Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp ngành Xây dựng cầu đường (Bộ môn Xây dựng, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng) do sinh viên Lê Thanh Hoà thực hiện vào tháng 9 năm 2011, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Hữu Khải và KS. Hoàng Xuân Trung. Đề tài tập trung vào nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật tuyến đường bộ kết nối giữa hai điểm khống chế C2 và A3 trên địa bàn huyện Đăk Glei, tỉnh Kon Tum.

Trong bối cảnh đất nước đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế thị trường, nhu cầu vận chuyển hàng hóa, giao lưu thương mại của người dân và các cơ sở sản xuất kinh doanh ngày càng gia tăng. Tại khu vực miền núi thuộc huyện Đăk Glei, hệ thống hạ tầng giao thông cơ sở hiện trạng chưa đáp ứng được nhu cầu vận chuyển ngày càng cao giữa hai điểm C2 và A3. Việc đầu tư xây dựng tuyến đường mới là đòi hỏi cấp bách nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông địa phương, thúc đẩy kinh tế - xã hội, phát triển các ngành công nghiệp chế biến, dịch vụ, đồng thời củng cố an ninh - quốc phòng tại địa bàn chiến lược.

Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp được phân chia thành 4 phần chính theo đề cương đào tạo:

  1. Phần 1: Lập dự án khả thi xây dựng tuyến đường C2-A3.
  2. Phần 2: Thiết kế kỹ thuật tuyến đường.
  3. Phần 3: Tổ chức thi công công trình.
  4. Phần 4: Tính toán tường chắn bảo vệ công trình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tuyến đường ô tô chạy qua địa hình vùng núi phức tạp kết nối hai điểm C2 và A3.
  • Không gian nghiên cứu: Địa phận huyện Đăk Glei, tỉnh Kon Tum. Tuyến đi qua khu vực đồi núi chia cắt mạnh, chênh cao giữa các đường đồng mức là 5 m, điểm đầu và điểm cuối tuyến nằm ở hai bên sườn của dãy núi thoải, cắt qua hệ thống suối tự nhiên.
  • Thời gian và chu kỳ tính toán: Thời hạn thiết kế công trình là 15 năm khai thác; thời gian thi công xây dựng dự kiến tập trung trong vòng 6 tháng (từ tháng 9/2011 đến tháng 4/2012); kinh phí duy tu, bảo dưỡng hằng năm sau xây dựng được cấp bằng 5% kinh phí xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng đường ô tô hiện hành của Việt Nam kết hợp các phương pháp tính toán chuyên ngành công trình giao thông:

  1. Hệ thống quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật:
  • Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05.
  • Quy phạm thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06.
  • Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 27-84.
  • Quy trình tính toán thủy văn cống và cầu nhỏ 22TCN 220-95 do Bộ Giao thông Vận tải ban hành.
  • Sách chuyên khảo và tài liệu tra cứu: Thiết kế đường ô tô - Công trình vượt sông (Tập 3) của GS.TS. Nguyễn Xuân Trục (NXB Giáo dục, 1998) và Sổ tay thiết kế đường ô tô.
  1. Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật:
  • Phương pháp dự báo và quy đổi giao thông: Dự báo lưu lượng xe chạy tương lai theo mô hình số mũ dựa trên tỷ lệ tăng trưởng giao thông hằng năm ($q = 7%$), quy đổi các loại xe tải và xe con về trục xe tiêu chuẩn 100 kN và xe con tiêu chuẩn theo TCVN 4054-05.
  • Phương pháp cơ học xe chạy: Xác định độ dốc dọc lớn nhất ($i_{max}$) thông qua việc phân tích động lực học xe chạy dựa trên hai điều kiện giới hạn: điều kiện sức kéo ($D \ge f + i$) và điều kiện bám ($i'_{max} \le D' - f$), cân nhắc giữa sức cản không khí, sức cản lăn và hệ số bám dọc của mặt đường.
  • Phương pháp tính toán hình học tuyến: Ứng dụng phương pháp vạch tuyến theo đường dẫn hướng và phương pháp gò bó; đi tuyến theo bước compa trên bình đồ đường đồng mức; tính toán các yếu tố đường cong nằm, độ mở rộng phần xe chạy, đoạn chêm chuyển tiếp và đoạn vuốt nối siêu cao.
  • Phương pháp tính toán thủy văn lưu vực nhỏ: Áp dụng công thức giải tích xác định lưu lượng đỉnh lũ thiết kế $Q_{4%}$ theo diện tích lưu vực ($F$), môđun đỉnh lũ ($A_p$), thời gian tập trung nước sườn dốc ($t_s$), độ dốc lòng suối ($I_{sd}$) và hệ số dòng chảy lũ ($\alpha$).
  • Phương pháp cơ học kết cấu áo đường mềm: Tính toán áo đường nhiều tầng lớp dựa trên việc đưa hệ nhiều lớp về hệ hai lớp tương đương thông qua tra toán đồ theo 22TCN 211-06; kiểm toán kết cấu theo 3 trạng thái giới hạn: độ võng đàn hồi chung ($E_{ch} \ge E_{yc} \times K_{cd}^{dv}$), ứng suất cắt trượt hoạt động trong nền đất á sét ($\tau_{ax} + \tau_{av} \le C_{tt} / K_{cd}^{tr}$), và ứng suất kéo uốn cho phép ở đáy các lớp bê tông nhựa ($\sigma_{ku} \le R_{ku}^{tt} / K_{cd}^{ku}$).
  1. Nguồn dữ liệu và công cụ ứng dụng:
  • Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 có khoảng cao đều đường đồng mức $\Delta H = 5$ m.
  • Số liệu điều tra thành phần dòng xe năm thứ 15: tổng lưu lượng 1.411 xe/ngày đêm gồm xe con Bo a M21 (26%), xe tải nhẹ Gaz 53 (21%), xe tải trung Zil 130 (39%), xe tải nặng Maz 500 (14%).
  • Số liệu khí tượng thủy văn: Khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, nhiệt độ trung bình 24°C, lượng mưa trung bình năm 2.000 mm tập trung từ tháng 8 đến tháng 10; lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế $P = 4%$ là $H_{4%} = 185$ mm.
  • Số liệu địa chất: Đất nền chủ yếu là đất á sét thuộc nhóm 1 (trạng thái khô ráo), môđun đàn hồi tính toán $E_0 = 42$ MPa, lực dính $C = 0,032$ MPa, góc nội ma sát $\varphi = 24^\circ$. Nguồn cung cấp đá dăm, đồi đất đắp nằm trong phạm vi 500 m đến 5.000 m.
  • Công cụ tin học: Bình đồ được số hóa và đưa về tỷ lệ 1:10.000 để thiết kế tuyến trên phần mềm chuyên ngành Nova4.0.

Thiết kế kỹ thuật và triển khai

Là đồ án thiết kế công trình hạ tầng kỹ thuật đường bộ, tác giả đã tiến hành thiết kế hệ thống chi tiết qua các khâu hình học tuyến, quy hoạch thủy văn và kết cấu mặt đường:

Hạng mục kỹ thuật Thông số và giải pháp thiết kế được lựa chọn
Cấp kỹ thuật đường Đường cấp III miền núi theo TCVN 4054-05
Tốc độ thiết kế ($V_{tk}$) 60 km/h
Bề rộng nền đường ($B_n$) 9,0 m
Bề rộng phần xe chạy ($B_m$) 6,0 m (2 làn xe cơ giới x 3,0 m)
Bề rộng lề đường ($B_{lề}$) 2 x 1,5 m = 3,0 m (lề gia cố: 2 x 1,0 m; lề đất: 2 x 0,5 m)
Độ dốc ngang Mặt đường: 2%; lề gia cố: 2%; lề đất: 6%
Độ dốc dọc lớn nhất ($i_{max}$) Quy phạm cho phép 7%; thiết kế khống chế $i_d \le 5%$
Chiều dài tối thiểu đổi dốc 150 m
Bán kính đường cong bằng $R_{min}$ có siêu cao = 125 m (chọn 150 m); $R$ không làm siêu cao = 1.500 m
Bán kính đường cong đứng Lồi tối thiểu: 2.500 m; Lõm tối thiểu: 1.500 m
Tầm nhìn an toàn Dừng xe một chiều: 75 m; Hai chiều: 150 m; Vượt xe: 350 m
Mái dốc ta luy Nền đắp: 1:1,5; Nền đào: 1:1; Rãnh biên cấu tạo: sâu 0,4 m, rộng đáy 0,4 m
Tần suất thủy văn cầu cống $P = 4%$ ($H_{4%} = 185$ mm)
Loại cống thoát nước Cống tròn bê tông cốt thép không áp, cống cấu tạo đường kính $D = 0,75$ m
Tải trọng trục tính toán Trục đơn 100 kN, áp lực tiếp xúc 0,6 MPa, đường kính vệt bánh 33 cm

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương này công bố thông tin pháp lý và điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng công trình. Dự án mang tên "Lập dự án đầu tư xây dựng tuyến đường qua 2 điểm C2-A3 thuộc huyện Đăk Glei tỉnh Kon Tum", do UBND tỉnh Kon Tum ủy quyền cho Ban Quản lý dự án huyện Bát Xát làm đại diện chủ đầu tư; nguồn vốn do Nhà nước cấp.

Khảo sát hiện trạng cho thấy khu vực tuyến ít bị ô nhiễm môi trường, lòng sông suối ổn định, mực nước ngầm thấp, không phát hiện hiện tượng sụt trượt địa chất nguy hiểm. Đất đắp nền và mỏ cấp phối đá dăm có cự ly vận chuyển thuận lợi (< 5 km), cho phép tận dụng vật liệu địa phương nhằm hạ giá thành xây dựng.

Chương 2: Xác định cấp hạng đường và các chỉ tiêu kỹ thuật của đường

Tác giả thực hiện tính toán quy đổi dòng xe hỗn hợp về xe con tiêu chuẩn theo mục 3.2 của TCVN 4054-05. Với hệ số tăng xe hằng năm $q = 7%$, lưu lượng tính toán tại năm thứ 15 đạt 1.411 xe/ngày đêm, tương đương $N_{15qđ} = 3.076$ xe con quy đổi/ngày đêm (vượt ngưỡng 3.000 xe con quy đổi/ngày đêm). Kết hợp yếu tố địa hình vùng núi hiểm trở, tuyến được xác định đạt cấp kỹ thuật cấp III miền núi, tốc độ thiết kế 60 km/h.

Chương này trình bày chi tiết các công thức giải tích tính toán tầm nhìn dừng xe ($S_1 = 66,35$ m, chọn an toàn 75 m), tầm nhìn hai xe tránh nhau ($S_2 = 122,7$ m, chọn theo quy phạm 150 m), tầm nhìn vượt xe ($S_4 = 263,19$ m, chọn 350 m). Phân tích động lực học kéo và bám xác định độ dốc dọc lớn nhất là 7%, tuy nhiên để đảm bảo vận hành kinh tế và hạn chế đào đắp lớn, độ dốc dọc thiết kế được khống chế ở mức 5%. Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất có siêu cao tính toán là 128,85 m, chọn quy phạm 125 m; chiều rộng một làn xe tính toán theo kích thước xe tải phủ bì 2,5 m là 3,89 m, áp dụng theo quy chuẩn cấp III miền núi là 3,0 m/làn.

Chương 3: Thiết kế tuyến trên bình đồ

Trên cơ sở bình đồ số hóa tỷ lệ 1:10.000 có chênh cao đường đồng mức $\Delta H = 5$ m, tác giả vạch tuyến bằng phương pháp bước compa với độ dốc dọc hiệu chỉnh $i_{maxtt} = 7% - 1% = 6%$, tương ứng bán kính mở compa vạch tuyến là 0,83 cm. Tác giả đã lập và so sánh hai phương án tuyến:

Chỉ tiêu so sánh bình đồ Phương án tuyến I Phương án tuyến II
Điểm vượt đèo Cao độ +260 m Cao độ +260 m
Điểm vượt suối nhỏ Cao độ +262,14 m Cao độ +280,14 m
Chiều dài toàn tuyến ($L$) 5.594,09 m 5.615 m
Số lượng đường cong nằm 7 7
Số đường cong có $R_{min}$ 0 0
Số lượng công trình cống thoát nước 8 cống chính (tổng 13 vị trí cống) 11 cống chính (tổng 13 vị trí cống)

Hai phương án có chiều dài tuyến tương đương nhau, tuyến đều đi hoàn toàn về phía bên phải sườn núi. Tuy nhiên, Phương án II vượt suối ở cao độ cao hơn (+280,14 m so với +262,14 m) và có số lượng công trình cống dẫn dòng nhiều hơn Phương án I. Hệ thống cọc tim đường được bố trí đầy đủ gồm cọc đầu - cuối (S9, E1), cọc lý trình (H, K), cọc công trình (C), cọc địa hình và cọc đường cong (TĐ, P, TC).

Chương 4: Quy hoạch thoát nước cho đường

Hệ thống thoát nước được tính toán thủy văn theo Tiêu chuẩn 22TCN 220-95 nhằm bảo vệ nền đường khỏi xói mòn và ngập úng. Với vùng mưa bão miền núi Đăk Glei (Vùng III), lượng mưa ngày thiết kế tần suất $P = 4%$ đạt $H_{4%} = 185$ mm. Tác giả tiến hành khoanh lưu vực trên bình đồ số hóa, xác định đường phân thủy, tụ thủy và tính toán lưu lượng lũ đỉnh $Q_{4%}$ cho từng công trình cống.

Toàn bộ công trình cống được lựa chọn thống nhất là loại cống tròn bê tông cốt thép chế độ chảy không áp, cửa cống loại thông thường để thuận tiện thi công hàng loạt:

  • Phương án tuyến 1 bố trí 13 cống: Gồm 10 cống tròn địa hình C1 đến C10 (đặt từ lý trình Km0+350 đến Km5+200, khẩu độ $D$ tính toán từ 1,25 m đến 1,98 m) và 3 cống cấu tạo CI, CII, CIII khẩu độ $D = 0,75$ m (tại Km1+700, Km2+750, Km4+850).
  • Phương án tuyến 2 bố trí 13 cống: Gồm 11 cống tròn địa hình C1 đến C11 (khẩu độ $D$ từ 1,04 m đến 1,97 m) và 2 cống cấu tạo CI, CII khẩu độ $D = 0,75$ m (tại Km0+600 và Km5+400).

Cao độ nền đường tại vị trí cống được khống chế nghiêm ngặt theo 3 điều kiện: điều kiện nước dâng trước cống ($H_1 = H_d + 0,5$), điều kiện chịu lực tĩnh/động học ($H_2 = \text{Cao độ đỉnh cống} + 0,5$), và điều kiện chiều dày kết cấu áo đường ($H_3$).

Chương 5: Thiết kế trắc dọc & trắc ngang

Chương này trình bày nguyên tắc thiết kế đường đỏ bám sát địa hình tự nhiên, kết hợp hài hòa với bình đồ và trắc ngang nhằm giảm khối lượng đào đắp. Đường cong đứng được bố trí tại các vị trí đổi dốc có hiệu đại số giữa hai độ dốc dọc $|i_1 - i_2| \ge 1%$, với bán kính đường cong đứng lồi $R_{lồi} \ge 2.500$ m, bán kính đường cong đứng lõm $R_{lõm} \ge 1.500$ m.

Mặt cắt ngang tiêu chuẩn được định hình với bề rộng mặt đường 6,0 m dốc 2%, lề đường rộng 3,0 m (lề đất dốc 6%). Mái dốc ta luy nền đắp thiết kế 1:1,5; mái dốc ta luy nền đào thiết kế 1:1; rãnh biên hình thang có chiều sâu 0,4 m và đáy rộng 0,4 m. Khối lượng đào đắp được tính toán bằng phương pháp chia nhỏ tuyến theo các cọc trắc ngang, tính diện tích trung bình qua công thức lăng trụ $V = \frac{F_i + F_{i+1}}{2} \times L_{i-(i+1)}$.

Chương 6: Thiết kế kết cấu áo đường

Thiết kế kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 phục vụ lưu lượng giao thông tích lũy trong 15 năm khai thác. Dòng xe gồm 4 loại chính được quy đổi về trục đơn tiêu chuẩn 100 kN: xe tải nhẹ 6,5 tấn (296 xe/ngày đêm), xe tải trung 8,5 tấn (550 xe/ngày đêm), xe tải nặng 10 tấn (198 xe/ngày đêm). Tổng số trục tiêu chuẩn quy đổi trên một làn xe là $N = 802$ trục/ngày đêm. Ứng với độ tin cậy thiết kế 0,90 (hệ số cường độ $K_{cd}^{dv} = 1,10$), môđun đàn hồi yêu cầu của kết cấu là $E_{yc} = 179,14$ MPa.

Tác giả đưa ra 2 phương án so sánh kết cấu áo đường cấp cao A1:

  • Phương án I: Bê tông nhựa chặt hạt mịn 4 cm ($E_1 = 420$ MPa), bê tông nhựa chặt hạt thô 6 cm ($E_2 = 350$ MPa), móng trên cấp phối đá dăm loại I ($E_3 = 300$ MPa), móng dưới cấp phối sỏi cuội ($E_4 = 220$ MPa), nền đất á sét ($E_0 = 42$ MPa).
  • Phương án II: Bê tông nhựa chặt hạt mịn 4 cm ($E_1 = 420$ MPa), bê tông nhựa chặt hạt thô 6 cm ($E_2 = 350$ MPa), móng trên cấp phối đá dăm loại I ($E_3 = 300$ MPa), móng dưới cấp phối đá dăm loại II ($E_4 = 250$ MPa), nền đất á sét ($E_0 = 42$ MPa).

Dựa trên đơn giá vật liệu xây dựng (cấp phối đá dăm loại I là 145.000 đồng/m³, loại II là 125.000 đồng/m³), tác giả tính toán chi phí và chọn giải pháp 2 của Phương án II do có giá thành xây dựng thấp nhất và đảm bảo điều kiện lu lèn cơ giới:

  • Lớp 1: Bê tông nhựa chặt hạt mịn dày 4 cm ($E_1 = 420$ MPa).
  • Lớp 2: Bê tông nhựa chặt hạt thô dày 6 cm ($E_2 = 350$ MPa).
  • Lớp 3: Cấp phối đá dăm loại I dày 15 cm ($E_3 = 300$ MPa).
  • Lớp 4: Cấp phối đá dăm loại II dày 30 cm ($E_4 = 250$ MPa).
  • Tổng chiều dày tầng móng và mặt: 55 cm. Đất nền á sét: $E_0 = 42$ MPa.

Kết quả kiểm toán cơ học 3 trạng thái giới hạn cho thấy:

  1. Kiểm tra độ võng đàn hồi: Môđun đàn hồi chung tính toán của kết cấu đạt $E_{ch} = 173,85$ MPa (thỏa mãn điều kiện cường độ).
  2. Kiểm tra chịu cắt trượt trong nền đất: Tổng ứng suất cắt hoạt động do tải trọng xe và trọng lượng bản thân các lớp áo đường gây ra ($\tau_{ax} + \tau_{av} = 0,028$ MPa) nhỏ hơn sức chống cắt tính toán cho phép ($C_{tt} / K_{cd}^{tr} = 0,034$ MPa).
  3. Kiểm tra chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa: Ứng suất kéo uốn phát sinh tại đáy lớp bê tông nhựa chặt hạt thô ($\sigma_{ku} = 0,86$ MPa) và hạt mịn ($\sigma_{ku} = 1,12$ MPa) đều nhỏ hơn cường độ chịu kéo uốn tính toán giảm chấn do mỏi ($R_{ku}^{tt} / K_{cd}^{ku}$).

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật của một hồ sơ thiết kế công trình giao thông cấp cơ sở:

  • Hoàn thiện bộ chỉ tiêu kỹ thuật tuyến đường cấp III miền núi ($V_{tk} = 60$ km/h), bề rộng nền 9,0 m, bề rộng mặt 6,0 m, độ dốc dọc khống chế $i_d \le 5%$, bán kính cong nằm tối thiểu chọn 150 m.
  • Xác định phương án tuyến tối ưu: Phương án tuyến I dài 5.594,09 m được ưu tiên nhờ chiều dài ngắn hơn, điểm vượt suối có cao độ thấp và số lượng công trình cống thoát nước ít hơn (8 cống chính so với 11 cống chính ở Phương án II), giúp tiết kiệm kinh phí đầu tư.
  • Xác định được giải pháp kết cấu áo đường mềm tối ưu về mặt kinh tế - kỹ thuật: Kết cấu 4 lớp với tổng bề dày 55 cm (4 cm BTN mịn + 6 cm BTN thô + 15 cm CPĐD I + 30 cm CPĐD II) đặt trên nền đất á sét $E_0 = 42$ MPa, vượt qua toàn bộ 3 phép kiểm toán cơ học theo quy chuẩn 22TCN 211-06.
  • Đóng góp thực tiễn của tác giả: Đồ án đã tính toán cụ thể hóa việc ứng dụng vật liệu địa phương (mỏ cấp phối đá dăm và các mỏ đất đắp cách công trình dưới 5 km) vào một dự án giao thông miền núi thực tế tại tỉnh Kon Tum, kết hợp sử dụng phần mềm Nova4.0 để số hóa và thiết kế tuyến trên bản đồ địa hình phức tạp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Tác giả tự nhận định do giới hạn về mặt thời gian và điều kiện thực tế của sinh viên thực tập, đồ án khó tránh khỏi những sai sót nhất định.
  • Văn bản tại Chương 3 còn ghi chú phần vạch phương án tuyến trên bình đồ chưa được hoàn thiện toàn diện ở một số nội dung thuyết minh; số liệu khảo sát đất nền và mỏ vật liệu mới dừng ở mức khảo sát sơ bộ.
  • Phần văn bản bàn giao mới chỉ thể hiện chi tiết nội dung của Phần 1 (Lập dự án) và Phần 2 (Thiết kế kỹ thuật từ Chương 1 đến Chương 6); chưa tích hợp chi tiết nội dung tính toán của Phần 3 (Tổ chức thi công) và Phần 4 (Tính toán tường chắn) như mục tiêu tổng quát đã đề ra.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

  • Bổ sung tính toán chi tiết Phần 3 về lập tiến độ thi công cơ giới hóa, bố trí nhân lực, thiết bị máy móc phục vụ thi công tập trung trong 6 tháng.
  • Triển khai Phần 4 về tính toán ổn định và kết cấu tường chắn đất tại các vị trí đường sườn dốc đào sâu hoặc đắp cao có nguy cơ mất ổn định taluy.
  • Khảo sát địa chất thủy văn chi tiết tại các vị trí đặt mố cống để chính xác hóa khẩu độ và kết cấu gia cố thượng hạ lưu cống.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu học thuật thực hành phù hợp cho sinh viên chuyên ngành Xây dựng cầu đường, Đường ô tô và đường đô thị, Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông tại các trường đại học kỹ thuật.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

  • Quy trình tra cứu, tính toán quy đổi lưu lượng xe hỗn hợp và xác định các chỉ tiêu hình học tuyến đường miền núi theo TCVN 4054-05.
  • Trình tự khoanh lưu vực thủy văn và áp dụng công thức 22TCN 220-95 để tính toán khẩu độ cống tròn bê tông cốt thép qua các sườn đồi vùng Tây Nguyên.
  • Phương pháp tính toán đưa hệ nhiều lớp về hệ hai lớp tương đương qua toán đồ giải tích để thiết kế và kiểm toán kết cấu áo đường mềm theo 3 trạng thái giới hạn của tiêu chuẩn 22TCN 211-06.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tuyến đường được thiết kế theo cấp hạng kỹ thuật nào và tốc độ tính toán là bao nhiêu? Tuyến đường được thiết kế theo cấp kỹ thuật cấp III miền núi theo TCVN 4054-05, với tốc độ thiết kế $V_{tk} = 60$ km/h, bề rộng nền đường 9,0 m và bề rộng phần xe chạy là 6,0 m.

  2. Căn cứ nào để tác giả xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường? Căn cứ vào kết quả tính toán lưu lượng giao thông quy đổi ra xe con ở năm thứ 15 đạt $N_{15qđ} = 3.076$ xe con quy đổi/ngày đêm (vượt mốc 3.000 xe con quy đổi/ngày đêm theo mục 3.2 TCVN 4054-05) kết hợp với điều kiện địa hình miền núi phức tạp tại huyện Đăk Glei.

  3. Giải pháp kết cấu áo đường mềm được tác giả lựa chọn có cấu tạo như thế nào? Kết cấu áo đường được chọn là giải pháp 2 của Phương án II gồm 4 lớp với tổng bề dày 55 cm: 4 cm bê tông nhựa chặt hạt mịn ($E = 420$ MPa), 6 cm bê tông nhựa chặt hạt thô ($E = 350$ MPa), 15 cm móng trên cấp phối đá dăm loại I ($E = 300$ MPa), và 30 cm móng dưới cấp phối đá dăm loại II ($E = 250$ MPa), đặt trên nền đất á sét có $E_0 = 42$ MPa.

  4. Tần suất lũ tính toán công trình cống trên tuyến là bao nhiêu và sử dụng loại cống gì? Tần suất lũ thiết kế cho công trình cống là $P = 4%$ theo TCVN 4054-05 (ứng với lượng mưa ngày $H_{4%} = 185$ mm). Toàn bộ cống trên tuyến sử dụng loại cống tròn bê tông cốt thép chế độ chảy không áp, cửa cống loại thông thường.

  5. Vì sao tác giả chọn độ dốc dọc thiết kế khống chế là 5% trong khi quy phạm cho phép đến 7%? Theo TCVN 4054-05, độ dốc dọc lớn nhất đối với đường cấp III tốc độ 60 km/h là 7%. Tuy nhiên, tác giả chủ động khống chế độ dốc dọc thiết kế ở mức $i_d \le 5%$ nhằm nâng cao năng lực vận hành của xe tải trên đường đèo dốc và cân đối khối lượng đất đào đắp.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Thanh Hoà đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật tuyến đường giao thông cấp III miền núi nối hai điểm C2-A3 tại huyện Đăk Glei, tỉnh Kon Tum với chiều dài hơn 5,5 km. Công trình đã đưa ra các giải pháp kỹ thuật đồng bộ từ vạch tuyến trên bình đồ, quy hoạch hệ thống thoát nước cống tròn bê tông cốt thép chịu lũ tần suất 4%, đến xác lập kết cấu áo đường mềm 4 lớp dày 55 cm thỏa mãn đầy đủ 3 trạng thái giới hạn cơ học. Đây là một hồ sơ thiết kế kỹ thuật công trình giao thông bám sát thực địa, tuân thủ chặt chẽ hệ thống quy phạm ngành và mang lại giá trị tham khảo học thuật rõ ràng cho sinh viên chuyên ngành cầu đường.