Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án môn học công trình giao thông do sinh viên Nguyễn Hữu Tiến (Lớp 63.XDCTGT, MSSV: 63131438) thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Quang Duy tại Khoa Xây dựng, Trường Đại học Nha Trang (hoàn thành ngày 30 tháng 12 năm 2023). Đề tài tập trung vào nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật xây dựng mới một tuyến đường giao thông đối ngoại kết nối liên vùng.

Trong bối cảnh nền kinh tế quốc dân tăng trưởng, nhu cầu vận chuyển hành khách và hàng hóa giữa các trung tâm kinh tế - văn hóa gia tăng nhanh chóng. Tuy nhiên, mạng lưới giao thông đường bộ hiện hữu tại địa phương phần lớn là các tuyến đường cũ, quy mô nhỏ hẹp, chất lượng khai thác suy giảm và không đáp ứng được lưu lượng xe ngày càng lớn. Do đó, việc đầu tư xây dựng mới tuyến đường ô tô nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông khu vực, bảo đảm an toàn lưu thông và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội trở thành nhu cầu thiết yếu.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Dự báo lưu lượng vận tải tương lai và quy đổi thành phần dòng xe về xe con tiêu chuẩn theo quy trình quy phạm.
  2. Lựa chọn cấp hạng kỹ thuật, tốc độ thiết kế và các chỉ tiêu hình học cơ bản của tuyến đường theo TCVN 4054-2005.
  3. Tính toán, thiết kế bình đồ tuyến, cắm đường cong tròn, đường cong chuyển tiếp, xác định tọa độ cọc chi tiết và bố trí siêu cao, độ mở rộng nền mặt đường.
  4. Thiết kế trắc dọc, vạch đường đỏ tối ưu theo phương pháp hỗn hợp, xác định các điểm khống chế cao độ và bố trí các đường cong đứng lồi, đường cong đứng lõm.
  5. Thiết kế các dạng mặt cắt ngang điển hình (nền đường đào, nền đường đắp, nền nửa đào nửa đắp), xác định giải pháp xử lý nền đất tự nhiên, độ chặt đầm nén và gia cố mái taluy.
  6. Tính toán khối lượng đào đắp nền đường theo từng cọc chi tiết và phân tích, so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của phương án tuyến.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tuyến đường ô tô xây dựng mới nối hai điểm P và Q (trong hồ sơ kỹ thuật có các đoạn và phương án tuyến ký hiệu K-L, E-F, A-B).
  • Phạm vi không gian: Địa bàn Huyện X, Tỉnh Y, do Sở Giao thông Vận tải Tỉnh Y làm chủ đầu tư; địa hình khu vực thuộc dạng đồng bằng và đồi (ĐB&Đ); chiều dài thực tế toàn tuyến là 2.801,49 m (lý trình từ Km 0+00 đến Km 2+756,61; chiều dài đường chim bay là 2.603 m).
  • Phạm vi thời gian và chu kỳ dự báo: Thời hạn tính toán dự báo lưu lượng vận tải tương lai là 15 năm ($t = 15$ năm) với tỷ lệ tăng trưởng bình quân hàng năm $q = 9,5%$/năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết, tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng:

  • Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005: Tiêu chuẩn cốt lõi dùng để phân cấp kỹ thuật, xác định vận tốc thiết kế, tính toán các bán kính đường cong nằm, cự ly tầm nhìn, độ dốc siêu cao, độ mở rộng bụng đường cong, bán kính đường cong đứng và kích thước mặt cắt ngang.
  • Tiêu chuẩn đầm nén đất và kiểm tra độ chặt hiện trường 22TCN 333-05: Áp dụng để xác định hệ số đầm chặt ($K$) của các lớp nền đắp và nền đào tự nhiên.
  • Quy hoạch tổng thể phát triển hệ thống đô thị tỉnh đến năm 2031; Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện giai đoạn 2015-2030; Quy hoạch mạng lưới hạ tầng kỹ thuật và quy hoạch sử dụng đất địa phương.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật:

  • Phương pháp dự báo và quy đổi dòng xe: Áp dụng mô hình tăng trưởng lũy thừa theo thời gian thiết kế $t = 15$ năm với tỷ lệ $q = 9,5%$/năm. Dòng xe hỗn hợp gồm nhiều loại phương tiện được quy đổi về lưu lượng xe con tiêu chuẩn theo công thức: $$N_{qđ} = \sum (N_i \times a_i)$$ Trong đó $N_i$ là lưu lượng xe loại $i$, $a_i$ là hệ số quy đổi tương ứng theo TCVN 4054-2005.
  • Phương pháp tính toán hình học tuyến đường: Áp dụng cơ học xe chạy trên đường cong để tính toán bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao ($R_{ksc}$), bán kính tối thiểu có siêu cao ($R_{min,sc}$), tầm nhìn hãm xe ($S_1$), tầm nhìn ngược chiều ($S_2$), tầm nhìn vượt xe ($S_4$) và độ mở rộng phần xe chạy ($E$).
  • Phương pháp trắc đạc và cắm cọc bình đồ: Sử dụng phương pháp tọa độ vuông góc để tính toán tọa độ $(X, Y)$ các cọc chi tiết trên đường cong chuyển tiếp và cung tròn, xác định các điểm tiếp vi (NĐ, TĐ, P, TC, NC) và rải hệ thống cọc Km, cọc 100m (H), cọc cống (CO).
  • Phương pháp vạch đường đỏ trắc dọc: Sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp giữa "phương pháp đường bao" (cho khu vực địa hình thoải, bằng phẳng) và "phương pháp đường cắt" (cho khu vực địa hình đồi núi gãy khúc) nhằm cân bằng khối lượng đào đắp và tối ưu hóa chi phí vận chuyển đất.
  • Phương pháp tính toán khối lượng đào đắp: Xác định diện tích mặt cắt ngang tại từng vị trí cọc trên trắc ngang, sau đó tính toán thể tích đất đào và đất đắp theo công thức bình quân diện tích hai mặt cắt liên tiếp: $$V = \frac{F_1 + F_2}{2} \times L$$

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Dữ liệu khảo sát lưu lượng và thành phần xe ban đầu trên mạng lưới giao thông hiện trạng.
  • Dữ liệu khảo sát hiện trường về điều kiện địa hình (bản đồ đường đồng mức), địa mạo, khí hậu, mạng lưới thủy văn, địa chất công trình (tầng đất á sét dày 4-6 m) và nguồn cung cấp mỏ vật liệu xây dựng trong vùng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu chung

Chương I trình bày tổng quan về dự án xây dựng mới tuyến đường giao thông P - Q tại Huyện X, Tỉnh Y do Sở Giao thông Vận tải Tỉnh Y làm chủ đầu tư. Nội dung thuyết minh làm rõ sự cần thiết phải đầu tư xuất phát từ thực trạng quá tải của các trục đường cũ và yêu cầu kết nối giao thông phục vụ phát triển kinh tế.

Tác giả tổng hợp các căn cứ pháp lý và số liệu khảo sát ban đầu về thành phần dòng xe: lưu lượng năm đầu tiên $N_0 = 890$ xe/ngày đêm, hoạt động trên địa hình đồng bằng và đồi. Cơ cấu phương tiện ban đầu gồm: xe con chiếm 20%, xe buýt loại nhỏ chiếm 45%, xe tải 2 trục chiếm 25%, xe tải 3 trục chiếm 10% (xe buýt lớn và xe kéo moóc chiếm 0%). Chương này cũng liệt kê đầy đủ hệ thống tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 4054-2005) cùng các tài liệu quy hoạch kinh tế - xã hội của tỉnh đến năm 2031 và huyện giai đoạn 2015-2030 làm cơ sở pháp lý lập dự án đầu tư.

Chương II: Lựa chọn quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật của đường và các công trình trên đường

Chương II tập trung giải quyết các bài toán tính toán kỹ thuật nền tảng để xác lập cấp hạng đường và các thông số hình học chủ yếu.

Từ số liệu điều tra mật độ xe, tác giả tính toán dự báo lưu lượng xe chạy 2 chiều ở năm tương lai thứ 15 ($t = 15$ năm) với tỷ lệ tăng trưởng $q = 9,5%$/năm, sau đó nhân với hệ số quy đổi tương đương để tính ra tổng lưu lượng xe con thiết kế:

Loại phương tiện Lưu lượng xe 2 chiều $N_i$ (xe/ngày đêm) Hệ số quy đổi ra xe con $a_i$ Lưu lượng quy đổi $N_{qđ} = N_i \times a_i$ (xcqđ/ngày đêm)
Xe con các loại 158 1,0 158
Xe buýt loại nhỏ 360 2,0 720
Xe tải 2 trục 198 2,5 495
Xe tải 3 trục 79 4,0 316
Tổng cộng 795 - 1689

Căn cứ TCVN 4054-2005, với lưu lượng thiết kế đạt 1.689 xcqđ/ngày đêm ($> 500$ xcqđ/ngày đêm) và chức năng kết nối hai trung tâm kinh tế - chính trị của địa phương trên địa hình đồng bằng, tuyến đường được lựa chọn thiết kế theo tiêu chuẩn Đường cấp IV, vận tốc thiết kế $V_{tk} = 60$ km/h, loại xe tính toán là xe con.

Các kết quả tính toán chỉ tiêu kỹ thuật hình học bao gồm:

  • Bán kính đường cong nằm không bố trí siêu cao: Tính toán lý thuyết với hệ số lực ngang $\mu = 0,08$, độ dốc ngang $i_n = 2% - 4%$ cho kết quả $R_{ksc} = 472,4$ m (quy phạm đề xuất $R_{ksc} = 1.500$ m, giá trị kiến nghị áp dụng trên tuyến là 400 m).
  • Bán kính đường cong nằm tối thiểu có siêu cao: Tính toán với $\mu = 0,15$, $i_n = 7%$ cho kết quả $R_{min,sc} = 354,3$ m (quy phạm khống chế $R_{min} = 125$ m).
  • Tầm nhìn an toàn: Tầm nhìn hãm xe tính toán $S_1 = 73$ m, chọn theo tiêu chuẩn $S_1 = 75$ m (với hệ số phanh $k=1,2$, cự ly an toàn $l_0 = 5-10$ m); tầm nhìn trước xe ngược chiều tính toán $S_2 = 114,3$ m, chọn theo tiêu chuẩn $S_{II} = 150$ m (hoặc 50 m ở bảng tổng hợp); tầm nhìn vượt xe tính toán ở trạng thái bình thường $S_4 = 360$ m, chọn $S_{xv} = 350 - 360$ m.
  • Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong: Tính toán độ mở rộng $E = 3,36$ m cho trường hợp bất lợi nhất ($R = 125$ m, chiều dài xe tính toán $L_A = 3,5$ m). Khi bán kính đường cong $R > 250$ m thì không cần mở rộng theo TCVN 4054-2005.

Chương III: Thiết kế bình đồ, mặt cắt dọc và mặt cắt ngang

Chương III triển khai chi tiết các giải pháp thiết kế hình học 3 chiều của công trình tuyến đường.

Về thiết kế bình đồ: Tuyến có chiều dài 2.801,49 m (từ Km 0+00 đến Km 2+756,61), có 3 lần chuyển hướng. Đoạn nối chuyển tiếp được thiết kế có chiều dài $L_{ct} = 50$ m, trùng với chiều dài đoạn nối siêu cao ($L_{ksc} = 50$ m). Tác giả thiết lập công thức và lập bảng tính tọa độ cắm cọc chi tiết trên đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn từ điểm $NĐ_1$ (Km 0+588,40) đến cọc $TC_3$ (Km 2+203,20).

Về thiết kế mặt cắt dọc: Các chỉ tiêu kỹ thuật khống chế gồm độ dốc dọc lớn nhất $i_{max} \le 7%$ (bảng tổng hợp khống chế 6%); độ dốc dọc tối thiểu trong nền đào không nhỏ hơn 0,3% (chiều dài không quá 50 m); khoảng cách tối thiểu giữa hai đỉnh trắc dọc là 150 m; bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu là 2.500 m (quy phạm chọn 4.000 m); bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu là 1.000 m (quy phạm chọn 1.500 m). Tuyến đường có 2 vị trí cống thoát nước địa hình, cao độ đường đỏ được thiết kế cao hơn đỉnh cống tối thiểu theo quy định.

Về thiết kế mặt cắt ngang và kết cấu nền đường:

  • Quy mô mặt cắt ngang: Bề rộng nền đường 9,0 m; bề rộng phần xe chạy 7,0 m (2 làn xe $\times 3,5$ m); bề rộng lề đường gia cố 1,0 m mỗi bên ($2 \times 1,0$ m); độ dốc siêu cao tối đa 6%.
  • Nền đường đắp: Xử lý bóc bỏ lớp đất hữu cơ dày 20 - 30 cm trên sườn dốc tự nhiên $< 20%$. Tận dụng đất đào là lớp á sét dày 4 - 6 m để đắp nền. Yêu cầu độ chặt đầm nén (theo 22TCN 333-05): độ sâu từ đáy áo đường xuống đạt $K \ge 0,98$; lớp đất mới đắp bên dưới đạt $K \ge 0,95$; đất nền tự nhiên đạt $K \ge 0,93$. Mái taluy đắp là 1:1,5 (chiều cao đắp $< 6$ m). Mái dốc được gia cố bằng biện pháp trồng cỏ nhiều rễ, bò sát mặt đất.
  • Nền đường đào: Mái taluy đào 1:1 (chiều cao taluy $< 20$ m trên nền đất á sét). Yêu cầu độ chặt lớp đất sát đáy áo đường đạt $K \ge 0,98$ và lớp bên dưới đạt $K \ge 0,93$; mái taluy đào được gia cố bằng trồng cỏ.

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật hình học chủ yếu của tuyến:

STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Quy phạm Tính toán Kiến nghị
I Mặt cắt ngang
1 Cấp hạng kỹ thuật - IV IV IV
2 Vận tốc tính toán ($V_{tk}$) km/h 60 60 60
3 Số làn xe làn 2 2 2
4 Bề rộng một làn xe m 3,5 3,5 3,5
5 Bề rộng phần xe chạy m 7,0 7,0 7,0
6 Bề rộng lề gia cố m 1,0 1,0 1,0
7 Bề rộng nền đường m 9,0 9,0 9,0
II Bình đồ tuyến
8 Bán kính cong nằm tối thiểu thông thường m 125 125 125
9 Bán kính cong nằm tối thiểu không siêu cao m 1.500 472,4 400
10 Bán kính cong nằm tối thiểu bảo đảm tầm nhìn đêm m 1.500 1.500 1.500
11 Độ dốc siêu cao lớn nhất % 6 - 6
12 Tầm nhìn hãm xe ($S_1$) m 40 73 75
13 Tầm nhìn trước xe ngược chiều ($S_2$) m 80 114,3 150 / 50
14 Tầm nhìn vượt xe ($S_4$) m 350 360 360
III Mặt cắt dọc
15 Bán kính đường cong đứng lồi thông thường m 4.000 2.500 4.000
16 Bán kính đường cong đứng lõm thông thường m 1.500 1.000 1.500
17 Độ dốc dọc lớn nhất % 6 - 6

Tính toán khối lượng: Lập bảng tính diện tích đào, diện tích đắp và tính toán khối lượng đào đắp đất theo phương pháp trung bình diện tích cho toàn bộ các cọc từ Km 0+00 đến cuối tuyến (thể hiện chi tiết tại các Phụ lục 1 và Phụ lục 2).

Chương IV: Các giải pháp kỹ thuật, các phương án đề nghị lựa chọn

Chương IV trình bày các giải pháp kỹ thuật chuyên sâu và quy trình so sánh, lựa chọn phương án tuyến tối ưu.

Nguyên tắc thiết kế bình đồ và khống chế điểm: Tuyến được vạch đi qua các điểm khống chế bắt buộc: điểm đầu tuyến M (hoặc điểm A, cao độ 67,5 m), điểm cuối tuyến N (hoặc điểm B, cao độ 67,0 m), vị trí vượt sông thuận lợi; tuyến không có điểm yên ngựa. Hệ thống cọc được rải hoàn chỉnh gồm cọc Km, cọc 100m (H), cọc đường cong (NĐ, TĐ, P, TC, NC) và cọc cống (CO). Hướng dẫn chi tiết phương pháp vẽ đường cong trên bản đồ và phương pháp cắm cọc đường cong ngoài thực địa bằng máy kinh vĩ và thước thép.

Giải pháp thiết kế đường đỏ trắc dọc: Áp dụng phương pháp hỗn hợp:

  • Phương pháp đường bao: Đường đỏ đi song song phía trên mặt đất tự nhiên theo chiều cao thiết kế, áp dụng cho vùng địa hình bằng phẳng nhằm giảm khối lượng đào đắp và bảo đảm thoát nước.
  • Phương pháp đường cắt: Đường đỏ cắt qua đường đen tạo thành các đoạn đào và đắp xen kẽ, áp dụng cho vùng địa hình gãy khúc nhằm tận dụng đất đào đắp sang nền đắp liền kề.
  • Hệ thống thoát nước rãnh dọc: Độ dốc rãnh dọc tối thiểu 0,5% (cá biệt 0,3% với chiều dài $< 50$ m); rãnh dọc trong nền đào có bề rộng đáy 40 cm, chiều sâu rãnh 50 cm, mái dốc 1:1.

Phân loại cấu tạo các dạng mặt cắt ngang trên tuyến:

  1. Trắc ngang đào hoàn toàn: Chiều sâu đào $\le 12$ m, bố trí rãnh dọc thoát nước hai bên đáy rộng 40 cm, sâu 50 cm.
  2. Trắc ngang đào hình chữ L: Thiết kế tại vị trí sườn dốc tự nhiên $15% - 20%$ để giảm khối lượng đào và tránh nguy cơ trượt nền đắp.
  3. Trắc ngang nửa đào nửa đắp: Áp dụng nơi sườn dốc thoải; sườn tự nhiên $20% - 50%$ phải đào đánh cấp giật bậc dốc ngược $1% - 2%$ vào phía trong; sườn dốc $> 50%$ phải xây dựng công trình chống đỡ.
  4. Trắc ngang đắp hoàn toàn: Áp dụng nơi địa hình bằng phẳng, sườn dốc thoải; mái taluy đắp 1:1,5 (chiều cao đắp $< 6$ m) và 1:1,75 (chiều cao đắp $6 - 12$ m). Đất đắp phải được đắp và đầm nén theo từng lớp đồng chất.

So sánh lựa chọn phương án tuyến: Đánh giá dựa trên 3 nhóm chỉ tiêu: chất lượng sử dụng, điều kiện thi công xây dựng và hiệu quả kinh tế. Kết quả xác định các thông số hình học của Phương án 1 gồm: chiều dài chim bay $L_0 = 2.603$ m; số góc chuyển hướng $n = 3$; bán kính đường cong bình quân $R_{bq} = 400$ m ($R_1 = R_2 = R_3 = 400$ m); và độ dốc dọc bình quân $i_{bq}$ được tối ưu hóa theo các đoạn đổi dốc.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật chính:

  • Xác lập đầy đủ hệ thống thông số quy mô kỹ thuật cho tuyến đường giao thông cấp IV đồng bằng/đồi với vận tốc thiết kế 60 km/h, đáp ứng lưu lượng quy đổi 1.689 xcqđ/ngày đêm ở năm tương lai thứ 15.
  • Hoàn thành thiết kế bình đồ tuyến dài 2.801,49 m với 3 góc chuyển hướng, bố trí bán kính cong nằm $R = 400$ m, đoạn nối chuyển tiếp $L_{ct} = 50$ m, bảo đảm cự ly tầm nhìn hãm xe 75 m và tầm nhìn vượt xe 360 m.
  • Xác lập đường đỏ trắc dọc bảo đảm độ dốc dọc tối đa không vượt quá $6% - 7%$, bố trí bán kính cong đứng lồi 4.000 m và cong đứng lõm 1.500 m, đáp ứng cao độ khống chế vượt trên đỉnh 2 cống địa hình.
  • Định hình mặt cắt ngang nền đường rộng 9,0 m (mặt đường 7,0 m và 2 lề gia cố rộng $2 \times 1,0$ m), quy định chỉ tiêu độ chặt đầm nén phân tầng $K \ge 0,98$, $K \ge 0,95$ và $K \ge 0,93$.

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật:

  • Đề xuất áp dụng phương pháp hỗn hợp giữa đường bao và đường cắt trên trắc dọc để cân bằng khối lượng đào đắp dọc tuyến.
  • Đề xuất giải pháp đánh cấp dốc ngược $1% - 2%$ khi đắp trên sườn dốc $20% - 50%$ và bóc bỏ lớp đất hữu cơ dày 20 - 30 cm trước khi đắp nền.
  • Kiến nghị gia cố toàn bộ mái taluy nền đào (mái dốc 1:1) và nền đắp (mái dốc 1:1,5 đến 1:1,75) bằng giải pháp trồng cỏ nhiều rễ bám sát mặt đất.

Đóng góp của đồ án:

  • Cung cấp quy trình tính toán kỹ thuật hoàn chỉnh cho một dự án đường ô tô cấp IV theo TCVN 4054-2005, từ khâu điều tra dự báo lưu lượng, quy đổi dòng xe, thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đến tính toán khối lượng đào đắp nền đường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế:

  • Hồ sơ khảo sát địa chất và thủy văn trong đồ án mới dừng lại ở mức tổng quát (đặc trưng tầng đất á sét dày 4-6 m, mực nước ngầm thấp), chưa có số liệu thí nghiệm cơ lý chi tiết cho từng hố khoan hoặc phương án xử lý nền đất yếu phức tạp.
  • Chưa đi sâu vào thiết kế chi tiết kết cấu các tầng áo đường (mặt đường bê tông nhựa hoặc đá dăm) và tính toán thủy lực xác định khẩu độ chi tiết của 2 công trình cống trên tuyến.
  • Tên gọi và ký hiệu điểm khống chế của tuyến đường còn chưa đồng nhất ở một số đoạn thuyết minh (P-Q, K-L, E-F, A-B).

Hướng nghiên cứu và hoàn thiện tiếp theo:

  • Tính toán thiết kế kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 hoặc tiêu chuẩn hiện hành dựa trên mô đun đàn hồi yêu cầu.
  • Khảo sát lưu vực thủy văn chi tiết để tính toán lưu lượng thoát nước, khẩu độ và thiết kế bản vẽ thi công các công trình thoát nước (cống bản, cống tròn).
  • Lập dự toán chi phí xây dựng công trình và lập tiến độ tổ chức thi công chi tiết cho các hạng mục nền móng, mặt đường và công trình nhân tạo.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Xây dựng Công trình Giao thông, Kỹ thuật Hạ tầng, Cầu đường và các kỹ sư thực hiện đồ án môn học hoặc lập báo cáo nghiên cứu khả thi công trình đường ô tô.

Các nội dung có giá trị tham khảo cụ thể:

  • Bảng tính toán và phương pháp quy đổi các loại phương tiện giao thông về lưu lượng xe con tiêu chuẩn theo TCVN 4054-2005.
  • Các công thức và quy trình tính toán chỉ tiêu hình học bình đồ, trắc dọc (tính bán kính cong, cự ly tầm nhìn, độ mở rộng bụng đường cong).
  • Phương pháp tính tọa độ vuông góc phục vụ cắm cọc chi tiết trên đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn ngoài thực địa.
  • Nguyên tắc vạch đường đỏ trắc dọc theo phương pháp hỗn hợp và giải pháp cấu tạo các dạng mặt cắt ngang nền đường đào, nền đường đắp và nền nửa đào nửa đắp.

Câu hỏi thường gặp

1. Lưu lượng xe thiết kế quy đổi của tuyến đường được tính toán ra kết quả bao nhiêu và căn cứ vào những loại xe nào?
Lưu lượng xe thiết kế ở năm tương lai thứ 15 sau khi quy đổi về xe con là 1.689 xcqđ/ngày đêm (tổng lượng xe thực tế là 795 xe/ngày đêm, tính với tốc độ tăng trưởng $q = 9,5%$/năm). Số liệu này được quy đổi từ 4 nhóm phương tiện gồm: 158 xe con (hệ số 1,0 = 158 xcqđ), 360 xe buýt loại nhỏ (hệ số 2,0 = 720 xcqđ), 198 xe tải 2 trục (hệ số 2,5 = 495 xcqđ) và 79 xe tải 3 trục (hệ số 4,0 = 316 xcqđ).

2. Tuyến đường được xếp vào cấp hạng kỹ thuật nào và vận tốc thiết kế là bao nhiêu?
Dựa trên chức năng nối hai trung tâm kinh tế - chính trị địa phương và lưu lượng xe thiết kế đạt 1.689 xcqđ/ngày đêm ($> 500$ xcqđ/ngày đêm), theo TCVN 4054-2005 tuyến đường được xếp vào cấp kỹ thuật Đường cấp IV (vùng đồng bằng và đồi) với tốc độ thiết kế tính toán $V_{tk} = 60$ km/h.

3. Kích thước hình học cơ bản của mặt cắt ngang tuyến đường được quy định như thế nào?
Mặt cắt ngang tuyến đường có tổng bề rộng nền đường là 9,0 m, gồm bề rộng phần xe chạy 7,0 m (bố trí 2 làn xe, mỗi làn rộng 3,5 m) và bề rộng lề đường gia cố mỗi bên là 1,0 m ($2 \times 1,0$ m). Độ dốc siêu cao lớn nhất trên tuyến được khống chế ở mức 6%.

4. Yêu cầu về độ chặt đầm nén ($K$) đối với nền đường đào và nền đường đắp được quy định ra sao?
Theo tiêu chuẩn 22TCN 333-05 và TCVN 4054-05, độ chặt đầm nén yêu cầu gồm: lớp đất từ đáy áo đường xuống độ sâu quy định phải đạt độ chặt $K \ge 0,98$; phần đất mới đắp bên dưới đạt $K \ge 0,95$; và nền đất tự nhiên đạt độ chặt $K \ge 0,93$.

5. Tác giả đã áp dụng phương pháp nào để thiết kế đường đỏ trắc dọc và xử lý các sườn dốc tự nhiên?
Tác giả áp dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp giữa "đường bao" (bám sát mặt đất ở đoạn địa hình bằng phẳng) và "đường cắt" (cắt qua các đường đồng mức ở vùng đồi núi gãy khúc để tận dụng đất đào đắp sang nền đắp). Đối với sườn dốc tự nhiên từ $20% - 50%$, giải pháp xử lý là đào đánh cấp giật bậc có độ dốc ngược $1% - 2%$ vào phía trong trước khi tiến hành đắp đất.

Kết luận

Đồ án môn học của sinh viên Nguyễn Hữu Tiến đã giải quyết hoàn chỉnh các bước thiết kế kỹ thuật tuyến đường ô tô cấp IV đồng bằng/đồi với chiều dài thực tế 2.801,49 m và vận tốc thiết kế 60 km/h theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005. Công trình đã xử lý đồng bộ các bài toán kỹ thuật từ dự báo lưu lượng giao thông, tính toán các yếu tố hình học bình đồ - trắc dọc - trắc ngang đến tính toán khối lượng đào đắp và giải pháp ổn định nền đường. Các giải pháp đề xuất như vạch đường đỏ hỗn hợp, phân tầng kiểm soát độ chặt đầm nén và đánh cấp sườn dốc bảo đảm tính khả thi và an toàn công trình. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn tốt cho sinh viên và kỹ sư ngành xây dựng công trình giao thông khi triển khai các đồ án thiết kế đường ô tô.