VVỊỊ TRTRÍÍ CCỦỦA MÔN H

A MÔN HỌỌCC

Ngành

ôtô

(highway

học

thuật

đường

kỹ engineering) chịu trách nhiệm:

(cid:132) Quy hoạch (nhu cầu vs. cung cấp)

THIẾT KẾ ĐƯỜNG ÔTÔ Phần 1

(cid:132) Thiết kế

Nhiệm vụ của môn học

(cid:132) Xây dựng

(cid:132) Tổ chức khai thác

(cid:132) Giảng viên: TS. Văn Hồng Tấn

(cid:132) Bảo dưỡng

(cid:198) Xác định các đặc điểm của tuyến đường ôtô để

nó hoạt động theo tiêu chuẩn được chọn.

NNỘỘI DUNG MÔN H

I DUNG MÔN HỌỌCC

Thiết kế đường ôtô (ngoài đô thị):

(Theo TCVN 4054 – 2005)

(cid:132) Xác định chi tiết các đặc điểm hình học của tuyến

đường (vị trí, hình ảnh của con đường)

(cid:132) Sức chịu tải, khả năng phục vụ của nền đường

(cid:132) Cấu tạo các kết cấu mặt đường

(cid:132) Các kết cấu thoát nước dọc, ngang đường (cầu,

cống, rãnh đỉnh, rãnh biên…)

QUQUÁÁ TRÌNH HÌNH TH

TRÌNH HÌNH THÀÀNH TUY

NH TUYẾẾN N ĐƯĐƯỜỜNGNG

Giai đoạn lập Luận chứng kinh tế kỹ thuật

NG 1: CHCHƯƠƯƠNG 1:

Khảo sát sơ bộ vài phương án Th/kế sơ bộ vài phương án Khảo sát kinh tế Nhiệm vụ thiết kế So sánh chọn 1 ph/án có lợi nhất

KHKHÁÁI NI

I NIỆỆM CHUNG V

M CHUNG VỀỀ ĐƯ ĐƯỜỜNG NG

Ô TÔÔ TÔ

Thi công Lập bản vẽ thi công Khảo sát chi tiết ph/án chọn Th/kế sơ kỹ thuật cho từng km

CCÁÁC C ĐĐẶẶC TRC TRƯƯNG CNG CỦỦA PHA PHƯƠƯƠNG TI

NG TIỆỆN VN VẬẬN N

CCÁÁC GIAI

C GIAI ĐĐOOẠẠN CN CỦỦA 1 DA 1 DỰỰ ÁÁN N ĐƯĐƯỜỜNGNG

CHUYỂỂN TRONG CHUY

NG Ô TÔ N TRONG ĐƯĐƯỜỜNG Ô TÔ

Giai đoạn chuẩn bị dự án:

Xác định rõ mục đích đầu tư dự án đường, định hướng triển khai với các giải pháp kỹ thuật, dự kiến chi phí đầu tư, thời gian thi công.

+ Lập thiết kế quy hoạch (Kinh tế, xã hội, nhu cầu, dự báo…)

(cid:132) Lưu lượng xe thiết kế: Số xe con quy đổi thông qua mặt cắt ngang của đường trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai, (xcqđ/nđ) hoặc (xcqđ/h).

+ Khảo sát kỹ thuật công trình (Khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn…)

Thay đổi theo giờ, theo tháng, theo năm.

+ Lập báo cáo đầu tư xây dựng (Nghị định 12/2009)

(cid:132) Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong

+ Lập dự án đầu tư xây dựng công trình (thiết kế cơ sở)

năm tương lai: Ntbnd = No (1+p) t-1 (xcqđ/nđ)

Giai đoạn thực hiện dự án:

Từ thời điểm cấp có thẩm quyền phê duyệt đến khi dự án hoàn tất.

+ Tổ chức đấu thầu để chọn các nhà thầu tư vấn thiết kế, thầu xây lắp, thầu cung cấp vật tư, thiết bị công trình, thiết bị công nghệ.

(cid:132) Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai: Suy từ Ntbnd , khi không có nghiên cứu đặc biệt: Ngcđ = (0.1 – 0.2)Ntbnd

+ Thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công, lập dự toán và tổng dự toán.

+ Thi công và giám sát thi công và nghiệm thu công trình.

Giai đoạn thực hiện dự án

PHÂN LOẠẠI I ĐƯĐƯỜỜNG Ô TÔ THEO CH PHÂN LO

CCÁÁC C ĐĐẶẶC TRC TRƯƯNG CNG CỦỦA PHA PHƯƠƯƠNG TI

NG TIỆỆN VN VẬẬN N

CHUYỂỂN TRONG CHUY

NG Ô TÔ N TRONG ĐƯĐƯỜỜNG Ô TÔ

NG Ô TÔ THEO CHỨỨC NC NĂĂNG NG SSỬỬ DDỤỤNGNG (cid:132) Đường ô tô chuyên dụng: Đường cao tốc, đường đô

thị, đường công nghiệp, đường lâm nghiệp.

(cid:132) Tốc độ xe chạy: Lưu lượng càng lớn thì vận tốc yêu cầu càng cao. Quy định tốc độ thiết kết (Vtk) cho các cấp đường.

(cid:132) Đường ô tô có liên quan đến các công trình khác: (như đường sắt, thủy lợi…) (cid:198) Tuân thủ TCVN– 4054–2005 và các quy định về công trình đó.

(cid:132) Đường ô tô trong mạng lưới chung: Đảm bảo các

chức năng

(cid:132) Thành phần xe chạy: Gồm xe đạp, xe gắn máy, xe con, xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ, xe tải có 3 trục trở lên và xe buýt lớn, xe kéo moóc và xe buýt có kéo moóc.

(cid:132) Nối các trung tâm, chính trị, văn hóa của đất nước;

(cid:198) Quy đổi….?

(cid:132) Nối các trung tâm, chính trị, văn hóa của địa phương;

(cid:132) Nối các điểm hàng hóa, các khu dân cư, phục vụ giao

thông địa phương.

CCÁÁC YC YẾẾU TU TỐỐ CCỦỦA TUY

A TUYẾẾN N ĐƯĐƯỜỜNG NG

XXÁÁC C ĐĐỊỊNH CNH CẤẤP THI

NG Ô TÔ P THIẾẾT KT KẾẾ CCỦỦA A ĐƯĐƯỜỜNG Ô TÔ

(cid:132) Lưu lượng xe thiết kế (xcqđ/nđ);

(cid:132) Chức năng của mỗi đoạn đường;

(cid:132) Địa hình của vùng đặt tuyến.

(cid:132) Đồng bằng và đồi từ < 30%;

(cid:132) Núi > 30%.

(cid:132) Thỏa mãn yêu cầu tuyến đường có hiệu quả cao

về kinh tế và tính phục vụ cao.

1. 1. BÌNHBÌNH Đ ĐỒỒ

(cid:132) Bình đồ: Là hình chiếu bằng của tuyến đường, địa

hình, địa vật.

(cid:132) Bình đồ có các tỷ lệ khác nhau như 1/50000,

1/20000, 1/10000, 1/500.

(cid:132) Khi Vtt < 60 km/h: Đoạn thẳng và các đoạn cong

tròn.

(cid:132) Khi Vtt ≥ ¥0 km/h: Đoạn thẳng + đường cong chuyển tiếp + đường cong tròn + đường cong chuyển tiếp + đoạn thẳng;

(cid:132) Đường cong trên bình đồ gọi là đường cong nằm.

B Đ

VVÍÍ DDỤỤ B BÌNHÌNH Đ ĐỒỒ

2. M2. MẶẶT CT CẮẮT DT DỌỌCC

(cid:132) Là mặt cắt

thẳng đứng dọc theo tim tuyến

đường ở bình đồ và được căng thẳng ra.

(cid:132) Đường đen: Thể hiện cao độ mặt đất tại tim đường, gồm các cọc Km, Hm, nối đầu NĐ, tiếp đầu TĐ, giữa đường cong tròn G, tiếp cuối TC, nối cuối NC, cọc Cn.

(cid:132) Đường đỏ: Thể hiện cao độ thiết kế ở mặt cắt

dọc được quy định như sau: (cid:132) Là cao độ thiết kế tại tim đường đối với đường có 2

làn xe.

(cid:132) Là cao độ thiết kế mép trong mặt đường với đường

có 4, 6 làn xe.

NĐ 87o30’ N

VVÍÍ DDỤỤ MMẶẶT CT CẮẮT DT DỌỌCC

Hình 1.1

=

i

= α tg

Δ H Δ L

MMẶẶT CT CẮẮT T ĐĐỊỊA CHA CHẤẤTT

Thể hiện cấu tạo tầng lớp địa chất, tỷ lệ ngang bằng tỷ lệ ngang của tuyến đường, tỷ lệ đứng là 1:50

CÔNG TRÌNH THOÁÁT NT NƯƯỚỚCC CÔNG TRÌNH THO

Ghi loại công trình, vị trí, khẩu độ, mực nước dâng trước công trình.

MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG CÓ PHÂN CÁCH GIỮA

T NGANG 3. M3. MẶẶT CT CẮẮT NGANG (cid:132) Là mặt cắt thẳng đứng vuông góc với tim đường. Ở đoạn đường cong, là mặt cắt vuông góc với tiếp tuyến của đường cong tại vị trí cọc.

(cid:132) Cao độ mặt đất tại tim đường trong mặt cắt ngang

Phaàn an toaøn

Phaàn an toaøn

Phaàn phaân caùch

là cao độ đường đen trong mặt cắt dọc.

Daûi daãn höôùng laø vaïch sôn keû lieàn maøu traéng hoaëc vaøng roäng 20cm

Daûi daãn höôùng Cöù 150m phaûi caét 1 ñoaïn troáng ñeå thoaùt nöôùc

in

6%

6 %

(cid:132) Cao độ đường đỏ trong mặt cắt dọc được thể hiện trong mặt cắt ngang là tim đường hoặc mép trong mặt đường.

Leà ñaát

Leà gia coá

Phaàn xe chaïy

Daûi phaân caùch

Phaàn xe chaïy

Leà gia coá

0.5

0.5

C THIẾẾT KT KẾẾ S SƠ Ơ BBỘỘ

T THIẾẾT KT KẾẾ S SƠ Ơ BBỘỘ

CÔNG TÁÁC THI CÔNG T Nội nghiệp:

liệu bản đồ địa hình, thủy văn, khí tượng, mỏ

CÔNG TÁÁC KHC KHẢẢO SO SÁÁT THI CÔNG T Ngoại nghiệp: 1/ Tập hợp các tài VLXD)

1/ Căn cứ cấp hạng kỹ thuật tuyến đường đề ra các phương án mặt cắt ngang điển hình (số làn, bề rộng làn…), đánh giá năng lực thông hành (cid:198) Chọn.

2/ Dùng bản đồ chọn vạch sơ bộ các phương án tuyến

+ Các điểm đầu cuối tuyến, điểm khống chế

2/ Chọn thiết kế vài phương án kết cấu áo đường, đánh giá tính khả thi, hợp lý kinh tế của từng phương án(cid:198) Chọn

+ Đo đạc các phương án tuyến, đường sườn.

3/ Thiết kế sơ bộ bình đồ, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang. Tính khối lượng đào đắp.

3/ Điều tra địa chất thủy văn

4/ Luận chứng kinh tế kỹ thuật, so sánh các phương án thiết kế sơ bộ về mặt

+ Nghiên cứu tính chất cơ lý, địa chất đất đá các khu vực tuyến định đi qua (khoảng rộng 200m qua 2 bên)

+Kỹ thuật: Chiều dài tuyến, hệ số triển tuyến, bán kính, số

+ Nghiên cứu thủy văn khu vực xung yếu

đỉnh, độ dốc trung bình, độ dốc max…

+ Kinh tế: Chi phí xây dựng, bảo dưỡng, chi phí vận doanh

+ Khoan hố khoan ĐC sâu 2-4 m / 200-300m, 2000m có 1 MC địa chất.

khai thác, thời gian hoàn vốn....

4/ Lập hồ sơ khảo sát sơ bộ

(cid:198) Phương án chọn, hoàn chỉnh hồ sơ.

T THIẾẾT KT KẾẾ KKỸỸ THUTHUẬẬTT

T THIẾẾT KT KẾẾ KKỸỸ THUTHUẬẬTT

CÔNG TÁÁC KHC KHẢẢO SO SÁÁT THI CÔNG T Ngoại nghiệp:

CÔNG TÁÁC KHC KHẢẢO SO SÁÁT THI CÔNG T Ngoại nghiệp:

3’/ Cao đạc chi tiết: Dẫn cao độ cho tất cả các cọc dọc tuyến (KM0,1,

2, Hi, TĐ1…)

4/ Đo mặt cắt ngang (đo vuông góc nguyên tắc 3,4,5)

5/ Điều tra khảo sát địa chất thủy văn:

+ Hố đào, hố khoan tối thiểu 2 điểm/1km, (xem 22TCN 263-2000)

+ Chỉ tiêu cơ lý của đất đắp, đất đào mang đắp (độ ẩm, dung trọng, chỉ số dẻo, modul đàn hồi, hệ số thấm…)

180

(

)

±

=

+ Lưu vực nơi có cầu cống

βαα n n

n

'

'1 −

1/ Đo góc, cắm cong: Tính các góc phương vị từ các góc bằng ở − đỉnh 2/ Đo lý trình: đo dài từng đường sườn

+ Mỏ vật liệu…

cmL (

)

l =Δ

Rải cọc địa hình, cọc K, H

1 500

250

1000

÷

÷

3/ Cao đạc (đo độ cao) tổng quát: Xây dựng hệ thống mốc cao độ Mi (200-300m 1 mốc cao độ)

20

40

mmL (

)

h ±=Δ

÷

CÔNG TÁÁC THI CÔNG T

T THIẾẾT KT KẾẾ KKỸỸ THUTHUẬẬTT

C THIẾẾT KT KẾẾ KKỸỸ THUTHUẬẬTT

CÔNG TÁÁC KHC KHẢẢO SO SÁÁT THI CÔNG T Nội nghiệp:

1/ Thiết kế mặt cắt dọc

6/ Chỉnh lý và xử lý số liệu đo đạc:

B α1’ α3’ Đã biết Đ1 l1 l4 β3’ Đ3 l2 l3 αo* β1’ Đã biết α4’ α2’ α4* β2’ MA Đ4 Đ2 Mốc quốc gia MB

+ Thiết kế độ dốc dọc, đường cong đứng

f

n

o 1≤

Bình sai: Tính sai số(cid:198)phân phối sai số(cid:198)tính lại các giá trị các điểm đo

g

+ Tính cao độ thiết kế

+ Bình sai góc phương vị α i’ α4’ và α4∗ có sai số fg + Bình sai tọa độ các đỉnh Đ1, Đi: từ tọa độ MA(cid:198)tọa độ MB, sai số ftại B

+ Xác định điểm xuyên (điểm giao giữa đường TN và TK)

2

2

fx

fy

L

]

=

+

[ Δ≤

ftaiB

.... Ngày nay, thiết kế sử dụng phần mềm như TKTD, Nova

7/ Lập các bản vẽ địa hình tự nhiên trên bình đồ (tỷ lệ 1:500), trắc dọc

2/ Thiết kế bình đồ

8/ Viết thuyết minh chung cho hồ sơ khảo sát chi tiết

+ Thể hiện tim đường, mép đường, taluy

n: số đỉnh

+ Tên cọc với cao độ tự nhiên

B α1’ α3’

+ Bảng kê các yếu tố đường cong.

3/ Thiết kế mặt cắt ngang điển hình và mặt cắt ngang khối lượng

4/ Thiết kế mặt đường

Đ1 l1 l4 β3’ Đ3 l2 l3 αo* β1’ α4’ α2’ α4* β2’

5/ Thiết kế tổ chức giao thông, thiết kế chỉ đạo thi công…

Đ4 Đ2 MA Mốc quốc gia MB

CHCHƯƠƯƠNG NG 22::

SSỰỰ CHUY

A XE CHUYỂỂN N ĐĐỘỘNG CNG CỦỦA XE

Q & A?

TRÊNTRÊN ĐƯ ĐƯỜỜNGNG

LỰC CẢN LEO DỐC

LỰC CẢN LĂN

Sinh ra do sức kéo xuống khi xe lên/xuống dốc

sin.

G

tan

. iG

α

=

α

=

GPi =

Sinh ra do biến dạng của lốp xe và mặt đường (nén ép & không bằng phẳng)

.= fGPf

. aGM =

c

Moment cản

Hình 2.1

c

. fG

G

=

=

P f

M r k

a r k

⎞ =⎟⎟ ⎠

⎛ ⎜⎜ ⎝

NHÂN TỐ CẢN

LỰC CẢN KHÔNG KHÍ, LỰC QUÁN TÍNH

(cid:132) Lực cản gió do tác dụng, ma sát của không khí

Định nghĩa nhân tố cản: Lực cản trên 1 đơn vị trọng lượng

lên thân xe.

2

2

(

)

±

P f

P i

2

=Ψ

.

.

. FK

. FK

. . . vFc = ρ

=

=

Pw

2

V 6.3

V 13

G

(Dấu + khi leo dốc, dấu – khi xuống dốc)

(cid:132) Lực quán tính sinh ra khi xe chuyển động có gia tốc (có xét ảnh hưởng của các bộ phận chuyển động quay).

. δ

=

. δ

mPj =

dv dt

G g

dv dt

SỨC KÉO CỦA ÔTÔ

N

η.

. η

k

=

=

F k

=

=

F k

N k v

dc v

M r k

. iM . i dc ok . r λ o

(cid:198) Khi công suất ổn định thì lực kéo tỷ lệ nghịch

với vận tốc xe chạy

Moment quay của động cơ (cid:198) hộp số (2) với tỷ số truyền động ik (cid:198) trục truyền động (4) với tỷ số truyền động io đến bánh xe.

NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC

ĐIỀU KIỆN CẦN VÀ ĐỦ ĐỂ XE CHUYỂN ĐỘNG

+ Điều kiện cần:

Để đơn giản: Dùng lực kéo (lực cản) trên một đơn vị trọng lượng xe. Định nghĩa nhân tố động lực D:

Phương trình chuyển động của xe:

2

2

F k

P w

D

(

kFv

)

vb .

=

=

. η

−

− G

1 G

N dc v

a −= v

(

)

0

−

±

−

=

F k

P f

PP + w i

P j

(

)

(

)

δ

−

−

±

=

F k

P w

P f

P i

G g

dv dt

D

=Ψ−

δ g

dv dt

+Điều kiện đủ:

ϕ

=

mD

≤ ϕ.

≤→ k

GF k

. ϕ d

d −

P w G

F k max G k

CHIỀU DÀI VÀ TẦM NHÌN HÃM PHANH (cố định)

TẦM NHÌN VƯỢT XE

2

S

(

).(

l

2

)

=

+

+

+

vx

at

ml )( 4

2

V 1 6.3

Vk 11 254

VV + 3 1 VV − 1

2

ϕ d

S

v )(1. s

S

l

)

+

+

=

+

+

t

at

h

ml ( at

l =++= 2

l 3

l 1

V 6.3

(254

f

i

)

kV +

±

ϕ d

v

2

2

)

S

+

+

=

+

+

ml ( at

d

TẦM NHÌN ĐỘNG (TRƯỚC XE NGƯỢC CHIỀU) V 6.3

V 6.3

(254

(254

)

)

i

i

f

f

kV +

kV +

±

±

ϕ d

v

ϕ d

v

2

)

=

+

+

ml ( at

V 8.1

127

f

i

)

kV +

±

( ϕ d

v