Báo cáo Dự án nâng cấp quốc lộ 7 lập nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng tuyến đường quy hai điểm a15-B15

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC DỰ ÁN NÂNG CẤP QUỐC LỘ 7 LẬP BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG QUY HAI ĐIỂM A15-B15 (THIẾT KẾ SƠ BỘ PHỤC VỤ CHO LẬP DỰ ÁN KHẢ THI) CHƯƠNG I I.1.MỞ ĐẦU: SƠ LƯỢC VỀ VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, LỊCH SỬ KINH TẾ VĂN HÓA XÃ HỘI CỦA ĐỊA PHƯƠNG NƠI TUYẾN ĐƯỜNG ĐI QUA Trong qúa trình xây dựng đất nước theo đường lối CÔNG NGHIỆP HOÁ -HIỆN ĐẠI HOÁ, Đảng và nhà nước ta đề ra những nghị quyết nhấn mạnh đến vai trò quan trọng của cơ sở hạ tầng. Giao thông vận tải là một trong những mục tiêu quan trọng trong chiến lược phát triển cơ sở hạ tầng ở nước ta hiện nay. Thực tế cho thấy, trong những năm gần đây Đảng và nhà nước đã đầu tư rất nhiều trong lĩnh vực xây dựng cơ bản đặc biệt là giao thông vận tải. Nghệ An là một tỉnh có vị trí chiến lươc quan trọng, là hệ thống huyết mạch trong hệ thống kinh tế chính trị chung của đất nước. Với một diện tích rộng lớn bao gồm cả đồng bằng đồi núi và một lượng khoáng sản thiên nhiên ban tặng, đây được xem là một vị trí chưa được khai thác đúng mức. Với vị trí thuận lợi như giáp nước bạn Lào (tuyến đường quốc lộ 7 nối Nghệ An và Lào tuy nhiên tuyến này đường đã xuống cấp cần phải cải tạo), có đường quốc lộ 1A đi qua, (hiện nay có tuyến đường quốc lộ Hồ Chí Minh đi qua tỉnh đang trong giai đoạn thi công), có bờ biển dài thuận lợi trong buôn bán đường thuỷ với nước bạn Trung Quốc đem lại cho nhà nước một lượng ngoại tệ tương đối lớn, diện tích giáp biển nhiều và có hệ thống sông ngòi chằng chịt rất thuận lợi cho việc nuôI trồng thuỷ sản xuất khẩu và đánh bắt xa bờ. Mặt khác, Nghệ An là một tỉnh có tiềm năng về văn hoá, du lịch với bao danh lam thắng cảnh tầm cỡ quốc gia, (bãi biển Cửa Lò, Quê Bác...) người dân cần cù chịu khó, nguồn nhân công dồi dào, với truyền thống lịch sử chống giặc ngoại xâm với ý chí kiên cường có nhiều vùng đồi núi thảo nguyên rộng lớn thuận lợi cho phát triển cây công nghiệp, với nguồn tài nguyên khoáng sản trữ lượng lớn (Quặng BôXit), nhiều núi đá vôi có trữ lượng lớn thuận lợi cho việc xây dựng các nhà máy xi măng, nhiều loại đá quý để sử dụng trong trang trí xây dựng. Do đó Nghệ An còn là tỉnh được nằm trong quy hoạch của nhà nước để thành lập khu công nghiệp Nam Thanh - Bắc Nghệ với thế mạnh là sản xuất vật liệu xây dựng cung cấp cho công việc xây dựng cơ bản của cả nước. Với diện tích rừng lớn nhiều loại gỗ quý được khai thác từ đây, nhiều loại động vật quý hiếm trong khu bảo tồn nhiều khu thắng cảnh thiên nhiên trong các khu rừng nguyên sinh chưa được nhiều du khách đến thăm (do không thuận lợi về giao thông). Tuy nhiên bên cạnh những thuận lợi còn có những khó khăn, số hộ nghèo còn chiếm một tỷ lệ khá cao, trình độ dân trí thấp, diện tích đất canh tác ít (một số xã vùng cao chủ yếu diện tích là đồi núi), mạng lưới giao thông còn thiếu đồng bộ và xuống cấp. Do vậy Nghệ An được coi là chưa được đầu tư và khai thác đúng mức, đòi hỏi các cấp có thẩm quyền phải quan tâm hơn nữa nhằm giúp đồng bào xoá đói giảm nghèo, đi lên no ấm. I.2-TỔNG QUAN VỀ TUYẾN ĐƯỜNG A15-B15 I.2.1-Giới thiệu về tuyến đường : Như giới thiệu chung về địa phương trên đây việc xây dựng tuyến đường phục vụ phát triển kinh tế cho địa phương là cần thiết. Tuyến đường xuất phát từ đầu thị trấn Anh Sơn cho đến cuối thị trấn nằm trên một đoạn của quốc lộ 7 qua chợ trung tâm của huyện, qua nhà máy xi măng 12/9 , nhà máy chè Đen và trong tương lai sẽ xây dựng một nhà máy xi măng nữa với dây chuyền và thiết bị hiện đại. Tuyến đường nối liền hai điểm A15-B15 thuộc khu vực đông dân cư, tình hình trao đổi buôn bán diễn ra hết sức rộn nhịp. Các nguồn hàng được đổ về từ nhiều nơi và cung được chuyển đi đến khắp nơi xung quanh để diễn ra trao đổi buôn bán, vì thế nhu cầu về giao thông là vấn đề được quan tâm nhất bởi nó gắn liền với phương châm cơ sở hạ tầng là nền tảng cho sự phát triển đi lên của kinh tế vùng. I.2.2-căn cứ pháp lí: I.2.2.a - Căn cứ lập dự án: Theo quyết định số 32QĐ/UBND ngày 20/10/2002 của chủ tịch UBND tỉnh Nghệ An về phê duyệt báo cáo nghiên cứu tiền khả thi xây dựng tuyến đường đi qua hai điểm A15-B15. Dựa vào hồ sơ báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đâu tư xây dựng tuyến đường A15-B15 do công ty tư vấn và khảo sát thiết kế công trình giao thông 479 lập tháng 9/2002. Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lưới giao thông của vùng đã được nhà nước phê duyệt (trong giai đoạn 2000-2020) cần phải xây dựng tuyến đường qua hai điểm A15-B15 để phục vụ các nhu cầu phát triển kinh tế, văn hoá XH; và chủ trương của nhà nước nhằm phát triển kinh tế của vùng miền Tây Nghệ An. Theo văn bản (hợp đồng kinh tế) ký kết giữa chủ đầu tư (bao gồm UBND tỉnh Nghệ An, sở giao thông vận tải tỉnh Nghệ An) và công ty tư vấn và khảo sát thiết công trình giao thông 479 trực thuộc tổng công ty công trình giao thông 4. I.2.2.b - Các tiêu chuẩn sử dụng. Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN-4054-98 Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN-221-93 Quy trình khảo sát đường ôtô 22 TCN-263-2000 Tiêu chuẩn tính toán các đặc trưng dòng chày lũ 22 TCN-220-95 Hà Nội -1995 Định hình cống tròn 71-02X Các quy trình quy phạm thiết kế đường ô tô : 22TCN 223-95 I.3 -HÌNH THỨC ĐẦU TƯ VÀ NGUỒN VỐN : Vốn đầu tư gồm hai phần : 40% vốn của điạ phương, 60% vốn vay củaWorld Bank Lay Nhật Bản Hình thức đầu tư : Đối với nền đường và công trình cầu cống:chọn phương án đầu tư tập trung một lần. Đối với áo đường : chọn phương án đầu tư tập trung nhiều giai đoạn Chủ đầu tư :UBND tỉnh Nghệ An. Địa chỉ liên lạc số 37 đường Trường Thi thành phố Vinh Tỉnh Nghệ An điện thoại : 038 845362 Fax : 038 845273 I.4-ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG I.4.1-Đặc điểm kinh tế xã hội I.4.1.a -Dân cư và lao động: Thành phần dân cư đông đúc chủ yếu là dân tộc kinh, có một số là dân tộc thiểu số ít người, phân bố dân cư không được đồng đều cho lắm, chủ yếu tập trung vào trung tâm kinh tế của vùng. Lực lượng lao động nhàn rỗi ở địa phương nhiều nhất là trong những ngày nông nhàn. Thu nhập bình quân đầu người hàng năm thấp do đó người dân lao động ở địa phương đi làm thuê sau mùa vụ rất đông. Điều này thuận lợi cho việc tuyển công nhân địa phương với giá rẻ. Trình độ dân trí trung bình. I.4.1.b-Kinh tế: Ngành nghề chủ yếu của đa phần người dân là sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp sản phẩm chính của vùng ngoài các nông sản còn có lâm sản (nhiều loại gỗ quý), chè là loại cây công nghiệp được phát triển mạnh(trồng và chế biến ở nhà máy chè Đen), sản phẩm xi măng của nhà máy xi măng 12/9 là sản phẩm truyền. Ngoài ra còn có một bộ phận nhỏ là cán bộ công nhân viên chức của huyện và công nhân nhà máy xi măng, có một phần rất ít làm nghề buôn bán nhỏ, một số dân có nghề phụ tuy nhiên sản xuất với quy mô nhỏ chủ yếu là phục vụ cho nhu cầu của dân trong địa phương tuy nhiên đây có chợ là trung tâm mua bán của cả vùng cho nên số lượng người qua lại rất đông, giao thông phức tạp. Hiện tại kinh tế của vùng chưa được phát triển lắm do những khó khăn nên trên tuy nhiên trong tương lai nếu được đầu tư đúng mức địa phương sẽ phát huy được các thế mạnh săn có nhất là khi tuyến đường A15-B15 được mở giao thông thuận tiện sẽ vận chuyển được nguồn sản phẩm làm ra đi tiêu thụ cho những vùng lân cận. Điều đó là tăng sản xuất kéo theo tăng việc làm cho người lao động do đó tạo điều kiện cho kinh tế phát triển cả về nông, lâm nghiệp, công nghiệp và Du lịch. I.4.2-Đánh giá hiện trạng giao thông: I.4.2.a Đường bộ: Phần lớn các đường giao thông hiện có đều mang tính tự phát. Lưu lượng xe chủ yếu là xe thô sơ và xe tải nhẹ . Nhiều vùng cần lưu thông hàng hoá nhưng giao thông chưa với tới. I.4.2.b Đường sắt: Không có I.4.2.b Đường thuỷ: địa phương có sông Lam chảy qua tuy nhiên giao thông thuỷ không phát triển do sông ngắn dốc, lưu lượng hai mùa không đều. Giao thông thuỷ chủ yếu là bè chở gỗ từ địa phương xuống thành phố Vinh. I.4.2.d Đường hàng không: không có I.4.3 Sự cần thiết phải đầu tư xd tuyến đường A15-B15 Theo phân tích ở trên về đặc điểm kinh tế xã hội của địa phương và tương lai phát triển kinh tế của vùng về các ngành nông, lâm nghiệp và công nghiệp; hiện trạng giao thông của vùng, vị trí chiến lược của tuyến đường A15-B15 cho ta thấy để phát triển kinh tế của vùng theo chủ trương của nhà nước nhằm phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội của một vùng phía tây Nghệ An thì việc xây dựng tuyến đường A15-B15 là cần thiết. I.5-ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN –VLXD- KHÍ HÂU KHU VỰC XÂY DỰNG ĐƯỜNG : I.5.1. Địa hình, địa mạo, cây cỏ: Đây là vùng đồi núi ở độ cao khoảng 800m so với mực nước biển và vùng thuộc tây bắc của dãy Trường Sơn sườn dốc nhiều cây bụi, thảm thực vật phong phú I.5.2 Khí hậu Đây là vùng thuộc tây bắc của của dãy Trường Sơn nên có vùng khí hậu A2 Lưu lượng mưa khá lớn 350mm(ứng với tần suất thiết kế là 4%) I.5.3 Địa chất, thuỷ văn: Qua khảo sát thực tế trên toàn tuyến đất đều có tính cơ lí tốt, mực nước ngầm tương đối sâu I.5.4 Nguyên vật liệu Mỏ đá là các núi đá vôi nằm trong địa phận của địa phương Nhà máy xi măng 12/9 Lượng đào đắp bù trừ I.5.5 Điều kiện môi trường và ảnh hưởng của việc xây dựng tuyến đường đến môi trường và an ninh quốc phòng Với khí hậu thuộc vùng núi cao cộng thêm gió lào, lượng mưa lớn nên sẽ gây khó khăn đến việc xây dựng tuyến đường. Xây dựng tuyến sẽ làm thay đổi môi trường của địa phương theo hướng tích cực vì địa phương sẽ được quy hoạch phát triển kinh tế một cách đúng đắn theo đường lối của Đảng. Mặt khác xây dựng tuyến đường góp phần xây dựng phát triển kinh tế cho địa phương sẽ làm cho một số ít dân tộc vùng sâu vùng xa phát triển kinh tế hàng hoá thay trồng cây thuốc phiện bằng những cây có giá trị kinh tế khác. Đồng thời tăng khả năng tiêu thụ của các nghành công nghiệp của địa phương làm cho lao động nhàn rỗi của địa phương ít đi và tránh được những thói hư tật xấu do nhàn cư vi bất thiện gây nên. Như vậy xây dựng tuyến đường nhằm phát triển kinh tế cho địa phương cũng đi kèm với việc tăng cường an ninh. Đồng thời với vị trí địa lý là một vùng giáp biên giới Lào việc xây dựng tuyến cũng đồng thời với việc tăng cường an ninh quốc phòng. I.6 MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN, NHIỆM VỤ, PHẠM VI VÀ QUY MÔ PHỤC VỤ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG, Ý NGHĨA CỦA TUYẾN ĐƯỜNG; LƯU LƯỢNG XE VÀ DỰ BÁO TƯƠNG LAI Mục tiêu của dự án là nhằm phát triển giao thông cho địa phương nhằm tạo điều kiện phát triển văn hoá cho địa phương mở rộng hệ thống giao thông vùng tạo điều kiện phát triển kinh tế cho những địa phương lân cận. Tuyến đường phục vụ vận chuyển hàng hoá từ nơi sản xuất về trung tâm của tỉnh từ đó phân phối đi các nơi. Ý nghĩa của tuyến đường nối trung tâm kinh tế, văn hoá của địa phương với các địa phương khác. Lưu lượng xe dự báo cho tương lai 780 xcqđ/ng.đ và chủ yếu là xe tải trung. Lưu lượng xe cũng phản ánh ý nghĩa và chức năng tuyến đường. I.7 CHỌN CẤP HẠNG ĐƯỜNG VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG (CẤP QUẢN LÍ , CẤP KỸ THUẬT) Từ ý nghĩa của tuyến đường sơ bộ chọn cấp hạng của đường và công trình trên đường: Cấp quản lý IV Cấp kỹ thuật 60 CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT ,QUY MÔ ĐẦU TƯ VÀ CÁC TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 2.1-XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG: Để xác định cấp hạng của đường ta dựa vào các cơ sở sau: Căn cứ chức năng của tuyến đường, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường (đường nối các trung tâm kinh tế ,chính trị văn hoá của địa phương). Căn cứ vào số liệu dự báo về lưu lượng xe và thành phần xe của năm tính toán tương lai (năm thứ hai mươi ), áp dụng các hệ số quy đổi xe (TCVN-4054-98) ra xe con: Lưu lượng xe năm thứ hai mươi N = 780 xe/ngđ Hệ số tăng xe q : 7% Xe con 30% Xe tải nhẹ 10% Xe tải trung 45% Xe tải nặng 15% Căn cứ vào điều kiện địa hình nơi tuyến đi qua (độ dốc ngang sườn đồi núi ,địa hình đồng bằng ,đồi núi ,..). Từ các căn cứ trên và dựa vào bảng 3,4,5 TCVN: 4054-98 kiến nghị chọn : Cấp kỹ thuật 60 Cấp quản lý IV Tốc độ xe chạy tính toán là tốc độ lớn nhất mà xe đơn chiếc có thể chạy an toàn trong điều kiện sức bám giữa bánh xe và mặt đường ở trạng thái bình thường (mặt đường khô, ráo ẩm, sạch,..). Dựa vào cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường là cấp IV miền núi và TCVN-4054-98 ta có vận tốc xe chạy tính toán VTK = 60km/h. 2.2-XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG : 2.2.1-Xác định quy mô mặt cắt ngang đường (số làn xe ): Lượng xe quy đổi được tính như sau : Nqđ = S NiKi xe con/ngđ Trong đó : Ni là cường độ thiết kế cho từng loại xe Ki- hệ số quy đổi cho từng loại xe N1 = 0,30.780 = 234 xe con N2 = 0,10.780 = 78 xe tải nhẹ N3 = 0,45.780 = 351 xe tải trung N4 = 0,15.780 = 117 xe tải nặng Như vậy lưu lượng xe quy đổi ra xe con là: Nqđ = 234+78.2 + 351.2,5 + 117.3 = 1618.5 xe con quy đổi. Lưu lượng xe giờ cao điểm là : Ncđg = 0,12.Nqđ = 194.22 xecon /ngđ. Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức nlx = Trong đó : nlx là số làn xe yêu cầu Ncđgiờ là lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm . Nlth là năng lực thông hành tối đa, lấy như sau : Khi có phân cách xe chạy trái chiều và phân cách ô tô với xe thô sơ 1780 xcqđ/h Khi có phân cách xe chạy trái chiều và không có phân cách ô tô với xe thô sơ 1500xcqđ/h. Khi không có phân cách trái chiều và ô tô chạy chung vơí xe thô sơ 1000xcqđ/h. Ta dự kiến thiết kế đường không có phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ nên Nlth = 1000xcqđ/h. Z là hệ số sử dụng năng lực thông hành ,theo TCVN-4054-98 ta thiết kế cho đường có Vtt = 60km/h cho vùng đồi núi nên lấy Z = 0,77 Từ đó ta có số làn xe tính toán là : Nlx = = 0,252 làn xe Theo TCVN-4054-98 ta lấy số làn xe là Nlx= 2 làn . II.2.2-Tính bề rộng phần xe chạy và lề đường : Bề rộng của một làn xe được tính theo công thức : B1làn = + x + y Trong đó : b : bề rộng thùng xe (m). c : khoảng cách giữa hai bánh xe(m). x : khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m). y : khoảng cách từ vềt bánh xe đến mép phần xe chạy . x , y được xác định theo công thức sau : x = 0,5 + 0,005V khi làn xe chạy ngược chiều x = 0,35 + 0,005V khi làn xe chạy cùng chiều y = 0,5 + 0,005V Với V là vận tốc thiết kế Trong khi thiết kế ta cần xét tới cả hai trường hợp : Xe con có kích thước nhỏ nhưng tốc độ lớn. Xe tải có kích thước lớn nhưng tốc độ bé. Đối với xe con (Volga):tốc độ V = 80km/h, kích thước: b = 1,54 m c = 1,22 m Đối với xe tải(tải nặng, tương đương MAZ-200) V = 60km/h có kích thước: b = 2,65 m c = 1,95 m II.2.2.a-Sơ đồ I: Hai xe tải đi ngược chiều nhau x = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 m y = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 m b = 2,65 m c = 1,95 m Như vậy ta có bề rộng 1 làn xe chạy được tính như sau : B1làn = + 0,8 + 0,8 = 3,9 m Như vậy ta có bề rộng phần xe chạy: Bpxc = 2xB1làn = 3.9x2 = 7.8m II.2.2.b-Sơ đồ 2: Hai xe con đi ngược chiều nhau: x = 0,5 + 0,005.80 = 0,9 m y = 0,5 = 0,005.80 = 0,9 m b = 1,54 m c = 1,22 m Bề rộng 1 làn xe chạy được tính như sau B1làn = + 0,9 + 0,9 = 3,18 m Bpxc = 2xB1làn = 2x3,18 = 6,36m II.2.2.c –Sơ đồ 3:Xe tải và xe con đi ngược chiều nhau: Bề rộng làn xe tải là 3.9m Bề rộng làn xe con là 3.18m Từ đó ta có: Bpxc = bề rộng làn xe tải + bề rộng làn xe con=3,9+3,18=7.08m Từ ba cách xếp sơ đồ trên ta lấy bề rộng phần xe chạy B =2x3,9 m Theo bảng 6 TCVN-4054-98 đối với đường cấp IV có cấp kỹ thuật 60 thì Bề rộng phần xe chạy 2´3,5 m. Bề rộng lề đường 2´2,5 m Bề rộng nền đường 2´3,5 + 2´2,5 = 12m Độ dốc ngang phần xe chạy với giả thiết mặt đường làm bằng bê tông nhựa Phần xe chạy và lề gia cố có độ dốc ngang i = 2,0% Phần lề đất (trồng cỏ) i = 6%. II.2.3-Xác định độ dốc dọc lớn nhất imax: II.2.3.a – Theo điều kiện sức kéo : Imax = D - f Trong đó: f = fv = fo[1 + 0,01(V - 50)] Với: fo là hệ số sức cản lăn lấy bằng 0,02(mặt đường bằng bê tông nhựa) V: tốc độ tính toán. (xem phụ lục 1) Suy ra độ dốc dọc lớn nhất được xác định theo tính toán là imax = 9,25% So với TCVN-4054-98 chọn imax = 7% 3.2.3.b – Theo điều kiện sức bám : Để đảm bảo xe lên dốc mà không bị trượt hay bị quay tại chỗ ta phải các định độ dốc theo điều kiện sức bám như sau Dbám = ³ D ³ f + i Trong đó : j - là hệ số bám giữa lốp xe và mặt đường, khi tính toán theo điều kiện sức bám thường chọn trạng thái mặt đường ẩm và bẩn là điều kiện gây bất lợi cho xe chạy -ta chọn j = 0,2 Gb : trọng lượng tác dụng trên bánh xe chủ động G : trọng lượng của toàn bộ xe . Pw : sức cản không khí : Pw = F : diện tích cản gió của xe : F = 0,8BH đối với xe con; 0,9BH đối với xe tải K : hệ số lưu tuyến của xe (hệ số sức cản không khí ): đối với xe con K = 0,015¸ 0,034 (tương ứng F = 1,6 ¸2,6 m2) xe tải K = 0,055¸0,066 (tương ứng với F = 3,0¸5,3 m2). v : tốc độ tương đối của xe(m/sec), tức là phải kể đến tốc độ của gió ( trong điều kiện bình thường thì lấy tốc độ gió bằng 0, v: bằng tốc độ của xe) Khổ xe được cho trong bảng sau :( xem phụ lục 2) Từ đó ta có bảng kết quả tính toán các giá trị độ dốc imax: (Xem phụ lục 3) Từ bảng trên ta thấy i > imax nên theo điều kiện sức bám hoàn toàn bảo đảm và trị số độ dốc dọc lớn nhất bảo đảm được cho các xe chạy được trên đường vào lúc bất lợi nhất. Theo TCVN-4054-98 với đường cấp 60km/h thì imax = 7%. Theo điều kiện sức kéo chỉ có xe con là khắc phục được độ dốc i = 7% theo TCVN-4054-98, còn các xe khác thì không khác phục được độ dốc đó nếu chạy với vận tốc thiết kế V= 60km/h. Muốn khắc phục được độ dốc đó theo TCVN-4054-98, imax = 7% thì ta phải giảm tốc, cụ thể theo tính toán ở bảng sau : ( xem phụ lục 5). Qua những nhận xét trên và căn cứ vào bình đồ địa hình của khu vực đặt tuyến ta quyết định chọn độ dốc lớn nhất để thiết kế là : i = imax - i = 7- 2 = 5% Với i: là đô dốc dữ trữ tuỳ theo địa hình . Từ độ dốc thiết kế i = 5% ta xác định được tốc độ các loại xe chạy được khi khắc phục được độ dốc đã chọn đó: (xem phụ lục 6) Từ bảng trên ta thấy khi giảm độ dốc xuống còn i = 5% thì tốc độ xe con tăng đáng kể tuy nhiên tốc độ xe tải thì không tăng được là bao nhiêu . Như vậy chỉ vạn bất đắc dĩ ta mới sử dụng đến độ dốc lớn nhất imax trong trường hợp không thể tránh được.Thông thường ta thiết kế độ dốc i £ 4% trên những đoạn địa hình dễ để tạo điều kiện cho các xe tải nâng cao tốc độ, cải thiện chất lượng vận doanh của tuyến . ở độ dốc dọc thường dùng này tốc độ tương ứng với các loại xe là: (Xem phụ lục 7) II.2.4 – Tính toán tầm nhìn xe chạy : Để đảm bảo an toàn, người lái xe luôn phải được đảm bảo nhìn thấy được trên một chiều dài nhất định về phía trước để người lái xe kịp thời xử lý hoặc hãm dừng trước chướng ngại vật hay là tránh được nó.Chiều dài này được gọi là tầm nhìn xe chạy ,tầm nhìn này phải được đảm bảo trên mặt cắt dọc cũng như trên đường cong nằm sao cho không bị cây cối, nhà cửa che lấp. Nó còn tạo điều kiện cho người lái xe an tâm chạy với tốc độ cao trên đường cao tốc. II.2.4.a –Các sơ đồ tầm nhìn : Hiện nay trong lý thuyết đường ô tô người ta chấp nhận 3 sơ đồ tầm nhìn -Sơ đồ I : Dừng xe trước chướng ngại vật - tầm nhìn một chiều. -Sơ đồ III : Hãm hai xe chạy ngược chiều nhau - tầm nhìn hai chiều. -Sơ đồ IV : Xe con vượt xe tải lại gặp xe ngược chiều - tầm nhìn vượt xe . Còn một sơ đồ tầm nhìn tránh xe là sơ đồ 3 nhưng đây không phải là sơ đồ cơ bản, ít được sử dụng trong quy trình nhiều nước nên ta không cần xét đến. Sơ đồ I là cơ bản nhất phải được kiểm tra trong bất kỳ tình huống nào của đường. Sơ đồ 3 và sơ đồ IV không dùng cho đường có dải phân cách (tuy nhiên riêng sơ đồ IV trên đường cấp cao vẫn phải kiểm tra nhưng với ý nghĩa là bảo đảm một chiều dài nhìn được cho lái xe an tâm chạy với tốc độ cao ). Với các đường không có dải phân cách có thể không dùng sơ đồ IV nhưng phải quy đinh cấm vượt xe ở những đoạn đường cong nằm và chỗ đường cong đứng lồi. Qua phân tích trên đối với tuyến đường A15 -B15 ta đang thiết kế có thể vận dụng cả 3 sơ đồ tính toán SI , S3 , SIV. II.2.4.b – Tính tầm nhìn một chiều SI: Ta có sơ đồ sau : SI = = = 60,5 m Trong đó : V = 60 km/h K = 1,3 j = 0,5 cho mặt đường sạch. i = 0 tính cho mặt đường nằm ngang. lo = 5¸10 m là cự ly an toàn . Từ đó ta lấy giá trị của SI theo tính toán là 60,5 m Theo TCVN-4054-98 thì SI = 75 m Dựa vào hai kết quả trên ta đi đến kết luận lấy SI = 75 m II.2.4.c – Tầm nhìn hai chiều SIII : Ta có sơ đồ tầm nhìn sau: SIII = = = 115m Trong đó : i = 0 tính cho đoạn đường nằm ngang . V = 60km/h với giả thiết tốc độ của hai xe ngược chiều là như nhau K = 1,3 với giả thiết hiệu quả sử dụng phanh của hai xe là như nhau Theo TCVN-4054-98 ta có SIII = 150m Từ hai kết quả trên ta chọn SIII = 150m II.2.4.d – Tầm nhìn vượt xe SIV: Sơ đồ tầm nhìn: Trước hết ta giả thiết : -Xe con chạy với tốc độ V1 = 60km/h chạy sang làn ngược chiều để vượt xe tải chạy chậm hơn với tốc độ V2 = 45km/h. Xét trên đoạn đường nằm ngang có độ dốc i = 0. Tốc độ của xe chạy ngược chiều V3 = V1 = 60km/h vì đây là tình huống nguy hiểm nhất. K = 1,3 j = 0,50 lo = 5¸10m Khi tính toán cần chú ý SIV phụ thuộc đáng kể vào chênh lệch tốc độ giữa xe vượt và xe bị vượt .Tốc độ chênh nhau càng ít thì khoảng cách SIV càng phải rất dài.Với đường không phải là cấp cao thì có thể lấy Vvượt - Vbịvượt = 15km/h Chiều dài SIV được xác định như sau SIV = = = 180m Theo thiết kế đường ô tô tập I thì lúc bình thường SIV = 360m lúc cưỡng bức SIV = 240m Từ các điều kiện trên ta lấy SIV = 360m. 2.2.5 – Tính bán kính đường cong nằm 2.2.5.a – Tính bán kính đường cong nằm khi có làm siêu cao: Khi thiết kế đường cong nằm có thể phải dùng bán kính đường cong nắm nhỏ Rmin, khi đó hệ số lực ngang là lớn nhất (0,15) và siêu cao là tối đa (6%). Theo TCVN-4054-98 có R = 125m Như vậy ta chọn R = 135m Tuy nhiên trong trường hợp khó khăn ta mới dùng đến độ dốc dọc lớn nhất iscmax = 6%. Thông thường nên chọn iscmax = 4%, khi đó : 2.2.5.b – Tính bán kính đường cong nằm khi không có siêu cao Rosc: Khi có điều kiện làm bán kính lớn và không cần thiết phải bố trí siêu cao ,lúc đó mặt cắt ngang phải làm hai mái và isc = -in ,độ dốc ngang tối thiểu tuỳ thuộc vào vật liệu làm đường ,hệ số lực ngang do muốn cải thiện điều kiện xe chạy nên phải dùng 0,08: Rosc = = 475m Theo TCVN-4054-98 thì Rosc = 500m. Như vậy ta quyết định chọn Rosc = 500m 3.2.5.c- Tính bán kính các đường cong nằm thông thường: (trong phạm vi từ R đến Rosc) Các giá trị isc được nội suy từ 0,02 ¸ 0,06 rồi nội suy ra các giá trị m tương ứng (từ 0,08 đến 0,15) đồng thời sử dụng công thức : Rthông thường = Kết quả được lập thành bảng các bán kính thường dùng (để sau này trong quá trình thiết kế sẽ vận dụng đến ), và để tiện dụng, ta tiến hành ghép thành từng nhóm Rthườngdùng với các bán kính nắm trong phạm vi mỗi nhóm ta sẽ sử dụng các trị số m và isc tương ứng: (Xem phụ lục 8) 2.2.5.d – Tính bán kính đường cong ban đêm  = Trong đó: a là góc chiếu đèn pha, a = 2o Khi R< thì phải khắc phục bằng các biện pháp chiếu sáng hoặc đặt biển báo đẻ lái xe biết ,hoặc bố trí gương cầu. 2.2.6- Tính độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm : Khi xe chạy trên đường cong quỹ đạo bánh xe trước và bánh xe sau không trùng nhau vì vậy chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng hơn khi xe chạy trên đường thẳng .Để đảm bảo điều kiện xe chạy trên đường cong tương đương như trên đường thẳng ,ở các đường cong có bán kính nhỏ phải mở rộng phần xe chạy. Độ mở rộng phần xe chạy có hai làn xe có thể tính như sau : E = Sau đó so sánh các giá trị đó với TCVN-4054-98 ta có bảng sau : (Xem phụ lục 9) 2.2.7-Tính chiều dài đường cong chuyển tiếp Clothoide chiều dài đoạnnối siêu cao và chiều dài đoạn chêm giữa hai đường cong nằm: Khi xe chuyển động từ đường thẳng vào đường cong có bán kính hữu hạn ,để đảm bảo cho xe chạy êm thuận và an toàn thì ở hai đầu đường con người ta phải bố trí đương con chuyển tiếp hoặc vuốt nối siêu cao. 2.2.7.a- Tính Lct và Lnsc: Theo công thức: Lct = Với I là gia tốc li tâm, Việt Nam lấy I = 0,5 Chiều dài đoạn nối siêu cao dược xác định theo công thức : Lnsc = và không được bé hơn Lct Ta có bảng sau : (Xem phụ lục 10) 2.2.7.b-Chiều dài tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa các đường cong nằm: Theo công thức: m = L1 và L2 tương ứng với Lchọn trong bảng trên . Vì chưa cắm tuyến cụ thể trên bình đồ, nên chưa thể biết giá trị cụ thể của bán kính R1 và R2 là bao nhiêu do vậy để tiện dụng về sau ở đây ta cho một nhóm bán kính này (R1) ghép với bất kỳ một nhóm bán kính khác (R2) từ đó tính ra trị số m tương ứng . Sau này, trong giai đoạn thiết kế bình đồ tuyến, tuỳ theo từng trường hợp sử dụng bán kính cụ thể ta sẽ vận dụng bẳng dưới đây để kiểm tra chiều dài đoạn chêm m xem có đủ hay không . *- Khi hai đoạn cong là cùng chiều ta có bẳng dưới đây để xác định trị số m của đoạn thẳng chêm: (Xem phụ lục 11) *-Khi hai đường cong là ngược chiều nhau: Theo TCVN-4054-98 ,giữa các đường cong tròn phải có đoạn chêm đủ dài để bố trí các đường cong chuyển tiếp và không nhỏ hơn 2V (m) giữa hai đường cong ngược chiều nhau.Đồng thời nhằm đảm bảo yêu cầu về động lực của xe chạy và đảm bảo yêu cầu về phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ theo yêu cầu thiết kế cảnh quan để ngươì lái có cảm thụ thị giác tốt. Chiều dài đoạn chêm: m ³ max (200m; 2V) = 200m Với V = 60km/h. 2.2.8-Tính bán kính đường cong đứng tối thiểu : Ở những nơi mặt cắt dọc thay đổi độ dốc ,để đảm bảo mặt cắt dọc lượn đều không gãy khúc ,xe chạy an toàn tiện lợi phải thiết kế đường cong đứng dạng đường cong parabol bậc hai hoặc đường cong tròn .Về nguyên tắc chung , bán kính thiết kế càng lớn càng tốt .Tuy nhiên trong thực tế có thể gằp nhiều trường hợp nếu dùng bán kính lớn thì phải đào sâu ,đắp cao ,khối lượng đào đắp nền đường tăng vọt .Vì vậy trong tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cần quy định số bán kính tối thiểu đường cong đứng phù hợp với tốc độ thiết kế. 2.2.8.a-Tính bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu: Nó được xác định từ điều kiện bảo đảm tầm nhìn của người lái xe chạy trên đường cong lồi .Theo kết quả ngiên cứu cho thấy ,nếu thoả mãn yêu cầu về tầm nhìn đồng thời sẽ thoả mã yêu cầu về an toàn và tiện lợi cho xe chạy vì lực ly tâm tác dụng không lớn lắm. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định (SI): Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn thấy xe ngược chiều (SIII): Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn vượt xe (SIV): Như vậy ta thấy kết quả tính toán theo SI và S3 không sai lệch nhau là bao nhiêu, ngoài ra kết quả tính toán theo SIV đòi hỏi kết quả rất lớn, mặt khác tuyến đường ta đang đi thiết kế là đường thẳng (không có dải phân cách ) có thể không dùng sơ đồ IV. Theo TCVN-4054-98 ta có bán kính đường cong lồi nhỏ nhất là 2500m.Từ hai kết quả đó ta có thể đi đến kết luận lấy giá trị R = 2500m. 3.2.8.b-Tính bán kính đường cong đứng lõm nhỏ nhất : Bán kính tối thiểu đường cong lõm được xác định từ điều kiện bảo đảm cho lực li tâm không làm cho nhíp xe bị quá tải và đảm bảo điều kiện tiện lợi cho hành khách (ko gây khó chịu cho hành khách ). Theo điều kiện hạn chế về lực li tâm nhằm bảo đảm sức khoẻ hành khách và nhíp xe không bị quá tải : Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm : = Trong đó: hI - là chiều cao đèn pha xe con khể từ mặt đường lên (hI = 0,75m) SI -tầm nhìn một chiều (SI = 75m) a - góc toả của chùm ánh sáng đèn pha (theo chiều đứng ) a = 2o Theo TCVN-4054-98 ta có R = 1000m Như vậy ta chon R = 1366m. CHƯƠNG III. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ 3.1 THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ: 3.1 Nhận xét chung: Nhiệm vụ đặt ra phảI thiết kế tuyến từ A15- B15 Từ bình đồ ban đầu tỉ lệ 1:10000 và chênh cao DH=5 m Xác định bước com pa : do Vậy khi vượt qua các đường đồng mức thì bước compa tối thiểu là 1(cm) để đảm bảo dộ dốc cho phép. 3.2 Phương án tuyến trên bình đồ Xác định các điểm khống chế như điểm đầu A15, điểm cuối B15. Để đảm bảo bước compa đồng thời thoả mãn các yếu tố đường cong tránh tổn thất cao độ vô ích. Phương án tuyến được chọn cố gắng bám sát địa hình bằng cách đi men theo các đường đồng mức. Đồng thời giảm đuợc khối lượng đào đắp đáng kể cũng như dễ dàng bố trí thoát nước. Phương án tuyến cụ thể lựa chọn thể hiện trên bình đồ: phương án tuyến có một đường cong nằm. với góc ngoặt a =120 5’ 3.3 Bố trí đường cong nằm và cắm cọc: Dọc theo tuyến ta cắm các cọc 100m, cọc KM, các cọc địa hình, nơi tuyến thay đổi địa hình (tuyến thay đổi đi lên thành đi xuống dốc, nơi cắt đường đồng mức, tuyến giao với đường phân thuỷ, tụ thuỷ) Các cọc trên tuyến bao gồm: -Các cọc Km: Km0, Km1. - Các cọc lý trình H1,H2...H9. -Các cọc xác định vị trí cống: C1, C2, C3, C4. - Các cọc xác định vị trí thay đổi địa hình (giao cắt với phân thuỷ, tụ thuỷ) Các yếu tố đường cong được tính như sau: Chiều dài của đoạn tiếp tuyến đường cong : T = Rtg = 170.77 m Với a là góc ngoặt của tuyến (độ). Chiều dài đường cong :K = = 167.55m Phân cự : P = R = 4.4m CHƯƠNG IV. QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC TÍNH TOÁN THUỶ VĂN XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CÁC CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC 4.1-XÁC ĐỊNH LƯU VỰC: Vạch các đường phân thuỷ và tụ thuỷ trên bình đồ để xác định lưu vực. Chọn phương án quy hoạch thoát nước Xác định vị trí các công trình thoát nước trên bình đồ và trên trắc dọc (ở những chỗ giao cắt giữa tuyến đường và đường tụ thuỷ ta bố trí công trình thoát nước) : vì tuyến đường đi qua nhiều đường tụ thuỷ với lưu vực nhỏ, gần nhau lưu lượng nước từ các đường tụ thuỷ nhỏ, nên ta gom nước từ các lưu vực nhỏ lại rồi bố trí công trình thoát nước tại nơi hợp lí. Để gom nước ta đào rãnh dẫn nước từ các đường tụ thuỷ với lưu lượng nhỏ về vị trí bố trí cống. Cụ thể về đào rãnh dẫn như sau: Tụ thuỷ 1 đào rãnh dẫn thoát nước về phía đầu tuyến Tại cọc số 5 ta tiến hành đào rãnh thoát nước để thoát nước về hai bên do tuyến đường đi qua điểm thấp nhất của đèo yên ngựa mà lại đi từ cao xuống thấp nên khó thoát nước. Cũng tại vị trí này ta tiến hành đào rãnh dẫn nước thoát nước từ tụ thuỷ 3 về cọc 5 để giảm lưu lượng cho rãnh dọc. Tiến hành đào rãnh dẫn nước từ tụ thuỷ 8 về cống C2 Diện tích lưu vực được xác định như sau: trên bản đồ địa hình (đường đồng mức) khoanh khu vực nước chảy về công trình theo ranh giới giữa các đường phân thuỷ. Với phương án đào rãnh dẫn dọc theo tuyến cách mép nền đường 5m kích thước của rãnh dẫn lấy bằng kích thước của rãnh dọc. độ dốc lấy theo độ dốc của đoạn tuyến có rãnh dẫn Tính diện tích của lưu vực tính toán dựa trên bình đồ 4.2-TÍNH TOÁN THUỶ VĂN: 4.2.1-xác định lưu lượng nước chảy cực đại về công trình: Với tần suất lũ thiết kế chọn theo quy phạm p = 4% ứng cấp đường thiết kế là đường cấp IV Lưu lượng cực đại ứng với tần suất p = 4% (theo 22TCN 220-95 của bộ giao thoong vận tải Việt Nam) được tính theo công thức : Q = A.a.H.F.d (m3/s) Trong đó: H-lượng mưa ngày ứng với tần suất p = 4% được tra theo phụ lục 15 (TKĐ 3) tính bằng mm. a-hệ số dòng chảy lũ xác định theo bảng 9-6a (TKĐ 3) phụ thuộc đặc trưng của lớp phủ mặt lưu vực ,lượng mưa ngày H và diện tích lưu vực F A-mô đun dòng chảy cực đại tương đối (với giả thiết d =1) xác định theo phụ lục 13 (TKĐ 3) phụ thuộc vào thời gian tập trung nước trên sườn dốc lưu vực ts,vùng mưa và đặc trưng thuỷ văn địa mạo của lòng sông fls. d-hệ số xét đến ảnh hưởng của hồ ao và đầm lầy ,tra theo bảng 9-5 (TKĐ 3). Qp- lưu lượng cực đại ứng với tần suất tính toán, m3/s F-diện tích lưu vực ,km2 4.2.2-Trình tự tính Q: Xác định vùng thiết kế : Tỉnh Nghệ An (Mường Xén). Vùng mưa : X Tra bảng ta có : H = 175mm. Đất cấp 3 có đặc trưng lớp mặt là á sét, cường độ thấm 0,15mm/ph Chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực được xác định theo công thức : bsd = Trong đó: Sl-tổng chiều dài suối nhánh L – tổng chiều dài suối chính (km) Xác định các đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực : fsd = Trong đó: Isd - độ dốc sườn dốc lưu vực (phần nghìn ) msd - hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 9-9 (TKĐ 3). bsd : được tính từ trên Trị số đặc trưng địa mạo lòng suối được tính theo công thức : fls = Trong đó : L- chiều dài suối chính Isd- độ dốc suối chính (phần nghìn ) mls: hệ số nhám của lòng suối xác định theo bảng 9-3 (TKĐ 3) Thời gian tập trung nước: được xác định theo phụ lục 14 (TKĐ 3) phụ thuộc vào fsd và vùng mưa. ứng với tsd, fls và vùng mưa rào X, theo phụ lục 13 (TKĐ 3) tra được hệ số A1% Từ đó ta tính được lưu lượng cực đại ứng với tần suất p = 1%. Sau đó nhân với hệ số lp là hệ số chuyền đổi lưu lượng từ tần suất 1% sang tần suất 4% theo phụ lục 20 Sau khi xác định được Qmax ta đưa ra các phương án cống, tính cao nước dâng trước cống, xác định tốc độ nước chảy ở hạ lưu cống, từ đó đưa ra các phương án gia cố cho hạ lưu cống. Cao độ nền đường tối thiểu của công trình cống phải cao hơn mực nước dâng là 0,5m khi d < 2m. Ngoài ra mực nước dâng trước cống phải đảm bảo thấp hơn cao độ lòng đường ,đất đắp tối thiểu trước cống là 0,5m để tránh tải trọng trùng phùng của xe làm vỡ cống. Kết quả tính toán lưu lượng cho bảng: (Xem phụ lục 12,13) Từ kết quả tính toán lưu lượng chọn phương án cống ta có kết quả các yếu tố trắc ngang của cống thể hiện ở hình vẽ CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ TRẮC DỌC, VẼ BIỂU ĐỒ VẬN TỐC XE CHẠY 4.1-NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ TRẮC DỌC: -Nhiệm vụ thiết kế tuyến: Đường ô tô vận tốc 60 km/h -Dựa vào đuờng đen những và điểm khống chế trê cống và những điểm mong muốn. 4.2 CAO ĐỘ KHỐNG CHẾ -Điểm đầu và điểm cuối -Các điểm trên cống: 4.3 TÍNH CÁC CAO ĐỘ MONG MUỐN Chia tuyến thành nhiều đoạn với độ dốc nghiêng như nhau ta sẽ vẽ biểu đồ xác định giá thành đào đắp nhỏ nhất: Vẽ trắc ngang tương ứng với độ dốc từng đoạn cho phương án .Với giả thiết khi nâng đường đỏ lên từng 0,5 m, hoặc hạ đường đỏ xuống 0,5 m .Đồ thị đối với từng đoạn được vẽ thành đồ thị. Kết quả các cao độ mong muốn được thể hiện ở phụ lục 3-Trình tự thiết kế đường đỏ : 1- Xác định các cao độ khống chế bắt đường đỏ phải đi qua: Điểm đầu tuyến A15 Điểm cuối tuyến B15 Các điểm khống chế tại cống: (xem phụ lục 12 ) 2- Phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình qua trị số độ dốc sườn núi tự nhiên. Phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình qua trị số độ dốc sườn dốc tự nhiên và địa chất khu vực. Nên phân thành từng đoạn có độ dốc sâu để xác định cao độ của những điểm mong muốn (cao độ chỉ đạo) Ta phải lập đồ thị quan hệ giữa giá thành đào, giá thành đắp với chiều cao đào đắp tương ứng từ đó lập đồ thị giá thành đào đắp với chiều cao đào đắp để xác định cao độ của những điểm mong muốn cho từng đoạn trắc dọc (hoặc từng cọc đại diện). Tại nơi có giá thành đào đắp thấp nhất ta sẽ có được cao độ mong muốn. kết quả đào đắp mong muốn. 3- Sau khi đã xác định được các điểm khống chế và các điểm mong muốn, đưa các điểm đó lên trắc dọc đẵ vẽ đường đen. 4-Sơ bộ vạch vị trí đường đỏ cố gắng thoả mãn các yêu cầu sau: Bám sát địa hình, đi qua các điểm khống chế, nếu có thể đi qua các điểm mong muốn đã xác định được ở trên. Thoả mãn các tiêu chuẩn trắc dọc thiết kế như: độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc nhỏ nhất để thoát nước tốt, bán kính đường cong đứng, sự phối hợp đường cong đứng và đường cong nằm ,đảm bảo độ đều đặn của tuyến trong không gian đảm bảo tiện lợi, an toàn cho xe chạy, cố gắng sử dụng độ dốc dọc của đường i< 3 - 4% 5- sau khi vạch sơ bộ đường đỏ: ta xác định độ dốc của từng đoạn tuyến dựa vào các điểm đầu và cuối đoạn tuyến (thường là các điểm khống chế) rồi xác định cao độ đỏ của các điểm tại cọc của đoạn tuyến. Sau khi xác định cao độ đường đỏ ở các cọc trong đoạn tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc trung gian để tiến hành tính khối lượng đào đắp. Khối lượng đào đắp được tính toán và thể hiện ở phụ lục 6-Bố trí đường cong đứng: Để liên kết các dốc dọc trên mặt cắt dọc người ta phải dùng các đường cong đứng để xe chạy điều hoà thuận lợi đảm bảo tầm nhìn ban ngày và ban đêm, đảm bảo hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng. Để cắm được vị trí của đường cong đứng theo yêu cầu thiết kế người ta phải đi xác đinh cao độ đường đỏ tại các cọc trong phạm vi đường cong đứng, Theo quy trình các đường cong đứng trong đường cấp IV được bố trí ở những nơi đường đỏ đổi dốc và hiệu đại số giữa hai độ dốc i2 ¸ i1 ³ 10ä Sau khi lựa chọn bán kính đường cong đứng, dựa vào chỉ tiêu kĩ thuật về bán kính đường cong đứng căn cứ vào độ dốc đường đỏ và cảnh quan hai bên đường bố trí các bán kính cong và xác định các yếu tố đường cong nằm : T = (m) K = 2.T D = Các kết quả được lập thành bảng sau.(xem phụ lục) CHƯƠNG V. BIỂU ĐỒ VẬN TỐC XE CHẠY VÀ THỜI GIAN XE CHẠY LÍ THUYẾT TÍNH TOÁN TIÊU HAO NHIÊN LIỆU Tốc độ xe chạy và thời gian xe chạy là hai chỉ tiêu quan trọng nói lên chất lượng sử dụng của một tuyến đường. Tốc độ và thời gian xe chạy cũng cho phép ta xác định các chi phí vận tải là chỉ tiêu quan trọng để làm bài toán so sánh kinh tế kĩ thuật khi chọn các phương án tuyến. Đồ thị tốc độ xe chạy thường được vẽ trực tiếp trên mặt dọc trục hoành là chiều dài tuyến trùng với trục dài của mặt cắt dọc và có cùng tỷ lệ, trục đứng là tốc độ xe thường vẽ với tỷ lệ 1cm = 5 – 10km/h. Do tính phức tạp của đồ thị tốc độ xe chạy cho nên người ta thường chỉ vẽ cho các loại xe con và xe tải đại diện thường là loại phổ biến nhất chạy trên đường. Đồ thị được vẽ cho cả hai hướng, hướng đi và hướng về. Trong đồ án này ta vẽ biểu đồ vận tốc xe chạy lí thuyết cho xe con và xe ZIN – 150 là loại xe tải chiếm tỷ lệ lớn nhất trong thành phần dòng xe. I – Tốc độ xe chạy lí thuyết: 1 – Xác định tốc độ xe chạy cân bằng Vcb trên từng đoạn dốc ở trên trắc dọc theo điều kiện sức kéo. Với xe ZIL: 150, đường cấp IV, Vmax= 60 Km/h Theo công thức ta luôn có : D = f ± i f = fv = fo[1 + 0,01(V -50)] Với: fo là hệ số sức cản lăn lấy bằng 0,02 V: tốc độ tính toán : V = 60Km/h Từ đó ta có f = 0,022 2 – Xác định vận tốc hạn chế. Trong quá trình vận hành trên đường, luôn tồn tại những chỗ hạn chế mà tốc độ xe không thể lớn hơn được, đó là những nơi có bán kính đường cong nhỏ ,nới có tầm nhìn hạn chế trên đường cong đứng lồi, nơi có đường cong đứng lõm ,… a – Tại nơi có đường cong có bán kính nhỏ: tốc độ xe chạy bị hạn chế được xác định theo công thức sau Vhc = Trong đó : Vhc : là tốc độ xe chạy hạn chế trong đường cong (km/h) R: bán kính đường cong nằm (m) m - hệ số lực ngang tương ứng với R i : là độ dốc siêu cao sử dụng trên đường cong nằm tính toán. Trong đồ án này ta có đường cong chuyển tiếp với bán kính R = 800m, không cần làm siêu cao Vhc = = 123,45Km/h b – Tại các nơi có tầm nhìn hạn chế trên đường cong đứng lồi : Tốc độ hạn chế được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn khi hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe (đối với đường không có giải phân cách ) hoặc đảm bảo tầm nhìn trên mặt đường (đối với đường có giải phân cách ). S2 = (m) S2 = (m) Trong đó: V :là tốc độ hạn chế của xe trên đường con đứng lồi K : hệ số hiệu quả sử dụng phanh của hai xe là như nhau (1,3) - hệ số mặt đường lấy bằng 0,5 (mặt đường sạch ) c: tại các đường cong lõm ,tốc độ hạn chế được xác định từ điều kiện đảm bảo lò xo nhíp xe không bị vượt tải theo công thức: Vhc = (km/h) d - Xác định đoạn chuyển tiếp giữa hai đoạn có vận tốc khác nhau: Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc được xác định theo công thức Stg = hoặc Stg = Trong đó: Stg : là chiếu dài đoạn tăng hay giảm tốc V1,V2 : tốc độ xe chạy trước khi tăng hay giảm tốc Dtb : trị số nhân tố động lực trung bình của xe đối với hai vận tốc V1và V2 Dtb = f :hệ số sức cản lăn f = 0,022 i - độ dốc đoạn đường đang tăng hay giảm tốc Chiều dài đoạn hãm xe : Do yêu cầu về an toàn tức là khi gặp trường hợp phải giảm tốc độ thì trước khi vào đoạn bắt buộc phải giảm tốc phải có một đoạn hãm trước đó Sh: Sh = Trong đó: K: là hệ số sử dụng phanh V1: vận tốc trước khi hãm V2 : vận tốc hạn chế j - hệ số bám trên quãng đường hãm xe ,với đoạn đường sạch lấy j = 0,5 Trong đồ án này các thông số độ dốc dọc lớn nhất 0.876%, có 1 đường cong nằm BK 800m nên biểu đồ xe chạy( xe tải nhẹ ) là một đường thẳng từ đầu tuyến đến cuối tuyến với vận tốc xe chạy tối đa là 65 Km/h Tính tiêu hao nhiên liệu xe chạy Lượng tiêu hao nhiên liệu cho 100km đường được tính theo công thức Q100 = Trong đó : qc : là tỷ suất tiêu hao nhiên liệu V : vận tốc xe chạy trên đường (km/h) Nc : công suất động cơ tính theo công thức Nc = Trong đó : K : hệ số sức cản của không khí ,với xe ZIL: 150 k = 0,06 F : diện tích cản gió của xe G : tải trọng xe lúc có hàng, G = 8250 kg h - hệ số hiệu dụng của động cơ, h = 0,8 g - tỷ trọng của nhiên liệu , g = 0,9g/cm3 Từ đó ta có: Q100 = Trong đó : qc : Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực giờ) Nc : Công thức động cơ . g - tỷ trọng nhiên liệu, g = 0,9 V : vận tốc xe chạy qc = 270 (g/mã lực ,h) Lượng tiêu hao nhiên liệu cho từng đoạn : Lượng tiêu hao nhiên liệu trên đường là : Thời gian xe chạy trên tuyến: T = åTi = = = 0,0169(h) Tốc độ xe chạy trung bình trên tuyến : Vtb = (km/h). Trong trường hợp này Vtb = 65 Km/h không cần sử dụng công thức trên do xe chạy trên toàn tuyến với vận tốc cân bằng 65 Km/h. MỤC LỤC