các cọc trên tuyến trong bước lập báo cáo nghiên cứu khả thi: Cọc Km. Cọc H: cứ 100m cắm một cọc . Cọc địa hình C : tại vị trí địa hình thay đổi . Cọc các yếu tố đường cong: TĐ;TC;P. Khoảng cách giữa các cọc trên đường thẳng xác định bằng thước. Khoảng cách giữa các cọc trên đường cong có góc ngoặt a,bán kính R xác định như sau: R S H b y O Y x X Tại TĐ đặt toạ độ vuông góc có : Trục x là tiếp tuyến của đường cong tại tiếp đầu (TĐ). Trục y là bán kính của đường cong đi qua điểm đó . Nếu cắm cọc cách nhau một khoảng là S thì có quan hệ với góc ở cung là : Có các giá trị x,y dùng thước ta cắm được các điểm trên bình đồ. Cách cắm cọc trong đường cong ngoài thực địa: Đặt máy kinh vĩ tại tiếp đầu TĐ,ngắm theo hướng tuyến đo một đoạn bằng x ta xác định được điểm l. Đặt máy kinh vĩ tại l,ngắm theo hướng tuyến sau đó quay một góc 90o và dùng thước đo một đoạn bằng y theo hướng ngắm (hướng đã quay) ta xác định được điểm H. Cọc Km đã xác định trên bình đồ: Xác định cọc thay TĐ,P,TC của đường cong: BẢNG TÔÛNG HỢP CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 1 Chiều dài Đoạn Thẳng (m) Chiều dài Đoạn Cong (m) Chiều Dài Cộng Dồn (m) Lý Trình Của Điểm TĐ P TC 478.58 478.58 418.76 897.34 Km0+478.58 Km0+687.5 Km1+897.34 143.08 1040.42 181.99 1222.41 Km1+40.42 Km1+129.93 Km1+222.41 116.33 1338.74 191.94 1530.68 Km1+338.74 Km1+435 Km1+530.68 275.46 1806.14 382.71 2188.85 Km1+806.14 Km1+997.5 Km2+188.85 659.34 2848.19 178.75 3026.94 Km2+848.19 Km2+937.5 Km3+26.94 108.41 3135.35 290.77 3426.12 Km3+135.35 Km3+281.25 Km3+426.12 97.5 3523.62 325.53 3849.2 Km3+523.62 Km3+686.25 Km3+849.2 375.8 4225 BẢNG TÔÛNG HỢP CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 2 Chiều dài Đoạn Thẳng (m) Chiều dài Đoạn Cong (m) Chiều Dài Cộng Dồn (m) Lý Trình Của Điểm TĐ P TC 900 900 860 1760 Km1+900 Km1+330 Km1+760 725 2485 712 3197 Km2+485 Km2+841 Km3+197 375 3572 252 3824 Km3+572 Km3+698 Km3+824 350 4174 412 4586 Km4+174 Km4+380 Km4+586 375 4961 474 5435 Km4+961 Km5+198 Km5+435 800 6235 504 6739 Km6+235 Km6+487 Km6+739 1050 7789 Xác định cự ly giữa các cọc: Sau khi có vị trí các cọc Km,TĐ,P,TC,C và cọc H,chúng ta dùng thước đo cự ly giữa các cọc đó trên bản đồ và nhân với M(hệ số tỉ lệ bản đồ )để có được cự ly thực tế tính bằng mét . Trong đó :+ Libđ:cự ly giữa các cọc trên bản đồ(mm). + 1000: hệ số đổi đơn vị (mm) ra (m). Tổng Chiều Dài Của Tuyến phương án 1 Là:4225m TÊN CỌC CỰ LY K/C CỘNG DỒN LÝ TRÌNH CAO ĐỘ GHI CHÚ A 0 KM0+0 306.67 H1 100 100 KM0+100 305.65 H2 100 200 KM0+200 304.44 H3 100 300 KM0+300 301.54 C1 56.25 356.25 KM0+356.25 300 H4 43.75 400 KM0+400 296 C2 68.75 468.75 KM0+468.75 300 TD1 9.83 478.58 KM0+478.58 300.01 H5 21.42 500 KM0+500 303.25 H6 100 600 KM0+600 304.26 G1 87.5 687.5 KM0+687.5 303.26 H7 12.5 700 KM0+700 303.11 H8 100 800 KM0+800 302.1 TC1 97.34 897.34 KM0+897.34 301.01 H9 2.66 900 KM0+900 301.05 KM1 100 1000 KM1 300.26 C3 12.5 1012.5 KM1+12.5 300 TD2 27.92 1040.42 KM1+40.42 296.78 H10 59.58 1100 KM1+100 291.67 C4 12.5 1112.5 KM1+112.5 290 G2 17.43 1129.93 KM1+129.93 287.37 H11 70.07 1200 KM1+200 287.14 TC2 22.41 1222.41 KM1+222.41 298.49 C5 5.09 1227.5 KM1+227.5 290 H12 72.5 1300 KM1+300 296.5 TD3 38.74 1338.74 KM1+338.74 297.39 H13 61.26 1400 KM1+400 298.63 G3 35 1435 KM1+435 298.36 H14 65 1500 KM1+500 297.39 TC3 30.68 1530.68 KM1+530.68 296.08 H15 69.32 1600 KM1+600 293.91 H16 100 1700 KM1+700 292.27 H17 100 1800 KM1+800 293.14 TD4 6.14 1806.14 KM1+806.14 293.09 H18 93.86 1900 KM1+900 294.22 G4 97.5 1997.5 KM1+997.5 296.67 KM2 2.5 2000 KM2 297.22 H19 100 2100 KM2+100 296.96 TC4 88.85 2188.85 KM2+188.85 294.23 H20 11.15 2200 KM2+200 293.81 H21 100 2300 KM2+300 296.11 C6 37.5 2337.5 KM2+337.5 300 H22 62.5 2400 KM2+400 301.8 H23 100 2500 KM2+500 303.3 C7 68.75 2568.75 KM2+568.75 300 H24 31.25 2600 KM2+600 298.64 H25 100 2700 KM2+700 293.05 H26 100 2800 KM2+800 291.86 TD5 48.19 2848.19 KM2+848.19 293.36 H27 51.81 2900 KM2+900 295.75 G5 37.5 2937.5 KM2+937.5 297.5 KM3 62.5 3000 KM3 299 TC5 26.94 3026.94 KM3+26.94 299.41 H28 73.06 3100 KM3+100 298.85 TD6 35.35 3135.35 KM3+135.35 297.13 H29 64.65 3200 KM3+200 292.4 C8 75 3275 KM3+275 290 G6 6.25 3281.25 KM3+281.25 290.2 H30 18.75 3300 KM3+300 290.5 H31 100 3400 KM3+400 298.64 C9 21.25 3421.25 KM3+421.25 300 TC6 6.87 3428.12 KM3+428.12 300.3 H32 71.88 3500 KM3+500 303.85 TD7 23.62 3523.62 KM3+523.62 304.43 C10 74.38 3598 KM3+598 310 H33 2 3600 KM3+600 310.55 G7 86.25 3686.25 KM3+686.25 311.25 H34 13.75 3700 KM3+700 311.82 H35 100 3800 KM3+800 312.31 TC7 49.2 3849.2 KM3+849.2 312.43 H36 50.8 3900 KM3+900 312.3 KM4 100 4000 KM4 313.69 H37 100 4100 KM4+100 315.57 H38 100 4200 KM4+200 312.39 B 25 4225 KM4+225 312.08 Tổng Chiều Dài Của Tuyến phương án 2 Là:3862.5m TENCOC CỰ LY C/K CÔNG DỒN LÝ TRÌNH CAODO GHI CHÚ A 0 KM0 306.67 TD1 11.83 11.83 KM0+11.83 300.8 H1 88.17 100 KM0+100 308.1 H2 100 200 KM0+200 309.8 C1 31.5 231.5 KM0+231.5 310 G1 31 262.5 KM0+262.5 308.33 H3 37.5 300 KM0+300 307.27 H4 100 400 KM0+400 302.93 H5 100 500 KM0+500 303.8 TC1 18.4 518.4 KM0+518.4 303.8 H6 81.6 600 KM0+600 303.64 H7 100 700 KM0+700 303.33 H8 100 800 KM0+800 301.6 C1 33.5 833.5 KM0+833.5 300 H9 66.5 900 KM0+900 298.64 TD2 8.75 908.75 KM0+908.75 298.26 KM1 91.25 1000 KM1 295075 G2 63.75 1063.75 KM1+63.75 292.67 H10 36.25 1100 KM1+100 293.84 H11 100 1200 KM1+200 299.8 TC2 27.22 1227.22 KM1+227.22 298.17 H12 72.78 1300 KM1+300 295.63 TD3 22.83 1322.83 KM1+322.83 295 H13 77.17 1400 KM1+400 293.46 G3 70 1470 KM1+470 292.46 H14 30 1500 KM1+500 291.8 C3 86.25 1586.25 KM1+586.25 290 H15 13.75 1600 KM1+600 286.75 TC3 16.25 1616.25 KM1+616.25 283.25 C4 25 1641.25 KM1+641.25 280 H16 58.75 1700 KM1+700 276.46 C5 62.5 1762.5 KM1+762.5 280 TD4 22.5 1785 KM1+785 283 H17 15 1800 KM1+800 283.89 H18 100 1900 KM1+900 287.62 G4 25 1925 KM1+925 287.37 KM2 75 2000 KM2 285.5 C6 63.75 2063.75 KM2+63.75 280 TC4 1.25 2065 KM2+65 279.53 H19 35 2100 KM2+100 278.6 C7 76.25 2176.25 KM2+176.25 280 H20 23.75 2200 KM2+200 277.5 C8 75 2275 KM2+275 280 H21 25 2300 KM2+300 285.5 TD5=C9 20 2320 KM2+320 290 H22 80 2400 KM2+400 292.6 H23 100 2500 KM2+500 296.67 G5 15 2515 KM2+515 296.67 H24 85 2600 KM2+600 298.92 H25 100 2700 KM2+700 297.37 TC5 12.5 2712.5 KM2+712.5 298.5 H26 87.5 2800 KM2+800 291.14 TD6 60 2860 KM2+860 292.76 H27 40 2900 KM2+900 294.35 G6=KM3 100 3000 KM3 295.1 C10 62.5 3062.5 KM3+62.5 290 H28 37.5 3100 KM3+100 284.74 TC6 37.25 3137.25 KM3+137.25 282.08 C11 19 3156.25 KM3+156.25 280 H29 43.75 3200 KM3+200 284.62 C12 87.5 3287.5 KM3+287.5 280 H30 12.5 3300 KM3+300 283.2 TD7 92 3392 KM3+392 285.72 H31 8 3400 KM3+400 284.67 H32 100 3500 KM3+500 298.15 C13 18.75 3518.75 KM3+518.75 300 G7 30 3548.75 KM3+548.75 302.14 H33 51.25 3600 KM3+600 304.14 C14 50 3650 KM3+650 310 TC7=H34 50 3700 KM3+700 310.67 H35 100 3800 KM3+800 312.33 B 62.5 3862.5 KM3+862.5 312.08 CHƯƠNGV THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG I.Giới Thiệu Chung: Mặt đường là lớp vật liệu trên cùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện bên ngoài như tải trọng trực tiếp của bánh xe truyền xuống,sự thay đổi của nhiệt độ,độ ẩm,mưavv.Mặt đường ảnh hưởng nhiều đến tốc độ xe chạy,an toàn và giá thành vận tải,tiêu hao nhiên liệu .Vì vậy việc chọn kết cấu áo đường phù hợp với yêu cầu và điều kiện thực tế của tuyến đường là một vấn đề hết sức quan trọng ,khi sử dụng phải thiết kế sao cho các lớp của tầng mặt là có chiều dày tối thiểu nhưng phải đảm bảo được các điều kiện cần phải kiểm tra trong tính toán kết cấu áo đường .Việc chọn loại kết cấu áo đường phụ thuộc vào các nhân tố sau: Ý nghĩa và cấp hạng kỹ thuật của đường . Mật độ và thành phần xe chạy. Vận tốc xe chạy . Sự tồn tại của các loại vật liệu địa phương trên toàn tuyến. Các điều kiện đất đai và thuỷ văn của đường . Cường độ và độ ổn định của kết cấu áo đường. Điều kiện thi công. Điều kiện duy tu,bảo dưỡng hàng năm. Giá thành xây dựng. Có nhiều phương pháp tính toán kết cấu áo đường mềm.Ở đây ta tính toán kết cấu áo đường theo qui phạm áo đường mềm 22TCN211-93. II.Các Số Liệu Về Mật Độ Xe,Tải Trọng Thiết Kế: 1.Số liệu về mật độ xe: Lưu lượng xe : 1315 xe/ngày đêm. Thành phần: Tải trọng trục 1.5T :18% Tải trọng trục 6-8T :65% Tải trọng trục 10T :17% 2.Tải trọng tính toán: Theo quy trình 4054-98 tải trọng tính toán tiêu chuẩn là 10000 daN,có áp lực 6.0 daN/cm2 và tác dụng lên diện tích vệt bánh xe có đường kính 33cm. 3.Lưu lượng tính toán: Đối với đường hai làn không có giải phân cách lưu lượng xe tính toán xác định theo công thức : Ntt=0.55S Ni*ai Ni:Lưu lượng thực tế của loại xe thứ i. ai:Hệ số qui đổi về tải trọng tiêu chuẩn của xe thứ i. Loại xe Thành Phần Ni ai Ni´aI Xe trục 1.5T 18% 237 0.01 2.4 Xe trục 6-8T 65% 854 0.36 307.5 Xe trục 10T 17% 224 1.00 224 Tổng 534 ÞLưu lượng xe chạy tính toán: Ntt=0.55S Ni´ai = 0.55´534=294 xe /ngày đêm 4.Xác định moduyn đàn hồi yêu cầu của mặt đường: Với lưu lượng xe tính toán 311 xe/ngày đêm,tra bảng 3-3 quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN211-93 ta có được: Eyc=1676 daN/cm2. III.Chọn Sơ Đồ Kết Cấu Aùo Đường: Việc tính toán kết cấu áo đường không những chỉ yêu cầu bảo đảm về mặt kỹ thuật mà còn đòi hỏi phải kinh tế .Vì thế trong tính toán phải đưa ra nhiều phương án kết cấu áo đường khác nhau rồi so sánh .Trong thiết kế này để đơn giản ta chỉ chọn một phương án để tính toán. Dựa vào điều kiện của khu vực tuyến xây dựng có các điều kiện sau: + Đát nền á cát (chủ yếu ). + Đá dăm các loại ( gần xí nghiệp khai thác). + Đất cấp phối sỏi đỏ (trữ lượng lớn phân bố dọc rải rác theo tuyến đường). + Khí hậu: Không khí ẩm tính bình quân năm là 60% mưa nhiều. 1.Phương án 1 chọn lựa: Phương án đưa ra có 3 lớp Lớp 3 : BTN Hạt Mịn Lớp 2 : Cấp Phối Đá Dăm Loại I. Lớp 1 : Cấp Phối Sỏi Đỏ Nền đường là nền đắp bằng vật liệu cát có độ đầm chặt K=0.95 và độ ẩm tương đối W=0.6 Eyc=1675 daN/cm2 BTN Hạt Mịn à h1=4cm Cấp Phối Đá Dăm Loại I. Á H2 =28cm Cấp Phối Sỏi Đỏ À h4=34cm Nền á cát ,K=0.95,W=0.6 Đặc trưng vật liệu làm mặt đường và nền đất: Vật Liệu Moduyn Đàn Hồi(daN/cm2) Ru (Kg/cm2) C (Kg/cm2) j (độ) Trượt(60o) Võng(30o) Kéo Uốn (15o) 1.BTN Hạt Mịn 2000 2700 15000 20 3 2. Cấp Phối Đá Dăm Loại I. 3500 3. Cấp Phối Sỏi Đỏ. 1800 0.35 4.Nền Á Cát 400 0.18 22 Đổi các lớp đã chọn về một lớp có moduyn đàn hồi trung bình Etb bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên theo công thức: Trong đó : Với htb E1 h1 E2 h2 h2,h1: lần lượt là chiều dày của lớp trên và lớp dưới E2,E1: lần lượt là moduyn của lớp trên và lớp dưới. 2.Tiến hành tính toán: A)kiểm tra độ võng đàn hồi (t=30oc): Kết cấu áo đường được xem là đủ cường độ khi trị số môđuyn đàn hồi Ech của cả kết cấu và trị số môđuyn đàn hồi yêu cầu Eyc thoả mãn điều kiện: Ech > Eyc Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên,theo sơ đồ sau: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Ech E3 H3 E3 H3 H1+H2+H3 E2 H2 Etb1 H1+H2 E1 H1 Eo Eo Eo Dùng công thức của giáo sư Đặng Hữu (đối với hệ 3 lớp). Đổi lần thứ nhất: Tương tự như trên ta lập được bảng sau: Vật Liệu Ei (Kg/Cm2) t hi Htbi ki Etbi 1.BTN Hạt Mịn 2700 1.091 4 66 0.0645 2488 2. Cấp Phối Đá Dăm Loại I. 3500 1.944 28 62 0.824 2475 3. Cấp Phối Sỏi Đỏ. 1800 34 Sau khi qui đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp,lúc này dùng lời giải của hệ hai lớp: Từ: Nên trị số Etb của kết cấu được nhân thêm hệ số b = 1.21 Dùng toán đồ hình 3-3 xác định moduyn đàn hồi Ech từ các tỉ số: Tra toán đồ 3-3 trong “Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm” ta được: Þ Ech = 0.575*3011= 1732 daN/cm2. Kết luận: Ech= 1681 daN/cm2 > Eyc =1676 daN/cm2. Kết cấu đảm bảo về độ võng đàn hồi. B)kiểm tra kết cấu áo đường theo điều kiện trượt trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính: Để bảo đảm không phát sinh biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính thì áo đường thoả mãn điều kiện: tax±tav <= K’*c. Trong đó: tax: Ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe chạy gây ra trong nền đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính. tav:Ứng suất cắt chủ động do tải trọng bản thân các lớp vật liệu nằm trên gây ra tại điểm đang xét. K’:Hệ số tổng hợp. C :Lực dính đơn vị của đất hay vật liệu kém dính. Kiểm tra lớp đất nền bảo đảm không trượt: Theo kết quả qui đổi ở phần trên ta có: j = 22o Tra toán đồ 3-7 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ Ta được: Với p = 6 => tax = 6 * 0.013 = 0.076 daN/cm2. Từ H= 66 cm và j = 22o ,Tra toán đồ 3-9 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ tav = -0.009 Vậy : tax+tav= 0.067 daN/cm2. Ứng suất cắt cho phép tính theo công thức sau: [t] = K’ * c Với: Trong đó: n: Hệ số vượt tải do xe chạy,lấy n=1.15 m: Hệ số xét đến điều kiện của lớp vật liệu trên thực tế không đúng với giả thiết , lấy m = 0.65. K1:Hệ số xét đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải trọng trùng phục , K1= 0.6. K2:Hệ số xét đến điều kiện không đồng nhất , K2= 0.8. Kkt :Hệ số phụ thuộc vào yêu cầu khai thác , Kkt= 1. Suy ra: Vậy [t ] = 0.642 ´ 0.18 = 0.116 daN/cm2. t = 0.067 < [t}= 0.116 Vậy nền đất đảm bảo chống trượt. + kiểm tra lớp : cấp phối sỏi đỏ Quy đổi hai lớp BTN hạt mịn và lớp cấp phối đá dăm loại I về thành 1 lớp tương đương. E1 = 3765 (daN/cm2) Echm = 1007 (daN/cm2) E1/Echm = 3.74 H1= 32(cm) H/D = 0.970 Tra toán đồ 3-7 : tax = 0.026 Ứng suất cắt hoạt động do tải trọng xe chạy : tax = 0.157 (daN/cm2) Ứng suất cắt chủ động do trọng lượng các lớp trên : (Tra toán đồ 3-9 với j = 37 (độ) & H = 32 (cm) ) tav = -0.019 (daN/cm2) Tổng ứng suất cắt hoạt động : t= tax + tav = 0.138 (daN/cm2) Ứng suất cắt cho phép : [t] = K'*C , với : K' = (K1*K2)/(n*m*Kt) K1 = 0.60 , hệ số do tải trọng trùng phục K2 = 0.80 , hệ số do làm việc không đồng nhất n = 1.15 , hệ số vượt tải do xe chạy m = 0.65 , hệ số xét đến điều kiện tiếp xúc Kt = 1.00 , hệ số chất lượng khai thác => K'= 0.642 , hệ số tổng hợp , C = 0.350 (daN/cm2) ® [t] = 0.225 (daN/cm2) kết luận: t= 0.138 < [t]= 0.225 Đảm bảo điều kiện chống trượt C) Kiểm tra cường độ theo điều kiện chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu liền khối: Aùo đường được xem là đủ cường độ khi ứng suất kéo uốn lớn nhất trong các lớp vật liệu liền khối không vượt quá cường độ chịu kéo uốn cho phép của vật liệu lớp đó: sku < Ru Đổi lớp cấp phối đá dăm loại I và lớp cấp phối sỏi đỏ về một lớp tương đương: Etb được nhân thêm hệ số b = 1.204. Etb= 2475 ´ 1.204 = 2979.9 (daN/cm2). Theo tính toán ở phần trên .Tra toán đồ hình 3-3 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ với: (daN/cm2). Tra toán đồ hình 3-11 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ với: Như vậy Các lớp BTN đảm bảo được điều kiện chịu kéo khi uốn. D) Kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bê tông nhựa: Môđuyn đàn hồi trên mặt lớp đá dăm là: Với: Tra toán đồ hình 3-13 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ ta có: [ t ] = K’´ c = 1.6 ´ 3 = 4.8 (Kg/cm2) Vậy t < [t ] Þ Lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chống trượt. 2.PHƯƠNG ÁN 2 CHỌN LỰA: Phương án đưa ra có 3 lớp Lớp 3 : BTN Hạt Mịn Lớp 2 : Đá Dăm Gia Cố XM 5% Lớp 1 : Cấp Phối Sỏi Đỏ Nền đường là nền đắp bằng vật liệu cát có độ đầm chặt K=0.95 và độ ẩm tương đối W=0.6 BTN Hạt Mịn à h1=4cm Cấp Phối Đá Dăm Loại I. Á H2 =20cm Cấp Phối Sỏi Đỏ À h4=32cm Eyc=1675 daN/cm2 Nền á cát,K=0.95,W=0.6 Đặc trưng vật liệu làm mặt đường và nền đất: Vật Liệu Moduyn Đàn Hồi(daN/cm2) Ru (Kg/cm2) C (Kg/cm2) j (độ) Trượt(60o) Võng(30o) Kéo Uốn (15o) 1.BTN Hạt Mịn 2000 2700 15000 20 3 2.Đá Dăm Gia Cố XM 5% 5000 5000 5000 5 3. Cấp Phối Sỏi Đỏ. 1800 0.35 4.Nền Á Cát 400 0.18 22 Đổi các lớp đã chọn về một lớp có moduyn đàn hồi trung bình Etb bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên theo công thức: Trong đó : htb E1 h1 E2 h2 Với h2,h1 lần lượt là chiều dày của lớp trên và lớp dưới E2,E1 lần lượt là moduyn của lớp trên và lớp dưới. 2.Tiến hành tính toán: a)Kiểm tra độ võng đàn hồi (t=30oC): Kết cấu áo đường được xem là đủ cường độ khi trị số môđuyn đàn hồi Ech của cả kết cấu và trị số môđuyn đàn hồi yêu cầu Eyc thoả mãn điều kiện: Ech > Eyc Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên,theo sơ đồ sau: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Ech E3 H3 E3 H3 H1+H2+H3 E2 H2 Etb1 H1+H2 E1 H1 Eo Eo Eo Dùng công thức của giáo sư Đặng Hữu (đối với hệ 3 lớp). Đổi lần thứ nhất: Tương tự như trên ta lập được bảng sau: Vật Liệu Ei (Kg/Cm2) t hi Htbi ki Etbi 1.BTN Hạt Mịn 2700 0.971 4 56 0.077 2775 2.Đá Dăm gia cố 5%xm 5000 2.778 20 52 0.625 2781 3. Cấp Phối Sỏi Đỏ. 1800 32 Sau khi qui đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp,lúc này dùng lời giải của hệ hai lớp: Từ: Nên trị số Etb của kết cấu được nhân thêm hệ số b = 1.194 Dùng toán đồ hình 3-3 xác định moduyn đàn hồi Ech từ các tỉ số: Tra toán đồ 3-3 trong “Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm” ta được: Þ Ech = 0.511*3313= 1692 daN/cm2. Kết luận: Ech= 1681 daN/cm2 > Eyc =1676 daN/cm2. Kết cấu đảm bảo về độ võng đàn hồi. B)kiểm tra kết cấu áo đường theo điều kiện trượt trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính: Để bảo đảm không phát sinh biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính thì áo đường thoả mãn điều kiện: tax±tav <= K’*c. Trong đó: tax: Ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe chạy gây ra trong nền đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính. tav:Ứng suất cắt chủ động do tải trọng bản thân các lớp vật liệu nằm trên gây ra tại điểm đang xét. K’:Hệ số tổng hợp. C :Lực dính đơn vị của đất hay vật liệu kém dính. Kiểm tra lớp đất nền bảo đảm không trượt: Theo kết quả qui đổi ở phần trên ta có: j = 22o Tra toán đồ 3-7 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ Ta được: Với p = 6 => tax = 6 * 0.016 = 0.096 daN/cm2. Từ H= 66 cm và j = 22o ,Tra toán đồ 3-9 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm tav = -0.008 Vậy : tax+tav= 0.088 daN/cm2. Ứng suất cắt cho phép tính theo công thức sau: [t] = K’ * c Với: Trong đó: n: Hệ số vượt tải do xe chạy,lấy n=1.15 m: Hệ số xét đến điều kiện của lớp vật liệu trên thực tế không đúng với giả thiết , lấy m = 0.65. K1:Hệ số xét đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải trọng trùng phục , K1= 0.6. K2:Hệ số xét đến điều kiện không đồng nhất , K2= 0.8. Kkt :Hệ số phụ thuộc vào yêu cầu khai thác , Kkt= 1. Suy ra: Vậy [t ] = 0.642 ´ 0.18 = 0.116 daN/cm2. t = 0.088 < [t}= 0.116 Vậy nền đất đảm bảo chống trượt. + Kiểm Tra Lớp : Cấp Phối Sỏi Đỏ Quy đổi hai lớp BTN hạt mịn và lớp đá dăm gia cố 5% XM về thành 1 lớp tương đương. E1 = 4879 (daN/cm2) Echm = 974 (daN/cm2) E1/Echm = 5.01 H1= 24(cm) H/D = 0.727 Tra toán đồ 3-7 : tax = 0.036 Ứng suất cắt hoạt động do tải trọng xe chạy : tax = 0.216 (daN/cm2) Ứng suất cắt chủ động do trọng lượng các lớp trên : (Tra toán đồ 3-9 với j = 37 (độ) & H = 24 (cm) ) tav = -0.014 (daN/cm2) Tổng ứng suất cắt hoạt động : t= tax + tav = 0.202 (daN/cm2) Ứng suất cắt cho phép : [t] = K'*C , với : K' = (K1*K2)/(n*m*Kt) K1 = 0.60 , hệ số do tải trọng trùng phục K2 = 0.80 , hệ số do làm việc không đồng nhất n = 1.15 , hệ số vượt tải do xe chạy m = 0.65 , hệ số xét đến điều kiện tiếp xúc Kt = 1.00 , hệ số chất lượng khai thác => K'= 0.642 , hệ số tổng hợp , C = 0.350 (daN/cm2) ® [t] = 0.225 (daN/cm2) kết luận: t= 0.202 < [t]= 0.225 Đảm bảo điều kiện chống trượt C) kiểm tra cường độ theo điều kiện chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu liền khối: Aùo đường được xem là đủ cường độ khi ứng suất kéo uốn lớn nhất trong các lớp vật liệu liền khối không vượt quá cường độ chịu kéo uốn cho phép của vật liệu lớp đó: + Kiểm tra lớp BTN sku < Ru Đổi lớp đá dăm gia cố 5% XM và lớp cấp phối sỏi đỏ về một lớp tương đương: Etb được nhân thêm hệ số b = 1.204. Etb= 2475 ´ 1.204 = 2979.9 (daN/cm2). Theo tính toán ở phần trên .Tra toán đồ hình 3-3 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ với: (daN/cm2). Tra toán đồ hình 3-11 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ với: Như vậy Các lớp BTN đảm bảo được điều kiện chịu kéo khi uốn. + Kiểm Tra Lớp : Da Dam Gia Co Xm 5% Sơ đồ tính (hệ 3 lớp -> hệ 2 lớp) : E1 = 4879(daN/cm2) Echm= 974 (daN/cm2) E1/Echm = 5.01 H1 = 24(cm) H/D = 0.73 Tra toán đồ 3-11 : s= 0.71 Ứng suất kéo uốn tính toán : su = 4.87(daN/cm2) Ứng suất kéo uốn cho phép : Ru = 5.00 (daN/cm2) Đánh giá : su = 4.87 < Ru = 5.00 Đảm bảo điều kiện chịu kéo khi uốn. D) kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bê tông nhựa: Môđuyn đàn hồi trên mặt lớp đá dăm gia cố 5% XM ùø : Với: Theo tính toán ở phần trên .Tra toán đồ hình 3-3 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ với: Tra toán đồ hình 3-13 trong “ Qui Trình Thiết Kế Aùo Đường Mềm “ ta có: [ t ] = K’´ c = 1.6 ´ 3 = 4.8 (Kg/cm2) Vậy t < [t ] Þ Lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chống trượt.