Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế đường ô tô" do sinh viên Hoàng Khánh Phước thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Vũ Tự, tập trung giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật một tuyến đường ô tô mới đi qua địa phận tỉnh Hà Tĩnh thuộc vùng Duyên hải Bắc Trung Bộ. Thành phố Hà Tĩnh là trung tâm tỉnh lỵ nằm ở trung độ của hai cụm kinh tế trọng điểm phía Bắc và phía Nam, có tuyến Quốc lộ 1A chạy qua, cách thủ đô Hà Nội 350 km và thành phố Vinh 50 km. Trong cơ cấu kinh tế địa phương, sản xuất phi nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn và đang chuyển dịch theo hướng gia tăng thương mại - dịch vụ, xây dựng cơ bản. Nhu cầu vận tải hành khách và hàng hóa ngày càng tăng, đòi hỏi phải xây dựng và hoàn thiện mạng lưới giao thông đường bộ nhằm kết nối hạ tầng và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội.
Mục tiêu và nhiệm vụ kỹ thuật của đồ án được triển khai theo các nội dung chính sau:
- Thu thập, phân tích điều kiện tự nhiên (địa hình, địa chất, khí hậu, thủy văn) và tình hình kinh tế - dân sinh khu vực tuyến đi qua.
- Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa trên dự báo lưu lượng xe quy đổi trong thời hạn thiết kế 15 năm; tính toán các chỉ tiêu hình học chủ yếu của tuyến (vận tốc thiết kế, độ dốc dọc cực đại, tầm nhìn, bán kính đường cong nằm và đường cong đứng).
- Vạch và so sánh kỹ thuật - kinh tế 02 phương án tuyến trên bình đồ tỷ lệ để lựa chọn phương án tuyến tối ưu.
- Tính toán thủy lực, thủy văn xác định lưu lượng lũ thiết kế, khẩu độ, chiều dài và cao độ khống chế cho hệ thống cống thoát nước ngang đường.
- Thiết kế trắc dọc, xác định cao độ đường đỏ kết hợp hài hòa với bình đồ và địa hình tự nhiên, đảm bảo điều kiện thoát nước rãnh dọc.
- Tính toán, thiết kế và kiểm toán kết cấu áo đường mềm cấp cao A1 (phần xe chạy và lề gia cố) theo 3 trạng thái giới hạn: độ võng đàn hồi, chịu cắt trượt nền đất và chịu kéo uốn các lớp vật liệu liền khối.
- Xác định khối lượng công tác xây lắp (đào, đắp nền đường, áo đường, thoát nước) và lập bảng tổng hợp dự toán chi phí xây dựng công trình.
Đối tượng nghiên cứu là công trình tuyến đường ô tô cấp III miền núi mới hoàn toàn. Phạm vi không gian của tuyến nằm trong địa giới hành chính thành phố Hà Tĩnh (tọa độ địa lý từ 17°53'50'' đến 18°45'40'' vĩ độ Bắc và 105°05'50'' đến 106°30'20'' kinh độ Đông). Phạm vi thời gian tính toán khai thác công trình là $t = 15$ năm với tỷ lệ tăng trưởng phương tiện giao thông bình quân $p = 5%/\text{năm}$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án áp dụng các khung lý thuyết chuyên ngành kỹ thuật công trình giao thông, hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia và định mức chuyên ngành của Bộ Xây dựng và Bộ Giao thông Vận tải:
- Quy chuẩn và tiêu chuẩn thiết kế hình học: TCVN 4054:2005 (Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế), TCVN 5729:2012 (Đường ô tô cao tốc - Yêu cầu thiết kế).
- Tiêu chuẩn tính toán kết cấu áo đường: TCCS 38:2022/TCĐBVN (Áo đường mềm - Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế), 22 TCN 211-06 (Quy trình thiết kế áo đường mềm).
- Quy trình tính toán thủy lực và thủy văn: TCVN 9845:2013 (Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ), 22 TCN 220-95 (Quy trình tính toán thủy văn cống và cầu nhỏ).
- Định mức và đơn giá xây dựng: Thông tư số 10/2019/TT-BXD ngày 26/12/2019 của Bộ Xây dựng ban hành định mức xây dựng công trình, định mức lắp đặt máy và khảo sát xây dựng; bộ đơn giá xây dựng cơ bản do Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Tĩnh ban hành.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế bao gồm:
- Phương pháp phân tích - tổng hợp số liệu: Thống kê thành phần dòng xe, tính toán quy đổi lưu lượng các loại phương tiện (xe con, xe tải nhẹ, tải vừa, tải nặng 2-3 trục, xe buýt nhỏ, buýt lớn) về trục xe con tiêu chuẩn và trục xe tính toán 100 kN.
- Phương pháp thiết kế tuyến hình học: Ứng dụng phương pháp đường bao và bước compa xác định hướng tuyến trên bản đồ đường đồng mức; giải bài toán phối hợp yếu tố hình học giữa bình đồ, trắc dọc và mặt cắt ngang.
- Phương pháp tính toán thủy văn lưu vực nhỏ: Xác định lưu lượng đỉnh lũ $Q_p$ theo công thức cường độ mưa giới hạn kết hợp mô đun đỉnh lũ tương đối $A_p$, hệ số dòng chảy $\varphi$ và hệ số chiết giảm $\delta$ của lưu vực $F < 100\text{ km}^2$.
- Phương pháp cơ học nhiều lớp đàn hồi và tra toán đồ Kogan: Tính toán mô đun đàn hồi tương đương, giải hệ phương trình ứng suất - biến dạng để xác định chiều dày các lớp móng cấp phối đá dăm và lớp mặt bê tông nhựa.
Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án gồm: chuỗi số liệu khí tượng thủy văn trạm Kỳ Anh và trạm Hà Tĩnh giai đoạn 1961–2005; số liệu hoa gió trạm Hòn Ngư giai đoạn 1962–2007; số liệu dân số, lao động thành phố Hà Tĩnh năm 2016; bản đồ địa hình tỷ lệ của khu vực tuyến.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Khái quát tình hình chung
Chương này tổng quan về điều kiện tự nhiên, địa hình, địa chất, khí hậu và kinh tế - xã hội khu vực tuyến đi qua. Địa hình thành phố Hà Tĩnh thuộc vùng ven biển miền Trung, tương đối bằng phẳng, hẹp ngang, nghiêng từ Tây sang Đông với cao độ trung bình 4,33 m so với mực nước biển. Cấu tạo địa chất gồm nhiều lớp đất thịt sét với sức chịu tải chủ yếu đạt $R = 0,8\text{ kg/cm}^2$. Khí hậu mang đặc trưng Bắc Trung Bộ chia làm hai mùa rõ rệt: mùa mưa rét (tháng 11 đến tháng 3 năm sau) và mùa khô nóng (tháng 4 đến tháng 10) với nhiệt độ trung bình năm là 24°C; tháng 6 nóng nhất (33°C), tháng 1 lạnh nhất (17°C). Lượng mưa trung bình năm đạt 2.627,7 mm, tập trung 75% vào mùa hạ và mùa thu. Hệ thống tiêu thoát nước chính của thành phố phụ thuộc vào sông Rào Cái. Về dân sinh, dân số thành phố đạt 98.355 người vào cuối năm 2016, trong đó số người trong độ tuổi lao động là 61.132 người (chiếm 62,15%).
Chương 2: Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu
Tác giả phân tích thành phần dòng xe hiện tại với lưu lượng ban đầu $N_0 = 764\text{ xe/ngày đêm}$. Thành phần gồm: 29% xe con (GAZ-24), 5% xe buýt nhỏ (PAZ-672), 10% xe buýt lớn (ZIL-127/LIAZ-677), 16% xe tải nhẹ (GAZ-51/GAZ-53A), 20% xe tải vừa (ZIL-130), 10% xe tải nặng 2 trục (MAZ-200/MAZ-500A) và 10% xe tải nặng 3 trục (KAMAZ-5511). Lưu lượng quy đổi ra xe con hiện tại là 1.654,3 xcqđ/ngđ. Sau 15 năm với mức tăng trưởng $p = 5%/\text{năm}$, lưu lượng thiết kế đạt:
$$N_t = N_0(1+p)^{t-1} = 1654,3 \times (1+0,05)^{14} = 3274,8\text{ xcqđ/ngđ}$$
Đối chiếu TCVN 4054:2005, tuyến đường được phân cấp là Đường cấp III vùng núi, vận tốc thiết kế $V_{tk} = 60\text{ km/h}$. Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu được tính toán và lựa chọn như sau:
- Độ dốc dọc lớn nhất thiết kế: $i_{max} = 7%$.
- Bề rộng mặt cắt ngang: Nền đường $B_{nền} = 10,0\text{ m}$; Phần xe chạy $B_{psc} = 7,0\text{ m}$ (gồm 2 làn xe $\times 3,5\text{ m}$); Lề đường $B_{lề} = 2 \times 1,5\text{ m}$ (trong đó lề gia cố $2 \times 1,0\text{ m}$, lề đất $2 \times 0,5\text{ m}$).
- Bán kính đường cong nằm tối thiểu: Có siêu cao $R_{scmin} = 250\text{ m}$ (tính toán lý thuyết $128,85\text{ m}$); Không siêu cao $R_{kscmin} = 1500\text{ m}$ (tính toán $472\text{ m}$).
- Bán kính đường cong đứng tối thiểu: Cong lồi $R_{lồi}^{min} = 4000\text{ m}$; Cong lõm $R_{lõm}^{min} = 1500\text{ m}$.
- Tầm nhìn: Thấy chướng ngại vật cố định $S_t = 60\text{ m}$ (chọn $75\text{ m}$); Thấy xe ngược chiều $S_d = 112\text{ m}$ (chọn $150\text{ m}$); Vượt xe $S_{vx} = 692\text{ m}$ (chọn $700\text{ m}$).
Chương 3: Thiết kế sơ bộ 2 phương án tuyến trên đường bình đồ
Trên cơ sở bình đồ đường đồng mức và 2 điểm khống chế A, B, tác giả vạch tuyến theo phương pháp bước compa với hệ số chiết giảm dốc $k = 0,9$. Hai phương án tuyến được xây dựng và so sánh chi tiết:
| Chỉ tiêu so sánh |
Phương án 1 (Phương án chọn) |
Phương án 2 |
| Chiều dài tuyến ($L$) |
10.097,51 m (~10,10 km) |
10.097,00 m (~10,10 km) |
| Số góc chuyển hướng (đường cong nằm) |
8 đường cong |
7 đường cong |
| Số lượng công trình thoát nước (cống) |
5 công trình |
4 công trình |
| Điều kiện khai thác và tuyến hình |
Hài hòa, êm thuận, số lần vượt suối thuận lợi |
Khối lượng đào đắp cục bộ lớn hơn |
Tác giả quyết định lựa chọn Phương án 1 làm phương án thiết kế kỹ thuật do đảm bảo tính liền mạch, êm thuận cho phương tiện và giảm thiểu chi phí xử lý cầu cống qua địa hình khe tụ thủy.
Chương 4: Tính toán thủy lực và thủy văn cầu và cống trên đường ô tô
Khu vực tuyến đi qua thuộc vùng mưa XIIX với tần suất thiết kế cống $P = 4%$, lượng mưa ngày thiết kế $H_{4%} = 160\text{ mm}$. Tác giả xác định đặc trưng hình thái 5 lưu vực tụ thủy dọc tuyến phương án 1 và tính toán lưu lượng dòng chảy theo TCVN 9845:2013 và 22 TCN 220-95:
| Vị trí cọc |
Lý trình |
Diện tích lưu vực $F$ ($\text{km}^2$) |
Mô đun đỉnh lũ $A_p$ |
Hệ số dòng chảy $\varphi$ |
Hệ số chiết giảm $\delta$ |
Lưu lượng đỉnh lũ $Q_p$ ($\text{m}^3/\text{s}$) |
Loại cống và khẩu độ đề xuất |
| C1 |
Km0 + 595,87 |
2,454 |
0,0723 |
0,713 |
0,25 |
5,06 |
Cống tròn BTCT $D = 2,0\text{ m}$ (1 cửa) |
| C2 |
Km5 + 500,00 |
2,860 |
0,0242 |
0,713 |
0,25 |
2,80 |
Cống tròn BTCT $D = 1,5\text{ m}$ (1 cửa) |
| C3 |
Đoạn giữa tuyến |
1,430 |
0,0676 |
0,716 |
0,25 |
2,77 |
Cống tròn BTCT $D = 1,5\text{ m}$ (1 cửa) |
| C4 |
Km8 + 803,00 |
1,837 |
0,0168 |
0,702 |
0,25 |
1,18 |
Cống tròn BTCT $D = 1,0\text{ m}$ (1 cửa) |
| C5 |
Cuối tuyến |
5,070 |
0,0350 |
0,702 |
0,25 |
3,92 |
Cống tròn BTCT $D = 1,5\text{ m}$ (1 cửa) |
Cao độ khống chế nền đường tại vị trí cống ($H_{tk}^{min}$) được xác định là giá trị lớn nhất giữa hai điều kiện: chống ngập nước ($H_{1tk} = H_{dâng} + 0,5\text{ m} + \Delta h$) và chống vỡ cống dưới tải trọng thi công ($H_{2tk} = D + \delta + 0,5\text{ m} + h_{ad}$). Tại cọc C1, chiều sâu nước dâng trước cống $H = 1,68\text{ m}$, vận tốc chảy $v = 2,1\text{ m/s}$, chiều cao đất đắp trên đỉnh cống $H_{đắp} = 3,1\text{ m}$.
Chương 5: Thiết kế trắc dọc
Tác giả thiết kế trắc dọc đường ô tô theo nguyên tắc đường bao, bám sát địa hình đồi núi thoải nhằm hạn chế khối lượng đào đắp. Đường đỏ được vạch dựa trên các điểm khống chế kỹ thuật (điểm đầu, điểm cuối, cao độ khống chế tại cống thoát nước đảm bảo chiều dày đắp tối thiểu $\ge 0,5\text{ m}$) và các điểm mong muốn. Độ dốc dọc rãnh biên được thiết kế song song với đường đỏ và đạt độ dốc tối thiểu $\ge 0,5%$ để chống bồi lắng dòng chảy. Các đoạn đổi dốc có hiệu đại số $\ge 1%$ đều được bố trí đường cong đứng lồi hoặc lõm bán kính lớn, kết hợp chặt chẽ với các đoạn cong nằm trên bình đồ.
Chương 6: Thiết kế kết cấu áo đường
Số trục xe 100 kN quy đổi tích lũy trong 15 năm trên một làn xe chạy là $N_e = 4,336 \times 10^6\text{ trục}$. Số trục xe tính toán hàng ngày đêm $N_{tt} = 599,5\text{ trục/làn.ngđ}$. Căn cứ TCCS 38:2022, cấp mặt đường là Cấp cao A1, mô đun đàn hồi yêu cầu trên bề mặt xe chạy là $E_{yc} = 182\text{ MPa}$ (độ tin cậy thiết kế $P = 0,85$, $K_{cđ}^{dv} = 1,114$). Đất nền bazan có các chỉ tiêu: $E_0 = 44\text{ MPa}$, lực dính $c = 0,031\text{ MPa}$, góc ma sát trong $\varphi = 12^\circ$.
Cấu tạo kết cấu áo đường phần xe chạy (tổng chiều dày $H = 62\text{ cm}$) gồm:
- Lớp 1 (mặt trên): Bê tông nhựa chặt C12.5 dày $5\text{ cm}$ ($E_4 = 420\text{ MPa}$).
- Lớp 2 (mặt dưới): Bê tông nhựa chặt C19 dày $8\text{ cm}$ ($E_3 = 350\text{ MPa}$).
- Lớp 3 (móng trên): Cấp phối đá dăm loại I dày $19\text{ cm}$ ($E_2 = 300\text{ MPa}$).
- Lớp 4 (móng dưới): Cấp phối đá dăm loại II dày $30\text{ cm}$ ($E_1 = 250\text{ MPa}$).
Kết quả kiểm toán kết cấu áo đường phần xe chạy theo 3 tiêu chuẩn:
- Độ võng đàn hồi: Mô đun đàn hồi chung tính toán $E_{ch} = 193\text{ MPa} \ge K_{cđ}^{dv} \times E_{yc} = 1,114 \times 182\text{ MPa} = 202,7\text{ MPa}$ (đạt yêu cầu sau khi hiệu chỉnh hệ số cấu tạo).
- Chịu cắt trượt đất nền: Tổng ứng suất trượt hoạt động $T_{ax} + T_{av} = 0,01152 + 0,0009 = 0,0124\text{ MPa} \le C_{tt} / K_{cđ}^{tr} = 0,116\text{ MPa}$ (thỏa mãn).
- Chịu kéo uốn các lớp bê tông nhựa ở 15°C: Ứng suất kéo uốn tại đáy lớp BTN C12.5 và C19 đều nhỏ hơn cường độ chịu kéo uốn tính toán cho phép ($R_{ku}^{tt} / K_{cđ}^{ku}$).
Kết cấu lề gia cố có tổng bề dày $54\text{ cm}$ (gồm $5\text{ cm}$ BTN C12.5 + $8\text{ cm}$ BTN C19 + $15\text{ cm}$ CPĐD loại I + $26\text{ cm}$ CPĐD loại II) với $E_{yc} = 166\text{ MPa}$, thỏa mãn toàn bộ các điều kiện kiểm toán biến dạng và ứng suất.
Tổng khối lượng thi công nền đường phương án 1:
- Khối lượng đào nền: $68.527,3\text{ m}^3$.
- Khối lượng đắp nền: $91.872,927\text{ m}^3$.
- Khối lượng đào rãnh thoát nước: $2.977,2197\text{ m}^3$.
Chương 7: Luận chứng kinh tế kỹ thuật và lập dự toán
Tác giả lập dự toán chi phí xây dựng công trình căn cứ theo hệ thống định mức xây dựng tại Thông tư 10/2019/TT-BXD và đơn giá vật liệu, nhân công, ca máy tại tỉnh Hà Tĩnh. Bảng dự toán phân chia chi tiết hao phí theo từng hạng mục:
- Hạng mục đào đất nền cấp III bằng máy ủi kết hợp nhân công; đắp nền đường đầm nén độ chặt $K = 0,95$ và $K = 0,98$.
- Thi công lớp móng cấp phối đá dăm loại I, loại II và móng CPĐD gia cố xi măng (trạm trộn công suất $30\text{ m}^3/\text{h}$, lu rung 25T, lu bánh lốp 16T, lu bánh thép 10T).
- Thi công mặt đường bê tông nhựa chặt hạt vừa (C19) dày 8 cm và hạt mịn (C12.5) dày 5-7 cm bằng máy rải $65\text{ tấn/h}$ và trạm trộn $20-25\text{ tấn/h}$.
- Hạng mục thoát nước: Đào rãnh thoát nước, thi công lắp đặt 5 cống tròn bê tông cốt thép và gia cố mái taluy rãnh bằng trồng cỏ.
- Tổng hợp chi phí trực tiếp gồm: Chi phí vật liệu (bê tông nhựa các loại, đá dăm các cỡ, xi măng PC30 Hoàng Thạch...), chi phí nhân công (thợ bậc 2,5/7 đến 4,0/7) và chi phí máy thi công.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật chính
Đồ án đã hoàn thành toàn diện hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho tuyến đường với các thông số cụ thể:
| Hạng mục thông số |
Giá trị kỹ thuật xác lập trong đồ án |
| Cấp hạng kỹ thuật |
Cấp III miền núi ($V_{tk} = 60\text{ km/h}$) |
| Tổng chiều dài tuyến |
10.097,51 m (~10,10 km) |
| Quy mô mặt cắt ngang |
Bề rộng nền $10,0\text{ m}$; Mặt xe chạy $7,0\text{ m}$; Lề gia cố $2,0\text{ m}$; Lề đất $1,0\text{ m}$ |
| Độ dốc lớn nhất |
$i_{max} = 7%$ |
| Bán kính cong nằm tối thiểu |
$R_{min} = 250\text{ m}$ (có siêu cao); $R_{kscmin} = 1500\text{ m}$ (không siêu cao) |
| Công trình thoát nước |
5 vị trí cống tròn BTCT khẩu độ $D = 1,0\text{ m} \div 2,0\text{ m}$ |
| Tầng mặt áo đường mềm |
2 lớp BTN chặt ($5\text{ cm}$ C12.5 + $8\text{ cm}$ C19), mô đun yêu cầu $E_{yc} = 182\text{ MPa}$ |
| Tầng móng áo đường |
2 lớp CPĐD ($19\text{ cm}$ loại I + $30\text{ cm}$ loại II) |
| Khối lượng đào đắp chính |
Đào nền $68.527,3\text{ m}^3$; Đắp nền $91.872,927\text{ m}^3$; Đào rãnh $2.977,22\text{ m}^3$ |
Giải pháp kỹ thuật đề xuất
- Đề xuất giải pháp cấu tạo áo đường phân tầng hợp lý: Kết hợp giữa tầng mặt bê tông nhựa chặt có khả năng chống thấm, chống trượt cao với hệ móng cấp phối đá dăm dày 49 cm truyền lực đồng đều xuống nền đất có sức chịu tải trung bình yếu ($R = 0,8\text{ kg/cm}^2$).
- Thiết kế kết cấu lề gia cố có cấu tạo tương đương mặt đường với chiều dày 54 cm ($E_{yc} = 166\text{ MPa}$), bảo đảm khả năng chịu tải tạm thời khi phương tiện tránh nhau hoặc dừng đỗ khẩn cấp.
- Đề xuất bảo vệ và kiên cố hóa hệ thống rãnh dọc bằng phương pháp lát cỏ mái taluy, ngăn chặn hiện tượng xói lở đất do mưa lũ tập trung tại khu vực miền Trung.
Đóng góp của đồ án
Tác giả đã cập nhật và áp dụng đồng bộ các tiêu chuẩn thiết kế mới nhất tại thời điểm tính toán, nổi bật là việc áp dụng tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm TCCS 38:2022 kết hợp định mức xây dựng Thông tư 10/2019/TT-BXD, giúp nâng cao độ tin cậy cơ học của kết cấu và tính thực tiễn trong công tác lập dự toán chi phí xây lắp.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Về khảo sát địa chất: Số liệu địa chất công trình nền đường mới chỉ dừng lại ở các chỉ tiêu giả định và tham chiếu đại diện khu vực (mô hình đất bazan Tây Nguyên với $E_0 = 44\text{ MPa}$); chưa có số liệu khoan khảo sát địa chất chi tiết tại từng lý trình cụ thể dọc tuyến.
- Về xử lý nền đất yếu: Khu vực thành phố Hà Tĩnh có một số vùng trũng thấp, đất lòng máng nhiễm phèn và chịu ảnh hưởng lũ triều sông Rào Cái, đồ án chưa đi sâu vào giải pháp gia cố nền đất yếu chuyên sâu (như bấc thấm, cọc cát hay cọc đất gia cố xi măng).
- Hướng phát triển tiếp: Mở rộng tính toán mô phỏng động lực học xe chạy trên phần mềm chuyên dụng (như Civil 3D, Nova-TDN); bổ sung thiết kế chi tiết nút giao bằng và nút giao khác mức trên tuyến; hoàn thiện hồ sơ thiết kế tổ chức thi công chi tiết và đánh giá tác động môi trường (ĐTM).
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, kỹ sư và cán bộ kỹ thuật thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông, Xây dựng Cầu Đường và Quy hoạch Giao thông đô thị:
- Phần tính toán thủy văn (Chương 4): Cung cấp quy trình từng bước áp dụng tiêu chuẩn TCVN 9845:2013 và 22 TCN 220-95 để xác định diện tích lưu vực, hệ số địa mạo thủy văn $\Phi_{ls}$, $\Phi_{sd}$ và lưu lượng đỉnh lũ $Q_p$ cho các công trình thoát nước nhỏ.
- Phần thiết kế kết cấu áo đường mềm (Chương 6): Cung cấp phương pháp chi tiết về quy đổi trục xe tiêu chuẩn 100 kN, tính toán mô đun đàn hồi tương đương qua toán đồ nhiều lớp và kiểm toán đầy đủ 3 trạng thái giới hạn theo TCCS 38:2022.
- Phần dự toán xây dựng (Chương 7): Đưa ra mẫu biểu bóc tách khối lượng và áp mã hiệu định mức xây dựng thực tế theo Thông tư 10/2019/TT-BXD.
Câu hỏi thường gặp
1. Tuyến đường trong đồ án được thiết kế theo cấp hạng kỹ thuật nào và tốc độ thiết kế là bao nhiêu?
Tuyến đường được thiết kế theo cấp kỹ thuật Đường cấp III vùng núi với vận tốc thiết kế $V_{tk} = 60\text{ km/h}$, căn cứ theo lưu lượng xe con quy đổi ở năm thứ 15 là $3.274,8\text{ xcqđ/ngđ}$ đối chiếu theo bảng phân cấp của TCVN 4054:2005.
2. Quy mô mặt cắt ngang của tuyến đường gồm những bộ phận nào và kích thước ra sao?
Bề rộng nền đường $B_{nền} = 10,0\text{ m}$, trong đó bề rộng phần xe chạy $B_{psc} = 7,0\text{ m}$ (2 làn xe $\times 3,5\text{ m}$), bề rộng lề đường $B_{lề} = 2 \times 1,5\text{ m}$ (gồm lề gia cố $2 \times 1,0\text{ m}$ và lề đất $2 \times 0,5\text{ m}$). Độ dốc ngang mặt đường là $2%$, độ dốc ngang lề đất là $4%$.
3. Kết cấu áo đường phần xe chạy được lựa chọn gồm những lớp vật liệu nào và tổng bề dày là bao nhiêu?
Kết cấu áo đường phần xe chạy có tổng bề dày $62\text{ cm}$, gồm 4 lớp: Bê tông nhựa chặt C12.5 dày $5\text{ cm}$ ($E = 420\text{ MPa}$), Bê tông nhựa chặt C19 dày $8\text{ cm}$ ($E = 350\text{ MPa}$), Cấp phối đá dăm loại I dày $19\text{ cm}$ ($E = 300\text{ MPa}$), và Cấp phối đá dăm loại II dày $30\text{ cm}$ ($E = 250\text{ MPa}$), đặt trên nền đất $E_0 = 44\text{ MPa}$.
4. Có bao nhiêu công trình thoát nước ngang được bố trí trên phương án tuyến chọn và cống lớn nhất có kích thước bao nhiêu?
Phương án tuyến chọn (Phương án 1) bố trí 5 công trình cống tròn bê tông cốt thép (tại các cọc C1, C2, C3, C4, C5). Công trình lớn nhất đặt tại cọc C1 (lý trình Km0 + 595,87) với khẩu độ cống tròn đường kính $D = 2,0\text{ m}$ (1 cửa), chịu lưu lượng đỉnh lũ thiết kế $Q_p = 5,06\text{ m}^3/\text{s}$ ở tần suất $P = 4%$.
5. Các tiêu chuẩn chính nào được sử dụng để kiểm toán cường độ kết cấu áo đường mềm trong đồ án?
Đồ án sử dụng tiêu chuẩn TCCS 38:2022 và 22 TCN 211-06 để kiểm toán 3 điều kiện: Tiêu chuẩn độ võng đàn hồi ($E_{ch} \ge K_{cđ}^{dv} E_{yc}$ với $E_{yc} = 182\text{ MPa}$), Tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong đất nền ($T_{ax} + T_{av} \le C_{tt}/K_{cđ}^{tr}$), và Tiêu chuẩn chịu kéo uốn tại đáy các lớp vật liệu liền khối bê tông nhựa ở nhiệt độ 15°C ($\sigma_{ku} \le R_{ku}^{tt}/K_{cđ}^{ku}$).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế đường ô tô" của sinh viên Hoàng Khánh Phước đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung chuyên môn từ khảo sát bối cảnh tự nhiên, vạch tuyến hình học, tính toán thủy văn thoát nước đến thiết kế kết cấu áo đường và lập dự toán xây lắp. Tuyến đường cấp III miền núi dài 10,10 km qua Hà Tĩnh được xác lập các thông số kỹ thuật chuẩn xác, bảo đảm tính ổn định chịu lực và an toàn giao thông trong thời hạn khai thác 15 năm. Kết quả nghiên cứu thể hiện sự vận dụng đúng đắn hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành (TCVN 4054:2005, TCCS 38:2022, Thông tư 10/2019/TT-BXD), mang lại giá trị tham khảo cụ thể cho công tác thiết kế và đào tạo ngành xây dựng công trình giao thông.
