Thiết kế tuyến đường qua hai huyện Thăng Bình và Hiệp Đức thuộc tỉnh Quảng Nam

cm) k=h2/h1 HTB(cm) ETB(MPa) Cấp phối đá dăm loại II Dmax 37,5 250 15 15 250 Cấp phối đá dăm loại I Dmax 25 300 1,2 15 1 30 274,24 BTNchặt loại I Dmax 25 1600 5,8343 7 0,2333 37 418,61 Ta có Etb’=418,61 với bề dày của ba lớp này là H=15+15+7=37 (cm) Trị số này còn phải xét đến hệ số điều chỉnh β với H/D=1,121 =1,114.(1,121)0,12=1,129 Khi đó =1,129.418,61=472,61(MPa) Từ (MPa) Từ các tỷ số tra toán đồ hình 3-5 tài liệu [3] Ta có =2,26và với p=0,6MPa => =2,26.0,6.0,85=1,153 MPa *Tính toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa -Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa theo công thức =k1.k2.Rku Trong đó : +Với bê tông nhựa :k1===0,634 +Với bê tông nhựa chặt loại I :k2=1 +Rku=2,8 đối với lớp trên và 2,0 đối với lớp dưới Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp dưới =k1.k2.Rku=0,634.1.2=1,268 MPa Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp trên =k1.k2.Rku=0,634.1.2,8=1,775 MPa Trị số =0,94 +Với bê tông nhựa lớp trên =1,153</0,94=1,888MPa +Với bê tông nhựa lớp dưới =1,056 </0,94 =1,349MPa Vậy điều kiện về uốn được thoã mãn 7.12.2. Phương án đầu tư phân kỳ : 7.12.2.1Kết cấu cho 10 năm đầu -Kết cấu mặt đường *Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy lớp BTN: h1 =8 cm;E1 =1200 (Mpa) Trị số Etb’ của 2 lớp móng cấp phối đá dăm loại I Dmax 25 và loại I Dmax 37,5 Bảng I.7.19 Kết quả đổi tầng hai lớp một từ dưới lên lên để tính ETB Lớp kết cấu Ei(MPa) t=E2/E1 hi(cm) k=h2/h1 HTB(cm) Etb’(MPa) Cấp phối đá dăm loại I Dmax 37,5 300 17 17 300 Cấp phối đá dăm loại I Dmax 25 300 1 15 0,8824 32 300 Ta có Etb’=300 với bề dày của hai lớp này là H=15+17=32(cm) Trị số này còn phải xét đến hệ số điều chỉnh β với H/D=0,97 =1,114.(0,97)0,12=1,11 Khi đó =1,11.300=333 (MPa) Từ (MPa) Từ các tỷ số tra toán đồ hình 3-5 tài liệu [3] Ta có =1,91 và với p=0,6MPa => =1,91.0,6.0,85=0,97 MPa *Tính toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp bê tông nhựa -Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa theo công thức =k1.k2.Rku Trong đó : +Với bê tông nhựa :k1===0,735 +Với bê tông nhựa chặt loại II :k2=0,8 +Rku=1,6 Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa =k1.k2.Rku=0,735.0,8.1,6=0,9408 MPa Trị số =0,94 =0,97</0,94=1,001MPa Vậy điều kiện về uốn được thoã mãn 7.12.2.2Kết cấu cho 5năm sau: Kết cấu mặt đường Mặt đường A2 sau 10 năm khai thác môđun đàn hồi còn lại là E0=0,90.165,304=148,77 MPa *Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp BTN: -Đối với bê tông nhựa lớp dưới h1 =12 cm;E1 = (MPa) Trị số môđun đàn hồi của lớp móng cấp phối đá dăm loại I Dmax 25: E=300 (MPa) h=15cm Ta có (MPa) Từ các tỷ số tra toán đồ hình 3-5 tài liệu [3] Ta có =1,67 và với p=0,6(MPa) => =1,67.0,6.0,85=0,852 (MPa) -Đối với bê tông nhựa lớp trên h1 =5 cm;E1 =1800 (MPa) Bảng I.7.20 Kết quả đổi tầng hai lớp một từ dưới lên lên để tính ETB Lớp kết cấu Ei(MPa) t=E2/E1 hi(cm) k=h2/h1 HTB(cm) ETB(MPa) Cấp phối đá dăm loại I Dmax 25 300 15 15 300 BTNR Dmax 25 1200 4 7 0,4667 22 501,61 Ta có Etb’=501,61 với bề dày của hai lớp này là H=15+7=22 (cm) Trị số này còn phải xét đến hệ số điều chỉnh β với H/D=0,667 =1,114.(0,667)0,12=1,061 Khi đó =1,061.501,61=532,26 (MPa) Từ (MPa) Từ các tỷ số tra toán đồ hình 3-5 tài liệu [3] Ta có =1,85 và với p=0,6MPa => =1,85.0,6.0,85=0,9435 MPa *Tính toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa -Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa theo công thức =k1.k2.Rku Trong đó : +Với bê tông nhựa :k1===0,634 +Với bê tông nhựa chặt loại I :k2=1 +Với bê tông nhựa rỗng :k2=0,8 +Rku=2,8 đối với lớp trên và 1,6 đối với lớp dưới Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp dưới =k1.k2.Rku=0,634.0,8.1,6=0,812 MPa Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp trên =k1.k2.Rku=0,634.1.2,8=1,775 MPa Trị số =0,94 +Với bê tông nhựa lớp trên =0,9435</0,94=1,888MPa +Với bê tông nhựa lớp dưới =0,852 </0,94 =0,864MPa Vậy điều kiện về uốn được thoã mãn 7.13.1. Xác định tổng chi phí xây dựng và khai thác qui đổi về năm gốc: 7.13.1.1.Công thức tính toán: (I.7.14). Trong đó : + Ktd : Tổng chi phí tập trung cho xây dựng, sửa chữa định kỳ và cải tạo 1km kết cấu áo đường tính đổi về năm gốc (đồng). + Ct : Chi phí thường xuyên gồm chi phí sửa chữa nhỏ và chi phí vận tải ở năm thứ t (đồng/năm). + n : Thời khai thác tính toán kể từ năm gốc (chọn năm gốc là năm đầu tiên công trình đưa vào sử dụng). + t : Là khoảng thời gian tính từ năm gốc tới năm bỏ vốn đầu tư . + Etđ: Là hệ số hiệu quả kinh tế tiêu chuẩn khi tính đổi: Etđ = 0,1 a. Xác định các chi phí tập trung: (I.7.15). Trong đó: + Ko: Chi phí đầu tư xây dựng ban đầu 1km kết cấu áo đường được xác định theo dự toán (đồng). + Kc: Chi phí cải tạo áo đường (nếu có) trong khoảng thời gian khai thác tính toán (đồng), xác định theo dự toán. + Kd : Chi phí một lần đại tu áo đường xác định theo dự toán. + Ktr : Chi phí một lần trung tu áo đường xác định theo dự toán. + tct, td, ttr: Thời gian kể từ năm gốc đến lúc cải tạo, đại tu, trung tu áo đường xác định tùy theo từng loại tầng mặt. + nd, ntr : Số lần tiến hành đại tu và trung tu trong khoảng thời gian khai thác tính toán (xác định theo bảng 5-1 của tài liệu [4] b.Xác định các chi phí thường xuyên: Tổng chi phí trong thời gian khai thác gồm chi phí sửa chữa thường xuyên cho đường và chi phí vận tải hàng năm tính đổi về năm gốc xác định theo công thức: (1.7.16). Với Trong đó: + TS: Thời gian so sánh (lấy bằng thời gian đại tu của phương án đắt tiền) + Ctd: Chi phí hàng năm cho việc duy tu sửa chữa thường xuyên 1 km kết cấu áo đường xác định theo bảng 5-1 của tài liệu [4] + : Chi phí vận chuyển một tấn hàng đi 1km ở năm thứ t . *St : Giá thành vận chuyển ở năm thứ t (đồng/T.km) (I.7.17). + Pbđ : Chi phí biến đổi trung bình cho một hành trình của xe ô tô, đồng/xe.km. Pbđ = e . r . λ (đồng/xe.km). + e : Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình cho 1 km (lít/xe.km). + λ :Tỷ lệ giữa chi phí biến đổi so với chi phí nhiên liệu λ = 2,6 - 2,8. + r : Giá nhiên liệu. + Pcđ: Chi phí cố định trung bình trong một giờ cho 1 xe ô tô (đồng/xe.giờ) không phụ thuộc vào hành trình, chi phí này gồm các khoản khấu hao xe máy, lương trả cho lái xe và các khoản chi phí cho quản lý phương tiện, được xác định theo định mức ở các xí nghiệp vận tải ô tô. + β : Hệ số sử dụng hành trình, β = 0,65. + γ : Hệ số lợi dụng tải trọng, γ = 0,95. + : Tốc độ xe chạy trung bình trên đường (km/h), lấy bằng 0,7 VKT. VKT : tốc độ kỹ thuật của xe, phụ thuộc vào loại mặt đường và điều kiện địa hình Theo bảng 5-4 của tài liệu [4 ]ta có VKT = 45km/h(Đối với A1); VKT=35km/h (Đối với A2) + GTB : Tải trọng trung bình trên các ôtô tham gia vận chuyển (T). (T) (I.7.18) *Qt :Lượng hàng hoá cần vận chuyển ở năm thứ t : Qt = 365 γ. β .Gtb.Nt. (I.7.19). +Nt : Là lưu lượng xe chạy trong 1ngày đêm ở cuối thời kỳ tính toán(xehh/ng.đêm). 7.13.1.2.Phương án đầu tư 1 lần: a. Xác định các chi phí tập trung: *Xác định Ko: + Chi phí đầu tư xây dựng phần lòng đường rộng 7m. (đồng/km). + Chi phí đầu tư xây dựng phần lề gia cố mỗi bên rộng 0,5 m (đồng/km). ==> K0= K01+ K02 = 1.802.338.471+ 257.476.924 = 2.059.815.395 (đồng/km). *Xác định Kc : do đường không có cải tạo nâng cấp trong quá trình khai thác nên giá trị Kc = 0. *Xác định Kd: Với mặt đường bêtông nhựa ta có : Kd = 0,42 K0 = 0,42x2.059.815.395 = 865.122.466 (đồng/km). Xác định Ktr : Với mặt đường bêtông nhựa ta có: Ktr = 0,051 K0 = 0,051x 2.059.815.395= 105.050.585 (đồng/km). Xác định nct, nd, ntr : nct = 0; nd = 1; ntr = 2. Xác định td, ttr : td = 15; = 5. = 10. Þ ==> Ktd = 2.372.648.532 (đồng/km). b.Xác định các chi phí thường xuyên: * Theo bảng 5-1 của tài liệu [3] ta có: Ctd = 0,0055´K0 = 0,0055´2.059.815.395 = 11.328.985(đồng/km). Ctvc = St.Qt.L Xác định St : Trong đó: + b = 0,65; g = 0,95; = 31,5(km/h) ; l = 2,7 + GTB = 0,29´7,4 + 0,47´9,54 + 0,09´11,54 = 7,6684 (T). + Pcđ = 50.000 đồng/xe.h + e = 0,28(lít/xe.km); r = 11.000 (đồng/lít). + Pbđ = λ .e.r = 2,7x 0,28 x11.000 = 8316 (đồng/xe.km). Þ(đồng/T.km). * Xác định Qt : Qt = 365.γ .β.Gtb.Nt = 365 x0,95x 0,65x 7,6684.Nt =1728,36.Nt Kết quả tính toán các chi phí trong thời gian khai thác của phương án đầu tư một lần như ở phụ lục 5. Tổng chi phí khai thác thường xuyên tính đổi về năm gốc : = = 13.005.528.984 (đồng/km). c.Xác định tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc Tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc = 2.372.648.532 + 13.005.528.984 = 15.378.177.516 (đồng/km). 7.13.1.3.Phương án đầu tư phân kỳ: **Lần đầu tư thứ nhất : a.Xác định các chi phí tập trung : Xác định + Chi phí đầu tư xây dựng phần lòng đường rộng 7m. (đồng/km). + Chi phí đầu tư xây dựng phần lề gia cố mỗi bên rộng 0,5 m (đồng/km). K01= K011+ K021 = 1.118.554.080+ 159.793.440 = 1.278.347.520 (đồng/km). Xác định Kc : Kc = 0. Xác định Kd: Kd = 0 Xác định Ktr : Với mặt đường bêtông nhựa ta có: Xác định nct, nd, ntr : nct = 0; nd = 0; ntr = 2. Xác định td, ttr : td = 0; = 4 = 8. Ktr = 0,079´ = 0,079´1.278.347.520 = 100.989.454 (đồng/km). Þ=1.394.437.002(đồng/km). bXác định các chi phí thường xuyên : * Theo bảng 5-1 của [4] ta có: Ctd = 0,0098´K01 = 0,0098´1.278.347.520 = 12.527.806(đồng/km). Xác định St : Trong đó: + b = 0,65; g = 0,95; = 24,5(km/h) ; l = 2,7 + GTB = 0,29´7,4 + 0,47´9,54 + 0,09´11,54 = 7,6684 (T). + Pcđ = 50.000 đồng/xe.h + e = 0,28(lít/xe.km); r = 11.000 (đồng/lít). + Pbđ = λ .e.r = 2,7x 0,28 x11.000 = 8316 (đồng/xe.km). Þ(đồng/T.km). * Xác định Qt : Qt = 365.γ .β.Gtb.Nt = 365 x0,95x 0,65x 7,6684.Nt =1728,36.Nt Kết quả tính toán các chi phí trong thời gian khai thác của phương án đầu tư một lần như ở phụ lục 5. Tổng chi phí khai thác thường xuyên tính đổi về năm gốc : = = 9.144.390.073 (đồng/km). *Xác định chi phí xây dựng và khai thác quy đổi về năm gốc của lần đầu tư thứ 1(10 năm đầu): = 1.394.437.002+ 9.144.390.073 = 10.538.827.075 (đồng/km). **Lần đầu tư thứ hai : a.Xác định các chi phí tập trung : *Xác định chi phí ban đầu : Chi phí đầu tư xây dựng phần lòng đường rộng 7m. (đồng/km). Chi phí đầu tư xây dựng phần lề gia cố mỗi bên rộng 0,5 m (đồng/km). Þ = K01 + K02 = 1.668.088.660 + 238.298.380 = 1.906.387.040 (đồng/km). Xác định Kc: Do đường không có cải tạo nâng cấp trong quá trình khai thác nên giá trị Kc = 0. Xác định Kd: Kd = 0. Xác định Ktr: Ktr = 0 Xác định nct, nd, ntr : nct = 0; nd = 0; ntr = 0. Xác định ttr : ttr = 0 Chi phí tập trung lần đầu tư thứ 2 quy đổi về năm gốc : = 734.994.730 (đồng/km). b.Xác định các chi phí thường xuyên : * Theo bảng 5-1 của [4] ta có: Ctd = 0,0055 = 0,0055 1.906.387.040 = 10.485.129 (đồng/km). Xác định St : Trong đó: + b = 0,65; g = 0,95; = 31,5(km/h) ; l = 2,7 + GTB = 0,29 5,35 + 0,47 8,125 + 0,09 13,725 = 7,6684 (T). + Pcđ = 50.000 đồng/xe.h + e = 0,28(lít/xe.km); r = 11.000 (đồng/lít). + Pbđ = λ .e.r = 2,7x 0,28 x11.000 = 8316 (đồng/xe.km). Þ(đồng/T.km). * Xác định Qt : Qt = 365.γ .β.Gtb.Nt = 365 x0,95x 0,65x 7,6684.Nt =1728,36.Nt Kết quả tính toán các chi phí trong thời gian khai thác của phương án đầu tư một lần như ở phụ lục 5. Tổng chi phí khai thác thường xuyên tính của lần đầu tư thứ hai tính đổi về năm gốc : = = 4.350.500.441 (đồng/km). c.Xác định chi phí xây dựng và khai thác quy đổi về năm gốc của lần đầu tư thứ 2 : = 734.994.730+ 4.350.500.441= 5.085.495.171 (đồng/km). Tổng chi phí xây dựng và khai thác quy đổi về năm gốc của phương án đầu tư phân kỳ =+ = 10.538.827.075 + 5.085.495.171 = 15.624.322.246 (đồng/km). 7.14.So sánh chọn phương án : 7.14.1.Phân tích các ưu nhược điểm của 2 phương án : - Về giá thành : Qua tính toán tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc ta thấy phương án đầu xây dựng tư phân kỳ đắt hơn phương án đầu tư xây dựng một lần. Việc đầu tư xây dựng phân kỳ không đem lại hiệu quả kinh tế bằng đầu tư xây dựng một lần. - Về kết cấu: qua tính toán cường độ ở trên ta thấy, nếu bề dày kết cấu như nhau thì phương án đầu tư xây dựng một lần có cường độ cao hơn rất nhiều. Do vậy cùng một Eycđh thì phương án đầu tư xây dựng một lần có bề dày các lớp kết cấu mỏng hơn phương án đầu tư xây dựng phân kỳ. - Về mặt thi công : ta nhận thấy phương án đầu tư xây dựng phân kỳ phải phân ra nhiều lần thi công. Khi xây dựng lần sau gây trở ngại về việc tổ chức giao thông, diện thi công thu hẹp... do đó việc tổ chức thi công, điều động máy móc, nhân lực sẽ gặp khó khăn. 7.14.2.Đề xuất phương án : Qua phân tích ở trên ta thấy phương án đầu tư một lần có hiệu quả kinh tế hơn. Vì vậy kiến nghị chọn phương án đầu tư xây dựng một lần để xây dựng kết cấu áo đường Chương 8: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KHAI THÁC CỦA TUYẾN 8.1.Lập biểu đồ xe chạy lý thuyết: Xác định và lập biểu đồ xe chạy lý thuyết là một chỉ tiêu vận doanh khai thác để đánh giá chất lượng của tuyến đang thiết kế, giá thành vận doanh khai thác là chỉ tiêu so sánh chọn phương án, vận tốc tăng, thời gian xe chạy giảm xem như là một phương án tốt. Biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết được lập dựa trên một số giả thuyết sau: - Người lái xe luôn điều khiển xe chạy với tốc độ cao nhất. - Với từng điều kiện cụ thể của đường, xe bao giờ cũng chạy với tốc độ cao nhất. Biểu đồ tốc độ xe chạy được lập ở đây ta vẽ cho loại xe có thành phần xe lớn nhất, đó là xe tải trung (Zin 130) với thành phần dòng xe là 47% cả chiều đi lẫn chiều về của hai phương án . 8.1.1.Xác định các vận tốc cân bằng: Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực xác định các trị số vận tốc cân bằng tương ứng với từng đoạn dốc ở trên trắc dọc. Trên mỗi đoạn đường có độ dốc dọc lớn nhất xác định điều kiện đường tương ứng: D = f ± i. (I.8.1). Trong đó : + D : Nhân tố động lực của xe đang xét. + f : Hệ số sức cản lăn phụ thuộc tình trạng mặt đường và vận tốc xe chạy. f = f0.[1+0,01.(V-50)] = 1,1.f0 = 1,1.0,015 = 0,0165 + i: Độ dốc dọc của đường, khi lên dốc (+), khi xuống dốc (-). Sau khi xác định D tra biểu đồ nhân tố động lực tài liệu [5] trang 151 sẽ xác định được các vận tốc cân bằng ứng với từng đoạn dốc: Vận tốc cân bằng của các phương án tuyến được xác định như ở phụ lục 6 8.1.2.Xác định các vận tốc hạn chế: Tuyến đường thiết kế không đi qua khu dân cư (chợ, thị trấn, trường học), không có nơi giao nhau với các đường khác. Các nơi bị hạn chế tốc độ đó là các nơi có đường cong bán kính nhỏ, các nơi không đảm bảo tầm nhìn... + Tại nơi có bán kính đường cong nhỏ, tốc độ xe chạy bị hạn chế được xác định theo công thức: (I.8.2). Trong đó: + Vhc: Vận tốc hạn chế khi xe chạy vào đường cong (km/h). + μ : Hệ số lực ngang khi không bố trí siêu cao μ = 0,08 + R : Bán kính đường cong nằm (m). + in : độ dốc ngang của mặt đường in = 0,02 * Đối với phương án I, đường cong nằm có bán kính nhỏ nhất là: R = 350m có 51,64(km/h). )< VKT = 60km/h * Đối với phương án II : đường cong nằm có bán kính là : R = 350m có : 51,64(km/h)< VKT = 60km/h. R = 400m có : 55,21(km/h) )< VKT = 60km/h Theo 4054-2005 thì những đường công có bán kính <1500 m đều bố trí siêu cao đồng thời để nâng cao khả năng vận doanh khai thác và tạo điều kiện cho xe chạy được an toàn, êm thuận khi xe chạy vào đường cong thi ta bố trí siêu cao isc = 2% ; μ =0.08 đối với R=600m;R=900m ,isc = 3% μ =0.1đối với R = 400m,R=500m, isc = 4% μ =0,11đối với R = 350m Vận tốc sau khi bố trí siêu cao là : (I.8.3). Trong đó : μ: Hệ số lực ngang ứng với bán kính. isc: độ dốc bố trí siêu cao. Bảng I.8.1 R(m) 350 400 500 600 900 Vhc(km/h) 81,65 81,26 90,86 87,29 106.91 >80(km/h) Vậy sau khi bố trí siêu cao thì cả hai phương án không bị hạn chế tốc độ khi vào đường cong nằm. + Tại các đường cong đứng lồi, tốc độ hạn chế xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn khi xe chạy ngược chiều nhau đối với đường không có dải phân cách, ta có: (m). (I.8.4). (m). (I.8.5). Trong đó : + K = 1,4: Hệ số sử dụng phanh của xe Zin130. + Rlồi: Bán kính đường cong đứng lồi. + φ = 0,5: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường, mặt đường sạch . Trên cả hai phương án tuyến ta bố trí đường cong đứng lồi nhỏ nhất có R = 6000m. từ các công thức I.8.4 và I.8.5 ta tính được Vhc = 91,41(km/h). Như vậy trên hai phương án tuyến, xe chạy không bị hạn chế tốc độ khi vào các đường cong đứng lồi. + Tại các đường cong đứng lõm tốc độ hạn chế được xác định từ điều kiện đảm bảo lò xo nhíp xe không bị vượt tải. (km/h). (I.8.6). Trên cả hai phương án tuyến ta bố trí đường cong đứng lõm nhỏ nhất có R=7000m. 213 >60(km/h). (I.8.7). Vậy xe chạy không bị hạn chế tốc độ khi vào đường cong đứng lõm. + Đối với đường cong nằm có bán kính không đảm bảo tầm nhìn ban đêm ta không xét vào biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết, nên ta phải dùng các biện pháp giao thông như đặt biển hạn chế tốc độ, hệ thống chiếu sáng để đảm bảo xe chạy an toàn tại các vị trí đó . 8.1.3.Tính toán các đoạn tăng tốc, giảm tốc và hãm xe: Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc xác định theo công thức: (m) (I.8.8). Trong đó: + St,g: Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (m). +V1,V2: Tốc độ trước và sau khi tăng tốc hay giảm tốc (km/h). + Dtb: Trung bình nhân tố động lực giữa V1 và V2. + f: Hệ số sức cản lăn, khi lên dốc (+), khi xuống dốc(-). + i: Độ dốc dọc, khi lên dốc(+), khi xuống dốc (-). Chiều dài đoạn hãm xe tính theo công thức : (I.8.9). Trong đó: + k: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe Zin130 k = 1,4. + : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, φ = 0,5. Do xe chạy trên hai phương án tuyến không bị hạn chế tốc độ khi vào các đường cong nằm, cong đứng nên chiều dài hãm xe bằng 0. Và đạt vận tốc 60km/h ở tất cả các đoạn dốc nên không có đoạn tăng, giảm vận tốc. 8.1.4.Lập biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết: Từ vận tốc cân bằng và độ dốc dọc của từng đoạn dốc ta xác định được các đoạn tăng giảm tốc ở phụ lục 7 và vẽ được biểu đồ tốc độ xe chạy ở bản vẽ số 02,03 8.1.5.Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ vận tốc ta thấy, vận tốc của loại xe chiếm thành phần lớn nhất trong dòng xe là xe Zin130 chạy đúng với vận tốc thiết kế lớn hơn 60km/h và đây cũng là vận tốc kỹ thuật của xe. Vậy tuyến thiết kế đạt yêu cầu về tốc độ xe chạy. 8.2.Tính thời gian xe chạy trên tuyến : Thời gian xe chạy trên tuyến xác định theo công thức: (giờ) (I.8.10). Trong đó : + li : Chiều dài của đoạn thứ i (km). + Vi : Tốc độ xe chạy ứng với li (km/h). Bảng tính vận tốc, thời gian xe chạy trên tuyến xem ở phụ lục 8: Thời gian xe chạy theo chiều đi và về của phương án tuyến I. TTB = 0,058455. 60 = 3,51(phút). Thời gian xe chạy theo chiều đi và về của phương án tuyến II. TTB = 0,06338. 60 = 3,803(phút). Vậy thời gian xe chạy trung bình trên tuyến là: (phút). (phút). 8.3.Tốc độ xe chạy trung bình trên tuyến - nhận xét: Phương án I: (km/h). (I.8.11). Phương án II: (km/h). (I.8.12). Cả hai phương án tuyến đều có (km/h). Như vậy cả hai phương án tuyến đạt yêu cầu về vận tốc thiết kế. 8.4.Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu - nhận xét: Lượng tiêu hao nhiên liệu là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá hiệu quả kinh tế của tuyến đường và so sánh giữa các phương án tuyến. Lượng tiêu hao nhiên liệu khi xe chạy trên 100km đường xác định theo công thức: (lit/100km) (I.8.13). Trong đó: + qc : Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực.giờ)Theo tài liệu [5] trang 261 thì qc=250-300 (g/mã lực.giờ .Vậy ta chọn qc = 270 (g/mã lực.giờ). + V : Tốc độ xe chạy (km/h). + : Tỷ trọng nhiên liệu = 0,9(kg/l). + Nc : Công suất của động cơ (mã lực), xác định theo công thức: (mã lực) (I.8.14). Trong đó: + η : Hệ số hiệu dụng của động cơ, với Zin 150 lấy η = 0,85. + K: Hệ số sức cản không khí, với Zin 130 lấy k = 0,06(Trang 150 tài liệu [5]) + ω: Diện tích cản khí (m2), với Zin 130 lấy ω = 4,5 (m2). (Trang 150 tài liệu [5]) + G: Trọng lượng của ô tô, với Zin 130 lấy G = 8125 (kg). + f = 0,0165. + i: Độ dốc dọc của đường. Thay các giá trị vào công thức I.8.9 ta có: (mã lực). (lit/100km) Tổng lượng tiêu hao nhiên liệu của xe chạy trên đoạn đường có chiều dài Li được xác định theo công thức: (lit/xe) (I.8.15). Bảng tính lượng tiêu hao nhiên liệu theo chiều đi và về của các phương án tuyến xem ở phụ lục 9: + Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình cho phương án I của 1 xe Zin130 đi trên cả chiều dài tuyến là: (lít). + Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình cho phương án II của 1 xe Zin130 đi trên cả chiều dài tuyến là: (lêt). Do chiều dài của PA I nhỏ hơn PA II , vận tốc trung bình của 2 PA tuyến như nhau, nên lượng tiêu hao nhiên liệu của PA II nhiều hơn PA I. Do đó xét về phương diện kinh tế thì phương án tuyến I chi phí vận chuyển ít hơn nên có hiệu quả kinh tế hơn. 8.5.Tính toán hệ số an toàn (Kat): Hệ số an toàn của một đoạn tuyến được xác định bằng tỷ số giữa vận tốc xe chạy được trên đoạn đang xét và vận tốc xe chạy trên đoạn kế nó: (I.8.16). Tỷ số này càng nhỏ thì chênh lệch vận tốc giữa hai đoạn càng lớn và xác suất xảy ra tai nạn càng lớn. Dựa vào biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết đã vẽ xác định hệ số Kat trên từng đoạn tuyến với một số chú ý sau : - Không xét đến những chỗ hạn chế tốc độ do yêu cầu về mặt tổ chức giao thông như các chỗ qua thị trấn, làng mạc, đường sắt, qua các chỗ giao nhau và các chỗ đặt biển báo hạn chế tốc độ khác. - Không xét tới những chỗ hãm phanh để hạn chế tốc độ trước khi vào các đoạn phải hạn chế tốc độ như đường cong bán kính nhỏ, cầu hẹp. Chỉ cần xác định tốc độ tối đa ở cuối mỗi đoạn có thể đạt được mà không cần xét tới điều kiện xe chạy ở các đoạn sau. -Với mỗi đoạn thiết kế phải vẽ biểu đồ cho cả hai hướng xe chạy. - Tiêu chuẩn đánh giá mức độ an toàn xe chạy như sau: - Kat ≥ 0,8 - Không nguy hiểm, đảm bảo an toàn. - Kat = 0,6 ÷ 0,8 - ít nguy hiểm. - Kat =0,4 ÷ 0,6 Nguy hiểm. - Kat ≤ 0,4: Rất nguy hiểm. 8.6.Tính toán hệ số tai nạn tổng hợp: Công thức tính toán: Ktn= K1.K2.K3.K4.K5.K6.K7.K8.K9.K10.K11.K12.K13.K14.K15 (I.8.17). Trong đó: + K1,K2,K3... K15: là hệ số tai nạn riêng biệt, là tỷ số tai nạn xảy ra trên một đoạn tuyến nào đó với số tai nạn xảy ra trên một đoạn tuyến làm chuẩn (là đoạn tuyến thẳng, không có dốc, có bề rộng phần xe chạy 7,5m, lề rộng và có gia cố) ; các hệ số tai nạn Ki xác định trong các bảng tra của sách tài liệu [2] 8.6.1.Hệ số xét đến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy K1 (xe/ngđ) ta có: Với: N = 1900(xe/ng.đ). ==> K1 = 0,493. 8.6.2.Hệ số K2 xét đến bề rộng phần xe chạy và cấu tạo lề đường: Với đường có bề rộng xe chạy là 7 m, lề gia cố 2x0,5m ==> K2 = 1,117 8.6.3.Hệ số K3 xét đến ảnh hưởng của bề rộng lề đường: Với phần lề đường rộng 1.0m ==> K3 = 1,8 8.6.4.Hệ số K4 xét đến ảnh hưởng của độ dốc dọc: Trong cả hai phương án tuyến đều có idọc < 200/00. Do đó hệ số K4 =1 8.6.5.Hệ số K5 xét đến ảnh hưởng của bán kính đường cong nằm: Bảng I.8.2 R(m) 350 400 500 600 900 K5 1,925 1,60 1,60 1,60 1,34 8.6.6.Hệ số K6 xét đến tầm nhìn thực tế có thể đảm bảo trên đường: Bảng I.8.3 Tầm nhìn trên đường (m) 100 200 300 400 500 K6 Trên bình đồ 3 2,3 1,7 1,2 1,0 Trên trắc dọc 4 2,9 2,0 1,4 1,0 a/Đối với đường cong nằm: Hình 1.8.1: Đảm bảo tầm nhìn trên đường cong nằm (Mắt người lái đặt cách mép trong phần xe chạy 1,5m trên một độ cao là 1,2m) Z =R(1-cos(β/2)) β =S1/R (radian) => S1 = 2.R.Arcos(1-Z/R) Trong đó: + β : Góc nhìn chiều dài tầm nhìn. + Z : Khoảng dỡ bỏ. Với Z=4,9 m (xét cho trường hợp xe vào nền đào sâu):xác định theo chỉ giới xây dựng. Bảng xác định hệ số k6 theo chiều dài tầm nhìn trên bình đồ : Bảng I.8.4 Bán kính R(m) 350 400 500 600 900 Z (m) 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 Chiều dài tầm nhìn S(m) 101,87 108,89 121,73 133,34 163,27 k6 2,99 2,94 2,85 2,77 2,56 HìnhI.8.2:Sơ đồ đảm bảo tầm nhìn ban ngày trên đường cong đứng. b/Đối với đường cong đứng lồi: S1 = S2 = d1 = d2 =1,2m :chiều cao tầm mắt của người lái xe S = S1 + S2 Bảng xác định hệ số k6 theo chiều dài tầm nhìn trên đường cong đứng lồi Bảng I.8.5 Bán kính R(m) 8000 10000 Chiều dài tầm nhìn S(m) 277,13 309,84 k6 2,21 1,94 c/Đối với đường cong đứng lõm: (m) (I.8.18) Trong âoï: + SI:Táöm nhçn mäüt chiãöu trãn âæåìng cong âæïng loîm. + hd:Chiãöu cao cuía pha âeìn trãn màût âæåìng; hd = 0,8 m. + a : Goïc chiãúu cuía 1/2 pha âeìn; a = 10. Bảng xác định hệ số k6 theo chiều dài tầm nhìn trên đường cong đứng lõm : Bảng I.8.6 Bán kính R(m) 7000 8000 10000 12000 14000 Chiều dài tầm nhìn S(m) 283,77 319,29 390,02 460,49 530,8 k6 2,15 1,88 1,46 1,16 1,00 Hệ số K6 được tính toán cụ thể ở bản vẽ 06,07. 8.6.7.Hệ số K7 xét đến ảnh hưởng của bề rộng phần xe chạy mặt cầu: Tuyến đường có một cầu với khổ cầu K = 7 + 2 x1,0 (m) rộng hơn phần xe chạy 2m, do đó ta có K7 = 1,0 8.6.8.Hệ số K8 xét đến ảnh hưởng của chiều dài đoạn thẳng: Cả hai phương án tuyến đều không có đoạn thẳng dài hơn 3km vì vậy K8 = 1,0. 8.6.9.Hệ số K9 xét đến lưu lượng xe chạy ở chỗ giao nhau cùng mức : Tuyến đường không có chỗ giao nhau với các đường khác vì vậy K9 = 1,0. 8.6.10.Hệ số K10 xét đến ảnh hưởng của hình thức giao nhau khi có đường nhánh K10 = 1,0 8.6.11.Hệ số K11 xét đến ảnh hưởng của tầm nhìn đảm bảo được chỗ giao nhau cùng mức có đường nhánh : K11 = 1,0. 8.6.12.Hệ số K12 xét đến ảnh hưởng của số làn xe trên phần xe chạy : Đường có 2 làn xe , K12 = 1,0. 8.6.13.Hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách từ nhà cửa 2 bên đến phần xe chạy(mép phần xe chạy): Hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách từ mép phần xe chạy đến công trình xây dựng hai bên, và tính chất của công trình. Tuyến đường thiết kế đi qua vùng dân cư tập trung thưa thớt, ruộng vườn, nhà cửa cách xa tuyến nên lấy K13 = 1,0. 8.6.14.Hệ số K14 xét đến ảnh hưởng của hệ số bám của mặt đường và tình trạng mặt đường: Ta xét trường hợp mặt đường ẩm sạch, ứng với φ = 0,5 ==> K14 = 1,3 8.6.15.Hệ số K15 xét đến ảnh hưởng khoảng cách đến điểm dân cư: K15 = 1,0 Như vậy ta có : Ktn = K1.K2.K3.....K14.K15 (I.8.19) = 0,493´1,117´1,8´K5´K6x1,3 Ktn = 1,289´K5´K6. Tùy thuộc vào bán kính đường cong nằm và đường cong đứng ta chia đoạn và tính hệ số tai nạn cho từng đoạn. Kết quả ghi trên bản vẽ 06, 07. *Nhận xét:Từ kết quả ghi trên bản vẽ 06,07 ta thấy hệ số tai nạn tổng hợp trên từng đoạn tuyến lớn nhất trên cả 2 phương án tuyến là : Ktn = 7,420 < 15 .Vậy tuyến thiết kế đảm bảo an toàn . Ở những chỗ tuyến có tầm nhìn trên bình đồ nhỏ hơn SII ta đặt các biển báo hạn chế tốc độ để đảm bảo an toàn 8.7.Tính toán hệ số mức độ phục vụ : Khả năng thông xe thực tế Nil của mỗi làn xe trên đoạn đường xác định sau: Nil = Nmax.b . (xecon/h.làn). (I.8.20). Ni = n.Nil .k(xecon/h). (I.8.21). Trong đó : + Nil : Khả năng thông xe thực tế của đoạn đường thứ i . +K:Hệ số làm giảm khả năng thông hành do ảnh hưởng của các làn xe k=0,92 + n : Số làn xe , n = 2. + Nmax: Khả năng thông xe lớn nhất, (xe con/h.làn) Nmax = 2000(xe con/h.làn).tài liệu [2] => Ni=2.2000.0.92.β=3680.β + b: Hệ số tổng hợp giảm khả năng thông xe. b = b1. b2. b3..... b13. (I.8.22). Trong đó: + Các bi là các hệ số xét đến ảnh hưởng của những điều kiện đường khác nhau làm giảm khả năng thông xe so với điều kiện xác định Nmax nói trên. Các hệ số bi xác định theo các bảng từ I-10 đến I-21 phụ lục 1 của [2]. - b1 : Hệ số xét đến bề rộng làn xe, với n = 2, Bl = 3,5 m nên b1 = 0,97. -b2: Hệ số xét đến khoảng cách từ mép phần xe chạy tới chướng ngại vật bên lề b2 = 0,99. - b3: Hệ số xét đến lượng xe con và xe tải trung trong thành phần dòng xe, khi xe con là 15%, xe tải trung 47%, xe tải nặng 9%, thì b3 = 0,842. - b4: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ dốc dọc : cả hai phương án tuyến đều có idmax<20(0/00) : b4 = 1. -b5: Hệ số kể tới ảnh hưởng của tầm nhìn (m): xác định trực tiếp trên bản vẽ. Bảng I.8.7 Chiều dài tầm nhìn(m) <50 50100 100150 150250 250350 >350 Hệ số β5 0,68 0,73 0,84 0,9 0,98 1,00 -b6: Hệ số xét đến bán kính đường cong nằm : Bảng I.8.8 R(m) 350 400 500 600 900 Hệ số b6 0,96 0,96 0,99 0,99 1 - b7: Hệ số xét đến các biển báo hạn chế tốc độ b7 = 1,0. - b8: Hệ số xét đến lượng xe rẽ trái ở nút giao thông b8 = 1,0. - b9: Hệ số xét đến trạng thái lề đường, lề gia cố bằng chính vật liệu làm mặt đường b9 = 1,0. - b10: Hệ số xét đến tình trạng mặt đường :mặt đường bê tông nhựa β10= 1,0. - b11: Hệ số xét đến loại công trình phục vụ có dọc tuyến : trạm xăng, bãi đổ cách ly hoàn toàn với phần xe chạy đường chính : b11= 1,0. - b12: Hệ số xét đến hình thức kẻ vạch trên đường : đối với đường cấp 60 có dải dẫn hướng là vạch sơn liền rộng 20cm nằm trên lề gia cố, sát mép với phần mặt đường b12 = 1,05. - b13: Hệ số xét đến các biển hạn chế tốc độ : không có biển hạn chế tốc độ b13 = 1,0. = 0,849. Kết quả tính b được thể hiện ở bản vẽ 06,07. + Đánh giá mức độ thuận lợi xe chạy thông qua hệ số làm việc của từng đoạn i xác định như sau: (1.8.23). Trong đó: + N : Cường độ xe chạy thực tế trên tuyến (cường độ xe chạy tính toán theo nhiệm vụ thiết kế đã được quy đổi ra xe con /h). N = 190(xcqđ/h). Bảng xác định hệ số β5 theo chiều dài tầm nhìn trên bình đồ : Bảng I.8.9 Bán kính R(m) 350 400 500 600 900 Chiều dài tầm nhìn S(m) 101,87 108,89 121,73 133.34 163.27 β5 0,84 0,84 0,84 0,84 0,90 Bảng xác định hệ số b5 theo chiều dài tầm nhìn trên đường cong đứng lồi : Bảng I.8.10 Bán kính R(m) 8000 10000 Chiều dài tầm nhìn S(m) 277,13 309,84 β5 0,98 1,00 Bảng xác định hệ số k6 theo chiều dài tầm nhìn trên đường cong đứng lõm : Bảng I.8.10 Bán kính R(m) 7000 8000 10000 12000 14000 Chiều dài tầm nhìn S(m) 283,77 319,29 390,02 460,49 530,8 β5 0,98 1,00 1,00 1,00 1,00 Kết quả tính toán được thể hiện ở bản vẽ số 06 & 07. *Nhận xét : -Qua kết quả thể hiện trên bản vẽ 06,07 ta thấy khả năng thông xe thực tế của 2 phương án tuyến đều lớn hơn khả năng thông xe lớn nhất trong điều kiện lý tưởng đối với đường 2 làn xe xác định theo lý thuyết Nmax =2000(xe/h.làn).Vậy tuyến thiết kế đảm bảo khả năng thông xe trong giờ cao điểm . -Qua kết quả thể hiện trên bản vẽ 06,07 ta thấy hệ số lưu lượng Z (hệ số mức độ phục vụ) của tất cả các đoạn trên 2 tuyến đều nhỏ hơn 0,45 như vậy tuyến thiết kế đảm bảo an toàn và thuận lợi cho xe chạy trong thời gian cao điểm. Chương 9 : LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT, SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN 9.1. Tính toán tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc cho 2 phương án tuyến: 9.1.1. Công thức tính toán: Việc luận chứng hiệu quả phương án tuyến về nguyên tắc cũng tương tự như trường hợp luận chứng kinh tế áo đường đã được trình bày ở chương VII và được tính theo công thức sau: (I.9.1). . Trong đó: + Ko, Kc, Kd, Ktr: Là các chi phí xây dựng tập trung từng đợt tính cho tất cả các công trình trên đường (nền đường, mặt đường, công trình thoát nước...) trên chiều dài toàn bộ tuyến L (km). + K0d: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do chiếm đất nông nghiệp, quy định lấy bằng tổng giá trị sản phẩm có thể đem lại của đất bị chiếm do lấy đất làm đường trong thời gian hoàn vốn T= 10năm, tương ứng với hệ số hiệu quả kinh tế tiêu chuẩn Etc=0,1. + Ktq: Tổng số vốn lưu động thường xuyên nằm trong quá trình khai thác ở năm đầu tiên: (đồng). (I.9. 2). (ngày đêm). (I.9. 3). + Qt: Tổng lượng hàng hoá vận chuyển tương ứng với năm thứ t (tấn). + D: Giá trị trung bình 1 tấn hàng vận chuyển trên đường (đồng/tấn). + T: Tổng thời gian hàng năm trong quá trình vận chuyển trong 1 năm (ứ đọng trong quá trình vận chuyển và bốc dỡ). + L: Chiều dài tuyến (km). +Vtt: Tốc độ xe chạy lý thuyết trung bình trên tuyến xác định theo biểu đồ xe chạy lý thuyết . + Ktôtô: Chi phí cần đầu tư xây dựng các cơ sở phục vụ cho vận tải ôtô, ga ra ôtô, trạm, xí nghiệp sửa chữa ban đầu tương ứng với yêu cầu vận chuyển ở năm thứ t. + Kts, Ktth: Các chi phí đầu tư cho vận tải đường sắt, đường thuỷ (nếu có), cũng có ý nghĩa như Ktôtô, chi phí này cần tính toán trong trường hợp khi so sánh các phương án đường ôtô khác nhau về phạm vi của khu vực hấp dẫn. Các chi phí này do các cơ quan đường sắt, đường thuỷ cung cấp (trong đồ án ta bỏ qua chi phí này). + Ts: Thời gian để so sánh các phương án tuyến; Ts = 15 năm. + Ct: Tổng chi phí thường xuyên hàng năm được tính cho tất cả các hạng mục công trình của đường ôtô trên toàn chiều dài tuyến L (km) được xác định theo công thức sau: Ct= Ctd + Ctvc + Ctcht + Cthk + Cttn + Cttx+ Ctml (đồng/năm) (I.9.4). Trong đó: + Ctd: Tổng chi phí hàng năm cho việc di tu bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ các công trình trên đường (nền, mặt đường và công trình thoát nước...) trên toàn chiều dài tuyến, xác định theo bảng 5.1 của tài liệu [4] cho hạng mục nền đường, còn các hạng mục khác tính từ định mức khái toán ở các đơn vị quản lý khai thác đường, (đồng/năm). + Ctvc: Chi phí vận chuyển hàng năm: Ctvc = Qt xSxL (đồng/năm). (I.9. 5). + Qt , S : Xác định theo công thức sau: * Qt : Lượng hàng hoá cần vận chuyển ở năm thứ t (tấn). * S : Cước phí vận chuyển ở năm thứ t (đ.T/km). (I.9.6). (I.9. 7). (I.9. 8). + n: Năm tính toán tương lai của mặt đường; n = Ts = 15 năm. + Ctcht: Chi phí cho việc chuyển tải bốc dỡ từ loại phương tiện này sang loại phương tiện khác. Ctcht = Qt x Z (đồng/ năm) (I.9.9). + Z: Giá chi phí bốc dỡ 1 tấn hàng (đồng/ tấn). + Cthk: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do hành khách bị mất thời gian trên đường hàng năm: (đồng/năm). (đồng/năm) (I.9.10). Trong đó: + Ntc, Ntb: Cường độ xe chạy năm thứ t của xe con và xe buýt. + L : Chiều dài tuyến (hành trình chở khách), km. + Vc, Vb : Tốc độ kỹ thuật của xe con, xe buýt (km/h). + Hc, Hb : Số hành khách trên một xe con, xe buýt. + tchc, tchb : Thời gian chờ đợi xe trung bình của hành khách khi đi xe con, xe buýt (giờ). + Cttn : Tổn thất trung bình cho nền kinh tế quốc dân do tai nạn giao thông ở năm thứ t. (đồng/năm) (I.9.11). + ati: Số lượng tai nạn xe xảy ra trong 100 triệu xe ôtô-km trong năm thứ t của đoạn thứ i được xác định như sau: ati = 0,009 Ktn2 - 0,27 Ktn + 34,5 (I.9.12). + Ktn: Hệ số tai nạn tổng hợp năm thứ t đã xác định ở chương VIII. + Ctitb: Tổn thất trung bình do 1 lần tai nạn xe trong năm thứ t (đồng). + Nti: Lưu lượng xe chạy trung bình trong năm thứ t trên đoạn thứ i (xe/ng.đ). + LI: Chiều dài đoạn đường thứ i có cùng điều kiện kỹ thuật. + mti: Hệ số xét mức độ thiệt hại của một vụ tai nạn giao thông ở năm thứ t trên đoạn đường thứ i xác định theo công thức sau: mti = m1.m2.m3....m11. (I.9.13). Các hệ số mi được xác định như sau: + Bề rộng phần xe chạy 7m: m1=1,0 + Chiều rộng lề đường <2,5m m2=1,0 + Độ dốc dọc >3%: m3=1,25, <3% m3=1,0 + Bán kính đường cong nằm >350m m4=1,0 + Tầm nhìn không đảm bảo: m5=0,7 + Cầu có vỉa h >30cm m6=1,4 + Không có giao nhau khác mức: m7=1,0 + Không có giao nhau cùng mức: m8=1,0 + Không qua khu dân cư: m9=1,0 + Số làn xe chạy n=2: m10=1,1 + Không trồng cây hoặc đặt trụ cầu dẫn 2 bên lề hoặc trên dãi phân cách: m11=1,0 + n: Số đoạn có điều kiện kỹ thuật không như nhau. + Ct: Tổn thất do bị tắc xe hàng năm: (đồng/ năm) (I.9.14). + D: Giá trung bình 1 tấn hàng phải dự trữ do tắt xe (đồng/ tấn). + Q't: Số lượng hàng hoá trong năm thứ t yêu cầu phải không ngừng cung cấp để đảm bảo sản xuất. + ttx: Thời gian tắc xe tính bằng tháng. + ETC = 0,10: Hệ số hiệu quả kinh tế tiêu chuẩn. + 288 : Hệ số chuyển đổi đơn vị. + CtML: Chi phí xét đến sự không hoàn chỉnh của mạng lưới đường. Sau khi tính Ptđ của từng phương án tuyến, phương án nào có Ptd min thì phương án đó là tốt nhất về mặt kinh tế thì chọn phương án đó để đánh giá hiệu quả kinh tế của vốn đầu tư. 9.1.2. Phương án I: 9.1.2.1. Xác định các chi phí tập trung: a. Xác định Ktd: Đối với mặt đường: - Các chi phí tập trung của kết cấu mặt đường: (I.9.15). Trong đó: + K0: Chi phí xây dựng mặt đường: K0 = 2.059.815.395x4,64 = 9.557.543.433 (đồng). + Kc: Chi phí một lần cải tạo áo đường, trong quá trình khai thác không có cải tạo nâng cấp nên Kc = 0 + Kd: chi phí cho một lần đại tu kết cấu áo đường, đối với mặt đường bêtông nhựa ta có: Kd = 0,42x 9.557.543.433 = 4.014.168.242 (đồng). + Ktr: Chi phí cho một lần trung tu kết cấu áo đường, đối với mặt đường bêtông nhựa ta có: Ktr = 0,051x 9.557.543.433 = 487.434.715 (đồng). + Đối với kết cấu áo đường đã chọn ở chương VII ta có một lần đại tu và ba lần trung tu: nd = 1; ntr = 2. + Thời gian lần đại tu và trung tu là: td = 15; ttr1 = 5; ttr2 = 10; - Thay các giá trị vào công thức (9.1.1.15) ta được: 11.009.089.186 (âäöng). Đối với công trình thoát nước: giá thành các công trình được xác định ở bảng I.9. 1 Bảng I.9. 1 Stt Lý trình Loại công trình Chiều dài (m) Diện tích (m2) Đơn giá Thành tiền 1 Km0+100 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5.934.104 2 Km0+504 Cầu BTCT 30 240 9.000.000 2.160.000.000 3 Km1+ 064 Cống tròn 2Æ200 2x11 3.195.214 70.294.708 4 Km1+800 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5934.104 5 Km2+100 Cống tròn 2Æ200 2x11 3.195.214 70.294.708 6 Km2+700 Cống tròn 2Æ200 2x11 3.195.214 70.294.708 7 Km3+300 Cống tròn 2Æ200 2x13 3.195.214 83.075.564 8 Km4+300 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5934.104 Tổng 2.471.762.000 - Ghi chú: + Đối với cầu BTCT đơn giá 9. 00.000 (đồng/m2). + Đối với cống tròn 200 đơn giá 3.195.214 (đồng/m dài). + Đối với cống tròn 75 đơn giá 539.464 (đồng/m dài). - Đối với công trình thoát nước bỏ qua các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu. Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng công trình thoát nước là: 2.471.762.000 (đồng). -Đối với nền đường: được xác định ở bảng 1.9. 2: Bảng 1.9. 1 Hạng mục Khối lượng (m3) Đơn giá (đồng/100m3) Thành Tiền (đồng) Đào nền đường đất cấp I 29005,61 1.153.983 334.719.808 Đắp đất cấp I K95 43523,24 1.194.148 850.522.084 2.605.182 Tổng 1.185.241.892 + Đào nền đường bằng máy đào có Vđào=0,8 m3 tra định mức AB31121. Ô tô vận chuyển 12T tra định mức AB41141 + Đắp đất nền đường đất cấp I được lấy từ nền đào và đất lấy từ mỏ cự ly vận chuyển 5km. Đắp nền đường tra định mức AB64123 - Đối với công trình nền đường bỏ qua các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu. Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng công trình nền đường là: 1.185.241.892 (đồng). b.Xác định K0d: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do chiếm đất nông nghiệp, lấy K0d = 0. c. Xác định Ktq: Tổng số vốn lưu động thường xuyên ở năm thứ t được xác định như công thức I.9. 2 với: Qt = 365..G.Nt Trong đó: +Qt: Lượng hàng hoá vận chuyển ở năm thứ t (tấn) + γ : Hệ số lợi dụng tải trọng, γ =0,95. + β: Hệ số sử dụng hành trình, β =0,65. +G : Tải trọng trung bình của các loại xe tham gia vận chuyển : G=7,6684 (tấn) +Ntt :Lưu lượng xe chạy hỗn hợp ở năm thứ t của các loại xe tham gia vận chuyển (xehh/ngđêm) Qt = 365. 0,65.0,95. 7,6684 Nt =1728,36 Nt (tấn). D = 500.000 (đồng/tấn). + T: Xác định như công thức I.9.3 với L = 4,64km; Vtt = 79,38 (km/h). (ngày đêm). Kết quả tính toán Ktq xem ở phụ lục 10 Tổng số vốn lưu động thường xuyên nằm trong quá trình khai thác. 10.818.586.766 (đồng). 9.1.2.2. Xác định các chi phí thường xuyên: a.Xác định Ctd: Tổng chi phí hàng năm cho việc duy tu bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ các công trình đường. Ở đây ta chỉ xác định đối với mặt đường còn đối với nền đường và các công trình khác không có chi phí duy tu bảo dưỡng. Theo bảng 5.1 của tài liệu [4] ta có: Ctd = 0,0055 . 9.557.543.433 = 52.566.488 (đồng). Khi tính toán tính đổi về năm gốc ta có kết quả ở phụ lục 11: Tổng chi phí cho việc duy tu bảo dưỡng, sữa chữa công trình đường. 399.824.887 (đồng). b .Xác định Ctvc: Ctvc = Qt.St.L (đồng). Trong đó: Qt = 1728,36 Nt (tấn). ==> St = 1889,22 (đồng/T.km). L = 4,64km. Kết quả tính toán Ctvc xem ở phụ lục 11: Tổng chi phí vận chuyển của phương án tuyến I. 54.511.757.818 (đồng c. Xác định Ctcht: Chi phí cho việc chuyển tải bốc dỡ từ loại phương tiện này sang phương tiện khác ta lấy Ctcht = 0. d. Xác định Cthk: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do hành khách bị mất thời gian trên đường hàng năm được xác định theo công thức 9.10 với: + Ntc = 0,15.Ntt; Ntb = 0. + L = 4,64 km. + V = 80 (km/h). + Hc = 4 (người). + tcch = 0,25 (giờ). + C = 3000 (đồng/giờ). = 1.349.040 Ntc (đồng/năm)). Kết quả tính toán Cthk xem ở phụ lục 12: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do hành khách bị mất thời gian trên đường. 486.044.473 (đồng). e.Xác định Cttn: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do tai nạn giao thông ở năm thứ t được xác định như công thức I.9.11 với: + Ctitb : Lấy bằng bảo hiểm tai nạn trung bình: Ctitb = 1.000.000 (đồng/1 vụ). + Nti: Lưu lượng xe chạy ở năm thứ t trên đoạn thứ i. Kết quả tính toán Cttn xem phụ lục 13. Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do tai nạn giao thông gây ra: 202.588.758 (đồng). f.Xác định Cttx: Tổn thất do bị tắc xe hàng năm Cttx = 0. g.Xác định Ctml: Chi phí xét đến sự không hoàn chỉnh của mạng lưới đường Ctml = 0. 9.1.2.3. Xác định tổng chi phí xây dựng và chi phí thường xuyên: Ptd = 11.009.089.186 + 2.471.762.000+ 1.185.241.892+10.818.586.766 +399.824.887+54.511.757.818 +480.044.473+202.292.255=81.078.599.277(đồng) 9.1.3. Phương án II: 9.1.3.1. Xác định các chi phí tập trung: a. Xác định Ktd: Đối với mặt đường: - Các chi phí tập trung của kết cấu mặt đường: Trong đó: + K0: Chi phí xây dựng mặt đường: K0 = 2.059.815.395x4,985 = 10.268.179.744 (đồng). + Kc: Chi phí một lần cải tạo áo đường, trong quá trình khai thác không có cải tạo nâng cấp nên Kc = 0 + Kd: chi phí cho một lần đại tu kết cấu áo đường, đối với mặt đường bêtông nhựa ta có: Kd = 0,42x 10.268.179.744 = 4.312.635.493 (đồng). + Ktr: Chi phí cho một lần trung tu kết cấu áo đường, đối với mặt đường bêtông nhựa ta có: Ktr = 0,051x 10.268.179.744 = 523.677.167 (đồng). + Đối với kết cấu áo đường đã chọn ở chương VII ta có một lần đại tu và ba lần trung tu: nd = 1; ntr = 2. + Thời gian lần đại tu và trung tu là: td = 15; ttr1 = 5; ttr2 = 10; - Thay các giá trị vào công thức (9.1.1.15) ta được: 11.827.652.930 (âäöng). Đối với công trình thoát nước: giá thành các công trình được xác định ở bảng 9.2.1 Bảng 9.2.1 Stt Lý trình Loại công trình Chiều dài (m) Diện tích (m2) Đơn giá Thành tiền 1 Km0+100 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5.934.104 2 Km0+600 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5.934.104 3 Km0+900 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5.934.104 4 Km1+580 Cống vuông 2□300 2x10 60 5.000.000 300.000.000 5 Km2+100 Cống tròn 2Æ175 2x11 1.738.402 38.244.844 6 Km2+600 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5.934.104 7 Km2+990 Cầu BTCT 40 320 9.000.000 2.880.000.000 8 Km4+100 Cống tròn Ø 150 11 1.700.000 18.700.000 9 Km4+600 Cống tròn Ø 75 11 539.464 5.934.104 Tổng 3.266.615.364 - Ghi chú: + Đối với cầu BTCT đơn giá 9. 00.000 (đồng/m2). + Đối với cống tròn 200 đơn giá 3.195.214 (đồng/m dài). + Đối với cống vuông 300 đơn giá 5.000.000 (đồng/m2). + Đối với cống tròn 150 đơn giá 1.700.000 (đồng/m dài). + Đối với cống tròn 75 đơn giá 539.464 (đồng/m dài). - Đối với công trình thoát nước bỏ qua các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu. Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng công trình thoát nước là: 3.266.615.364 (đồng). -Đối với nền đường: được xác định ở bảng 9.1.2: Hạng mục Khối lượng (m3) Đơn giá (đồng/100m3) Thành Tiền (đồng) Đào nền đường đất cấp I 21071,36 1.153.983 243.159.912 Đắp đất cấp I K95 50643,20 1.194.148 1.113.514.690 2.605.182 Tổng 1.356.674.602 + Đào nền đường bằng máy đào có Vđào=0,8 m3 tra định mức AB31121. Ô tô vận chuyển 12T tra định mức AB41141 + Đắp đất nền đường đất cấp I được lấy từ nền đào và đất lấy từ mỏ cự ly vận chuyển 5km. Đắp nền đường tra định mức AB64123 - Đối với công trình nền đường bỏ qua các chi phí cải tạo, đại tu và trung tu. Do đó ta có chi phí tập trung cho xây dựng công trình nền đường là: 1.356.674.602 (đồng). b.Xác định K0d: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do chiếm đất nông nghiệp, lấy K0d = 0. c. Xác định Ktq: Tổng số vốn lưu động thường xuyên ở năm thứ t được xác định như công thức 9.2 với: Qt = 365..G.Nt Trong đó: +Qt: Lượng hàng hoá vận chuyển ở năm thứ t (tấn) + γ : Hệ số lợi dụng tải trọng, γ =0,95. + β: Hệ số sử dụng hành trình, β =0,65. +G : Tải trọng trung bình của các loại xe tham gia vận chuyển : G=7,6684 (tấn) +Ntt :Lưu lượng xe chạy hỗn hợp ở năm thứ t của các loại xe tham gia vận chuyển (xehh/ngđêm) Qt = 365. 0,65.0,95. 7,6684 Nt =1728,36 Nt (tấn). D = 500.000 (đồng/tấn). + T: Xác định như công thức 9.3 với L = 4,985km; Vtt = 78,65 (km/h). (ngày đêm). Kết quả tính toán Ktq xem ở phụ lục Tổng số vốn lưu động thường xuyên nằm trong quá trình khai thác. 11.755.629.714 (đồng). 9.1.3.2. Xác định các chi phí thường xuyên: a.Xác định Ctd: Tổng chi phí hàng năm cho việc duy tu bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ các công trình đường. Ở đây ta chỉ xác định đối với mặt đường còn đối với nền đường và các công trình khác không có chi phí duy tu bảo dưỡng. Theo bảng 5.1 của tài liệu [3] ta có: Ctd = 0,0055 x10.268.179.744 = 56.474.989 (đồng). Khi tính toán tính đổi về năm gốc ta có kết quả ở phụ lục 11: Tổng chi phí cho việc duy tu bảo dưỡng, sữa chữa công trình đường. 429.553.256 (đồng). b .Xác định Ctvc: Ctvc = Qt.St.L (đồng). Trong đó: Qt = 1728,36 Nt (tấn). St: Tính theo công thức 1.9.6 ta có: Þ ==> St = 1890.45 (đồng/T.km). L = 4,985km. Kết quả tính toán Ctvc xem ở phụ lục 11: Tổng chi phí vận chuyển của phương án tuyến I. 58.603.024.380 (đồng). c. Xác định Ctcht: Chi phí cho việc chuyển tải bốc dỡ từ loại phương tiện này sang phương tiện khác ta lấy Ctcht = 0. d. Xác định Cthk: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do hành khách bị mất thời gian trên đường hàng năm được xác định theo công thức 9.10 với: + Ntc = 0,15.Ntt; Ntb = 0. + L = 4,985 km. + V = 80 (km/h). + Hc = 4 (người). + tcch = 0,25 (giờ). + C = 3000 (đồng/giờ). = 1.367.929. Ntc (đồng/năm)). Kết quả tính toán Cthk xem ở phụ lục 12: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do hành khách bị mất thời gian trên đường. 493.747.666 (đồng). e.Xác định Cttn: Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do tai nạn giao thông ở năm thứ t được xác định như công thức 9. 11 với: + Ctitb : Lấy bằng bảo hiểm tai nạn trung bình: Ctitb = 1.000.000 (đồng/1 vụ). + Nti: Lưu lượng xe chạy ở năm thứ t trên đoạn thứ i. Kết quả tính toán Cttn xem phụ lục 13. Tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do tai nạn giao thông gây ra: 216.751.724 (đồng). f.Xác định Cttx: Tổn thất do bị tắc xe hàng năm Cttx = 0. g.Xác định Ctml: Chi phí xét đến sự không hoàn chỉnh của mạng lưới đường Ctml = 0. 9.1.3.3. Xác định tổng chi phí xây dựng và chi phí thường xuyên: Ptd = 11.827.652.930+3.266.615.364+1.356.674.602+11.755.629.714+429.553.256 +58.603.024.380+493.747.666+216.751.724=87.949.649.636 9.2. Luận chứng - so sánh chọn phương án tuyến: 9.2.1. Bảng so sánh hai phương án tuyến: Stt Chỉ tiêu so sánh Đơn vị Phương án I Phương án II Đánh giá PA I PA II 1 Chiều dài tuyến m 4640 4985 + - 2 Hệ số triển tuyến 1,10 1,18 + - 3 Số đường cong nằm có R < 500m 1 2 + - 4 Số lần chuyển hướng 3 3 5 Số đường cong đứng 7 8 + - 6 Độ dốc dọc lớn nhất 0/00 19 19 7 Số lượng C.T cống thoát nước CT 7 8 + - 8 Số công trình cầu CT 1 1 9 Khối lượng đất đắp m3 43523,24 50643,20 + - 10 Khối lượng đất đào m3 29055,61 21071,36 - + 11 Tốc độ xe chạy trung bình Km/h 79,38 78,65 + - 12 Thời gian xe chạy trung bình Phút 3,51 3,803 + - 13 Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình Lít 1,61 1,713 + - 14 Hệ số tai nạn tổng hợp Ktn lớn nhất 7,42 7,42 15 Hệ số an toàn xe chạy Kat nhỏ nhất 0,91 0,93 -+ 16 Chi phí xây dựng mặt đường tính đổi về năm gốc Đồng 11.009.089.186 11.827.652.930 + - 17 Chi phí xây dựng công trình thoát nước Đồng 2.471.762.000 3.266.615.364 + - 18 Chi phí xây dựng nền đường Đồng 1.185.241.892 1.356.674.602 + - 19 Tổng số vốn lưu động thường xuyên tính đổi về năm gốc Ktq Đồng 10.818.586.766 11.755.629.714 + - 20 Tổng chi phí hàng năm cho việc duy tu bảo dưỡng tính đổi về năm gốc Ctd Đồng 399.824.887 429.553.256 + - 21 Tổng chi phí vận chuyển tính đổi về năm gốc Ctvc Đồng 54.511.757.818 58.603.024.380 + - 22 Tổng chi phí Cthk tính đổi về năm gốc Đồng 486.044.473 493.747.666 + - 23 Tổng chi phí do tai nạn tính đổi về năm gốc Cttn Đồng 202.292.255 216.751.724 + - 24 Tổng chi phí tính đổi về năm gốc Đồng 81.078.599.277 87.949.649.636 + - 9.2.2. Ưu nhược điểm của hai phương án: 9.2.2.1. Phương án I: *Ưu điểm: - Chiều dài tuyến ngắn hơn phương án II. - Số đường cong nằm có bán kính <500 ít hơn phương án II. -Số công trình thoát nước ít hơn phương án II . - Số đường cong đứng ít hơn phương án II. - Công trình cầu ngắn hơn phương án II. - Vận tốc trung bình lớn nên lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ. - Tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc nhỏ hơn phương án II. -Khối lượng đất đào và đất đắp chênh lệch nhau ít hơn phương án II * Nhược điểm: - Khối lượng đất đào lớn hơn phương án II -Hệ số an toàn nhỏ hơn phương án II 9.2.2.2. Phương án II: * Ưu điểm: - Khối lượng đất đào ít hơn phương án I -Hệ số an toàn lớn hơn phương án I * Nhược điểm: - Chiều dài tuyến lớn hơn phương án I. - Số đường cong đứng nhiều hơn phương án I. -Số công trình thoát nước nhiều hơn phương án I . - Vận tốc xe chạy trung bình nhỏ do đó lượng tiêu hao nhiên liệu lớn hơn - Tổng chi phí đầu tư xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc lớn hơn. 9.3. Luận chứng so sánh chọn phương án: Từ các ưu và nhược điểm nêu ở trên ta chọn phương án I để thiết kế kỹ thuật.