Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Bối cảnh thực tiễn
Trong hệ thống kinh tế quốc dân, ngành giao thông vận tải giữ vai trò huyết mạch đối với hoạt động lưu thông hàng hóa và hành khách giữa các vùng miền. Mạng lưới giao thông tại khu vực nghiên cứu nhìn chung còn nhiều hạn chế, chủ yếu là đường đất tự mở và đường mòn thô sơ có bề mặt hẹp, gây trở ngại lớn cho việc đi lại, đặc biệt là vào mùa mưa. Các phương tiện vận tải tại địa phương còn thô sơ, chưa đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn giao thông.
Trước yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, việc đầu tư xây dựng tuyến đường ô tô mới nối liền hai điểm A và B là giải pháp hạ tầng then chốt nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông liên vùng, thúc đẩy hoạt động sản xuất nông - lâm nghiệp, khai thác tiềm năng du lịch sinh thái và củng cố thế trận quốc phòng - an ninh tại địa phương. Dự án được triển khai dựa trên chủ trương khảo sát lập dự án khả thi của Ủy ban Nhân dân tỉnh với nguồn vốn đầu tư dự kiến từ nguồn vốn vay hỗ trợ phát triển chính thức (ODA) kết hợp ngân sách địa phương.
Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
Mục tiêu tổng quát của đề tài là lập đồ án thiết kế hoàn chỉnh tuyến đường ô tô mới nối điểm A và điểm B đạt tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, tối ưu hóa chi phí xây dựng và khai thác, đảm bảo an toàn giao thông và bảo vệ cảnh quan môi trường.
Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế được chia thành 3 phần chính:
- Thiết kế cơ sở toàn tuyến A - B: Khảo sát điều kiện tự nhiên; xác định cấp hạng kỹ thuật; thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang; tính toán kết cấu nền mặt đường và công trình thoát nước; tính toán khối lượng đào đắp; thiết kế báo hiệu đường bộ; phân tích so sánh kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phương án tuyến và đánh giá tác động môi trường.
- Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến chi tiết (Km0+00 đến Km1+00): Thiết kế chi tiết các yếu tố hình học bình đồ (đường cong tròn, đường cong chuyển tiếp Clôtôit, bố trí siêu cao, mở rộng, tầm nhìn); thiết kế trắc dọc kỹ thuật và bố trí các đường cong đứng; tính toán chi tiết kết cấu áo đường cho phần xe chạy và lề gia cố; thiết kế thủy lực rãnh thoát nước và cống khẩu độ $d = 1.5\text{ m}$ tại Km0+800; thiết kế hệ thống an toàn giao thông.
- Thiết kế tổ chức thi công công trình: Khảo sát mặt bằng và nguồn cung ứng vật liệu; thiết lập hướng thi công tổng thể; lập biện pháp thi công chi tiết cho hạng mục cống thoát nước, nền đường (kèm điều phối đất đào đắp bằng đường cong tích lũy) và mặt đường bê tông nhựa qua các lớp kết cấu; công tác hoàn thiện và nghiệm thu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Tuyến đường ô tô thiết kế mới đi qua hai điểm khống chế A và B trong địa hình đồi núi.
- Phạm vi không gian: Điểm đầu A có cao độ địa hình $+25.00\text{ m}$, điểm cuối B có cao độ $+40.00\text{ m}$; khoảng cách theo đường chim bay giữa hai điểm là $4404\text{ m}$; bình đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 với khoảng cao đều giữa các đường đồng mức $\Delta h = 5\text{ m}$.
- Phạm vi thời gian và tầm nhìn quy hoạch: Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2018 – 2032 (thời hạn tính toán tương lai $T = 15\text{ năm}$). Đồ án được thực hiện và bảo vệ vào tháng 12 năm 2017 tại Khoa Công trình Giao thông, Trường Đại học Giao thông Vận tải TP. Hồ Chí Minh.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế
Hệ thống quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng
Đồ án tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng giao thông hiện hành tại Việt Nam:
- TCVN 4054:2005: Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế.
- 22 TCN 211-06: Quy trình thiết kế áo đường mềm.
- 22 TCN 344-06: Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm gia cố xi măng trong kết cấu áo đường ô tô.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán
- Phương pháp vạch tuyến trên bình đồ: Vạch tuyến theo đường đồng mức kết hợp khống chế cao độ và bán kính đường cong nằm tối thiểu, giảm thiểu tối đa khối lượng đào đắp và tránh các vị trí địa hình hiểm trở.
- Phương pháp tính toán thủy văn - thủy lực: Xác định lưu lượng dòng chảy tính toán theo tần suất thiết kế ứng với địa hình lưu vực sườn đồi để chọn khẩu độ cống tròn và rãnh thoát nước dọc.
- Phương pháp cơ học tính toán áo đường mềm: Áp dụng quy trình 22 TCN 211-06 giải bài toán hệ nhiều lớp biến dạng đàn hồi tuyến tính đưa về hệ 2 lớp tương đương để kiểm toán 3 trạng thái giới hạn:
- Tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép: Modun đàn hồi chung của kết cấu $E_{ch}$ phải thỏa mãn $E_{ch} \ge K_{cd}^{dv} \times E_{yc}$.
- Tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất: Ứng suất cắt hoạt động tổng cộng do tải trọng xe và trọng lượng bản thân các lớp áo đường gây ra không vượt quá sức chống cắt tính toán của đất nền ($\tau_{ax} + \tau_{av} \le C_{tt} / K_{cd}^{tr}$).
- Tiêu chuẩn chịu kéo uốn tại đáy các lớp vật liệu liền khối: Ứng suất kéo uốn phát sinh ở đáy lớp bê tông nhựa không vượt quá cường độ chịu kéo uốn cho phép ($\sigma_{ku} \le R_{ku} / K_{cd}^{ku}$).
- Phương pháp điều phối đất: Sử dụng phương pháp cộng dồn khối lượng và vẽ đường cong tích lũy để cân đối khối lượng đào đắp ngang và dọc, tối ưu hóa cự ly vận chuyển và công suất máy thi công.
Dữ liệu đầu vào
- Lưu lượng giao thông: Lưu lượng xe thiết kế ban đầu ở thời điểm cuối chu kỳ khai thác đạt $N_{15} = 1700\text{ xe/ngày đêm}$, tỷ lệ tăng trưởng giao thông hàng năm $p = 7%$. Thành phần dòng xe bao gồm xe con, xe máy, xe tải 2 trục (nhẹ, trung, nặng), xe tải 3 trục (trung, nặng) và xe buýt lớn.
- Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: Trục đơn $100\text{ kN}$ ($10\text{ tấn}$), áp lực phân bố bánh xe lên mặt đường $p = 0.6\text{ MPa}$ ($6\text{ daN/cm}^2$), đường kính vệt bánh xe tương đương $D = 33\text{ cm}$.
- Địa chất và vật liệu: Đất nền chủ yếu thuộc đất cấp III, tầng mặt là đất đỏ bazan, tầng dưới là sét pha (á sét) lẫn laterrit có lực dính $C = 0.024\text{ MPa}$, góc nội ma sát $\varphi = 28^\circ$, modun đàn hồi $E_0 = 48\text{ MPa}$. Tuyến có sẵn mỏ đá và mỏ sỏi đỏ phục vụ xây dựng móng và mặt đường.
- Khí hậu: Khu vực nhiệt đới gió mùa phân chia 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 (nhiệt độ trung bình $26^\circ\text{C}$), mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau (nhiệt độ trung bình $27^\circ\text{C}$).
Nội dung chính theo từng chương
PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Chương 1: Giới thiệu tình hình chung của khu vực xây dựng tuyến đường A - B
Chương này tổng quan về điều kiện tự nhiên, địa hình, địa chất, thủy văn, mạng lưới giao thông và hiện trạng kinh tế - xã hội khu vực tuyến đi qua. Tuyến chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, chiều dài đường chim bay $4404\text{ m}$. Đánh giá sự cần thiết đầu tư xây dựng tuyến mới để kết nối các trung tâm hành chính, tạo điều kiện phát triển nông lâm nghiệp, ổn định dân cư và bảo đảm an toàn giao thông.
Chương 2: Xác định cấp hạng và tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến
Dựa trên quy đổi luồng xe về xe con tiêu chuẩn theo TCVN 4054:2005, tổng lưu lượng xe thiết kế đạt $N_{15} = 3786\text{ xcqđ/ngđ}$ (nằm trong dải $3000 < N_t < 6000\text{ xcqđ/ngđ}$). Kết hợp với địa hình đồi núi, tuyến được xác định đạt cấp kỹ thuật Đường cấp III miền núi, vận tốc thiết kế $V_{tk} = 60\text{ km/h}$. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật khống chế cho mặt cắt ngang, bình đồ và trắc dọc.
Chương 3: Thiết kế tuyến trên bình đồ
Trình bày các nguyên tắc vạch tuyến trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, xác định các điểm khống chế đầu - cuối và các điểm cơ sở trung gian. Thiết lập các phương án hướng tuyến men theo sườn đồi, bố trí các đường cong tròn có bán kính đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để khắc phục độ dốc địa hình tự nhiên.
Chương 4: Thiết kế nền mặt đường
Nêu mục đích, yêu cầu và quy trình tính toán áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06. Quy đổi các loại trục xe khai thác về trục tiêu chuẩn $100\text{ kN}$, tính toán số trục tích lũy trong 15 năm trên một làn xe $N_e = 1.464.207\text{ trục/làn}$. Đề xuất hai phương án kết cấu áo đường cấp cao A1 và thực hiện kiểm toán chi tiết độ võng đàn hồi, chịu cắt trượt nền đất và chịu kéo uốn lớp bê tông nhựa.
Chương 5: Thiết kế công trình thoát nước
Phân tích nhu cầu thoát nước mặt và nước ngầm dọc tuyến A - B. Xác định lưu lượng tính toán từ các sườn dốc để lựa chọn khẩu độ cống tròn bê tông cốt thép, bố trí hệ thống rãnh biên và rãnh đỉnh nhằm ngăn chặn xói lở mái ta luy nền đường.
Chương 6: Thiết kế trắc dọc - trắc ngang
Xác định nguyên tắc vạch đường đỏ trắc dọc bám sát địa hình tự nhiên, khống chế độ dốc dọc lớn nhất, thiết kế chiều dài dốc và bố trí đường cong đứng lồi, lõm. Thiết kế quy mô mặt cắt ngang điển hình cho nền đắp, nền đào và nền nửa đào nửa đắp.
Chương 7: Khối lượng đào đắp
Lập bảng tổng hợp diện tích và tính toán khối lượng đào, đắp đất cho từng cọc trên toàn tuyến theo phương pháp diện tích trung bình của hai mặt cắt ngang liền kề.
Chương 8: Các công trình báo hiệu đường bộ
Thiết kế hệ thống cọc tiêu, biển báo hiệu đường bộ, vạch sơn tín hiệu và tường phòng hộ mềm tại các đoạn đường cong nguy hiểm, bán kính nhỏ hoặc nền đắp cao theo quy chuẩn báo hiệu đường bộ.
Chương 9: So sánh lựa chọn phương án tuyến
Phân tích, so sánh các phương án tuyến về mặt kinh tế - kỹ thuật dựa trên các chỉ tiêu: chiều dài tuyến, bán kính đường cong bình đồ, độ dốc dọc lớn nhất, khối lượng đào đắp, chi phí xây dựng, chi phí vận doanh khai thác và mức độ an toàn giao thông qua hệ số tai nạn.
Chương 10: Đánh giá tác động đến môi trường
Đánh giá sơ bộ các tác động tiêu cực đến môi trường trong giai đoạn thi công và khai thác (ô nhiễm bụi, tiếng ồn, nguy cơ sạt lở, xói mòn đất, tác động đến hệ sinh thái và thủy sinh dọc suối) và đưa ra các biện pháp giảm thiểu tương ứng.
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT (ĐOẠN Km0+00 ĐẾN Km1+00)
Chương 1: Giới thiệu chung
Khái quát đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật từ Km0+00 đến Km1+00. Đoạn tuyến có địa hình phức tạp, đòi hỏi xác định chi tiết các yếu tố hình học bình đồ, trắc dọc và mặt cắt ngang.
Chương 2: Thiết kế tuyến trên bình đồ
Bố trí chi tiết các góc chuyển hướng, cắm đường cong tròn kết hợp đường cong chuyển tiếp Clôtôit. Xác định đoạn nối siêu cao, độ mở rộng nền mặt đường trong đường cong và kiểm tra tầm nhìn xe chạy trên đường cong nằm.
Chương 3: Thiết kế trắc dọc kỹ thuật
Thiết kế đường đỏ chi tiết và bố trí 3 đường cong đứng:
- Đường cong đứng thứ 1: Bán kính $R_1 = 5000\text{ m}$.
- Đường cong đứng thứ 2: Bán kính $R_2 = 3000\text{ m}$.
- Đường cong đứng thứ 3: Bán kính $R_3 = 4000\text{ m}$.
Chương 4: Thiết kế kết cấu áo đường
Tính toán kích thước hình học chi tiết các lớp vật liệu cho phần xe chạy và phần lề gia cố nhằm bảo đảm sự làm việc đồng bộ và ổn định của toàn bộ kết cấu dưới tác dụng của tải trọng trục nặng.
Chương 5: Thiết kế công trình thoát nước
Thiết kế rãnh biên hình thang có gia cố mái và đáy. Tính toán thủy lực, độ dốc và chiều dài cống thoát nước tròn bê tông cốt thép đường kính $d = 1.5\text{ m}$ tại vị trí lý trình Km0+800, bao gồm tính toán xói lở hạ lưu và gia cố thượng - hạ lưu cống.
Chương 6: Thiết kế tổ chức giao thông
Thiết kế chi tiết hệ thống biển báo hiệu, cột cây số, vạch sơn kẻ đường và bố trí hộ lan phòng hộ tại các đoạn nền đắp cao, vực sâu trên mặt cắt ngang kỹ thuật từ Km0+00 đến Km1+00.
PHẦN III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
Chương 1 & Chương 2: Giới thiệu khái quát tuyến và quy mô công trình
Nêu tổng quan các điều kiện tự nhiên, khí tượng, thủy văn ảnh hưởng trực tiếp đến thi công; xác định phạm vi công trình, cấp quản lý và thông số kỹ thuật chủ yếu đoạn tuyến thi công.
Chương 3: Bố trí thi công trên tuyến
Quy hoạch mặt bằng xây dựng, xác định cự ly vận chuyển và khai thác nguồn vật liệu (đá, cát, sỏi đỏ); thiết kế hệ thống đường công vụ, bố trí bãi đúc cấu kiện, trạm trộn bê tông nhựa, kho bãi vật tư và lán trại sinh hoạt cho công nhân.
Chương 4: Tổ chức thi công tổng thể tuyến đường
Lựa chọn phương pháp thi công dây chuyền kết hợp song song, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án hướng tiến công trình để xác định tiến độ tổng thể và thời gian biểu hợp lý trong điều kiện thời tiết mùa mưa.
Chương 5: Công tác chuẩn bị
Thực hiện công tác cắm cọc định tuyến, khôi phục cọc mốc tim đường và cọc giải phóng mặt bằng; dọn dẹp mặt bằng, phát quang cây cối, đào bỏ tầng đất hữu cơ; xây dựng hệ thống nhà ở tạm, văn phòng hiện trường và hệ thống cấp thoát nước, cấp điện phục vụ thi công.
Chương 6: Công tác thi công cống
Lập biện pháp thi công cống tròn BTCT tại Km0+800 theo trình tự: đào hố móng, đổ đệm móng cống, cẩu lắp đốt cống vào vị trí, thi công tường đầu - tường cánh gà, thi công sân cống thượng hạ lưu, đắp đất hai bên thân cống và đắp đất đỉnh cống bằng vật liệu chọn lọc đầm nén kỹ lưỡng.
Chương 7: Công tác thi công nền
Xác định công nghệ thi công nền đào, nền đắp theo từng lớp đầm nén tiêu chuẩn. Tính toán định mức máy móc (máy đào, máy ủi, lu rung, xe chở đất) và nhân công. Lập bảng điều phối đất dọc - ngang dựa trên đường cong tích lũy khối lượng.
Chương 8: Công tác xây dựng mặt đường
Trình bày quy trình công nghệ thi công các lớp kết cấu mặt đường:
- Đào và lu lèn lòng khuôn đường đạt độ chặt quy định.
- Thi công lớp móng dưới bằng cấp phối đá dăm loại II dày $32\text{ cm}$ (thi công đồng thời cho cả mặt đường và lề).
- Thi công lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I dày $18\text{ cm}$.
- Tưới nhựa dính bám và thi công lớp bê tông nhựa chặt 19 (hạt trung) dày $8\text{ cm}$.
- Tưới nhựa dính bám và thi công lớp mặt bê tông nhựa chặt 12.5 (hạt mịn) bảo đảm độ bằng phẳng và độ nhám.
Chương 9: Công tác hoàn thiện
Xác định trình tự hoàn thiện công trình: đắp vuốt mái ta luy, gia cố rãnh thoát nước, lắp đặt cọc mốc, cọc tiêu, biển báo hiệu giao thông, sơn kẻ mặt đường và dọn dẹp vệ sinh môi trường trước khi tổ chức nghiệm thu bàn giao.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán kỹ thuật
| Thông số kỹ thuật |
Giá trị tính toán / Tiêu chuẩn áp dụng |
| Cấp hạng đường |
Đường cấp III miền núi (TCVN 4054:2005) |
| Vận tốc thiết kế ($V_{tk}$) |
$60\text{ km/h}$ |
| Lưu lượng xe thiết kế ($N_{15}$) |
$1700\text{ xe/ngđ}$ ($3786\text{ xcqđ/ngđ}$) |
| Số trục tiêu chuẩn tính toán ngày đêm ($N_{tt}$) |
$411.63\text{ trục/làn/ngày đêm}$ |
| Số trục xe tích lũy 15 năm ($N_e$) |
$1.464.207\text{ trục/làn}$ |
| Tải trọng trục tiêu chuẩn |
$100\text{ kN}$ (áp lực $p = 0.6\text{ MPa}$, $D = 33\text{ cm}$) |
| Bán kính đường cong đứng |
$R_1 = 5000\text{ m}$, $R_2 = 3000\text{ m}$, $R_3 = 4000\text{ m}$ |
| Khẩu độ cống tại Km0+800 |
Cống tròn đường kính $d = 1.5\text{ m}$ |
So sánh hai phương án kết cấu áo đường
| Lớp kết cấu (từ trên xuống) |
Phương án I |
Phương án II |
| Lớp mặt trên |
Bê tông nhựa chặt mịn dày $6\text{ cm}$ |
Bê tông nhựa chặt mịn dày $6\text{ cm}$ |
| Lớp mặt dưới |
Bê tông nhựa chặt trung dày $8\text{ cm}$ |
Bê tông nhựa chặt trung dày $8\text{ cm}$ |
| Lớp móng trên |
CPĐD gia cố xi măng dày $14\text{ cm}$ |
Cấp phối đá dăm loại I dày $18\text{ cm}$ |
| Lớp móng dưới |
Cấp phối đá dăm loại I dày $26\text{ cm}$ |
Cấp phối đá dăm loại II dày $32\text{ cm}$ |
| Tổng bề dày kết cấu |
$54\text{ cm}$ |
$64\text{ cm}$ |
Kết quả kiểm toán cơ học Phương án I (theo 22 TCN 211-06)
- Kiểm toán độ võng đàn hồi: Modun đàn hồi yêu cầu nội suy được $E_{yc} = 172.69\text{ MPa}$ ($> 140\text{ MPa}$). Hệ số cường độ về độ võng với độ tin cậy $0.95$ là $K_{cd}^{dv} = 1.17$, suy ra modun đàn hồi yêu cầu tính toán $E_{yc}^{tt} = 202.05\text{ MPa}$. Modun đàn hồi chung tính toán của kết cấu đạt $E_{ch} = 459\text{ MPa} > 202.05\text{ MPa}$ $\rightarrow$ Kết cấu đạt yêu cầu về độ võng đàn hồi.
- Kiểm toán cắt trượt nền đất: Lực dính tính toán của nền đất á sét $C_{tt} = C \times K_1 \times K_2 \times K_3 = 0.024 \times 0.6 \times 0.8 \times 1.5 = 0.01728\text{ MPa}$. Ứng suất cắt hoạt động tổng cộng $\tau_{ax} + \tau_{av} = 0.0078 + (-0.0018) = 0.006\text{ MPa} < C_{tt} = 0.01728\text{ MPa}$ $\rightarrow$ Kết cấu bảo đảm không bị trượt trên đất nền.
- Kiểm toán kéo uốn lớp bê tông nhựa: Các lớp bê tông nhựa chặt loại I đều thỏa mãn điều kiện ứng suất kéo uốn cho phép ở đáy lớp.
Đóng góp thực tiễn
Đồ án đã thiết lập một hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh từ giai đoạn quy hoạch cơ sở, tính toán kỹ thuật chuyên sâu đến giải pháp tổ chức thi công ngoài hiện trường, bảo đảm tính khả thi cao và tối ưu hóa việc tận dụng nguồn vật liệu đá, sỏi đỏ sẵn có tại địa phương nhằm hạ giá thành công trình.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Về phạm vi thiết kế chi tiết: Do giới hạn thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, phần thiết kế kỹ thuật và biện pháp tổ chức thi công chi tiết chỉ tập trung cho đoạn tuyến $1\text{ km}$ đầu tiên (từ Km0+00 đến Km1+00); các đoạn còn lại của tuyến A - B mới chỉ dừng ở mức độ thiết kế cơ sở.
- Về dữ liệu địa chất và thủy văn: Các thông số tính toán dựa trên số liệu khảo sát sơ bộ từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000. Trong giai đoạn lập bản vẽ thi công thực tế ngoài hiện trường, cần tiến hành khoan thăm dò địa chất công trình bổ sung tại các vị trí đào sâu, đắp cao và các vị trí đặt cống thoát nước để cập nhật chính xác chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đá.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng tham khảo: Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cầu đường, Kỹ thuật Công trình Giao thông thuộc các trường đại học khối kỹ thuật trong quá trình làm đồ án môn học (Thiết kế đường ô tô, Thi công đường) và Đồ án tốt nghiệp kỹ sư cầu đường.
- Nội dung giá trị nhất:
- Quy trình chi tiết tính toán quy đổi lưu lượng giao thông phức hợp về trục xe tiêu chuẩn $100\text{ kN}$ và tính toán $N_e$ tích lũy 15 năm theo 22 TCN 211-06.
- Các bảng tính toán đưa hệ nhiều lớp về hệ hai lớp tương đương để kiểm toán độ võng đàn hồi và ứng suất cắt trượt nền đất.
- Trình tự công nghệ thi công từng lớp móng cấp phối đá dăm và các lớp bê tông nhựa chặt.
Câu hỏi thường gặp
1. Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường A - B được xác định là cấp nào và căn cứ vào tiêu chuẩn nào?
Tuyến đường được xác định là Đường cấp III miền núi với vận tốc thiết kế $V_{tk} = 60\text{ km/h}$, căn cứ theo Tiêu chuẩn Thiết kế Đường ô tô TCVN 4054:2005, dựa trên lưu lượng xe quy đổi năm thứ 15 đạt $N_{15} = 3786\text{ xcqđ/ngđ}$ và điều kiện địa hình đồi núi sườn dốc thoải.
2. Tổng số trục xe tiêu chuẩn tích lũy $N_e$ trong 15 năm trên một làn xe là bao nhiêu và yêu cầu gì đối với lớp mặt?
Tổng số trục xe tiêu chuẩn $100\text{ kN}$ tích lũy trong 15 năm trên một làn xe là $N_e = 1.464.207\text{ trục/làn}$. Do $N_e > 1.0 \times 10^6$ trục, tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 quy định tầng mặt phải là loại cấp cao A1 với tổng bề dày tối thiểu của hai lớp bê tông nhựa là $9\text{ cm}$ (đồ án chọn $14\text{ cm}$ gồm lớp $6\text{ cm}$ mịn và lớp $8\text{ cm}$ trung).
3. Kết cấu áo đường Phương án I gồm những lớp vật liệu nào?
Phương án I có tổng bề dày $54\text{ cm}$, cấu tạo từ trên xuống gồm:
- Lớp mặt 1: Bê tông nhựa chặt loại I hạt mịn dày $6\text{ cm}$ ($E = 420\text{ MPa}$, $R_{ku} = 2.0\text{ MPa}$).
- Lớp mặt 2: Bê tông nhựa chặt loại I hạt trung dày $8\text{ cm}$ ($E = 350\text{ MPa}$, $R_{ku} = 0.8\text{ MPa}$).
- Lớp móng trên: Cấp phối đá dăm gia cố xi măng dày $14\text{ cm}$ ($E = 600\text{ MPa}$).
- Lớp móng dưới: Cấp phối đá dăm loại I dày $26\text{ cm}$ ($E = 300\text{ MPa}$).
4. Kết quả kiểm tra mô đun đàn hồi chung của kết cấu Phương án I đạt bao nhiêu so với yêu cầu?
Mô đun đàn hồi tính toán của kết cấu đạt $E_{ch} = 459\text{ MPa}$, vượt yêu cầu tối thiểu tính toán $E_{yc}^{tt} = K_{cd}^{dv} \times E_{yc} = 1.17 \times 172.69 = 202.05\text{ MPa}$, đảm bảo đủ cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.
5. Vị trí và thông số kỹ thuật của công trình cống được thiết kế chi tiết trong Phần II là gì?
Công trình cống được thiết kế chi tiết nằm tại lý trình Km0+800, là loại cống tròn bê tông cốt thép có đường kính trong $d = 1.5\text{ m}$, bao gồm đầy đủ thiết kế móng cống, mối nối, tường đầu, tường cánh gà và gia cố chống xói thượng - hạ lưu.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế mới tuyến đường ô tô qua 2 điểm A - B" của sinh viên Lê Minh An đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung chuyên môn của một dự án công trình đường bộ cấp III miền núi. Các giải pháp kỹ thuật từ bình đồ, trắc dọc, thủy công đến kết cấu áo đường mềm đều được tính toán và kiểm toán cơ học chặt chẽ theo tiêu chuẩn TCVN 4054:2005 và 22 TCN 211-06. Phần thiết kế tổ chức thi công đưa ra các quy trình công nghệ cụ thể cho từng hạng mục nền, cống và mặt đường bê tông nhựa, bảo đảm tính khả thi thực tế và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của công trình.