Bối cảnh và vấn đề thiết kế

Đề tài tốt nghiệp được xây dựng nhằm giải quyết nhu cầu phát triển hạ tầng giao thông đường bộ phục vụ lưu thông hàng hóa, đi lại của nhân dân và củng cố thế trận an ninh - quốc phòng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng. Theo đánh giá hiện trạng mạng lưới giao thông của tác giả, toàn tỉnh có 6.261 km đường bộ nhưng chất lượng kỹ thuật còn nhiều bất cập: đường cấp phối đá dăm chiếm tới 92%, đường bê tông nhựa chỉ chiếm 8%, và vẫn còn 8 xã chưa có đường ô tô kết nối đến trung tâm. Hệ thống giao thông hiện hữu không đáp ứng được tốc độ tăng trưởng vận tải dự báo trong tương lai, gây hạn chế năng lực thông hành và kìm hãm phát triển kinh tế - xã hội địa phương.

Mục tiêu và nhiệm vụ thiết kế của đồ án được xác định rõ qua 3 nội dung chính:

  1. Lập dự án khả thi đầu tư xây dựng tuyến đường nối hai điểm K5 - J3 thuộc địa phận tỉnh Cao Bằng, xác định cấp hạng kỹ thuật và luận chứng kinh tế - kỹ thuật tuyến.
  2. Thiết kế kỹ thuật chi tiết các hạng mục công trình bao gồm bình đồ tuyến, trắc dọc, trắc ngang, tính toán thủy văn xác định khẩu độ cống và kết cấu áo đường mềm.
  3. Lập biện pháp kỹ thuật và tiến độ tổ chức thi công toàn tuyến, bao gồm công tác chuẩn bị, thi công cống, thi công nền đường và công nghệ thi công mặt đường bê tông nhựa.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là công trình đường ô tô cấp IV miền núi nối hai điểm khống chế K5 và J3 thuộc địa phận huyện Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng. Phạm vi không gian của tuyến đi qua khu vực địa hình đồi núi Đông Bắc phức tạp (đồi núi chiếm 71% diện tích tự nhiên của tỉnh), nền đất chủ yếu là đất á sét, địa chất lòng sông suối tương đối ổn định. Thời hạn tính toán thiết kế của công trình được xác định là 15 năm kể từ khi đưa vào khai thác, phục vụ lưu lượng giao thông dự báo năm thứ 15 đạt 1.387 xe/ngày đêm với hệ số tăng xe bình quân hàng năm $q = 5%$.

Cơ sở lý thuyết, tiêu chuẩn và phương pháp thiết kế

Đồ án vận dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng công trình giao thông đường bộ hiện hành của Việt Nam kết hợp các mô hình tính toán cơ học đất và công trình:

  • Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05: Khung quy định cấp hạng đường, vận tốc thiết kế, tầm nhìn, bán kính đường cong nằm, đường cong đứng và kích thước hình học mặt cắt ngang.
  • Quy phạm thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06: Khung lý thuyết và mô hình tính toán cường độ kết cấu nhiều lớp đàn hồi, kiểm toán theo 3 trạng thái giới hạn.
  • Quy trình khảo sát đường ô tô 22 TCN 27-84 và Quy trình khảo sát thủy văn 22 TCN 220-95 của Bộ Giao thông Vận tải.
  • Hướng dẫn tính toán kinh tế - kỹ thuật bảo dưỡng áo đường mềm theo 22 TCN 211-93.
  • Giáo trình và tài liệu chuyên ngành: "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" (Tập 1, Tập 2).

Phương pháp thực hiện trong đồ án bao gồm:

  • Phương pháp vạch tuyến trên bình đồ số hóa tỷ lệ 1:5.000 có đường đồng mức $\Delta H = 5\text{ m}$ bằng phần mềm chuyên ngành Nova3.0, áp dụng kỹ thuật vạch tuyến theo bước compa kết hợp định tuyến gờ bó và chân chim.
  • Phương pháp giải tích xác định các chỉ tiêu động lực học xe chạy, tính toán cự ly hãm xe, tầm nhìn xe chạy một chiều, hai chiều và tầm nhìn vượt xe.
  • Phương pháp tính toán thủy văn lưu vực sườn dốc để xác định lưu lượng đỉnh lũ thiết kế ứng với tần suất $P = 4%$, từ đó định khẩu độ cống tròn bê tông cốt thép.
  • Phương pháp quy đổi hệ đàn hồi nhiều lớp về hệ hai lớp theo công thức Đặng Hữu để tính toán mô đun đàn hồi chung và kiểm toán ứng suất cắt trượt nền đất, ứng suất kéo uốn đáy các lớp bê tông nhựa.
  • Phương pháp lập bảng điều phối đất và phân đoạn thi công dây chuyền theo phương pháp tổ chức thi công chuyên nghiệp.

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng trong đồ án dựa trên tài liệu khảo sát địa hình, địa chất do Công ty Tư vấn Thiết kế Giao thông Công chính tỉnh Bắc Giang thực hiện vào tháng 8/2009, đã được Ủy ban nhân dân tỉnh Cao Bằng phê duyệt.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Lập dự án khả thi xây dựng tuyến đường K5 - J3

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương này nêu thông tin tổng quan của dự án: công trình do Ủy ban nhân dân tỉnh Cao Bằng làm chủ đầu tư; nguồn vốn đầu tư gồm ngân sách nhà nước cấp một nửa kết hợp vốn ODA; hình thức lựa chọn nhà thầu là đấu thầu hạn chế. Tác giả phân tích đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa tại khu vực tuyến (nhiệt độ trung bình $24,6^\circ\text{C}$, cao nhất $35^\circ\text{C}$, mưa bão tập trung vào các tháng 7, 8, 9), nguồn cung cấp vật liệu xây dựng thuận lợi với mỏ cấp phối sỏi cuội cách công trình 500 - 1.000 m, cự ly vận chuyển dưới 5 km. Đồ án đồng thời đề cập các vấn đề môi trường liên quan đến việc bảo vệ đất canh tác, quy hoạch gom cụm làng nghề và định hướng xây dựng hệ thống xử lý nước thải cục bộ khi các khu công nghiệp hình thành sau khi tuyến đường hoàn thành.

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

Tác giả quy đổi thành phần dòng xe năm thứ 15 (1.387 xe/ngày đêm gồm: 30% xe con hệ số quy đổi 1,0; 21% xe tải 6,5T hệ số quy đổi 2,0; 37% xe tải 8,5T hệ số quy đổi 2,5; 12% xe tải 10T hệ số quy đổi 3,0) ra lưu lượng xe con quy đổi $N_{15\text{qđ}} = 2.924\text{ xcqđ/ngày đêm}$. Đối chiếu mục 3.2 TCVN 4054-05 ($N < 3.000\text{ xcqđ/ngày đêm}$ ở địa hình miền núi), tuyến được xếp vào cấp IV miền núi, tốc độ thiết kế $V_{\text{tk}} = 40\text{ km/h}$. Chương này tính toán và đối chiếu các chỉ tiêu kỹ thuật: tầm nhìn hãm xe tính toán $38,74\text{ m}$ (chọn theo quy phạm $40\text{ m}$), tầm nhìn hai chiều tính toán $67,49\text{ m}$ (chọn $80\text{ m}$), tầm nhìn vượt xe tính toán $160\text{ m}$ (chọn $200\text{ m}$); bán kính đường cong nằm tối thiểu có siêu cao $R_{\text{min}} = 65\text{ m}$, không siêu cao $R_{0\text{min}} = 600\text{ m}$; bán kính cong đứng lồi $R_{\text{lồi}} = 700\text{ m}$, cong đứng lõm $R_{\text{lõm}} = 450\text{ m}$; độ dốc dọc lớn nhất thiết kế $i_{\text{d}} \le 6% - 7%$; bề rộng mặt đường $B = 5,5\text{ m}$ (2 làn xe), lề đường $2 \times 1,5\text{ m} = 3,0\text{ m}$.

Chương 3: Thiết kế tuyến trên bình đồ

Trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:5.000, tác giả sử dụng phần mềm Nova3.0 số hóa địa hình và vạch tuyến qua 2 điểm khống chế. Chương này so sánh sơ bộ 2 phương án tuyến: Phương án I đi men theo sườn núi bên phải hồ, địa hình thoải, an toàn xe chạy, có chiều dài $4.891,26\text{ m}$, 3 đường cong nằm, 6 vị trí cống; Phương án II đi men sườn núi bên trái hồ, chiều dài lớn hơn, bố trí 9 đường cong nằm và 9 cống. Tác giả trình bày các công thức và quy trình cắm cọc tim tuyến (cọc Km, cọc H, cọc công trình, cọc địa hình) và cắm các yếu tố đường cong nằm có đường cong chuyển tiếp dạng Clothoide.

Chương 4: Tính toán thủy văn & Xác định khẩu độ cống

Theo phân vùng thủy văn, tuyến thuộc vùng IV (huyện Trùng Khánh, Cao Bằng), ứng với đường cấp IV thì tần suất lũ tính toán cho cầu cống nhỏ là $P = 4%$, lượng mưa ngày thiết kế $H_{4%} = 280\text{ mm}$. Căn cứ diện tích lưu vực sườn dốc và đặc trưng địa mạo lòng suối, tác giả áp dụng công thức lưu lượng đỉnh lũ $Q_{P%}$ theo 22 TCN 220-95 để xác định khẩu độ cống. Toàn tuyến lựa chọn giải pháp cống tròn bê tông cốt thép đúc sẵn chế độ chảy không áp khẩu độ đường kính $D = 0,75\text{ m}$ và $D = 1,0\text{ m}$, đồng thời bố trí các cống cấu tạo $D = 0,75\text{ m}$ với khoảng cách không quá $500\text{ m}$ để thoát nước rãnh biên. Móng cống được xử lý gia cố bằng cọc tre đường kính gốc 6 - 8 cm, chiều dài 2 - 3 m, mật độ 25 cọc/$\text{m}^2$.

Chương 5: Thiết kế trắc dọc & trắc ngang

Chương này xác định nguyên tắc thiết kế đường đỏ bám sát địa hình tự nhiên, kết hợp hài hòa bình đồ - trắc dọc - trắc ngang nhằm đảm bảo điều kiện xe chạy và tối ưu hóa khối lượng đào đắp. Độ dốc dọc tối đa khống chế ở mức 6% - 7%, chiều dài đổi dốc từ 100 m đến 600 m, bố trí các đường cong đứng lồi bán kính thiết kế $2.500\text{ m}$ và đường cong đứng lõm bán kính $1.500\text{ m}$. Về trắc ngang, mặt đường rộng $5,5\text{ m}$ dốc ngang 2%, lề đường rộng $3,0\text{ m}$ (lề gia cố rộng $1,0\text{ m}$ dốc 2%, lề đất rộng $0,5\text{ m}$ dốc 6%), mái dốc taluy nền đắp 1:1,5, taluy nền đào 1:1, rãnh biên hình thang sâu $0,4\text{ m}$ và đáy $0,4\text{ m}$. Khối lượng đào đắp được tính toán theo phương pháp chia nhỏ tuyến qua các cọc và áp dụng công thức diện tích trung bình mặt cắt hình lăng trụ.

Chương 6: Thiết kế kết cấu áo đường

Tác giả tính toán áo đường mềm theo 22 TCN 211-06 ứng với tải trọng trục tiêu chuẩn 100 kN (xe H13, áp lực $p = 0,6\text{ MPa}$, đường kính vệt bánh $D = 33\text{ cm}$), thời hạn khai thác 15 năm. Nền đất á sét loại II có $E_0 = 42\text{ MPa}$, lực dính $C = 0,032\text{ MPa}$, góc ma sát trong $\varphi = 24^\circ$, độ đầm nén $K = 0,95$ (lớp trên cùng $K = 0,98$). Lưu lượng trục tính toán tích lũy đạt $0,75 \times 10^6$ trục/làn, xác định mô đun đàn hồi yêu cầu $E_{\text{yc}} = 159,34\text{ MPa}$, hệ số cường độ $K_{\text{cđdv}} = 1,06$ ứng với độ tin cậy 0,85, cho ra $E_{\text{ch}} = 169\text{ MPa}$. Tác giả đề xuất các phương án cấu tạo áo đường cấp cao A1 và chọn giải pháp móng kinh tế kỹ thuật gồm 4 tầng lớp:

  1. Bê tông nhựa chặt hạt mịn dày $5\text{ cm}$ ($E = 420\text{ MPa}$, mô đun kéo uốn $1.800\text{ MPa}$).
  2. Bê tông nhựa chặt hạt thô dày $7\text{ cm}$ ($E = 350\text{ MPa}$, mô đun kéo uốn $1.600\text{ MPa}$).
  3. Móng trên cấp phối đá dăm loại I dày $17\text{ cm}$ ($E = 300\text{ MPa}$).
  4. Móng dưới cấp phối đá dăm loại II dày $22\text{ cm}$ ($E = 250\text{ MPa}$). Tổng chiều dày kết cấu là $51\text{ cm}$. Kết quả kiểm toán chứng minh kết cấu thỏa mãn cả 3 trạng thái giới hạn: độ võng đàn hồi ($E_{\text{ch}} = 172\text{ MPa} > 169\text{ MPa}$), khả năng chống cắt trượt trong nền đất ($T_{\text{ax}} + T_{\text{av}} = 0,0199\text{ MPa} \le C_{\text{tt}} / K_{\text{cđtr}} = 0,0264\text{ MPa}$), và ứng suất kéo uốn ở đáy 2 lớp bê tông nhựa đều nhỏ hơn cường độ chịu kéo uốn tính toán. Chi phí xây dựng ban đầu của kết cấu được xác định là 1,456 tỷ đồng/km.

Chương 7: Luận chứng kinh tế - kỹ thuật so sánh lựa chọn phương án tuyến

Chương này tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật (tổng mức đầu tư, khối lượng đào đắp, cự ly vận chuyển vật liệu, số lượng công trình nhân tạo, chi phí duy tu bảo dưỡng quy đổi) giữa Phương án I và Phương án II. Kết quả phân tích khẳng định Phương án I có chiều dài ngắn hơn ($4.891,26\text{ m}$ so với Phương án II), bán kính cong lớn hơn, khối lượng xây lắp và chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn, đảm bảo an toàn vận hành, do đó được lựa chọn làm cơ sở triển khai thiết kế kỹ thuật.

Phần II: Thiết kế kỹ thuật

Chương 1: Thiết kế bình đồ

Nội dung chương tập trung tính toán cắm chi tiết các đoạn đường cong chuyển tiếp dạng Clothoide trên bình đồ tuyến Phương án I; lập bảng tọa độ cọc tim tuyến; đối chiếu địa chất công trình dọc tuyến; thiết kế phối hợp trắc dọc và trắc ngang chi tiết; tính toán cấu tạo kích thước rãnh biên hình thang có gia cố tại các đoạn dốc lớn nhằm chống xói lở.

Chương 2: Tính toán thủy văn và thiết kế thoát nước

Chương này chi tiết hóa các bước tính toán thủy lực cho từng vị trí cống trên tuyến đã chọn; xác định mực nước dềnh trước cống, chiều cao đất đắp tối thiểu trên đỉnh cống ($H_{\text{nền min}}$), độ dốc đặt cống và cấu tạo sân cống thượng - hạ lưu đảm bảo dòng chảy êm thuận, không gây ngập úng nền mặt đường.

Chương 3: Tính toán thiết kế chi tiết

Tác giả thực hiện tính toán kiểm tra khả năng đảm bảo tầm nhìn khi xe đi vào các đường cong nằm bán kính nhỏ; thiết kế cấu tạo đoạn vuốt nối siêu cao trùng với chiều dài đoạn chuyển tiếp Clothoide; tính toán độ mở rộng phần xe chạy $E$ trên các đường cong có bán kính dưới $125\text{ m}$ theo quy định của TCVN 4054-05.

Phần III: Tổ chức thi công

Chương 1: Công tác chuẩn bị

Trình bày các bước chuẩn bị công trường trước khi thi công chính thức: xây dựng lán trại chỉ huy và nhà ở công nhân; khôi phục cọc tim, cọc mốc và dời cọc ra ngoài phạm vi thi công; công tác lên khuôn đường; giải phóng mặt bằng, phát quang cây cỏ, bóc tầng đất hữu cơ và dọn dẹp mặt bằng thi công.

Chương 2: Thiết kế thi công công trình

Xác định quy trình công nghệ thi công cống tròn bê tông cốt thép: đào hố móng bằng máy đào kết hợp sửa thủ công; đệm đá móng và đóng cọc tre gia cố nền đất yếu ($25\text{ cọc/m}^2$); tính toán năng suất cần cẩu và xe tải vận chuyển, lắp đặt các đốt cống đúc sẵn; thi công mối nối cống; xác định khối lượng đắp đất hai bên thân cống và trên đỉnh cống theo từng lớp đầm nén kỹ thuật.

Chương 3: Thiết kế thi công nền đường

Lập bảng điều phối đất đào - đắp dọc tuyến nhằm tận dụng đất đào nền sang đắp nền và tận dụng các mỏ đất lân cận; phân đoạn thi công nền đường; tính toán năng suất máy chủ đạo (máy đào dung tích gầu phù hợp, máy ủi, lu rung, lu bánh lốp) và các máy phụ trợ (xe tưới nước, máy san); tổng thời gian thi công nền đường được khống chế hoàn thành trong 20 ngày.

Chương 4: Thi công chi tiết mặt đường

Quy định quy trình công nghệ thi công lần lượt các tầng lớp áo đường: vận chuyển, rải và lu lèn lớp móng dưới cấp phối đá dăm loại II dày 22 cm; rải và lu lèn móng trên cấp phối đá dăm loại I dày 17 cm; tưới nhựa thấm bám; rải và lu lèn lớp bê tông nhựa chặt hạt thô dày 7 cm; tưới nhựa dính bám; rải và lu lèn hoàn thiện lớp bê tông nhựa chặt hạt mịn dày 5 cm bằng lu tĩnh bánh thép kết hợp lu bánh hơi theo biểu đồ lu quy chuẩn.

Chương 5: Tiến độ thi công chung toàn tuyến

Xây dựng sơ đồ tổ chức dây chuyền và tiến độ thi công tổng thể cho toàn tuyến đường K5 - J3, phân chia thành các đội chuyên môn hóa: Đội 1 phụ trách công tác chuẩn bị; Đội 2 chuyên trách xây dựng cống; Đội 3 và Đội 4 là 2 đội thi công nền phối hợp hỗ trợ lẫn nhau; Đội 5 thi công các lớp móng cấp phối đá dăm; Đội 6 thi công các lớp mặt bê tông nhựa; Đội hoàn thiện làm nhiệm vụ thu dọn phế thải, gia cố mái taluy, trồng cỏ và cắm biển báo hiệu an toàn giao thông. Chương này đồng thời lập bảng tiến độ cung ứng nguyên vật liệu (đá dăm, sỏi cuội, nhựa đường, xi măng) và nhiên liệu máy móc phục vụ công trường.

Kết quả thiết kế và giải pháp kỹ thuật

Đồ án đã hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công hoàn chỉnh cho tuyến đường K5 - J3 theo đúng các quy trình, tiêu chuẩn giao thông đường bộ hiện hành:

Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Giá trị tính toán Giá trị quy phạm Giá trị lựa chọn thiết kế
Cấp hạng đường - - Cấp IV miền núi Cấp IV miền núi
Vận tốc thiết kế ($V_{\text{tk}}$) km/h - 40 40
Bề rộng mặt đường (phần xe chạy) m 7,26 5,50 5,50 (2 làn xe)
Bề rộng lề đường m - $2 \times 1,50$ $2 \times 1,50$ (lề gia cố $1\text{ m}$)
Bề rộng nền đường ($B_{\text{nền}}$) m - 7,50 - 8,50 8,50
Bán kính đường cong nằm tối thiểu có siêu cao m 60 65 65
Bán kính đường cong nằm không làm siêu cao m 126 600 600
Tầm nhìn hãm xe (một chiều) m 38,74 40 40
Tầm nhìn hai chiều m 67,49 80 80
Tầm nhìn vượt xe m 160 200 200
Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu m 666,67 700 700 (thiết kế 2.500)
Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu m 400,80 450 450 (thiết kế 1.500)
Độ dốc dọc lớn nhất ($i_{\text{d max}}$) % - 8 6 - 7
Độ dốc ngang mặt đường % - 2 2
Độ dốc ngang lề đất % - 6 6

Các giải pháp kỹ thuật chính được lựa chọn và đóng góp của tác giả gồm:

  • Tuyến thiết kế theo Phương án I có chiều dài $4.891,26\text{ m}$, đi theo sườn núi thoải, tối ưu hóa các yếu tố cong nằm và cong đứng, giảm thiểu khối lượng đào đắp và công trình cầu cống.
  • Kết cấu áo đường mềm 4 lớp cấp cao A1 dày tổng cộng 51 cm trên nền đất á sét $E_0 = 42\text{ MPa}$ bảo đảm đầy đủ các yêu cầu cơ học theo 22 TCN 211-06 (mô đun đàn hồi chung đạt $172\text{ MPa} > 169\text{ MPa}$; ứng suất cắt trượt nền đất và kéo uốn bê tông nhựa nằm trong giới hạn an toàn).
  • Đề xuất giải pháp gia cố nền cống bằng cọc tre mật độ $25\text{ cọc/m}^2$ phù hợp với điều kiện địa chất đất dính ẩm ướt vùng thung lũng miền núi.
  • Đóng góp so sánh kinh tế: Việc áp dụng quy đổi chi phí khai thác, đại tu và trung tu theo vòng đời 15 năm (chu kỳ đại tu mặt đường bê tông nhựa là 15 năm, trung tu 5 năm một lần theo 22 TCN 211-93) chứng minh giải pháp áo đường đầu tư tập trung một lần có hiệu quả kinh tế cao hơn phân kỳ, đồng thời tận dụng triệt để nguồn vật liệu cấp phối sỏi cuội địa phương có cự ly vận chuyển gần dưới 1 km.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế về tài liệu khảo sát: Đồ án thực hiện dựa trên hồ sơ khảo sát sơ bộ do đơn vị tư vấn lập vào tháng 8/2009; số liệu địa chất chủ yếu là kết quả phân tích mẫu đại diện, chưa phản ánh đầy đủ biến thiên tầng địa chất chi tiết theo từng lý trình cọc.
  • Hạn chế về thời gian nghiên cứu: Tác giả tự nhận định do giới hạn thời gian làm đồ án tốt nghiệp và điều kiện tiếp cận hiện trường thực tế tại vùng sâu tỉnh Cao Bằng nên một số chi tiết cấu tạo cục bộ chưa được khảo sát tỉ mỉ.
  • Hướng mở rộng nghiên cứu: Tác giả kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu các giải pháp đồng bộ về kiểm soát tải trọng xe khi đưa công trình vào vận hành, đồng thời xây dựng quy hoạch thu gom và xử lý nước thải cục bộ cho các doanh nghiệp, cơ sở sản xuất và làng nghề dự kiến hình thành dọc hai bên tuyến đường K5 - J3 nhằm bảo đảm phát triển bền vững và vệ sinh môi trường.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Cầu đường, Xây dựng Công trình Giao thông khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế đường ô tô, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư về tuyến đường miền núi cấp IV.
  • Kỹ sư thiết kế giao thông: Các bước tính toán thủy văn lưu vực nhỏ xác định khẩu độ cống tròn theo 22 TCN 220-95 và quy trình kiểm toán 3 trạng thái giới hạn áo đường mềm nhiều lớp theo 22 TCN 211-06 có độ chi tiết cao, số liệu minh chứng rõ ràng.
  • Cán bộ kỹ thuật hiện trường: Tham khảo phương pháp lập tiến độ dây chuyền, bố trí 5-7 đội thi công chuyên môn hóa và bảng điều phối đất nền đường vùng đồi núi.

Câu hỏi thường gặp

1. Tuyến đường K5 - J3 được xếp vào cấp hạng kỹ thuật nào và tốc độ thiết kế là bao nhiêu?

Tuyến đường được xếp vào cấp IV miền núi, tốc độ thiết kế $V_{\text{tk}} = 40\text{ km/h}$ theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 4054-05, căn cứ trên lưu lượng xe con quy đổi năm thứ 15 đạt $2.924\text{ xcqđ/ngày đêm}$ ($< 3.000\text{ xcqđ/ngày đêm}$) và điều kiện địa hình đồi núi chiếm 71% diện tích tự nhiên của tỉnh Cao Bằng.

2. Thành phần dòng xe và lưu lượng xe thiết kế của đồ án gồm những loại xe nào?

Lưu lượng xe năm thứ 15 là 1.387 xe/ngày đêm, gồm 4 loại phương tiện: xe con chiếm 30% (416 xe/ngày đêm, hệ số quy đổi 1,0); xe tải 2 trục 6,5 tấn chiếm 21% (291 xe/ngày đêm, hệ số quy đổi 2,0); xe tải 2 trục 8,5 tấn chiếm 37% (513 xe/ngày đêm, hệ số quy đổi 2,5); xe tải 2 trục 10 tấn chiếm 12% (166 xe/ngày đêm, hệ số quy đổi 3,0). Hệ số tăng xe hàng năm là $q = 5%$.

3. Kết cấu áo đường mềm được tác giả lựa chọn gồm những tầng lớp nào và có tổng chiều dày bao nhiêu?

Kết cấu áo đường mềm được chọn gồm 4 lớp với tổng bề dày $51\text{ cm}$:

  • Lớp mặt trên: Bê tông nhựa chặt hạt mịn dày $5\text{ cm}$ ($E = 420\text{ MPa}$).
  • Lớp mặt dưới: Bê tông nhựa chặt hạt thô dày $7\text{ cm}$ ($E = 350\text{ MPa}$).
  • Lớp móng trên: Cấp phối đá dăm loại I dày $17\text{ cm}$ ($E = 300\text{ MPa}$).
  • Lớp móng dưới: Cấp phối đá dăm loại II dày $22\text{ cm}$ ($E = 250\text{ MPa}$). Kết cấu được đặt trên nền đất á sét có mô đun đàn hồi $E_0 = 42\text{ MPa}$.

4. Tần suất lũ tính toán cống thoát nước trên tuyến là bao nhiêu và biện pháp gia cố móng cống ra sao?

Tần suất lũ tính toán thiết kế cho hệ thống cống trên tuyến là $P = 4%$ theo TCVN 4054-05 ứng với lượng mưa ngày thiết kế $H_{4%} = 280\text{ mm}$ (vùng thủy văn IV, huyện Trùng Khánh, Cao Bằng). Móng cống đặt trên nền đất yếu được xử lý gia cố bằng cọc tre có đường kính gốc từ 6 đến 8 cm, chiều dài từ 2 đến 3 m, với mật độ đóng 25 cọc/$\text{m}^2$.

5. Tiến độ tổ chức thi công toàn tuyến được phân chia thành các đội chuyên môn nào?

Tiến độ thi công được tổ chức thành các đội chuyên trách: Đội 1 làm công tác chuẩn bị lán trại, mặt bằng và cọc mốc; Đội 2 thi công các công trình cống thoát nước; Đội 3 và Đội 4 gồm 2 đội thi công nền đường hỗ trợ lẫn nhau với thời gian thi công nền 20 ngày; Đội 5 thi công móng cấp phối đá dăm; Đội 6 thi công các lớp mặt bê tông nhựa; Đội hoàn thiện đảm nhận việc thu dọn vật liệu, trồng cỏ mái taluy và lắp đặt cọc tiêu, biển báo an toàn giao thông.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Vũ Phước đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công tuyến đường ô tô cấp IV miền núi nối hai điểm K5 - J3 tại tỉnh Cao Bằng theo hệ thống tiêu chuẩn TCVN 4054-05 và 22 TCN 211-06. Các giải pháp bình đồ, trắc dọc, thủy văn cống và kết cấu áo đường mềm 4 lớp bê tông nhựa được tính toán, kiểm toán chặt chẽ trên cơ sở khoa học và điều kiện địa hình, địa chất thực tế. Công trình vừa đưa ra phương án kỹ thuật khả thi, tiết kiệm chi phí đầu tư nhờ tận dụng vật liệu địa phương, vừa thiết lập một kế hoạch tổ chức thi công dây chuyền đồng bộ, có tính thực tiễn cao cho công trình hạ tầng giao thông miền núi.