10/5/20
21
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 61
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VÀ NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN
2.1.1 Khái niệm
Bình đồ tuyến là hình chiếu bằng của tuyến đường và có 3
yếu tố chính: đoạn thẳng, đoạn đường cong tròn và đoạn
chuyển tiếp từ đường thẳng sang đường cong.
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 62
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VÀ NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN
2.1.2 Những yêu chung của bình đồ tuyến:
Đảm bảo các yếu tố của tuyến không vi phạm những quy
định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế.
Đảm bảo tuyến đường ôm theo hình dạng địa hình để khối
lượng đào đắp nhỏ nhất, bảo vệ cảnh quan thiên nhiên .
Đảm bảo sự hài hoà, phối hợp giữa đường và cảnh quan
Không nên thiết kế đường có những đoạn đường thẳng quá
dài.
Cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao trong điều kiện
địa hình cho phép.
Đảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm thuận,
trên hình phối cảnh tuyến không bị bóp méo hay gãy khúc.
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 63
10/5/20
22
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VÀ NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN
2.1.3 Một số nguyên tắc cơ bản khi vạch tuyến:
Bám sát đường chim bay giữa điểm đầu và cuối tuyến.
Tránh vạch tuyến qua các vị trí bất lợi về thổ nhưỡng, thủy
văn, địa chất … hoặc qua khu đất quý, đất vùng kinh tế đặc
biệt.
Tuyến qua thành phố, thị trấn cần xác định trên cơ sở so
sánh kinh tế kỹ thuật và tham khảo ý kiến của địa phương.
Tuyến qua vùng đồi nên dùng bán kính lớn uốn theo địa hình
tự nhiên, bỏ qua những vòng lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy
khúc ở bình đồ và mặt cắt dọc.
Khi qua vùng đồng bẳng thì vạch tuyến thẳng, ngắn nhất. Tuy
nhiên tránh dùng đoạn thẳng quá dài (>3km) , tránh dùng góc
chuyển hướng nhỏ.
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 64
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 65
2.2.1 Đặc đểm xe chạy trên đường cong:
- Khi xe chạy trong đường cong phải chịu thêm lực ly tâm,
lực này đặt ở trọng tâm của xe, nằm ngang và có chiều
hường từ tâm ra ngoài đường cong, có giá trị
Trong đó m : khối lượng xe
v : vận tốc xe chạy trong đường cong
R : bán kính đường cong
Lực ly tâm có thể gây lật xe, trượt ngang, tiêu tốn nhiên liệu, hao mòn lốp xe, gây
khó khăn cho việc điều khiển xe và làm cho hành khách trên xe cảm thấy khó chịu.
- Xe chạy trong đường cong yêu cầu bề rộng phần xe chạy lớn hơn đường thẳng
- Xe chạy trong đường cong dễ bị cản tầm nhìn nhất là khi bán kính đường cong nhỏ,
ở đoạn đường đào.
H3.1-Các lực tác dụng khi xe
chạy trong đường cong
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 66
2.2.1 Đặc đểm xe chạy trên đường cong:
Gọi Y là tổng lực ngang tác dụng lên xe
Y=C.cos± G.sin
“+” khi đường 2 mái và xe chạy ở phần lưng đường cong
“-” khi đường có siêu cao và dốc về phía bụng đường cong
Do góc nhỏ nên cos1 và sin tgin
mđược gọi là hệ số lực ngang đặc trưng cho lực ngang tác dụng lên một đơn vị
trọng lượng của xe
Từ đó ta có với v là (m/s) thì
với V là (km/h) thì
H3.1-Các lực tác dụng khi xe
chạy trong đường cong
10/5/20
23
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 67
2.2.2 Xác định Hệ số lực ngang:
Theo điều kiện ổn định chống lật
Điều kiện ổn định giữa mô men lật và mô men giữ cho ta
Trong đó:
b là khoảng cách giữa hai bánh xe
h là chiều cao của trọng tâm xe
Dlà độ dịch ngang của thân xe so với bánh
Theo thực nghiệm D= 0,2.b
Đối với xe con thì b/h = 2 ÷ 3
Đối với xe buýt thì b/h = 1,7 ÷ 2,2
Theo trị số an toàn nhỏ nhất ta có điều kiện để xe ổn định không lật là m≤ 0,6
H3.1-Các lực tác dụng khi xe
chạy trong đường cong
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 68
2.2.2 Xác định Hệ số lực ngang:
Theo điều kiện ổn định chống trượt ngang
Điều kiện để xe không bị trượt là
Trong đó: G là tải trọng tác dụng lên bánh xe
φ là hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường
φ1là hệ số bám dọc φ1= (0,7÷0,8)φ
φ2là hệ số bám ngang φ2= (0,6÷0,7)φ
Khi đó ta có Y ≤ G.φ2
Như vậy ta có các điều kiện của μ như sau:
Mặt đường khô, sạch μ ≤ 0,36
Mặt đường ẩm, sạch μ ≤ 0,24
Mặt đường ẩm, bẩn μ ≤ 0,12
H3.1-Các lực tác dụng khi xe
chạy trong đường cong
H3.2-Tương quan giữa lực bám ngang và dọc
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 69
2.2.2 Xác định Hệ số lực ngang:
Theo điều kiện êm thuận và tiện nghi với hành khách
Điều tra cho ta kết quả như sau
- Khi μ = 0,1 hành khách khó nhận biết là xe vào đường cong
- Khi μ = 0,15 hành khách bắt đầu cảm nhận thấy đã vào đường cong
- Khi μ = 0,20 hành khách cảm thấy có đường cong và hơi khó chịu. Người
lái xe lúc này muốn giảm tốc độ chạy xe.
- Khi μ = 0,30 hành khách cảm thấy bị xô dạt về một phía
Để đảm bảo êm thuận và thoải mái cho hành khách nên chọn μ = 0,15. Trong
điều kiện khó khăn, khi hành khách có chuẩn bị cho phép dùng μ = 0,25
10/5/20
24
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 70
2.2.2 Xác định Hệ số lực ngang:
Theo điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp
Thực tế cho thấy μ càng lớn thì độ mài mòn lấp xe, máy móc, tiêu hao nhiên
liệu càng tăng. Nghiên cứu cho thấy nên dùng μ ≤ 0,1
TÓM LẠI:
- Trong điều kiện bình thường chọn μ = 0,10
- Trong điều kiện địa hình khó khăn chọn μ = 0,15
- Trong điều kiện đặc biệt khó khăn chọn μ = 0,20
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 71
2.2.3 Lựa chọn bán kính đường cong bằng:
Xác định bán kính đường cong nằm theo hệ số lực ngang μ
Bán kính đường cong nằm tối thiểu (với μ = 0.15)
Bán kính đường cong nằm thông thường (với μ = 0.08 0.1)
Bán kính đường cong nằm không cần siêu cao (với μ = 0.08)
Trong đó V : tốc độ xe chạy tính toán km/h
μ : hệ số lược ngang
iscmax : độ dốc siêu cao lớn nhất
isctt : độ dốc siêu cao thông thường, isctt = iscmax – 2%
in: độ dốc ngang mặt đường, in= 2 4%
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 72
2.2.3 Lựa chọn bán kính đường cong bằng:
Xác định bán kính đường cong nằm tối bảo đảm tầm nhìn ban đêm (Tầm
nhìn 1 chiều)
Vào ban đêm tầm nhìn S của người lái xe
phụ thuộc vào góc phát sáng theo phương
ngang của đèn. Thường góc phát sáng này
nhỏ 20nên bán kính đường cong được
xác định như sau:
H3.4 Sơ đồ tầm nhìn ban đêm
= .  = 2.
180 .p. 
 =90
p.≈ 15
10/5/20
25
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 73
2.2.3 Lựa chọn bán kính đường cong bằng:
Đây là bái toán kinh tế kỹ thuật. Bán kính được chọn theo các nguyên tắc sau
- Lớn hơn các giá trị giới hạn
- Phù hợp với địa hình, càng lớn càng tốt
- Đảm bảo sự nối tiếp giữa các đường cong, bố trí được các yếu tố đường cong
- Đảm bảo sự hài hòa các yếu tố của tuyến và phối hợp tuyến với cảnh quan
2.2 BÁN KÍNH TỐI THIỂU TRONG ĐƯỜNG CONG
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 74
Chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong
nằm tối thiểu. Khuyến khích dùng bán kính tối thiểu thông thường
trở lên, và luôn tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng chạy xe
tốt nhất
Bán kính đường cong nằm tối thiểu theo TCVN 4054:2005
2.3 SIÊU CAO VÀ ĐOẠN NỐI SIÊU CAO
10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 75
2.3.1 Khái niệm về siêu cao
Khi xe chạy trong đường cong, những
xe chạy bên nửa phía ngoài tim đường
(phía lưng đường cong) kém ổn định
hơn những xe chạy phía bụng đường
cong. Vì vậy, để đảm bảo an toàn và
tiện lợi trong việc điều khiển ô tô ở các
đường cong bán kính nhỏ thì phải làm
cho mặt đường có độ dốc ngang 1 mái
nghiên về phía bụng của đường cong
(Hình 3.2). Mặt đường bố trí siêu cao
H3.2 Bố trí siêu cao trong
đường cong