ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
CHƯƠNG 2: CẤP HẠNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT CỦA TUYẾN
2.1. Xác định cấp hạng và các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến.
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 5
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
2.1.1 Các quy phạm sử dụng:
- Tiêu chuẩn thiết kế đường đô thị TCVN 104:2007.
- Điều lệ báo hiệu đường ô tô 22TCN 237-01Z
- Tiêu chuẩn áo đường mềm 22TCN 211-06.
2.1.2 Căn cứ thiết kế:
- Điều kiện xây dựng.
- Điều kiện địa hình đặt tuyến.
- Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai.
- Nhiệm vụ thiết kế.
- Tầm quan trọng của tuyến đường.
Tuyến đường thuộc khu đô thị Vĩnh thái nằm trong TP Nha Trang( đô thị loại 1), với địa
hình là vùng đồng bằng. Chọn loại đường là đường phố gom. Căn cứ vào lưu lượng xe
chạy trên tuyến ở năm tương lai.Nên ta có:
- Lưu lượng xe : N= 1836( xhh/ng đêm).
- Thành phần dòng xe:
Loại xe
Thành
phần (%)
Trọng lượng trục Loại cụm bánh
Số trục
sau
Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau
Xe đạp, xe
máy, xe
xích lô
19 - - - - -
Xe con 27 5.6 6.4 Bánh đơn Bánh đơn -
Xe tải nhẹ 15 18.0 56.0 Bánh đơn Bánh đơn 1
Xe tải trung 10 25.8 69.6 Bánh đơn Bánh đôi 1
Xe tải nặng 9 48.2 100.0 Bánh đơn Bánh đôi 2( L<3)
Xe buýt 20 26.4 45.2 Bánh đơn Bánh đơn 1
- Hệ số tăng xe: q= 8%.
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 6
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
2.2 Xác định quy mô cấp hạng của tuyến đường:
Quy đổi xhh/ng.đêm thành xe con/ng.đêm
Bảng 2.1
Loại xe
Xe đạp,
Xe máy
Xích lô
Xe
con
Xe tải
nhẹ
Xe tải trung Xe tải nặng Xe buýt
Hệ số quy
đổi
0.5 1 2 2 2.5 2.5
Bảng 2. TCVN 104:2007
→ N
xcqđ/ng.đ
= (19%*0.5+27%*1+15%*2+10%*2+9%*2.5 + 20%*2.5)*1836
= 2919.24(xcqđ/ng.đ)
Lưu lượng xe con quy đổi ở năm tương lai là:
N
yc
= N
xcqđ
( 1 + q)
t
Trong đó:
Hệ số tăng xe hằng năm: q= 8%.
T = 15 (năm) - Đối với các loại đường được làm mới và mọi loại đường nâng cấp
và cải tạo trong đô thị. Và không phải là đường cao tốc chính đô thị.
Vậy: N
yc
= N
xcqđ
( 1 + q)
t
= 1836*(1 + 0.08)
15
= 5824.1( xcqd/ng.đ)
= 242.67(xcqđ/h)
Căn cứ vào chức năng của đường, điều kiện địa hình đặt tuyến và lưu lượng xe thiết kế,
dựa vào bảng 6;7 TCVN 104:2007.
 Kiến nghị chọn:
+ Cấp kĩ thuật là cấp 60
+ Vận tốc thiết kế: V
tk
= 60km/h.
2.3. Xác định các đặc trưng mặt cắt ngang
2.3.1. Phần xe chạy: Là phần mặt đường dành cho các phương tiện đi lại bao gồm các
làn xe cơ bản và các làn xe phụ( nếu có).
Các làn xe có thể được bố trí chung trên 1 dải hay tách riêng trên các dải khác
nhau tùy thuộc vào tổ chức giao thông dùng chung hay dùng riêng.
a) Số làn xe : Số làn xe trên mặt cắt ngang là số nguyên, số làn xe cơ bản được
xác định theo loại đường khi đã được quy hoạch và kết hợp với công thức tính toán:
tt
yc
lx
PZ
N
n
.
=
(2.1)
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 7
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
Trong đó:
lx
n
: số làn xe yêu cầu

yc
N
: lưu lượng xe thiết kế theo ngày đêm ở năm tính toán
Z : hệ số sử dụng KNTH, chọn Z = 0.8 theoTCXDVN 104 – 2007 (bảng
7) với đường phố gom có vận tốc thiết kế V =60km/h.

tt
P
: KNTH tính toán của một làn xe

tt
P
=(0,7 0,9)
LN
P

Chọn
tt
P
= 0,8*
LN
P

Với
LN
P
=1800 (xcqđ/h. làn) Theo TCXDVN104 – 2007 (bảng 3) ứng với đường
nhiều làn có phần phân cách.
Vậy
tt
P
= 0,8* 1800= 1440 (xcqđ/h.làn)
Thay tất cả vào (2.1) ta có :
1440*8,0
24.2919
=
lx
n
=2.53 (làn)
Ta có = 2.53 > = 2(làn)
Vậy Theo TCXDVN104 – 2007 (bảng 10) với đường phố gom, vận tốc thiết kế
V=60km/h
⇒
ta chọn = 4 (làn)
Theo TCXDVN 104-2007 bảng 10 với đường phố gom, vận tốc thiết kế V =60km/h

⇒
bề rộng 1 làn là b = 3,50 (m)
Vậy bề rộng phần xe chạy là :
xc
b
=3,5 * 4= 14 (m)
Kiến nghị chọn 4 làn xe.
Bề rộng phần xe chạy là: b
xc
= 3.5*4 = 14m
b) Chiều rộng một làn xe:
Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-05[1]: Đối với đường loại này chiều rộng tối thiểu một làn
xe B
làn
= 3,5 m
Kiến nghị chọn B
làn
= 3,5 m
2.3.2. Lề đường
Là phần cấu tạo tiếp giáp với phần xe chạy có tác dụng bảo vệ kết cấu mặt đường,
cải thiện tầm nhìn, tăng khả năng thong hành, tăng an toàn xe chạy, bố trí thoát nước, dừng
đỗ xe khẩn cấp và để vật liệu khi duy tu sửa chữa…
Theo TCXDVN 104-2007 (bảng 13) thì đối với đường phố chính thứ
yếu, có cấp kỹ thuật 60,với điều kiện xây dựng loại I, thì bề rộng lề đường tối
thiểu là 2,5 (m); bề rộng dải mép
tối thiểu
là 0,5 (m).
Chọn bề rộng lề đường là 2,5m để đảm bảo về mặt kinh tế xây dụng đường - Chiều
rộng lề 1,5 m trong đó lề gia cố là 1 m.
2.3.3. Bề rộng hè đường:
Theo TCXDVN 104-2007(bảng 15) đối với đường phố khu vực, có điều kiện
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 8
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
xây dựng loại I, thì bề rộng hè đường là 5,0 (m). Chọn bề rộng hè đường là 5,0(m)
2.3.4. Bề rộng phần phân cách:
Đối với đường nhiều làn xe (từ 4 làn xe 2 chiều trở lên) theo TCXDVN 104 –
2007 (bảng 14) thì ta nên bố trí dải phân cách với bề rồng tối thiểu của dải phân cách là
6,0 (m); trong điều kiện khó khăn thì có thể lấy 2,0 (m)
2.3.5.
Bề rộng nền đường:
B

=

b
xc

+

b
pc

+

2.b
le

+

2.b
he

+2.

b
dai
Trong đó:
B: bề rộng nền đường (m)
b
xc
: Bề rộng phần xe chạy (m)
b
pc
: Bề rộng dải phân cách (m)
b
le
: Bề rộng lề đường (m)
b
hè
: Bề rộng hè (m)
b
dải
: Bề rộng dải mép an toàn (m)
Vậy: B =
b
xc

+

b
pc

+

2.b
le

+

2.b
hè

+2.

B
đai
= 14 + 2 + 2*2.5 + 2*5.0 + 2*0.5
= 32 (m).
2.3.6. Bề rộng kết cấu áo đường:
(b
xc
+( b
lề
- b
rãnh
))x2 = 7 + (2.5-0.3))x2 = 18.4 (m)
Bảng 2.2.6: Các yếu tố trên mặt cắt ngang
Cấp TK
V
TK
,
km/h
N
lx
, làn B
1làn
, m B
PXC
, m B
lề
, m B
nền
, m B
hè
60 60 4 3,5 14 2.5 32 5
2.4. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến
2.4.1. Xác định độ dốc dọc lớn nhất cho phép i
max
i
dmax
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 đường.
a) Theo điều kiện sức kéo .
• Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường
- Khi xe chuyển động thì xe chịu các lực cản gồm:
Lực cản lăn (P
f
), lực cản không khí (P
w
), lực cản quán tính (P
j
), và lực cản leo dốc (Pi).
P
a
≥ P
f
+ P
w
+ P
j
+ P
i
Đặt : D =
G
PP
wa
−
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 9
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
D là nhân tố động lực của xe, tra biểu đồ (Là sức kéo trên một đơn vị trọng lượng của xe.
D = f(V, loại xe))
Khi xe chạy với vận tốc không đổi thì:
D = f ± i ⇒ i
d
= D - f
f: hệ số sức cản lăn tùy theo loại mặt đường sẽ được thiết kế.
Với V > 50 km/h.
f=f
0
[1+0.01(V-50)]
V: Tốc độ tính toán
f
0
: Hệ số sức cản lăn khi xe chạy với vận tốc nhỏ hơn 50 km/h
Dự kiến mặt đường sau này thiết kế có thể dùng là Bê tông nhựa, trong điều kiện khô,
sạch: ⇒ f
0
= 0,02
Vậy i
dmax
=D - f
v

⇒ Độ dốc dọc thiết kế lớn nhất theo điều kiện này được tinh theo bảng sau
Bảng tính độ dốc dọc thiết kế lớn nhất
Loại xe Thành phần (%) V (km/h) D f
i
d
max
MOSCOVIT(xe con) 27 60 0,08 0,0165 6,4
Raz 53(xe tải nhẹ) 15 60 0,036 0,0165 2
Zin 150(xe tải trung) 10 60 0,04 0,0165 2,4
Maz 504(xe tải nặng) 9 60 0,032 0,0165 1,6
Raz 51(xe buýt) 20 60 0,042 0,0165 2,6
Nhận xét: Để cho đa số (>80%)xe chạy được, ta chọn i
d max
=2 % (a)
b.Xác định i
dmax
theo điều kiện bám
Để đảm bảo bánh xe không quay tại chỗ khi leo dốc trong điều kiện bất lợi nhất thì sức kéo
phải nhỏ hơn sức bám của bánh xe với mặt đường.
i
dmax
=D - f
Trong đó:
G
PG
D
k
ω
ϕ
−
=
.
;
- D: Nhân tố động lực xác định theo điều kiện bám của ôtô.
- ϕ: Hệ số bám của lốp xe với mặt đường, phụ thuộc vào trạng thái mặt đường. Trong
tính toán, lấy trong điều kiện bất lợi của mặt đường ẩm, bẩn ϕ = 0.3
- G: trọng tải xe kể cả hàng,
- G
k
: tải trọng trục chủ động,
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 10
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
- f: hệ số sức cản lăn.
Dự kiến mặt đường sau này thiết kế có thể dùng là Bê tông nhựa , trong điều kiện khô,
sạch: ⇒ f = 0,02
Bảng 3 : Bảng trọng
lượng
xe G (KG)
Loại xe Trọng lượng trục P
i
(kN) G
K
(kG) G(kG)
Trục trước Trục sau
Xe con 5,6 6,4 640 1200
Xe tải nhẹ 18,0 56,0 5600 7400
Xe tải trung 25,8 69,6 6960 9540
Xe tải nặng 48,2 100,0 10000x2 24820
Xe bus 26,4 45,2 4520 7160
- P
w
: Lực cản không khí
13
2
VFk
Pw
××
=
(KG) ( Với V (km/h)
- F: diện tích cản không khí: F=0,8.B.H với xe con và F=0,9.B.H với xe tải.
- k: hệ số sức cản không khí.
- B, H: bề rộng của ôtô và chiều cao ôtô.
+ Xe con: K=0,015 ÷ 0.035 (Tương ứng F=1.5÷ 2.6 m
2
)
+ Xe bus: K=0.04 ÷ 0.06 (Tương ứng F=4.0 ÷ 6.5 m
2
)
+ Xe tải : K=0.06 ÷ 0.07 (Tương ứng F=3.0 ÷ 6.0 m
2
)
Bảng tra K và F
Loại xe
K( Kg.S
2
F (m
2
)
V (km/h
P
ω

(KG)
Xe con 0,025 2 60 13,85
Xe tải nhẹ 0,06 3 60 49,85
Xe tải trung 0,065 4,5 60 81
Xe tải nặng 0,07 6 60 116,3
Xe buýt 0,06 6,5 60 108
Bảng 5 : Bảng độ dốc dọc theo điều kiện sức bám
Loại xe φ G
k
(kG) G(kG)
P
ω

(kG)
D i
dmax
Xe con 0.3 640 1200 13,85 0,15 13,35
xe tải nhẹ 0.3 5600 7400 49,85 0,22 20,35
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 11
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
Xe tải trung 0.3 6960 9540 81 0,21 19,35
Xe tải nặng 0.3 20000 24820 116,3 0,195 17,85
Xe buýt 0.3 4520 7160 108 0,17 15,35
⇒ Để đảm bảo cho tất cả các xe đều có thể đi được thì i
dmax
= 13.35%(1)
- Lấy tốc độ gió V
g
=0 khi đó : Sức cản không khí của các loại xe là
1.
13
2
VFk
Pw
××
=
Kết quả tính toán P
ω
, tính i
dmax

Trên cơ sở i
dmax
xác định theo 2 điều kiện trên chọn trị số nhỏ hơn (vì i
b
max
>i
k
max
nên theo
điều kiện về sức bám hoàn toàn đảm bảo và trị số độ dốc dọc lớn nhất bảo đảm cho các xe
chạy được là trị số i
max
tính theo điều kiện sức kéo).
Bảng 2: Xác định i
dmax
Loại xe
Mutscovit408
Raz- 53
Xe Zin 150
Maz 504 Raz 51
i
dmax
(%)
6,0 1,0 4,5 5,6 2,9
2. Độ dốc dọc lớn nhất theo tính toán là rất nhỏ
3. Bảng 3 :Vận tốc xe khi i
dmax
=6%
Loại
xe
Mutscovit408
Raz- 53
Xe Zin 150
Maz 504 Raz 51
D 0,08 0.03 0,065 0,076 0.049
V
(km/h)
60 60 60 60 60
Vậy: Để cho đa số( >80%) xe chạy được, ta chọn i
dmax
= 2%.(2)
Từ 2 điều kiện kéo và điều kiện sức bám của xe, ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là:
i
dmax
= i
dmin
( 1;2) = 2%.
Theo TCVN 104:2007 đối với đường cấp kĩ thuật 60, V = 60km/h thì i
dmax
= 6%
⇒ i
dmax
= 2%.
Đây là độ dốc dọc được sử dụng trong trường hợp khó khăn trong thi công. Trong
thiết kế trắc dọc ta nên giảm độ dốc dọc để tăng chỉ tiêu vận hành, khai thác tuyến.
2.4.2. Độ dốc dọc nhỏ nhất
Chọn độ dốc dọc nhỏ nhất i
dmin
= 0%, khi đó:
- Nếu độ dốc dọc từ i
dmin
= 0% - 0.5%, đồng thời ta phải thiết kế dốc dọc rãnh biên
hình răng cưa để đảm bảo cho việc thoát nước.
- Nếu độ dốc dọc i
dmin
> 0.5%, thì ta thiết kế rãnh có độ dốc bằng độ dốc thường.
2.4.3. Độ dốc dọc thiết kế (có xét đến yếu tố kinh tế):
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 12
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
- Với độ dốc dọc lớn thì chi phí cho xây dựng thấp nhưng xết về chi phí của người
tham gia giao thông thì rất lớn về nhiên liệu,còn đối với người đi xe đạp thì khó khăn và
có thể không đi được và ngược lại.
- Địa hình có ảnh hưởng rât lớn đến độ dốc dọc thiết kế. Tùy theo địa hình mà ta
thiết kế độ dốc dọc nằm trong phạm vi i
dmin
≤ i
tk
≤ i
dmax.
- Với địa hình tương đối bằng phẳng i
tk
= 0% ~ 0.5%, ,đồng thời ta phải thiết kế
dốc dọc.
-
Với địa hình có độ dốc dọc lớn thì ta thiết kế dốc dọc rãnh biên theo dốc dọc
của đường và phải đảm bảo về mặt kinh tế.
2.4.4. Xác định tầm nhìn xe chạy
a. Tầm nhìn 1 chiều S
1
:
Người lái phát hiện chướng ngại vật, hãm phanh và dừng xe trước chướng
ngại vật một khoảng cách an toàn.
S
1
= l
1
+ S
h
+ l
o
l
1
: quãng đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý t = 1s
Sơ đồ tính tầm nhìn S
1
(Tầm nhìn hãm xe)
lpu
Sh lo
S1
11
l
1
= V.t =
63,
V
(m)
S
h
: Chiều dài hãm xe
S
h
=
KV
i
2
254( )
ϕ±
l
0
: cự ly an toàn l
0
= 5 ÷ 10 m
V : Vận tốc xe chạy (Km/h)
K : Hệ số sử dụng phanh K = 1,2 với xe con, K=1,4 với xe tải, ở đây ta chọn
K=1,3
ϕ : Hệ số bám ϕ = 0,5
i : Khi tính tầm nhìn lấy i = 0,00
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 13
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ KHOA KĨ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
S
1
=
)00,05,0(254
60.3,1
6,3
60
2
−
+
+ 10 =63,52(m). Lấy tròn S
1
=65 m
Bảng 2.3.4a : Tầm nhìn một chiều của các xe
Loại xe Hệ số sử dụng
phanh
k
Chiều dài hãm
xe
S

h
(m)
Tầm nhìn hãm
xe
S
1
(m)
Xe con
1,2 34 60,67
Xe tải nhẹ
1,3 36,85 63,52
Xe tải trung
1,35 38,27 64,94
Xe tải nặng
1,4 39,7 66,37
Xe bus
1,4 39,7 66,67
- Theo TCXDVN 104-2007(bảng 19), ứng với V=60km/h thì tầm nhìn tối thiểu
S
1
=75(m).
Vậy kiến nghị chọn S
1
=75 (m).
b. Tầm nhìn 2 chiều
a) Sơ đồ tính
Sơ đồ tính tầm nhìn S2
Sh
S1
lpu
lo Sh
lpu
1 1 2 2
S
2
= 2l
fư
+ 2 S
h
+ l
o

o
l
)i127(
.V.k
1,8
V
l
i)254(
V.k
i)254(
V.k
3,6
V
2S
22
2
o
22
2
+
−
+=+
±
+
±
+=
ϕ
ϕ
ϕϕ
Thay số vào ta được S
2
=
2 2
0
2 2 2
. 60 1,3.60 .0,5
10 117,03( )
1.8 254( ) 1.8 127.0,5
V KV
l m
i
ϕ
ϕ
+ + = + + =
±

Lấy tròn S
2
=120 m
B ảng 2.3.4b : Tầm nhìn hai chiều của các xe
SVTH: Trà Quang Nhất Việt Lớp 08ĐT Page 14

Xem chi tiết: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ