Giáo trình Thiết kế đường ô tô - Chương 1; Khái niệm chung về đường ô tô - Nguyễn Tân Dương

n tải, 2006. 5. Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT, Ban hành quy định tạm thời về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông, Bộ giao thông vận tải, 2012. GIỚI THIỆU NỘI DUNG 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 3 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƯỜNG Ô TÔ CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN ĐƯỜNG CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRẮC DỌC ĐƯỜNG CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRẮC NGANG VÀ NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CHƯƠNG 6: NÚT GIAO THÔNG CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC CHƯƠNG 8: KHẢO SÁT THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG 10/5/20 2 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 4 CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƯỜNG Ô TÔ 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 5 Đường đèo Mã Pí Lèng – Hà Giang 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 6 Đường đèo Hải Vân - nối liền Thừa Thiên Huế và Đà Nẵng 10/5/20 3 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 7 Đường Ven biển Phan Thiết – Mũi Né 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 8 Đường ĐT716B - Phan Rí - Bình Thuận 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 9 Đường Mai Chí Thọ - Q.2 – Tp.HCM 10/5/20 4 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 10 Đường Nguyễn Tri Phương –Q.10– Tp.HCM 1.1 VAI TRÒ CỦA ĐƯỜNG Ô TÔ TRONG GIAO THÔNG VẬN TẢI  Đường ô tô là một bộ phận quan trọng của ngành vận tải. Về mặt chính trị, quốc phòng thì đây là một ngành vận tải rất quan trọng  Ưu điểm: - Tính cơ động cao, vận chuyển trực tiếp không qua các phương tiện trung gian. - Thích ứng với mọi địa hình từ đồng bằng đến đồi núi khó khăn. - Tốc độ nhanh hơn đường thủy, tương đương đường sắt. - Cước vận chuyển rẻ hơn nhiều so với đường hàng không.  Nhược điểm: - Tai nạn giao thông cao. - Tải trọng vận tải nhỏ. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 11 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG  Đường ô tô là tổng hợp công trình, các trang thiết bị nhằm phục vụ cho giao thông trên đường. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 12  Tuyến đường: là đường nối giữa các điểm tim đường, tùy điều kiện tự nhiên mà tuyến đường sẽ bao gồm các đoạn thẳng, đoạn cong nối tiếp nhau 10/5/20 5 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG Một tuyến đường được thể hiện trên ba bản vẽ cơ bản là bình đồ, mặt cắt dọc và mặt cắt ngang.  Bình đồ: là hình chiếu bằng của tuyến đường  Trắc dọc tuyến (Mặt cắt dọc): là mặt cắt đứng dọc theo tuyến đường đã được duỗi thẳng  Trắc ngang (Mặt cắt ngang): là mặt cắt vuông góc với tuyến đường ở mỗi điểm trên tuyến (ở vị trí các cọc) được gọi là trắc ngang tại điểm đó. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 13 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.1 Bình đồ tuyến  Bình đồ là hình chiếu bằng của tuyến đường, thể hiện các yếu tố địa hình (biểu diễn chủ yếu bằng đường đồng mức)  Tuyến đường được xác định trên bình đồ nhờ các yếu tố sau  Điểm đầu, điểm cuối và các điểm chuyển hướng (đỉnh).  Các góc ngoặt 1, 2, 3, ở các chỗ đổi hướng tuyến.  Chiều dài và góc phương vị các đoạn thẳng.  Các yếu tố của đường cong như: góc ngoặt , bán kính đường cong R, chiều dài tiếp tuyến T, chiều dài cung tròn K và chiều dài phân cự p  Các cọc lý trình: cọc đánh dấu lý trình (cọc Km, cọc 100m ký hiệu là cọc H). Các vị trí công trình cầu cống 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 14 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.1 Bình đồ tuyến 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 15 Điểm đầu Điểm cuối Cống Đường đồng mức 10/5/20 6 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.1 Bình đồ tuyến Các yếu tố của đường cong :  Góc ngoặt   Bán kính đường cong R  Chiều dài tiếp tuyến T  Chiều dài cung tròn K  Chiều dài phân cự p  Điểm chuyển hướng (đỉnh) Đ  Tiếp đầu đường cong TĐ2  Tiếp cuối đường cong TC2 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 16 TÐ2 P2 TC2 Ð O R  p T 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.2 Trắc dọc tuyến (Mặt cắt dọc) Mặt cắt thẳng đứng dọc theo tuyến đường và đem “duỗi thẳng” được gọi là trắc dọc, thường được vẽ với tỉ lệ đứng gấp 10 lần tỉ lệ ngang  Cao độ mặt đất tự nhiên trên trắc dọc gọi là đường đen. Còn tuyến đường được xác định vị trí của nó trên trắc dọc thông qua đường đỏ thiết kế. Ở các chỗ đổi dốc, đường đỏ phải được thiết kế nối dốc bằng các đường cong đứng lồi hoặc lõm. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 17 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.2 Trắc dọc tuyến (Mặt cắt dọc)  Đường đỏ thiết kế xác định nhờ các yếu tố:  Cao độ đường đỏ tại điểm đầu tuyến.  Độ dốc dọc (id) và chiều dài các đoạn dốc.  Đường cong đứng chỗ đổi dốc với các yếu tố của nó.  Căn cứ vào đường đỏ đã xác định, với các yếu tố này có thể tính được cao độ thiết kế và chiều sâu đào hoặc đắp ở mỗi vị trí cọc đã bố trí trên bình đồ tương ứng. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 18 10/5/20 7 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.2 Trắc dọc tuyến (Mặt cắt dọc) 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 19 Đường đenĐường đỏ 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.3 Trắc ngang tuyến (Mặt cắt ngang) Mặt cắt vuông góc với tuyến đường ở mỗi điểm trên tuyến được gọi là trắc ngang tại điểm đó  Các yếu tố của đường trên trắc ngang bao gồm: 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 20  Bề rộng nền đường B.  Bề rộng mặt đường (phần xe chạy) b.  Bề rộng lề đường c.  Độ dốc ta luy 1:m (mái taluy)  Các kích thước rãnh thoát nước dọc. 1.2 ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 1.2.3 Trắc ngang tuyến (Mặt cắt ngang) 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 21 10/5/20 8 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường Mặt đường (áo đường): Bộ phận nền đường được tăng cường bằng 1 hoặc nhiều lớp kết cấu áo đường đảm bảo cho phương tiện và bộ hành đi lại an toàn, êm thuận.  Phần xe chạy dành cho giao thông cơ giới: Bộ phận mặt đường dành cho các phương tiện giao thông cơ giới đi lại. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 22 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Phần xe chạy dành cho giao thông địa phương: Bộ phận mặt đường đáp ứng nhu cầu đi lại của các phương tiện giao thông di chuyển với cự ly ngắn trước khi vào đường chính. Phần này còn là đường gom để khống chế xe cơ giới vào, ra đường chính có tốc độ cao ở những vị trí nhất định. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 23 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Làn xe: là một phần của phần đường xe chạy được chia theo chiều dọc của đường, có bề rộng đủ cho xe chạy an toàn.  Làn xe đặc biệt: Làn xe được bố trí thêm cho các mục đích đặc biệt như: làn chuyển tốc, làn leo dốc, làn vượt xe, làn tránh xe, làn dự trữ,... 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 24 10/5/20 9 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Làn đỗ xe khẩn cấp: Làn xe được bố trí sát mép phần xe chạy chính ở các đường cao tốc để đỗ xe khi có nhu cầu đỗ xe, dừng xe khẩn cấp. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 25 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Dải phân cách giữa: Dải đường không chạy xe đặt ở tim tuyến, bố trí theo chiều dọc của đường, phân cách hai phần xe cơ giới chạy ngược chiều. Thường dải phân cách giữa chỉ được bố trí khi đường có 4 làn xe trở lên. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 26 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Dải phân cách bên: Dải đường không chạy xe đặt ở mép phần xe cơ giới, bố trí theo chiều dọc của đường, phân cách các loại giao thông với nhau 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 27 10/5/20 10 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Dải an toàn: Dải hình băng đặt ở mép dải phân cách, bố trí theo chiều dọc của đường, đảm bảo xe không va chạm với dải phân cách tăng cường an toàn giao thông. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 28 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Dải định hướng: Là vạch sơn kẻ liền (trắng hoặc vàng) sát với mép mặt đường được bố trí ở các đường có tốc độ cao để dẫn hướng, đảm bảo an toàn xe chạy.  Dải cây xanh: Dải đất trồng cây xanh trong phạm vi chiếm đất của đường. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 29 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Lề đường: Dải hình băng có một chiều rộng nhất định kể từ mép ngoài của phần xe chạy đến mép ngoài của nền đường để bảo vệ phần xe chạy, đảm bảo cho lái xe yên tâm chạy với tốc độ cao, đặt các thiết bị an toàn giao thông và dùng để đỗ xe tạm thời,... Lề đường bao gồm phần lề gia cố và lề đất 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 30 10/5/20 11 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Đường xe đạp: Phần đường giành riêng cho xe đạp.  Đường đi bộ: Phần đường giành riêng cho người đi bộ.  Độ dốc ngang: Độ dốc theo hướng ngang của các bộ phận của đường: mặt đường, lề đường, dải phân cách, dải cây xanh,... tính bằng phần trăm. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 31 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường Mái dốc (ta luy đường): Mái đất, đá được thiết kế với các độ dốc nhất định tính từ mép nền đường đến đất thiên nhiên. Có 2 loại : mái dốc đào và mái dốc đắp (taluy đào vào tauy đắp). 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 32 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Rãnh thoát nước: Rãnh được bố trí trong phạm vi đường để thoát nước cho công trình đường. Tùy từng vị trí đặt rãnh mà có các loại rãnh như rãnh dọc (rãnh biên), rãnh đỉnh, rãnh tháo nước,... 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 33 10/5/20 12 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Tĩnh không: là giới hạn không gian nhằm đảm bảo lưu thông cho các loại xe, trong phạm vi này không cho phép tồn tại bất kỳ chướng ngại vật nào, kể cả các công trình thuộc về đường như biển báo, cột chiếu sáng,... 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 34 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.1 Các bộ phận của đường  Dải đất dành cho đường: Toàn bộ phần đất xây dựng con đường, các công trình phụ thuộc của đường và dải đất trống xác định để bảo vệ công trình đường và an toàn giao thông. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 35 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.2 Các bộ phận đặc biệt của đường  Bến xe: Công trình xây dựng ở các đầu mối giao thông, dùng cho xe đón trả khách và bốc xếp hàng hóa, có các dịch vụ phục vụ hành khách và xe.  Trạm xe buýt: Nơi dừng xe buýt được bố trí ở những vị trí thuận lợi cho việc đón, trả khách của ô tô vận tải công cộng. Thường trạm xe buýt được bố trí ở phần mặt đường mở rộng thêm không làm cản trở cho dòng xe đi thẳng.  Trạm xăng: Nơi cung cấp xăng dầu cho xe đi lại trên đường, được bố trí gần bên đường với cự ly khoảng 20km (tùy thuộc vào dự trữ nhiên liệu thông thường của phương tiện chủ yếu) 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 36 10/5/20 13 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG 1.3.2 Các bộ phận đặc biệt của đường  Trạm phục vụ: Được bố trí ngoài phạm vi đường phục vụ cho hành khách và phương tiện như: Nơi nghỉ ngơi ngắm cảnh, rửa xe, kiểm tra sửa chữa xe, nơi ăn uống, tắm giặt, vệ sinh, điện thoại, hoặc mua xăng dầu,... Trạm phục vụ thường được bố trí gần các thị trấn, thị tứ hay khu dân cư bên đường với khoảng cách 50km trở lên. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 37 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG Cao tốc La Sơn – Túy Loan 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 38 Rãnh đỉnh Mái taluy đào giật cấp Rãnh dọc Dốc nước 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG Cao tốc La Sơn – Túy Loan 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 39 Tường chắn chân Mái taluy đắp 10/5/20 14 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG Cao tốc La Sơn – Túy Loan 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 40 Mái taluy đắp 1.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG Rãnh dọc và cống ngang thoát nước trên đường ô tô 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 41 1.4 CÁC ĐẶC TRƯNG VẬN TẢI CHỦ YẾU CỦA ĐƯỜNG 1.4.1 Thành phần xe chạy trên đường Ở nước ta, thành phần xe chạy trên đường bao gồm:  Các loại ô tô: • ô tô tải : tải nhẹ, tải nặng, con tai nơ, • ô tô khách : xe du lịch, xe khách nhiều loại chỗ ngồi, xe buýt,  Xe gắn máy. Ở nước ta loại phương tiện này hiện nay khá nhiều.  Xe đạp và các loại xe thô sơ khác. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 42 10/5/20 15 1.4 CÁC ĐẶC TRƯNG VẬN TẢI CHỦ YẾU CỦA ĐƯỜNG 1.4.1 Thành phần xe chạy trên đường  Vì các phương tiện kể trên có khả năng về tốc độ chạy xe khác nhau rất nhiều, do đó về mặt tổ chức giao thông, bao giờ cũng có hai giải pháp thiết kế đường:  Thiết kế theo phương án giao thông hỗn hợp: tức là các loại phương tiện cùng đi chung trên một phần xe chạy. Tất yếu các loại phương tiện chạy chậm sẽ cản trở các loại chạy nhanh.  Thiết kế theo phương án tách riêng từng nhóm theo khả năng về tốc độ: sẽ nâng cao được tốc độ chạy xe.  Như vậy, thành phần dòng xe và tỉ lệ có mặt của mỗi loại phương tiện trong dòng xe sẽ ảnh hưởng đáng kể đến các giải pháp thiết kế và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 43 1.4 CÁC ĐẶC TRƯNG VẬN TẢI CHỦ YẾU CỦA ĐƯỜNG 1.4.2 Xe thiết kế  Xe thiết kế là loại xe phổ biến trong dòng xe để tính toán các yếu tố của đường. Các kích thước của xe thiết kế được quy định trong bảng sau (TCVN 4054-2005):  Xe có một kích thước vượt quá quy định trong bảng được coi là xe quá khổ, chỉ sau khi được phép của cơ quan quản lý đường mới được phép lưu thông theo chế độ riêng 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 44 1.4 CÁC ĐẶC TRƯNG VẬN TẢI CHỦ YẾU CỦA ĐƯỜNG 1.4.3 Tải trọng xe chạy  Tải trọng xe tác dụng lên đường có ảnh hưởng quan trọng đến sự làm việc của nền mặt đường và các công trình trên đường và là cơ sở để tính toán thiết kế các công trình đó. 1.4.4 Lưu lượng xe chạy  Đây là một đặc trưng vận tải quan trọng và có tính chất quyết định nhất đối với việc xác định các tiêu chuẩn kỹ thuật của đường.  Lưu lượng xe chạy trên đường là số phương tiện giao thông đi qua một mặt cắt ngang trên đường theo cả hai chiều trong một đơn vị thời gian (xe/ngày đêm hoặc xe/giờ).  Lưu lượng xe chạy càng lớn thì đường phải thiết kế với cấp hạng kỹ thuật càng cao. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 45 10/5/20 16 1.5 PHÂN CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.5.1 Lưu lượng xe thiết kế  Lưu lượng xe thiết kế là số xe con được quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai (là năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với các cấp I và II; năm thứ 15 đối với các cấp III và IV; năm thứ 10 đối với các cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo). 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 46 2 1.5 PHÂN CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.5.2 Các loại lưu lượng xe thiết kế  Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai (Ntbnđ) có thứ nguyên xcqđ/nđ (xe con quy đổi/ngày đêm). Lưu lượng này được tham khảo khi chọn cấp hạng của đường và tính toán nhiều yếu tố khác. Ntbnđ = ∑ Ni.ai (1-1) Trong đó : Ni : là lưu lượng của loại xe thứ i thông qua mặt cắt ngang đường trong một ngày đêm ở năm tương lai ai : Là hệ số quy đổi của xe thứ i về xe con (bảng 2) 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 47 1.5 PHÂN CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.5.2 Các loại lưu lượng xe thiết kế  Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai (Ngcđ) có thứ nguyên xcqđ/h (xe con quy đổi/giờ).  Lưu lượng này để chọn và bố trí số làn xe, dự báo chất lượng dòng xe, tổ chức giao thông  Ngcđ có thể tính bằng cách: • Khi có thống kê, suy từ Ntbnđ bằng các hệ số không đều theo thời gian. • Khi có đủ thống kê lượng xe giờ trong 1 năm, lấy lưu lượng giờ cao điểm thứ 30 của năm thống kê. • Khi không có nghiên cứu đặc biệt thì có thể dùng như sau: Ngcđ = (0,10 ÷ 0,12) Ntbnđ. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 48 10/5/20 17 1.5 PHÂN CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.5.3 Cấp hạng đường  Cấp thiết kế là bộ khung các quy cách kỹ thuật của đường nhằm đạt tới:  Yêu cầu về giao thông đúng với chức năng của đường trong mạng lưới giao thông  Yêu cầu về lưu lượng xe thiết kế cần thông qua (Chỉ tiêu này được mở rộng vì có những trường hợp, đường có chức năng quan trọng nhưng lượng xe không nhiều hoặc tạm thời không nhiều xe).  Căn cứ vào địa hình, mỗi cấp hạng lại có các yêu cầu riêng về các tiêu chuẩn để có mức đầu tư hợp lý và mang lại hiệu quả tốt về kinh tế. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 49 1.5 PHÂN CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 50 1.5 PHÂN CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.5.4 Tốc độ thiết kế của đường  Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường trong trường hợp khó khăn. Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường. Tốc độ lưu hành cho phép, phụ thuộc tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thông,...). 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 51 10/5/20 18 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.1 Các loại lực tác dụng lên xe chạy trên đường 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 52 * Lực kéo Pk * Lực cản Pc bao gồm: - Lực cản lăn Pf - Lực cản không khí Pw - Lực cản lên dốc Pi - Lực cản quán tính Pj Tổng lực cản: Pc = Pf + Pw  Pi  Pj  Pk Pw P j Pi Pf 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.2 Lực bám của bánh xe với mặt đường 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 53 Xét bánh xe chủ động như hình, nếu tại điểm tiếp xúc A không có phản lực T của đường tác dụng vào lốp xe thì bánh xe sẽ quay tại chỗ, xe không chuyển động được Phản lực T còn gọi là lực bám giữa bánh xe với mặt đường. Lực bám T là một lực bị động, do vậy nếu giữa bánh xe và mặt đường có đủ sức bám thì luôn luôn có T = Pk Lực tác dụng lên bánh chủ động T có giới hạn là Tmax. Nếu Pk>Tmax thì bánh xe sẽ quay tại chỗ. Tmax = .Gk (2.3) Trong đó  là hệ số bám dính phụ thuộc tình trạng mặt đường và điều kiện xe chạy Gk là trọng lượng của xe trên trục chủ động  Do đó, trong thiết kế đường, để đảm bảo ổn định và an toàn cho xe chạy thì việc tăng hệ số bám  có ý nghiã rất quan trọng 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.3 Chiều dài hãm xe  Khi xử lý các tình huống giao thông trên đường thì người lái xe thường phải căn cứ vào khoảng cách tới các chướng ngại vật để ướt tính cường độ hãm phanh sao cho xe vừa kịp dừng lại trước chúng. Khi thiết kế đường phải đảm bảo khoảng cách này cho người lái xe trong mọi trường hợp. Do đó, khi xét điều kiện an toàn chạy xe, chiều dài hãm xe có một ý nghiã rất quan trọng.  Khi hãm phanh, trên vành hãm các bánh xe tạo nên một mômen Mh ngược với chiều quay bánh xe và sinh ra lực hãm Ph. Lực hãm lớn nhất phụ thuộc vào ma sát giữa lốp xe và mặt đường Ph = Tmax = .G Trong đó  : hệ số bám (hệ số ma sát) G : trọng lượng toàn bộ xe (vì tất cả xe đều bố trí phanh trên các trục) 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 54 10/5/20 19 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.3 Chiều dài hãm xe  Gọi V1 và V2 (km/h) là vận tốc trước và sau khi hãm xe. Sh (m) là chiều dài đoạn hãm. Theo định luật bảo toàn năng lượng thì Sh có thể tính như sau: Trong đó:  K là hệ số sử dụng phanh. Lấy K=1.2 đối với xe con và K=1.31.4 đối với xe tải và xe buýt  i là độ dốc của đường. Dấu “+” khi xe lên dốc, “-” khi xe xuống dốc   : hệ số bám (hệ số ma sát) 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 55 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.4 Chiều dài tầm nhìn 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 56 Để đảm bảo an toàn, người lái xe luôn luôn cần phải nhìn thấy rõ đoạn đường có chiều dài nhất định ở phía trước để kịp thời xử lý mọi tình huống giao thông như tránh các chướng ngại vật, vượt xe Chiều dài này gọi là tầm nhìn. Chiều dài tầm nhìn được tính từ mắt của người lái xe có vị trí quy định như sau: - Cao 1,0m tính từ mặt phần xe chạy. - Cách mép phần xe chạy bên phải 1,5m. Chướng ngại vật trong tính toán tầm nhìn quy định như sau: - Khi là vật tĩnh có chiều cao 0,1m - Khi là xe ngược chiều có chiều cao 1,2m a) Tên bình đồ; b) Trên trắc dọc 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.4 Chiều dài tầm nhìn 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 57 Các tình huống giao thông cần xử lý: - Xe cần hãm trước một chướng ngại vật tĩnh nằm trên mặt đường (Sơ đồ 1). - Hai xe chạy ngược chiều (cùng trên một làn) kịp hãm lại không đâm vào nhau (Sơ đồ 2). - Hai xe chạy ngược chiều trên cùng 1 làn tránh nhau và không giảm tốc độ (Sơ đồ 3). - Hai xe cùng chiều có thể vượt nhau (Sơ đồ 4). 10/5/20 20 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.5 Tầm nhìn trong nút giao 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 58 1.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 1.6.6 Vận dụng tầm nhìn  Sơ đồ 1: là sơ đồ cơ bản nhất phải được kiểm tra trong mọi tình huống nào của đường  Sơ đồ 2: thường áp dụng cho đường không có dải phân cách và dùng để tính toán bán kính đường cong đứng.  Sơ đồ 3: không phải sơ đồ cơ bản, ít được sử dụng trong quy trình của nhiều nước.  Sơ đồ 4: là trường hợp nguy hiểm, phổ biến trên đường có 2 làn xe. Khi đường có dải phân cách thì không xảy ra.Tuy nhiên đối với đường cấp cao vẫn phải kiểm tra với ý nghĩa đảm bảo chiều dài tầm nhìn được cho lái xe an tâm chạy với tốc độ cao. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 59 Các giá trị tầm nhìn tối thiểu khi chạy xe trên đường (TCVN 4054-2005) MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ:  Môn học thiết kế đường ô tô là môn khoa học nghiên cứu các nguyên lý và phương pháp thiết kế tuyến đường và các công trình trên đường (nền đường, mặt đường, cầu cống, các công trình phục vụ khai thác và tổ chức giao thông trên đường) để đảm bảo cho đường ô tô thực hiện được các vai trò của nó trong hệ thống giao thông vận tải.  Nội dung chủ yếu của môn học bao gồm:  Thiết kế yếu tố hình học  Thiết kế nền đường và các công trình chống đỡ nền đường  Thiết kế mặt đường  Khảo sát thiết kế đường ô tô. 10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 60