Khóa luận tốt nghiệp Kỹ thuật xây dựng công trình: Thiết kế kỹ thuật tuyến đường đoạn từ Km 0 + 0 đến Km 3 + 00 thuộc địa bàn thị trấn Cát Sơn, huyện Nghĩa Đàn, Nghệ An

Chia sẻ: Elysale25 Elysale25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:137

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Là một huyện của Tỉnh Nghệ An, Nghĩa Đàn là 1 địa bàn có nhiều tiềm năng về phát triển kinh tế, giao lưu hàng hoá tuy nhiên để phát triển những nội lực này của Tỉnh cần phải xây dựng hệ thống đường giao thông để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của Tỉnh. Vì vậy xây dựng mới và nâng cấp tuyến đường là 1 trong những ưu tiên hàng đầu trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của Tỉnh. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung bài viết!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Kỹ thuật xây dựng công trình: Thiết kế kỹ thuật tuyến đường đoạn từ Km 0 + 0 đến Km 3 + 00 thuộc địa bàn thị trấn Cát Sơn, huyện Nghĩa Đàn, Nghệ An

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN CÔNG TRÌNH ----------o0o---------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUYẾN ĐƢỜNG ĐOẠN TỪ KM 0+00 ĐẾN KM 3+00 THUỘC ĐỊA BÀN THỊ TRẤN CÁT SƠN HUYỆN NGHĨA ĐÀN, TỈNH NGHỆ AN NGÀNH : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH MÃ SỐ : 105 Giáo viên hướng dẫn : Ths. Trần Việt Hồng Sinh viên thực hiện : Trần Đức Việt Khóa học :2007 - 2012 Hà Nội, 2012
ĐẶT VẤN ĐỀ Trong quá trình phát triển của xã hội thì việc phát triển cơ sở hạ tầng là 1 nhu cầu tất yếu. Nhìn vào kết cấu hạ tầng người ta có thể đánh giá mức độ phát triển kinh tế , trình độ văn hoá - kinh tế - xã hội của một vùng trong đó việc xây dựng các hạng mục công trình giao thông là không thể thiếu bởi vì góp phần đẩy mạnh sự giao lưu, trao đổi hàng hoá giữa các vùng. Đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển luôn luôn nhận thức đúng đắn vai trò và tầm quan trọng của các tuyến đường đối với nền kinh tế Nhà nước luôn quan tâm chỉ đạo và có kế hoạch xây dựng, cải tạo, nâng cấp những tuyến đường quan trọng đặc biệt là vấn đề phát triển giao thông nông thôn nhằm thúc đẩy giao lưu hàng hoá phát triển kinh tế nông thôn rút ngắn khỏng cách phát triển giữa nông thôn và thành thị. Như chúng ta đã biết nông thôn nước ta chiếm 90% diện tích và 80% dân số từ đó cho thấy đây là lực lượng chính, quan trọng tạo ra của cải vật chất cho xã hội song nông thôn của ta còn rất nghèo nàn và lạc hậu, đời sống người nông dân ít được cải thiện một trong những giải pháp chủ yếu cho vấn đề này là phát triển giao thông nông thôn, xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt hiện nay nhà nước ta đang có chủ trương Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn thì nhu cầu về giao thông lại trở nên bức xúc hơn lúc nào hết. Là một huyện của Tỉnh Nghệ An, Nghĩa Đàn là 1 địa bàn có nhiều tiềm năng về phát triển kinh tế, giao lưu hàng hoá tuy nhiên để phát triển những nội lực này của Tỉnh cần phải xây dựng hệ thống đường giao thông để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của Tỉnh.Vì vậy xây dựng mới và nâng cấp tuyến đường là 1 trong những ưu tiên hàng đầu trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của Tỉnh. Được sự nhất trí của Bộ Môn Công Trình - Khoa Cơ điện và Công trình - Trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, tôi thực hiện khóa luận với tên đề tài là: “ Thiết kế kỹ thuật tuyến đƣờng đoạn từ Km 0 + 0 đến Km 3 + 00 thuộc địa bàn thị trấn Cát Sơn, huyện Nghĩa Đàn, Nghệ An” Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế thi công nên đồ án này của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Thành thật mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn đồng nghiệp để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn. 1
Phần 1 HỒ SƠ BÁO CÁO GIAI ĐOẠN LẬP DỰ ÁN ĐOẠN QUA THỊ TRẤN CÁT SƠN, HUYỆN NGHĨA ĐÀN TỈNH NGHỆ AN KM 0  KM 3 + 00 Chƣơng 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu vị trí tuyến Tuyến A-B nằm trong dự án đường quốc lộ thuộc địa phận huyện Nghĩa Đàn , tỉnh Nghệ An. Tuyến qua thị trấn Cát Sơn địa hình đồi. Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và bình đồ địa hình khu vực tỉ lệ 1: 10000, đường đồng mức cách nhau 5m . Tuyến dài 3000 m đi qua các khu vực dân cư rải rác. 1.2. Căn cứ thiết kế - Cơ sở hạ tầng nói chung và hệ thống giao thông nói riêng trong đó có mạng lưới đường bộ luôn là một nhân tố quan trọng cho việc phát triển kinh tế của bất kì quốc gia nào trên thế giới. Trong những năm gần đây ở Việt Nam đã có nhiều đổi thay to lớn do sự tác động của cơ chế thị trường, kinh tế phát triển, xã hội ngày càng ổn định văn minh làm phát sinh nhu cầu vận tải. Sự tăng nhanh về số lượng phương tiện và chất lượng phục vụ đã đặt ra yêu cầu bức bách về mật độ và chất lượng của mạng lưới giao thông đường bộ. Tuyến A-B là một bộ phận sẽ được xây dựng để đáp ứng nhu cầu đó. - Việc xây dựng tuyến sẽ đáp ứng được sự giao lưu của dân cư trong vùng về kinh tế, văn hoá, xã hội, góp phần nâng cao đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân trong vùng, đảm bảo an ninh quốc phòng khu vực phía tây tổ quốc. - Tuyến đường được xây dựng làm rút ngắt thời gian, tăng khả năng vận chuyển hàng hoá cũng như sự đi lại của nhân dân. Đặc biệt nó còn phục vụ đắc lực cho công tác quốc phòng bảo vệ tổ quốc Việt Nam xã hội chủ nghĩa. - Tuyến A-B đi qua địa phận thị trấn Cát Sơn . đây chính là điều kiện để Cát Sơn phát triển mạnh kinh tế, văn hóa , xã hội. Và đặc biệt tuyến qua khu vực hồ Thống Nhất . Hồ lớn có rất nhiều tiềm năng du lịch . Là điều kiện tốt để địa phương khai thác du lịch tài nguyên này. - Như vậy đựa trên những nhu cầu và cơ sở thiết kế trên việc xây dựng tuyến A- B là hết sức hợp lý. 2
1.3. Quy trình, quy phạm sử dụng trong thiết kế Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10.000. 1.3.1. Quy trình khảo sát + Quy trình khảo sát thiết kế đường Ô tô 22TCN 263 - 2000 + Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 82 - 85 + Quy trình khảo sát địa chất 22TCN 27 - 82 1.3.2. Quy trình thiết kế + Tiêu chuẩn thiết kế đường Ô tô TCVN 4054 - 05 + Quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211 - 06 + Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 Bộ GTVT + Quy trình thiết kế áo đường mềm và áo đường cứng theo hướng dẫn của AASHTO – 86 + Quy trình thiết kế điển hình cống tròn 533-01-01 + Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237-01 1.4. Đặc điểm kinh tế - xã hội 1.4.1.Đặc điểm dân số trong vùng Đoạn tuyến qua địa phận huyện Nghĩa Đàn tỉnh Nghệ An. Dân cư trong huyện tương đối đông, thành phần dân cư chủ yếu là dân Kinh. Trên suốt dọc tuyến đường, những đoạn nào có điều kiện canh tác đều có dân ở. Hiện tại dân cư hai bên tuyến còn thưa thớt. 1.4.2. Tình hình kinh tế, xã hội và văn hóa trong vùng 1.4.2.1. Công nghiệp Nghệ An cũng như các tỉnh miền Trung, trong thời kì đổi mới nền công nghiệp đang có chiều hướng phát triển, có nhiều nguồn tài nguyên khoáng sản như quặng granite, đồng, vàng, chì, kẽm, nhưng còn tiềm ẩn trong lòng đất, đang trong thời kì khảo sát xác định để lập kế hoạch khai thác nên công nghiệp khai thác và công nghiệp cơ khí còn trong thời kỳ chuẩn bị hình thành. Sản xuất công nghiệp chủ yếu là vật liệu xây dựng, chế biến nông lâm và một số mặt hàng tiêu dùng thủ công mỹ nghệ. 3
Với thế mạnh của vùng núi đá vôi có chất lượng cao ngành công nghệ sản xuất VLXD phát triển mạnh. Thời gian qua Nghệ An đã xây dựng được một số nhà máy sản xuất đá xây dựng hoạt động tốt như Hoàng Mai, Đô Lương, Tân Kỳ … 1.4.2.2. Về nông nghiệp Tập trung ưu tiên đầu tư để đẩy nhanh CNH, HĐH nông nghiệp nông thôn, từng bước xây dựng NN và kinh tế nông thôn lên sản xuất lớn. Sản xuất lương thực tiếp tục phát huy thành quả thời kỳ 2001-2005, chủ động an toàn lương thực trong mọi tình huống. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng theo hướng đáp ứng nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, cho xuất khẩu và tăng giá trị sử dụng đất. Đẩy mạnh chăn nuôi, đưa chăn nuôi từng bước trở thành ngành sản xuất chính, đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong tỉnh và tăng xuất khâủ. Đưa nhanh tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp. Từng bước cơ khí hoá các khâu làm đất, thu hoạch, chế biến, nhằm giảm nhẹ sức lao động đồng thời tăng hiệu quả kinh tế. Phát triển ngành nghề TTCN và dịch vụ trong nông nghiệp. Phát triển kết cấu hạ tầng nông thôn đáp ứng sản xuất và sinh hoạt của nhân dân. Giải quyết việc làm, nâng cao thu nhập của dân cư, thực hiện xoá đói giảm nghèo, từng bước nâng cao mức sống nông dân. Tiếp tục phát triển các các cây trọng điểm: mía, chè, lạc, cam, dứa, cà phê, sắn, sở, cao su, vừng, nguyên liệu giấy… trong đó tập trung ưu tiên phát triển: cây mía, chè, lạc, Sắn, cam, dứavà cao sư; phát triển 4 con: Tôm, cá, bò, lợn. Phát triển đủ nguyên liệu cho các nhà máy chế biến: Mía đường, chè, lạc, Dứa, Sắn theo công suất mở rộng. Phát triển cây công nghiệp dài ngày theo quy hoạch Cafe, cao su, Quế, Sở và nguyên liệu giấy theo quy hoạch đựơc duyệt. 1.4.2.3. Về lâm nghiệp Lâm nghiệp chủ yếu của tỉnh hiện nay la bảo vệ và phục hồi rừng. Sản lượng khai thác hàng năm đạt tương đối cao, khoảng 100-120 nghìn m3 gỗ. 1.4.2.4. Về thuỷ sản Đây cũng là một trong những thế mạnh của tỉnh. Hàng năm sản lượng thuỷ hải sản tương đối cao. 1.4.2.5. Du lịch 4
Tỉnh có lợi thế rất lớn do thiên nhiên mang lại, có thể ra một số khu du lịch nổi tiếng như Cửu Lò, Vinh , Nam Đàn… rất nhiều khu di tích lịch sử danh lam thắng cảnh. Đây là thế mạnh của tỉnh hiện nay và trong tương lai. 1.4.2.6. Tình hình hiện tại và khả năng kinh tế của khu vực Khu vực Nghệ An ở vào trung độ của cả nước thuận lợi về mặt giao thông đường sông, đường bộ và đường sắt với cả nước. Nói về tiềm năng kinh tế thì Thanh Hoá là một trong những tỉnh có nhiều tài nguyên thiên nhiên. Ngoài những tiềm năng đang được khai thác Nghệ An còn một số tiềm năng chưa được khai thác có nhiều danh lam thắng cảnh và du lịch. Nhưng hạn chế của khu vực là địa hình chia cắt nhiều khí hậu khắc nghiệt, cơ sở hạ tầng không đồng bộ, thiếu thốn nhiều và yếu kém. Dân số tăng nhanh với số dân tương đối lớn đã ảnh hưởng chung tới nền kinh tế của khu vực. Nhìn chung nền kinh tế của khu vực phát triển chậm so với mức phát triển chung của miền bắc trung bộ và cả nước. Chính vì vậy việc xây dựng tuyến đường trong khu vực này nó góp một phần không nhỏ vào việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế và đáp ứng một phần nào đó nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hoá của nhân dân trong vùng. 1.5. Mạng lƣới GTVT trong vùng và quy hoạch phát triển Mạng lưới giao thông trong tỉnh Nghệ An tương đối đa dạng gồm có đường bộ, đường sông, đường biển, đường sắt. Trong đó giao thông đường bộ là cầu nối giao lưu kinh tế văn hoá giữa Nghệ An và thủ đô Hà Nội, giữa Nghệ An và Thanh Hóa rộng lớn nên nó có vị trí hết sức quan trọng.. 1.5.1. Đƣờng bộ Hệ thống đường bộ trong tỉnh có 1 trục dọc xuyên suốt là QL1A, và các quốc lộ 48, QL15, QL46, QL7, các tỉnh lộ I và các đường vào các khu công nghiệp, khu bảo tồn, bảo tàng. 1.5.2.Đƣờng sắt Tuyến đường sắt Bắc Nam, đoạn qua Nghệ An dài 6.57911 km. Dự án nâng cấp và cải tạo đường sắt thông nhất theo tiêu chuẩn đường sắt khu vực ASIAN tiến hành mở rộng thành đường sắt đôi trên tuyến Bắc – Nam. 1.5.3. Đƣờng thuỷ 5
Tổng chiều dài sông suối trên địa bàn tỉnh là 9.828 km, mật độ trung bình là 0,7 km/km2. Sông lớn nhất là sông Cả (sông Lam) bắt nguồn từ huyện Mường Pẹc tỉnh Xieng Khoảng (Lào), có chiều dài là 532 km (riêng trên đất Nghệ An có chiều dài là 361 km), diện tích lưu vực 27.200 km2 (riêng ở Nghệ An là 17.730 km2). Tổng lượng nước hàng năm khoảng 28.109 m3 trong đó 14,4.109 là nước mặt. Nhìn chung nguồn nước khá dồi dào, đủ để đáp ứng cho sản xuất và phục vụ cho đời sống sinh hoạt của nhân dân. Nói chung mạng lưới giao thông trong tỉnh tương đối phát triển xong chưa có sự kết nối giữa thành phố với các huyện vùng xa, vùng sâu, giao thông nông thôn chưa được cải thiện, nhiều đường liên thôn, liên xã vẫn còn đang là đường mòn hoặc cấp phối đồi. Các đường quốc lộ đều trực thuộc Bộ, các đường còn lại do Ban quản lý dự án các huyện hoặc Sở giao thông quản lý. 1.5.4. Đƣờng biển Hải phận rộng 4.230 hải lý vuông, từ độ sâu 40m trở vào nói chung đáy biển tương đối bằng phẳng, từ độ sâu 40m trở ra có nhiều đá ngầm, cồn cát. Vùng biển Nghệ An là nơi tập trung nhiều loài hải sản có giá trị kinh tế cao. Bải biển Cửa Lò là một trong những bãi tắm đẹp và hấp dẫn, đó là lợi thế cho việc phát triển nhành du lịch ở Nghệ An. Bờ biển Nghệ An có chiều dài 82 km, có 6 cửa lạch thuận lợi cho việc vận tải biển, phát triển cảng biển và nghề làm muối (1000 ha). 1.6. Quy hoach và dự án có liên quan, dự báo nhu cầu trong vùng 1.6.1. Những cơ sở để dự báo nhu cầu vận tải trên tuyến Quốc lộ 1A là tuyến đường xuyên quốc gia chạy từ Bắc vào Nam đang được nâng cấp để đạt tiêu chuẩn cấp III toàn tuyến, nền rộng 12m cho hai làn xe. Theo kế hoạch 2001 sẽ hoàn thành, tuy vậy cũng vào thời điểm này nhiều đoạn tuyến quốc lộ 1A vẫn không thể đáp ứng được nhu cầu do sự gia tăng về vận tải. Mặt khác quốc lộ 1A đi qua nhiều thành phố, thị trấn và đồng bằng nên việc mở rộng sẽ tốn kém do phải đền bù giải phóng mặt bằng chiếm nhiều diện tích đất canh tác. Trên quốc lộ 1A còn nhiều đoạn ngập lụt nếu khắc phục sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hệ sinh thái và môi trường. Việc xây dựng tyến đường này sẽ khắc phục được những nhược điểm trên đồng 6
thời cũng mở mang phát triển kinh tế các vùng đất phía Tây có nhiều tiềm năng nhưng chưa được khai thác. Những cơ sở tiếp cận để dự báo + Hướng tuyến là một phần quyết định khu vực hấp dẫn hàng, khách và có ảnh hưởng chủ yếu đến kết quả dự báo. + Chiến lược phát triển kinh tế xã hội quốc gia, vùng và các địa phương có tuyến đi qua. + Khả năng vận chuyển hàng hóa, hành khách của các phương thức khác như đường sắt, đường biển, đường hàng không trên hướng Bắc Nam. + Số liệu thống kê vận tải của các cục thống kê các tỉnh có tuyến đi qua. 1.6.2. Phƣơng pháp dự báo nhu cầu vận tải Để dự báo nhu cầu vận tải hàng hoá chủ yếu của đường bộ Việt Nam hiện tại đang sử dụng phối hợp 3 phương pháp: + Phương pháp kịch bản + Phương pháp ngoại suy mô hình đàn hồi + Phương pháp ngoại suy kết hợp với nguồn hàng bổ sung. 1.6.3. Phƣơng pháp dự báo hành khách Dự báo hành khách dựa vào phương pháp dự báo nhu cầu vận tải và dựa trên các yếu tố tác động đến sự đi lại của nhân dân trong vùng. 1.6.4. Kết luận Việc xây dựng tuyến qua huyện Nghĩa Đàn Tỉnh Nghệ An của dự án xa lộ Bắc- Nam là rất cần thiết, đáp ứng được yêu cầu về dân sinh, kinh tế, chính trị và sự phát triển ngày càng cao của khu vực. Việc xây dựng tuyến có nhiều thuận lợi như tận dụng được nhân công,... Tuy nhiên khí hậu ở đây tương đối khắc nghiệt, mưa nhiều nắng gắt, hay có bão sẽ gây không ít khó khăn cho công tác xây dựng sau này. Hình thức đầu tƣ : Xây dựng một tuyến đƣờng mới 1.7. Các điều kiện tự nhiên vùng tuyến đi qua 1.7.2. Các điều kiện địa hình, địa chất vùng tuyến đi qua 1.7.1.1 Điều kiện địa hình Đoạn tuyến thuộc tỉnh Nghệ An là một tỉnh thuộc đồng bằng vì thế đường nói chung là bằng phẳng. Yếu tố địa hình khu vực tuyến đảm bảo cho đường có chất lượng 7
khai thác cao. Toàn tuyến không phải cắt qua vị trí sông lớn chỉ cắt qua vị trí suối nhỏ và các vị trí khe cạn, khe tụ thuỷ do vậy trên tuyến không phải bố trí cầu lớn mà chỉ phải bố trí cống. 1.7.1.2. Điều kiện địa chất Điều kiện địa chất tuyến đường nói chung khá ổn định trên tuyến không có vị trí nào đi qua khu vực có hang động kastơ và khu vực nền đất yếu nên không phải xử lý đặc biệt. . Thành phần chính đất nền đường là đất á cát, đều là điều kiện địa chất tốt cho việc xây dựng đường. ở những vị trí tuyến cắt qua đồi ( những đoạn đào ) đất đào ở đây chủ yếu là đá phong hoá có thành phần lẫn sỏi sạn. Tầng đá gốc ở rất sâu bên dưới chính vì thế việc thi công nền đào không gặp khó khăn. 1.7.2. Khí hậu Đoạn tuyến có tổng chiều dài 6476.62 m và nằm trọn trong tỉnh Nghệ An nên tình hình khí tượng thuỷ văn trên toàn tuyến là như nhau. Khí hậu mang tính chất chung của khí hậu miền Bắc Trung bộ thuộc vùng khí hậu khá khắc nghiệt và được thể hiện qua các đặc trưng khí tượng sau: 1.7.2.1. Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình trong năm khoảng 230C -31 0C, biên nhiệt độ của ngày và đêm chênh lệch nhau gần 100. Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau và cũng là thời kỳ khô hanh. Mùa lạnh thường có sương muối, cuối mùa hanh có mưa phùn. Hạn hán thường xảy ra vào những tháng đầu của mùa khô. Nhiệt độ nóng nhất từ 380C đến 400C. 1.7.2.2. Mƣa Mùa mưa bắt đầu từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 12. Mùa khô hanh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình năm là 3000 - 4000 mm với số ngày mưa khoảng 130 ngày. Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 80% lượng mưa cả năm. Mùa mưa thường có dông, mưa và lũ quét. Lũ thường xuất hiện vào tháng 8 và tháng 9 8
Bảng 1.1. Bảng lƣợng mƣa, ngày mƣa các tháng trong năm Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lượng 27,64 32,40 46,65 134,26 221,90 298,05 299,05 295,30 292,95 208,55 0,50 30,48 mưa 1.7.2.3. Gió Khí hậu miền Trung trong mùa mưa thường xuất hiện gió bão. Mùa hè thường có gió Tây Nam khô và nóng, các thung lũng có gió xoáy, tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được tới 50m/s. Qua tài liệu thu thập được của trạm khí tượng thuỷ văn, tôi tập hợp và thống kê được các số liệu về các yếu tố khí hậu theo phụ biểu 1.1 1.7.3. Thuỷ văn dọc tuyến Tuyến cắt qua các vị trí tụ thuỷ nên tình hình thuỷ văn của tuyến tương đối đối phức tạp. Có chỗ tuyến đi gần khu vực tụ thuỷ nên được dùng các biện pháp kỹ thuật để tránh cho đường không bị ngập úng. Cá biệt ở một vài chỗ cần chú ý tới cao độ mặt đường tránh hiện tượng mùa mưa nước có thể làm ảnh hưởng tới nền và kết cấu mặt đường, gây tác động xấu tới cường độ mặt đường và chất lượng xe chạy (chất lượng khai thác). 1.7.4. Vật liệu xây dựng Do tuyến nằm trong khu vực đồi núi nên vật liệu xây dựng tuyến tương đối sẵn ở gần cuối tuyến cách khoảng 3 km đã có sẵn mỏ đất có thể khai thác với trữ lượng lớn có thể đảm bảo chất lượng cho việc xây dựng nền đường. Vật liệu cấp phối đá dăm có thể mua ở nhà máy khai thác đá gần đó. Công tác xây dựng đường ở Nghệ An đang được chú trọng nên khu vực này đã xây dựng trạm trộn BTN và chúng ta có thể đặt mua với trữ lượng lớn. Xung quanh vị trí tuyến có một vài con suối nhưng trữ lượng cấp phối suối rất ít không đủ cho việc xây dựng tuyến đường hơn nữa chất lượng lại kém, phải gia công trộn thêm thành phần hạt. Chỉ nên tận dụng vật liệu này cho đường cấp thấp. Nói tóm lại, vật liệu xây dựng đường ở đây tương đối thuận lợi cho công tác thi công. 1.8. Sự cần thiết phải đầu tƣ 9
Với địa hình trải dài của đất nước, nhu cầu giao thông suốt quanh năm, trong mọi tình huống là yêu cầu cấp thiết, đồng thời nó là nhân tố quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội và các yêu cầu khác về hành chính, an ninh quốc phòng trong mỗi khu vực cũng như trên toàn quốc. Hiện nay hướng Bắc - Nam đã hình thành mọi loại phương tiện vận tải, song vận tải đường bộ với lợi thế về phục vụ vẫn chiếm tỷ trọng khối lượng vận tải cao, khoảng 70% tổng số hàng và 80% tổng số hành khách hướng Bắc – Nam. Với nhu cầu vận tải lớn song hạ tầng cơ sở của đường bộ cho tới nay vẫn còn nhiều hạn chế. Tuyến đường xuyên quốc gia nằm lệch hoàn toàn về phía Đông, không những không đảm bảo năng lực thông xe mà nhất là vào mùa lũ tình trạng ách tắc giao thông thường xuyên xảy ra. Xét trọng mạng lưới giao thông quốc gia từ thủ đô Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh, từ lâu đã hình thành hai trục dọc là Quốc lộ 1A ở phía Đông và các Quốc lộ: QL15, QL48 ở phía Tây. Trục dọc phía Đông đã nối liền hoàn chỉnh từ Bắc vào Nam còn trục dọc phía Tây do nhiều nguyên nhân cộng lại ( nhu cầu sử dụng, chi phí đầu tư…) nên chất lượng sử dụng kém, nhiều đoạn không thể thông xe, nhất là vào mùa lũ. Từ bối cảnh tổng quan của giao thông đường bộ như vậy, nên yêu cầu cải tạo nâng cấp, hoặc làm mới một số đoạn từ Bắc vào Nam theo trục dọc phía Tây một cách hoàn chỉnh là cần thiết và phù hợp với yêu cầu của mục tiêu phát triển kinh tế, chính trị, an ninh quốc phòng trong địa bàn tỉnh cũng như trên toàn quốc. Dự án đầu tư này có ý nghĩa rất quan trọng về mặt kinh tế, chính trị, xã hội, phù hợp với chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà Nước, tạo điều kiện phát triển kinh tế, văn hoá, góp phần xoá đói, giảm nghèo, thực hiện công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Tuyến qua định bàn huyện Nghã đàn , Nghệ An. Xuyên qua địa phận thị trấn Cát Sơn. Đây chính là điều kiện để phát triển Cát Sơn thành trung tâm kinh tế của khu vực này. Đồng thời phát triển du lịch hồ Thống Nhất trong vùng. Từ những phân tích cụ thể ở trên cho thấy rằng sự đầu tư xây dựng tuyến đường A-B là đúng đắn và cần thiết. 10
Chƣơng 2 LỰA CHỌN QUI MÔ XÂY DỰNG VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 2.1. Quy mô ,quy phạm áp dụng - Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 - 05 - Quy trình tính toán thuỷ văn công trình thoát nước vừa và nhỏ 22 TCN 220-95 - Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211 – 06 - Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79 - Thiết kế điển hình cống tròn 553-01-01, 553-01-02 - Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237-01. 2.2. Lựa chọn quy mô , cấp hạng đƣờng theo tiêu chuẩn thiết kế 2.2.1. Lƣu lƣợng xe thiết kế Lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác thông qua 1 mặt cắt trong một đơn vị thời gian tính cho năm tương lai. 2.2.2. Cấp đƣờng Căn cứ vào lưu lượng tính toán, ý nghĩa phục vụ của tuyến để xác định cấp hạng đường. Để chọn cấp hạng kỹ thuật đường ta phải quy đổi tất cả các loại xe lưu thông trên đường về một loại xe chung. Thông thường ta quy đổi tất cả các loại xe về xe con bằng cách nhân với các hệ số quy đổi. Để thuận tiện cho việc tính toán ta lập bảng sau : Bảng 2.1. Bảng quy đổi về thành phần xe con Loại xe Số xe Hệ số qui đổi ra xe con Số xe qui đổi ra xe con Xe tải nặng 3 28,5 2,5 71,25 Xe tải nặng 2 38 2,5 95 Xe tải nặng 1 47,5 2,0 95 Xe tải trung 142,5 2,0 285 Xe tải nhẹ 142,5 2,0 285 Xe buýt lớn 100 2,5 250 Xe buýt nhỏ 80,5 2,0 161 Xe con 370,5 1,0 370,5 Tổng 1612,75 11
Lưu lượng xe thiết kế được qui đổi ra xe con là : Ntt = 1612,75 .(1+0,05)15-1 = 3193,135 (xcqđ/ng.đêm ) Dựa vào lưu lượng xe đã tính đổi, dựa vào các đặc điểm địa hình, địa mạo, địa chất thuỷ văn nơi tuyến đi qua và tầm quan trọng của tuyến đường đối với sự phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng. Tuyến đường GH có lưu lượng xe tính toán: Ntt = 3193.135 (xcqđ/ng.đêm ) Theo TCVN 4054 – 05 ta thấy : - Ntt > 3000 (xcqđ/ng.đêm ),căn cứ vào tầm quan trọng của tuyến đường là đường nối các vùng kinh tế , chính trị , văn hoá thuộc khu vực ta chọn cấp hạng đường là đường cấp III đồng bằng và đồi . - Vận tốc tính toán thiết kế là 80 km/h. Vậy cấp hạng kỹ thuật đường thiết kế là: Đường cấp III đồng bằng và đồi. 2.2.3. Tải trọng tính toán + Đối với công trình đường: Trục xe 10T + Đối với công trình cống: HL93 2.3. Xác định các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến 2.3.1. Độ dốc đƣờng 2.3.1.1. Xác định độ dốc dọc tối đa theo sức kéo của xe Độ dốc dọc lớn nhất của đường khi thiết kế được tính toán căn cứ vào khả năng vượt dốc của các loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động học của ô tô và được tính theo công thức: idmax= D - f (Giả thiết xe chuyển động đều) (2.1) Trong đó: + D: là nhân tố động lực của xe được xác định từ biểu đồ nhân tố động lực của xe. + f: là hệ số cản lăn trung bình của đường phụ thuộc vào độ cứng của lốp xe và biến dạng mặt đường. Ta chọn mặt đường thi công là mặt đường bê tông asphalt trong điều kiện lốp xe cứng tốt mặt đường khô ráo. Theo qui trình : f = 0.01 ÷ 0.02. Ta chọn f = 0.015. Tra bảng nhân tố động lực học của từng loại xe tương ứng với vận tốc V = 80km/h và thay vào công thức tính idmax ta lập được bảng sau: 12
Bảng 2.2. Bảng nhân tố động lực học của từng loại xe tƣơng ứng với vận tốc Xe tải Xe tải trục Xe tải Loại xe Xe máy Xe con Xe tải 5T 8T 10T trục 12T Dk Không 0,135 0,080 0,080 0,071 0,065 imax tính 0,115 0,065 0,065 0,056 0,050 2.3.1.2. Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đường, để cho xe chuyển động được an toàn thì sức kéo có ích của ô tô phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám của lốp xe với mặt đường. Như vậy theo điều kiện này độ dốc dọc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám (ib). ib được tính trong trường hợp lực kéo của ô tô tối đa bằng lực bám giữa lốp xe với mặt đường. idmax = D’ - f (2.2) Trong đó: + f: là hệ số sức cản lăn trung bình f = 0.015 + D’: là đặc tính động lực của xe tính theo lực bám j ´ G k - Pw D’ = (2.3) G Với: + G: Trọng lượng toàn xe + Gk: Trọng lượng tác dụng lên bánh xe chủ động được lấy như sau: Xe tải: Gk= (0,65 ÷ 0,70)G. Xe con: Gk= (0,50 ÷ 0,55)G + j : hệ số bám dọc (hệ số ma sát) giữa bánh xe với mặt đường. Phụ thuộc trạng thái bánh xe với mặt đường, trường hợp bất lợi nhất (mặt đường ẩm và bẩn) lấy j =0.3 + Pw: lực cản không khí của xe (kG) Pw = Error! (2.4) 13
+ K: hệ số sức cản không khí phụ thuộc mật độ không khí và hình dáng xe Xe con K = 0,25 ÷ 0,035 Xe buýt K = 0,040 ÷ 0,060 Xe ôtô tải K = 0,060 ÷ 0,070 + F: diện tích chắn gió của xe F =0,8.B.H + B: chiều rộng của xe (m) + H: chiều cao của xe (m) + V: vận tốc thiết kế V= 80km/h Bảng 2.3. Bảng thiết kế độ dốc dọc lớn nhất ứng với từng loại xe Loại xe K F Pw G (kg) Gk (kg) D’ Xe con 0,03 2,016 16,74 7600 4200 0,16 Xe tải 5T 0,05 8,424 116,64 9300 6510 0,20 Xe tải 7T 0,05 8,424 116,64 10700 7490 0,20 Xe tải trục 10T 0,06 8,424 140 15385 10770 0,2 Xe tải trục 12T 0,07 8,424 140 18460 12922 0,2 Kết hợp tính toán và đối chiếu qui trình TCVN 4054-05 qui định với đường có tốc độ tính toán 80 km/h. Ta chọn độ dốc dọc lớn nhất cho phép trên toàn tuyến idmax = 5 %. 2.3.2. Xác định số làn xe, chiều rộng mặt đƣờng, nền đƣờng 2.3.2.1. Khả năng thông xe của đƣờng - Khả năng thông xe lý thuyết Năng lực thông hành lý thuyết là khả năng thông xe trong điều kiện lý tưởng về dòng xe (dòng xe thuần nhất toàn xe con) và về đường (làn xe đủ rộng, mặt đường tốt, tuyến đường thẳng, không dốc, không có chướng ngại vật...), các xe nối đuôi nhau chạy cùng một vận tốc và cách nhau một khoảng cách tối thiểu không đổi đảm bảo an toàn. Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông xe của mỗi làn. Năng lực thông hành lý thuyết được tính theo công thức sau: N lt = Error! (xe/ h) (2.5) 14
Trong đó: + N lt : năng lực thông xe lý thuyết. + V: vận tốc thiết kế (km/h) + d: Khoảng cách tối thiểu giữa hai xe liền nhau để đảm bảo an toàn.(m) d = l1 + Sh + lk + l0 (2.6) + l1: chiều dài phản ứng tâm lý của lái xe, tính từ lúc lái xe nhận ra chướng ngại vật cần phải sử dụng phanh, thời gian phản ứng tâm lý thường lấy bằng 1 giây, do đó: V,3 80 l1 = 6 =  22, 22 (m) 3.6 + l0: Chiều dài trung bình của xe, l0 = 6 m + lk: Khoảng cách an toàn giữa hai xe, lk= 10 m + Sh: Chiều dài hãm xe, được tính như sau: V12 - V22 Sh = k . (2.7) 254 (j ± i ) Khi hãm xe hoàn toàn, V2= 0 nên ta có: k.V 2 Sh = 254.(j ± i + f) Với: + k: hệ số sử dụng phanh k = 1,2 + j : là hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường khi tính tới khả năng thông hành, j = 0,5 . + i : độ dốc dọc, tính với đoạn dốc i = 4% 1, 2.802 Sh   65, 73m 254(0,5  0, 04) d = 22,22 + 65,73 + 6 + 10 = 103,95m Thay vào công thức xác định Nlt ta có: 1000.80 Nlt =  769, 6 xe/h 103,95 - Khả năng thông xe thực tế của một làn xe : 15
Khả năng thông xe thực tế của một làn là khả năng thông xe có xét tới điều kiện thực tế của đường và giao thông trên đường. Khả năng thông xe thực tế phụ thuộc vào mối làn xe, số làn xe, vận tốc xe, chướng ngại vật, thành phần xe. Với đường không có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ lấy Ntt = 1000 (xe/h/làn) . 2.3.2. Xác định số làn xe Theo điều 4.2.2 quy trình TCVN 4054-05 số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định: N cdgio nlx = (2.8) Z.N tt Trong đó: + Z là hệ số sử dụng năng lực thông hành.Với đường V = 80 km/h Lấy Z = 0,55. + Ncđgiờ: lưu lượng xe chạy trong giờ cao điểm đã qui đổi về xe con Ncđgiờ = α. Ntbnăm + a : hệ số tính đổi lưu lượng xe chạy trong một ngày đêm về lưu lượng a = 0,10 – 0,12 chọn a = 0,10 Ncdgiờ = 0,1. 3193,135 = 319,3135 xe/h 319,3135 nlx =  0,58 làn 0,55.1000 Theo TCVN 4054-05 số làn xe n = 2 . Vậy số làn xe ta chọn là n = 2 làn. 2.3.3. Bề rộng làn xe chạy 16
b X X C Y B B Hình 2.1. Sơ đồ xếp xe theo Zamakhaep Với đường hai làn xe bề rộng mỗi làn được xác định theo công thức sau: B= (b+c)/2 +x+y (2.9) Trong đó: + b: bề rộng thùng xe, theo qui trình lấy b = 2,5m + c: khoảng cách giữa hai bánh xe, lấy c = 1,5m + x: khoảng cách từ mép sườn thùng xe tới làn bên cạnh khi hai xe đi cùng chiều. + y: khoảng cách từ bánh xe đến mép phần xe chạy. Các trị số x, y được xác định theo công thức thực nghiệm sau: x = y = 0,5 + 0,005V(m) với V=80km/h Suy ra: x = y = 0,5+0,005.80 = 0,9m Thay vào ta có 2,5  1,5 B=  0,9  0,9  3,8 m 2 Theo qui trình TCVN - 4054 - 05 với đường cấp III đồng bằng và đồi có các tiêu chuẩn mặt cắt ngang đường như sau: + Số làn xe: 2 làn. + Chiều rộng làn xe ô tô: 3,5 m. + Chiều rộng phần xe chạy: 7 m. + Phần lề đường: 2 x 2,5 (m). 17
Trong đó phần có gia cố lề: 2 x 2 m. Phần lề đất : 2 x 0,5m + Bề rộng tối thiểu của nền đường: 12 m. - Kết hợp giữa tính toán và qui trình,kiến nghị chọn : + Bề rộng của làn đường Bl = 3,5m + Bề rộng của nền đường Bn = 12 m 2.3.4. Tĩnh không Tĩnh không là giới hạn không gian nhằm đảm bảo lưu thông cho các loại xe không cho phép tồn tại bất kỳ chướng ngại vật nào, kể cả công trình phục vụ về đường như biển báo, cột chiếu sáng... nằm trong phạm vi của tĩnh không Tĩnh không tối thiểu của đường được qui định như hình vẽ trên: 1.0 1.0 H=4.5m h=4.0m Lgc b Lgc Hình 2.2. Sơ đồ tĩnh không Trong đó Lgc - bề rộng phần lề gia cố, Lgc = 2.5m B - bề rộng phần xe chạy, B = 7,0m 2.3.5. Dốc ngang mặt đƣờng Để đảm bảo cho việc thoát nước trên mặt đường được nhanh chóng người ta thường bố trí mặt đường có độ dốc ngang để thoát nước sang hai bên. Độ dốc ngang này phải đủ lớn để thoát nước, tuy nhiên nó cũng phải đủ nhỏ để xe có thể chạy êm thuận. Độ dốc ngang này còn được xác định bởi vật liệu làm kết cấu mặt. Theo TCVN 4054 - 05 ta chọn: + Độ dốc ngang mặt đường in = 2% + Độ dốc ngang lề gia cố ilgc =2 % + Độ dốc ngang lề đất il = 4% 2.4. Xác định bán kính tối thiểu trên đƣờng cong nằm 18
Tại những vị trí tuyến đổi hướng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi và kinh tế với vận tốc tính toán cần phải bố trí đường cong bằng có bán kính hợp lý.   C h Y G Y  b Hình 2.3. Các lực ngang tác dụng lên xe khi vào đƣờng cong Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất được xác định theo các trường hợp sau: + Trường hợp 1: không thiết kế siêu cao Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi xe chạy phía lưng đường cong. V2 Rksc = (2.10) 127(m- in ) Trong đó: + in: độ dốc ngang của mặt đường, lấy in = 0,02 + m : hệ số lực đẩy ngang, khi không bố trí siêu cao lấy  = 0.05 + V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 80km/h Thay vào công thức tính ta có: 802 Rminksc =  1679,8m 127(0, 05  0, 02) - Theo qui trình TCVN 4054 - 05 qui định cho đường cấp III ,V = 80km/h thì bán kính đường cong nhỏ nhất không bố trí siêu cao là 2500m. Do vậy ta chọn Rminksc = 2500m. + Trường hợp 2: Thiết kế siêu cao thông thường Trên đường cong có bố trí siêu cao thông thường, isc= 6% 19