Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư: Thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn - ĐH GTVT TP.HCM

Khám phá đồ án thiết kế mới hoàn toàn tuyến đường kết nối hai điểm. Giải pháp sáng tạo, tối ưu hiệu quả di chuyển, phát triển hạ tầng bền vững.

• Tác giả: Nguyễn Minh Tú
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Hải
• Trường học: Trường Đại học Giao thông Vận tải TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Khoa Công trình Giao thông
• Đề tài: Thiết kế mới hoàn toàn tuyến đường qua 2 điểm M - T
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn

Thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn là một dự án quan trọng trong lĩnh vực giao thông vận tải, nhằm cải thiện hệ thống giao thông, giảm ùn tắc và tăng cường an toàn cho người tham gia giao thông. Dự án này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức chuyên môn, công nghệ tiên tiến và sự hiểu biết sâu sắc về đặc điểm địa hình, khí hậu, và môi trường xung quanh.

1.1. Mục tiêu của dự án

Mục tiêu chính của dự án thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn là tạo ra một hệ thống giao thông hiệu quả, an toàn và bền vững. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: giảm thời gian di chuyển, cải thiện điều kiện giao thông, và đảm bảo tính thẩm mỹ cho khu vực xung quanh. Ngoài ra, dự án còn nhắm đến việc giảm thiểu tác động môi trường và tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế-xã hội.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế tuyến đường mới

Việc thiết kế một tuyến đường mới hoàn toàn gặp nhiều thách thức, bao gồm việc lựa chọn tuyến đường phù hợp, đảm bảo an toàn giao thông, và tối ưu hóa chi phí. Một trong những thách thức lớn nhất là việc đánh giá chính xác đặc điểm địa hình, khí hậu, và môi trường xung quanh. Ngoài ra, việc đảm bảo tính khả thi về mặt kỹ thuật và tuân thủ các quy chuẩn, tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế cũng là yếu tố quan trọng cần chú trọng.

2.1. Đánh giá đặc điểm địa hình

Đặc điểm địa hình ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn tuyến đường. Các yếu tố như độ cao, độ dốc, và địa chất cần được đánh giá kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và an toàn của tuyến đường. Việc sử dụng các công cụ phân tích GIS và dữ liệu vệ tinh giúp nâng cao độ chính xác của quá trình đánh giá.

III. Phương pháp thiết kế tuyến đường mới

Phương pháp thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn bao gồm nhiều bước, từ khảo sát ban đầu đến thiết kế chi tiết và thi công. Các bước này cần được thực hiện một cách hệ thống và khoa học để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của dự án. Một số phương pháp chính bao gồm: khảo sát địa hình, phân tích dữ liệu, thiết kế kỹ thuật, và đánh giá tác động môi trường.

3.1. Khảo sát địa hình

Khảo sát địa hình là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong quá trình thiết kế tuyến đường. Các thông tin về độ cao, độ dốc, và địa chất được thu thập thông qua các phương pháp như đo đạc GPS, radar mặt đất, và phân tích ảnh vệ tinh. Kết quả khảo sát giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn tuyến đường.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Ứng dụng thực tiễn của dự án thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn đã mang lại nhiều kết quả tích cực. Các tuyến đường mới đã góp phần giảm ùn tắc giao thông, cải thiện điều kiện đi lại, và thúc đẩy phát triển kinh tế-xã hội. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng các công nghệ tiên tiến và phương pháp thiết kế hiện đại đã giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả của dự án.

4.1. Giảm ùn tắc giao thông

Việc thiết kế tuyến đường mới đã giúp phân luồng giao thông hiệu quả, giảm tải cho các tuyến đường cũ. Kết quả là giảm ùn tắc, cải thiện điều kiện đi lại, và tăng cường an toàn giao thông. Người dân và doanh nghiệp đều cảm nhận được sự thuận tiện và tiết kiệm thời gian di chuyển.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế tuyến đường mới

Thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực giao thông vận tải. Dự án này đã chứng minh rằng việc áp dụng công nghệ và phương pháp hiện đại có thể mang lại nhiều lợi ích cho xã hội. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua, như việc tối ưu hóa chi phí, đảm bảo chất lượng và an toàn, và giảm thiểu tác động môi trường. Trong tương lai, việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả của các dự án giao thông.

5.1. Triển vọng phát triển

Triển vọng phát triển của thiết kế tuyến đường mới hoàn toàn rất sáng sủa. Với sự tiến bộ của công nghệ, các dự án tương lai sẽ được thực hiện một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Đặc biệt, việc áp dụng AI và machine learning trong quá trình thiết kế và quản lý dự án sẽ giúp tối ưu hóa các quy trình và nâng cao chất lượng công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân, và thuận tiện cho việc quản lý đất đai và phát triển Lâm nghiệp. Tạo điều kiện khai thác, phát triển Du lịch và các loại hình vận tải khác … Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự án là hết sức cần thiết và đúng đắn. SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 4 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ 2. SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Lưu lượng xe 475 xe/ngày đêm vào thời điểm hiện tại Thành phần xe chạy: Bảng 2.1: Thành phần xe Loại xe (%) Xe máy 8.5 Xe 2 trục nặng 4.75 Xe 2 trục vừa 8.5 Xe 2 trục nhẹ 7.5 Xe 3 trục nặng 8.75 Xe 3 trục vừa 4.75 Xe 3 trục nhẹ 9.75 Xe bus nhỏ 8.5 Xe bus lớn 13.5 Địa hình khu vực thiết kế thuộc địa hình đồng bằng, đồi do Isd  30% (Phần chú thích - Bảng 2 – TCVN 4054 : 2005) 2.

XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KĨ THUẬT CỦA TUYẾN: 2. Cấp hạng kỹ thuật của tuyến: 2. Xác định lưu lượng của từng loại xe ở thời điểm hiện tại: Bảng 2.2: Lưu lượng xe con quy đổi ở thời điểm hiện tại N Ni Ni Loại xe ai (%) (xe/ng.63 Xe 2 trục nặng 4.13 Xe 2 trục vừa 8.75 Xe 2 trục nhẹ 7.25 Xe 3 trục nặng 8.91 Xe 3 trục vừa 4.41 Xe 3 trục nhẹ 9.25 Xe bus nhỏ 8.75 Xe bus lớn 13.31 Tổng N 929 SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 5 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI Lưu lượng xe con quy đổi tại thời điểm hiện tại: N   Ni a i (xcqđ/ng.đ) Trong đó: - Ni: Lưu lượng của loại xe thứ i trong dòng xe (xe/ng.đ) - ai: Hệ số quy đổi loại xe thứ i về xe con thiết kế theo TCVN 4054 : 2005 2. Cấp hạng kĩ thuật của tuyến: Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xác định theo công thức: 𝑁𝑡 = 𝑁0 (1 + 𝑝) 𝑡−1 (xcqđ/ng.đ) Trong đó: N0: Lưu lượng xe tại thời điểm hiện tại (xcqđ/ng.đ) t: Năm tương lai công trình p: Mức tăng xe hằng năm theo số liệu thống kê, p = 0.06 Vậy lưu lượng xe thiết kế với năm tương lai thứ 15 là: 𝑁𝑡 = 929 (1 + 0.đ) Chọn lưu lượng xe thiết kế: Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai thứ 15 là 500 < 2100 < 3000.1 TCVN 4054 : 2005 thì năm tương lai ứng với cấp đường nói trên là năm thứ 15.

Vậy lưu lượng xe thiết kế là 2100 (xcqđ/ng.đ) Chức năng: Đường nối các trung tâm địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư. Đường quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện => Tổng hợp các yếu tố điều kiện địa hình, chức năng, lưu lượng xe. Ta kiến nghị đường có cấp thiết kế là cấp IV, địa hình đồng bằng và đồi. Xác định loại xe thiết kế: theo TCVN 4054-05 thì xe thiết kế là loại xe phổ biến trong dòng xe để tính toán các yếu tố của đường.

Việc lựa chọn loại xe thiết kế do người có thẩm quyền đầu tư quyết định. Ở đây, chọn loại xe phổ biến trong dòng xe là xe tải 3 truc làm xe thiết kế. Vận tốc thiết kế: Căn cứ vào cấp đường (cấp IV), địa hình đồng bằng và đồi. Theo bảng 4 TCVN 4054 : 2005 thì tốc độ thiết kế của tuyến Vtk = 60km/h SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 6 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI 2.

Xác định độ dốc dọc theo điều kiện cần để xe chuyển động: Điều kiện cần để xe chuyển động thể hiện qua công thức: max  D max  f i keo keo Trong đó: + Dmax : Nhân tố động lực lớn nhất của xe thiết kế, phụ thuộc vào tốc độ tính toán và loại xe. + f: Hệ số sức cản lăn, phụ thuộc vào loại mặt đường và tốc độ thiết kế.02 Khi 60km / h  V  150km / h thì f được xác định theo công thức: f v  f 0 1  4.023 Kết quả tính toán theo bảng 2.3: Độ dốc dọc ứng với chuyển số từng loại xe Loại xe Chuyển số Dmax V (km/h) f ik Xe con II 0.238 Motscovit Xe tải 2 trục nặng MA3- II 0.13 200 Xe tải 3 trục nặng MA3- II 0.19 504 Xe kéo mooc II 0.308 Xe buýt nhỏ II 0.159 PAZ-672 Xe buýt lớn II 0.099 LA3-695E max  min 0. Xác định độ dốc dọc theo điều kiện đủ cho xe chạy: Điều kiện đủ để xe chạy thể hiện qua công thức: max  D max  f i bam bam max được xác định theo công thức: D bam Pw max  md  D bam G SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 7 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI Trong đó: + m: Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe chủ động (m = 0.55 đối với xe con, m = 1 khi tất cả các bánh xe đều là bánh chủ động). + d : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường theo phương dọc, phụ thuộc vào tình trạng và độ nhám của mặt đường.

Xét trong điều kiện áo đường bình thường chọn d  0.5 + G: Tải trọng xe. + P w: Lực cản không khí của xe phụ thuộc vào kích thước xe, mật độ không khí và được xác định qua công thức gần đúng: V2 Pw  K  F  (kG) 13 Trong đó: + K: Hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào từng loại xe (hệ số K của xe tải: 0.035) + F: Diện tích cản không khí phụ thuộc vào từng loại xe: F  0.8  B  H (m2) đối với xe con hiện đại F  0.9  B  H (m2) đối với xe tải và xe buýt Với B, H là chiều rộng và chiều cao của oto theo TCVN 4054 : 2005 Kết quả được tính toán theo bảng 2.4: Độ dốc dọc theo điều kiện sức bám K Loại xe F (m2) P w (kG) m G (kG) Db ib (Ns2/m4) Xe con 2.216 Xe tải 2 trục 9 0.47 nặng Xe tải 3 trục 9 0.472 nặng Xe kéo mooc 9 0.471 Xe buýt nhỏ 7 0.467 Xe buýt lớn 7 0.472 => i bam  => i max  min ikeo  max ;i max  min 0.099 Theo Bảng 15 TCVN 4054 : 2005: Với đường cấp IV, địa hình đồng bằng và đồi thì độ dốc dọc lớn nhất là 6%. Vậy ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là 6% vì nó là số liệu theo tiêu chuẩn đã được tính toán để xe đủ khả năng leo dốc và chạy êm thuận nhất. SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 8 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI 2.

Tầm nhìn xe chạy: Xác định tầm nhìn nhằm nâng cao độ an toàn xe chạy và độ tin cậy về tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế. Theo TCVN 4054 : 2005 thì các tầm nhìn được tính từ mắt người lái xe có chiều cao 1m bên trên phần xe chạy, xe ngược chiều có chiều cao 1.2m và chướng ngại vật trên mặt đường có chiều cao 0. Tầm nhìn 1 chiều S 1: Hình 2.1: Sơ đồ tính tầm nhìn 1 chiều V V2 S1  k  l0 3.6 254(d  i) Trong đó : k: Hệ số xét đến hiệu quả của bộ hãm phanh được lấy như sau: k = 1.2 đối với xe con.3  4  đối với xe buýt, xe tải. Chọn giá trị k theo xe tải là xe có lưu lượng lưu thông nhiều nhất: k = 1.3 i: Độ dốc dọc (chọn i = 0.06) l0 : Cự ly an toàn, thường lấy từ 5 – 10m.

Chọn l0 = 5m d : Hệ số bám.5 với trường hợp áo đường bình thường 60 602  S1   1.06) Nếu xe lên dốc: S1  54.57m Nếu xe xuống dốc: S1  63.54m SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 9 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI Theo Bảng 10 TCVN 4054 : 2005, với đường cấp IV, Vtk = 60km/h thì tầm nhìn tối thiểu S1 = 75m. Vậy chọn S1 = 75m để thiết kế vì tầm nhìn càng xa càng đảm bảo an toàn cho người lái xe có thể xử lý các tình huống. Tầm nhìn trước xe ngược chiều S 2: Hình 2.2: Sơ đồ tính tầm nhìn trước xe ngược chiều V k  V2   S2    l0 1.062  Theo TCVN 4054 : 2005 (Bảng 10), với đường cấp IV, Vtk = 60 km/h thì S2 = 150m. Vậy ta chọn S2 = 150m để thiết kế vì tầm nhìn càng xa càng đảm bảo an toàn cho người lái xe có thể xử lý các tình huống.

Tầm nhìn vượt xe S vx : Trong trường hợp bình thường: Svx  6Vtk  6  60  360m Theo TCVN 4054 : 2005 (bảng 10): với đường cấp IV, Vtk = 60km/h thì Svx = 350m. Vậy ta chọn Svx = 360m vì tầm nhìn càng xa càng đảm bảo an toàn cho người lái xe có thể xử lý các tình huống. Khả năng thông xe và số làn xe: 2. Khả năng thông xe: Số xe có thể thông qua trên một mặt cắt ngang của đường trong một đơn vị thời gian gọi là khả năng thông xe của đường (xe/giờ) kí hiệu là N.

Khả năng thông xe của một đoạn đường nào đó tùy theo điều kiện về thời tiết, thành phần xe chạy và các biện pháp tổ chức giao thông có thể thay đổi trong phạm vi rộng. SVTH: NGUYỄN MINH TÚ MSSV: 1551090118 Trang 10 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN GVHD: T.S NGUYỄN HOÀNG HẢI Khả năng thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe được xác định với giả thuyết trên làn xe các xe đều chạy với tốc độ đều là V và liên tục nối đuôi nhau, xe nọ cách xe kia một khoảng cách không đổi tối thiểu để đảm bảo an toàn (xe sau kịp hãm an toàn nếu xe trước vì lý do nào đó dừng lại đột ngột). 1000V Ta có: N  , xe / h d Trong đó: N: khả năng thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe, xe/h; V: tốc độ xe chạy cho cả dòng xe, km/h; d: khoảng cách tối thiểu giữa hai xe, còn gọi là khổ động học của xe, được xác định theo công thức: d = l1 + l2 + l3 + l4 d L1 L2 L3 L4 Hình 2.3: Khổ động học của xe Trong đó: V 60 l1 =   16.67m: chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái xe 3.6 phản ứng tâm lý.