ĐỀ 4:

Câu 1:Lựa chọn hệ số lực ngang

Lực ngang , tùy theo hệ số của nó có thể ngay ra những hậu quả như lật đổ xe , làm xe trượt ngang trên mặt đường gây cảm giác khó chịu cho hành khách và lái xe , làm tiêu hao thêm nhiên liệu và hòa mòn nhanh săm lốp.

Để lựa chọn hệ số lực ngang tính toán , cần phân tích đầy đủ các mặt trên .

Điều kiện ổn định chống lật

Cân bằng giữa mômen llật và mômen giữ ta có :

Y .h =G( ) (2-7)

Trong đó :

h- chiều cao của trọng tâm xe

b - Khoảng cách giữa hai bánh xe

-Độ lệch trọng tâm so với tâm hình học của khoảng cáchhai bánh xe

Kết hợp giữa (2-4) và (2-7) ta có :

 = ( (2-8)

Theo thực nghiệm  =0.2b , tỷ số b/2h của xe con là 2 3 cảu xe buýt là 1,4 2 .

Theo trị ssố an toàn nhỏ nhất , ta cso điều kiện để xe không lật là  0.6

Điều kiện ổn định chống trượt ngang

Khi xe chạy trên đường cong , trên bánh xe có lực ngang Y tác dụng , theo chiều chiều chuyển động có lựu kéo hoặc lực hãm tác dụng (P) . Lực tổng hợp Q về nguyên tắc không được vượt quá lực bám (G.).

Điều kiện để xe không bị trượt ngang là :

Q = G. (2-9)

Trong đó:

G-tải trọng tác dụng lên bánh xe ;

- Hệ số ma sát bám , lấy theo bảng 2-1 .

Tải trọng giữa các bánh xe phân bố không đều , do lực li tâm , bánh xe bên trong chịu tải trọng nhẹ hơn bánh xe bên ngoài .

Hệ số bám tổng hợp có thể phân theo hai hướng ngang và dọc (2 và 1) . Tương quan giữa lực bám ngang và bám dọc thể hiện trên hình (2-2)

Hình 2-2 Tương quan giữa lực bám ngang và bám dọc

Để xe chạy trên đường cong thẳng không bị trượt thì yêu cầu : G.2 > Y , Từ đó ta có : 2 >Y/G = , Tức là hệ số lực ngang không được lớn hơn 2 .(hệ số bám ngang)

Hệ số bám ngang 2 lại phụ thhuộc vào 1 (Khi xe chạy trên dốc hay khi lực hãm lớn thì nguy cơ trượt cao hơn).

Theo TSKH. A.V.Makanốp , lực bám dọc nên chiếm (0.7 0.8) lực bám tổng hợp , giới hạn cho phép của hệ số ngang khi chống trượt là  0.12 với mặt đường ẩm , bẩn ,  0.24, với mặt đường ẩm sạch và  0.36 với mặt đường khô .

Điều kiện về êm thuận và tiện nghi với hành khách

Khi chịu tác dụng của lực li tâm , hành khách cảm thấy khó chịu , có cảm giác xe bị lật đổ . Kết quả điều tra xã hội học về vấn đề này như sau :

-Khi  0.1 : Hành khách khó nhận biết là xe vào đường cong.

-Khi =0.15 : Hành khách bắt đầu nhận thấy xe đã vào đường cong.

-Khi =0.2 :Hành khách cảm thấy có đường cong và hơi khó chịu . Người lái lúc này muốn giảm tốc độ xe chạy .

-Khi =0.3 : Hành khách cảm thấy bị xô dạt về một phía .

Về phương diện êm thuận của hành khách , hệ số lực ngang không nên chọn lớn hơn 0.15 . Trong điều kiện khó khăn, khi hành khách có chuẩn bị( Ví dụ khi xe chạy vào nút giao thông , hành khách biết trước ) thì có nước cho phép chọn =0.21 .

Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp

khi xe chạy trên đường cong bánh xe hợp với trục của xe một góc  . Do đó lực li tâm , bánh xe lệch sang một bên và khi quay không quay hết góc  được mà chịu một góc lệch  so với trục chhuyển độngcủa xe .

Theo các nghiên c ứu thực nghiệm , góc lệch  rất nhỏ và tỷ lệ tuyến tính với lực ngang với Y ( với xe tải  = 4 50 , xe con  = 3 40) :

 = (2-9)

 = (2-9)'

Trong đó : Kn là hệ số cản biến dạng ngang của lốp xe , hệ số kn phụ thuộc vào độ đàn hôi của lốp [ kg/ độ]

-Với xe con : Kn = 40 70 (kg/ độ )

-Với xe tải : Kn = 110 200 (kg/ độ)

Góc lệch  càng lớn thì nhiên liệu tiêu hao càng nhiều và lốp xe chóng hỏng .

Để săm lốp và nhiên liệu đảm bảo về mặt kinh tế , hệ số lực ngang hạn chế là  =0.1.

Lựa chọn hệ số lực ngang

Khi thiết kế đường ôtô cần phải đảm bảo điều kiện an toàn , tiện nghi và kinh tế . Để giải quyết mau thuẩn đó , trong mọi trường hợp phải chọn bánh kính cong lớn, chọn hệ sô lực ngang càng nhỏ càng tốt .

Trường hợp bất đắc dĩ mới dùng các hệ số lực ngang hạn chế .

Tổng hợp cả bốn điều kiện hạn chế trên , ta có thẻ chọn hệ sô lực ngang tính toán theo bảng 2-2 .

Qui trình Việt Nam và Liên xô (cũ) hướng dẫn tính toán cho mặt đường ướt , không ẩm trơn lấy trị sô tính toán của hệ số lực ngang trong điều kiện khó khăn là =0.15 (dùng độ dốc siêu cao lớn nhất)

Khi xe chạy trong thành phố tốc độ thay đổi nhiều , qui trình Mỹ cho phép giảm điều kiện tiện nghi , tăng hệ số lực ngang , khi xe chạy vào nút giao thông hoặc trong trường hợp cưỡng bức có thể dùng =0.21 .

Qui trình Pháp qui định chọn hệ số lực ngang theo tốc độ xe chạy như trong bảng

Câu 2: Các yêu cầu với nền đường

Khái niệm

Nền đường ôtô là một công trình bằng đất có tác dụng :

-Khắc phục địa hình tự nhiên nhằm tạo nên một dải đủ rộng dọc theo tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc , trắc ngang đáp ứng được điều kiện chạy xe an toàn ,thuận lợi , kinh tế .

-Làm cơ sở cho áo đường , có ảnh hưởng lớn đến cường độ và tình trạng khai thác của lớp áo đường .

Các yêu cầu khi thiết kế nền đường

Nền đường phải đảm bảo ổn định toàn khối , nghĩa là kích thước và hình dạng không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe . Các hiện tượng mất ổn định toàn khối là trượt lở mái ta luy , lún sụt nền đắp , trượt phần đắp trên sườn dốc .

Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định , để không bị phá hoại dưới tác dụng của áp lực bánh xe .

Nền đường phải đảm bảo ổn định về cường độ : cường độ nền đường không được thay đổi theo thời gian , theo điều kiện thời tiết khí hậu , một cách bất lợi .

Các nguyên nhân phá hoại nền đường

Sự phá hoại của thiên nhiên như mưa , tích nước hai bên nền đường , làm giảm cường độ của đất ở ta luy nền đường và bên trong nền đường dưới phần xe chạy , nước mưa và nước chảy xói lở bề mặt và chân ta luy ... gây mất ổn định toàn khối và ngấm vào nền đất gây mất ổn định cường độ .

Điều kiện địa chất và thủy văn không tốt , nước ngầm chảy lôi theo đất gây hiện tượng xói ngầm và thấm , giảm cường độ của đất .

Tác dụng của tải trọng xe chạy.

Tác dụng của tải trọng bản thân nền đường (trường hợp nền đường đất yếu hoặc độ dốc mái lớn ) .

Thi công không đảm bảo chất lượng (lén ép không đủ , dùng đất xấu để đắp...)

Trong các nguyên nhân trên , tác dụng phá hoại của nước (nước mặt , nước ngầm) đối với đường là chủ yếu nhất.

Để đảm bảo được các yêu cầu khi thiết kế nền đường cần nắm vững điều kiện tự nhiên (địa hình , địa chất , khí tượng thủy văn...) , áp dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp , các biện pháp cấu tạo có lợi về mặt cơ học(giảm độ dốc mái taluy , hạ chiều cao ta luy , tăng yêu cầu đầm nén , làm tường chắn chống đỡ...) kết hợp với các biện pháp hạn chế tác dụng xấu của nước và các yếu tố tự nhiên khác .