Tải bản đầy đủ
c. Bán kính đường cong nằm tối thiểu không cần bố trí siêu cao

c. Bán kính đường cong nằm tối thiểu không cần bố trí siêu cao

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

9.3.5. Xác định siêu cao và đoạn nối siêu cao
-

Độ dốc siêu cao :

Theo TCVN 4054-2005 (bảng 14,trang 22) quy định độ dốc siêu cao tối
đa với đường có Vtk=80km/h là 8%, độ dốc siêu cao nhỏ nhất ta lấy theo độ dốc
mặt đường là không nhỏ hơn 2%.
Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

(2.6)
Thay các giá trị vào 2.6 tính được isc ở bảng 2.3
Bảng 2.3.Bảng tính độ dốc siêu cao.

-

R(m)

250

300

500

2500

µ

0,126

0,111

0,09

0,08

Isctt %

0

0

0

0

Isctc %

8

6

4

2

Iscchọn %

8

6

4

2

Đoạn nối siêu cao:
Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu thay đổi:
• Bán kính từ ∞ chuyển sang bằng R hữu hạn.

• Lực ly tâm từ chỗ bằng không đạt tới giá trị

hữu hạn.

• Góc α hợp thành giữa trục bánh trước và trục xe từ chỗ bằng không

( trên đường thẳng ) tới chỗ bằng α ( trên đường cong ).
• Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho hành khách và

người lái xe. Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực ly tâm, về góc
α và về cảm giác cảu hành khách cần phải làm một đường cong chuyển tiếp
giữa đường thẳng và đường cong.

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

40SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

• Khi vận tốc thiết kế Vtk ≥ 60 Km/h phải bố trí đường cong chuyển tiếp

để nối từ đường thẳng vào đường cong.
Dựa theo 3 điều kiện sau:
o Điều kiện 1: Đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp ( làm cho hành khách không

cảm thấy đột ngột khi xe chạy vào trong đường cong)

Trong đó: Vận tốc thiết kế Vtk=80Km/h.
Bán kính đường cong nằm tối thiểu nhỏ nhất khi bố trí siêu cao 8%
R=250m.
Độ tăng gia tốc ly tâm cho phép I. Theo TVVN lấy I=0,5 (m/s3)

Chọn Lct=90 m

o Điều kiện 2: Đủ để bố trí đoạn nối siêu cao
Đoạn nối siêu cao (Lsc): Là đoạn chuyển tiếp từ độ dốc ngang của mặt
đường có hai mái nghiêng đến độ dốc siêu cao mặt đường còn một mái.

Trong đó: B= 7m (bề rộng mặt đường). Theo bảng 7 TCVN4054-05 đối
với đường cấp III, địa hình đồng bằng đồi thì chiều rộng 1 làn là 3,5m.
ics=8% độ dốc siêu cao theo bảng 13 TCVN 4054-05 ứng với bán kính tối
thiểu khi có siêu cao là R=250m. ∆ = 0,6 m (độ mở rộng phần xe chạy) xét
với xe tải.
ip=0,005 ( 0,5 %) độ dốc phụ lớn nhất khi Vtk ≥ 60km/h

=>
GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

41SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

Vậy chọn Lnsc = 125 m

o Điều kiện 3 : Ngoài hai điều kiện trên chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ
nhất có thông số đường cong A thỏa mãn hai điều kiện :

27,78 m
Trong đó:
R = 250 m: Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất trên bình đồ ứng với isc =
8%.
Chiều dài đường cong nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong ba
điều kiện trên.
Lscmin=max (đk1, đk2, đk3 ) = max (90; 125; 27,78) = 125 m.
Vậy ta chọn Lct = 125 m để thiết kế.

• Chiều dài đoạn chêm chèn giữa hai đường cong:
+) Chiều dài tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong cùng chiều:
Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai
nửa đường cong chuyển tiếp:

m
Khi đoạn chêm không thỏa mãn điều kiện trên thi có thể có một đoạn
chuyển tiếp siêu cao, đoạn này bố trí trên đường cong có bán kính lớn.
Đoạn mặt cắt ngang hai mái chêm giữa đường cong có thể bố trí một mái
nếu ngắn để tránh cho xe phải thay đổi lực ngang nhiều quá.
Để bố trí đường cong chuyển tiếp thì chiều dài đoạn chêm không nhỏ
hơn 2V ( m ). V là vận tốc tính toán (Km/h).
GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

42SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

= > Lchêm = max (L

L ớp :

; 2V) = max(87,15 ; 2*80) = 160 m.

Vậy giữa hai đường cong cùng chiều ta chọn L chêm = 160m.
+) Chiều dài tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa hai đoạn cong ngược chiều:
Khi hai đường cong có siêu cao thì yêu cầu tối thiểu là có một đoạn
chêm, chiều dài tối thiểu đoạn chêm lớn hơn tổng hai nửa đường cong chuyển
tiếp.
Giữa hai đường cong ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn
200m.
= > Lchêm = max(2L

; 200)= max(2x87,15 ; 200) = 200 m.

Vậy giữa hai đường cong ngược chiều ta chọn L chêm = 200m
Độ mở rộng ở bụng của hai đường cong ngược chiều, có hướng ở bên
phải và bên trái dọc theo tuyến tại bụng của hai đường cong kế tiếp nhau vì nó
phải đổi việc nâng siêu cao từ hướng bên này sang hướng bên kia so với hai
đường cong cùng chiều nên nó phải đủ dài để bố trí so với L
đường cong cùng chiều.

9.3.6 Đường cong chuyển tiếp:
GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

43SVTH:Phạm Xuân Huy

của hai

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

Với vận tốc thiết kế V=80km/h nên cần bố trí đường cong chuyển
tiếp.
Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng hợp với đoạn nối siêu cao và đoạn
nối mở rộng phần xe chạy. Chiều dài đường cong chuyểt tiếp Lcht không nhỏ
hơn chiều dài đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng đường xe chạy và không
nhỏ hơn 15m và được tính bằng công thức :
e2

e1

L

L cht =
K2
Trong
đó:

V : Vận tốc tính toán, V = 80 Km/h
R : Bán kính đường cong, lấy Rmin = 400 m

0

⇒ Lcht =
K1

= 54,5 ( m )

Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 80 km/m, R = 400 m thì Lcht = 70m.
Chọn Lcht= 70 (m).
9.3.7. Mở rộng phần xe chạy trên đường cong

L

Khi xe chạy trên đường cong mỗi bánh xe chuyển theo một quĩ đạo
riêng: trục sau cố định luôn luôn hướng tâm còn bánh trước hợp với trục sau
một góc, nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng. Vì vậy để
đảm bảo trên đường cong tương đương như trên đường thẳng ở các đường cong
R
có bán kính nhỏ (  250 m theo TCVN - 4054 -05 ) sẽ phải mở rộng thêm phần
B

xe chạy.

Sơ đồ tính toán

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

44SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

-

L ớp :

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn
bánh trước hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn
trên đường thẳng. Độ mở rộng của 1 làn xe :

e1 =
Vậy độ mở rộng của phần xe chạy có 2 làn xe gồm có e1 và e2

E = e 1 + e2 =
Trong đó: L: Chiều dài từ đầu xe đến trục sau
V: Vận tốc tính toán xe chạy
R: Bán kính tính cho trường hợp bất lợi nhất Rmin = 250 (m)
Tính cho trường hợp xe tải L = 8,0m

E=

+

= 0,76m (m)

Theo bảng 12 TCVN 4054-05 thì ∆ = 0,6 m
Vậy ta chọn ∆ = 0,6m để thiết kế.
-

Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và đường
cong chuyển tiếp. Khi không có 2 yếu tố này đoạn nối mở rộng được cấu
tạo:
• Có đủ chiều dài để mở rộng 1m trên chiều dài ít nhất là 10 m.
• Trên suốt đoạn nối mở rộng, độ mở rộng được thực hiện theo luật bậc

nhất.
• Đoạn nối mở rộng có một phần nửa nằm trên đường cong và một phần

nửa nằm trên đường thẳng.

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

45SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

9.3.8. Tính toán bán kính đường cong đứng
Để đảm bảo tầm nhìn tính toán, trắc dọc lượn đều không gãy khúc, xe chạy an
toàn tiện lợi, tại những chỗ đường đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc ≥ 1%
với V ≥ 60km/h hay 2% với V ≤ 60km/h phải thiết kế đường cong đứng có dạng
đường cong tròn. Trị số bán kính tối thiểu đường cong đứng được lựa chọn
theo địa hình, tạo thuận lợi cho xe chạy, đảm bảo tầm nhìn ban ngày và ban
đêm hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng.
* Bán kính đường cong đứng lồi Rlồimin :

Sơ đồ tính toán :

Trong sơ đồ tính toán : d1 : chiều cao tầm mắt người lái xe trên mặt đường
d 2 : chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy

R : bán kính đường cong đứng cần bố trí
Đường cong đứng lồi Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều:

Trong đó:
+ S1: tầm nhìn 1 chiều, S1 =100 m.
GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

46SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1 m.
+ d2: Chiều cao chướng ngại vật, lấy d2= 0,1 m- chướng ngại cố
định
Thay vào công thức có :

(m).
Theo TCVN4054-2005 (bảng 19/24) với Vtk =80 km/h thì
Rlồimin = 4000 m ( > 2886,08 m.)
• Đường cong đứng lồi Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều:

Trong đó:
+S2: tầm nhìn 2 chiều, S2 = 200 m.
+d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1 m.
+ d2: Chiều cao chướng ngại vật, lấy d2= 1,2 m chướng ngại di
động
Thay vào công thức có:

(m)
Theo TCVN 4054 - 2005 (bảng 19/24) với Vtk =80 km/h thì
Rlồimin = 5000 m ( > 4554,88 m.)
Chọn Rlồimin= 5000 m (giá trị tối thiểu trong điều kiện thông thường) .
Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu Rlõmmin:
Sơ đồ tính toán:

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

47SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

* Theo điều kiện đảm bảo tính êm thuận:
-

Khi xe chạy vào đường cong đứng lõm, người lái xe thường có xu hướng
tăng tốc xe để lên dốc, do đó thường phát sinh ra vấn đề vượt tải, đông thời
gây khó chịu cho hành khách. Vì vậy phải thiết kế đường cong đứng lõm có
bán kính hợp lí nhằm bảo đảm yêu cầu trên, theo TCVN ta phải hạn chế gia
tốc li tâm b không vượt quá từ 0,5÷0,7 m/s2. Chọn b = 0,5 m/s2

Công thức xác định: Rmin =

=

*Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Trong đó:h : Chiều cao đèn pha lấy h =0,75 m.
α : Góc mở của đèn pha xe, thông thường lấy bằng 1o
S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 100 m.



= 2003,8 m

TCVN 4054 - 05, với vận tốc 80 km/h, bán kính thối thiểu của đường
cong lõm là 3000m. Vậy kiến nghị chọn Rmin =3000 m. Mục đích chọn giá trị
thông thường như phần đường cong đứng lồi.
9.4

Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của đường

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

48SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

Từ các bước tính toán các yếu tố kỹ thuật của tuyến ở trên, kết hợp giữa quy
trình TCVN 4054-05 và thực tế yêu cầu của tuyến, ta tiến hành chọn các yếu tố
kỹ thuật của tuyến F’ - T để thiết kế. Kết quả lựa chọn được thể hiện trong bảng
sau:

Trị số
Theo tính
toán

Quy định
trong
Tiêu
chuẩn

Trị số kiến
nghị chọn

III -ĐB

III -ĐB

III -ĐB

80

80

80

5

5

219.1

250

250

m

1697,79

>2500

>2500

%

7,56

8

8

ST
T

Yếu tố kỹ thuật chủ yếu

1

Cấp kỹ thuật

2

Vận tốc thiết kế

km/h

3

Độ dốc dọc lớn nhất

%

4

Bán kính đường cong
bằng nhỏ nhất (ứng với
isc=8%)

m

5

Bán kính đường cong nằm
nhỏ nhất không làm siêu
cao

6

Độ dốc siêu cao lớn nhất

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

Đơn
vị

49SVTH:Phạm Xuân Huy

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
63DCCD02

L ớp :

7

Số làn xe

làn

0,71

2

2

8

Bán kính tối thiểu trên
đường cong đứng lồi

m

2886,08

4000

4000

9

Bán kính tối thiểu trên
đường cong đứng lõm

m

2003,8

3000

3000

10

Tầm nhìn một chiều

m

83,22

100

100

11

Tầm nhìn hai chiều

m

171,61

200

200

12

Chiều rộng phần xe chạy

m

2 x 3,5

2 x 3,5

13

Chiều rộng lề đường

m

2 x 2,5

2 x 2,5

14

Chiều rộng phần lề gia cố

m

2x2

2x2

15

Bề rộng tối thiểu của nền
đường

m

12

12

16

Độ dốc ngang mặt đường

%

2

2

17

Độ dốc ngang phần lề gia
cố

%

2

2

18

Độ dốc ngang lề đất

%

4

4

10

GVHD:Th.S HOÀNG THỊ THU HIỀN

50SVTH:Phạm Xuân Huy