ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG _ SINH VIÊN: NGÔ XUÂN HẢI MÃ SINH VIÊN: 60563 LỚP: 63CDE STT: 17 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VĂN BÍCH Hà Nội, 20/04/2022 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Mặt đường phận trực tiếp chịu phá hoại thường xuyên phương tiện giao thông yếu tố môi trường tự nhiên, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vận hành khai thác đường giá thành xây dựng cơng trình u cầu áo đường Đối với đường cấp IV đồng đồi, tốc độ thiết kế V=60 Km/h - Độ nhám: Lớp phải có lớp tạo nhám để đảm bảo chiều sâu rắc cắt trung bình Htb (mm) đạt tiêu chuẩn quy định theo Bảng 28[TCVN4054-05] Bảng 1-1 Yêu cầu độ nhám mặt đường Tốc độ thiết kế Vtk (Km/h) Chiều sâu rắc cát trung bình Htb (mm) 60  V < 80 Đặc trưng độ nhám bề mặt 0,35  Htb Nhẵn - Độ phẳng: Phải đảm bảo đủ thông qua số độ gồ ghề quốc tế IRI (m/km) quy định Bảng 29 [TCVN4054-2005] Bảng 1-2 Yêu cầu độ phẳng mặt đường theo số IRI Tốc độ thiết kế Vtk (Km/h) Chỉ số IRI yêu cầu (đường xây dựng mới) 60  2.5 Độ phẳng đánh giá thước dài 3,0 m theo 22TCN16-79 Đối với mặt đường cấp cao A1 70% số khe hở phải mm 30% số khe hở lại phải mm Tính tốn kết cấu áo đường mềm theo TCVN 4054-2005 22 TCN 221-06 Sử dụng đơn giá xây dựng tỉnh Quảng Ninh 2018 1.1 Xác định số liệu phục vụ tính tốn 1.1.1 Tải trọng ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Tải trọng tính tốn 1.1.1.1 + Tải trọng trục tiêu chuẩn 100 kN; + Áp lực tính tốn lên măt đường P = 0.6 Mpa; + Đường kính vệt bánh xe 33 cm Các số liệu tính tốn: lưu lượng xe năm thứ 15 1260 xe/ng.đêm Trong : Xe : 40% ; 20% (trục trước 18KN, trục sau 56KN, bánh Xe tải nhẹ : đôi) ; Xe tải trung : 30% (trục trước 25.8KN, trục sau 69.6KN, bánh đôi) ; Xe tải nặng :10% (trục trước 48.2KN, trục sau 100KN, bánh đôi) Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm q = 0,05 (5%) Chỉ xét đến trục có trọng lượng trục từ 25 kN trở lên nên ta xét tới loại xe tải thành phần dòng xe Bảng 1-3 Sự phân bổ tải trọng lên trục loại xe P trục trước P trục Số trục sau(kN) sau (kN) Loại xe Số bánh cụm bánh trục sau K/c trục(m) Xe - - - - Tải nhẹ 18 56 Cụm bánh đôi Tính tốn tương tự cho trường hợp sau Ta có bảng đây: Tra tốn đồ h3 h3/D 12 0,364 13 0,394 Ech3/E3 Tra toán đồ Ech4/E3 Ech4 Ech4/E4 0,172 103,2 0.41 0,164 98,4 0.39 0,247 E0/E4 h4/D h4 Chọn 0,87 28.71 29 0,81 26.73 27 0,18 14 0,424 0,156 93.6 0.37 0,74 24,42 25 15 0,455 0,147 88.2 0.35 0,64 22,77 23 Dựa vào đơn giá xây dựng Liên sở Tài chính- Xây dựng tỉnh Quảng Ninh quý II năm 2018 ta tính giá thành xây dựng giải pháp móng sau: Đơn giá xây dựng tỉnh Quảng Ninh quý II năm 2018: Danh mục đơn giá Mã hiệu Đơn vị Vật liệu Nhân công Máy Đơn giá 42.858.380 Đá gia cố xi măng trạm trộn 30m3/h, tỷ lệ xi măng 5% AD.12320 100m3 18.936.157 7.141.380 4.307268 Cấp phối đá dăm loại II AD.11212 100m3 1.082.400 2.352.320 23.406.170 9.230.000 18 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Bảng giá thành giải pháp phương án móng II Đá gia cố 6% xi măng Cấp phối đá dăm loại II h3 (cm) Giá thành h4 (cm) Giá thành Tổng giá thành 12 5.143.006 29 6.553.728 11.696.734 13 5.571.589 27 6.085.604 11.656.893 14 6.000.173 25 5.617.481 11.617.654 15 6.428.757 23 5.349.357 11.778.114 Giải pháp Kiến nghị chọn giải pháp có giá thành 100m2 rẻ tiện cho thi công nhất: giải pháp có h3= 14cm; h4=25cm, có giá thành 11.617.654 đồng/100m2 rẻ =>kết luận: Qua so sánh giá thành phương án móng chọn phương án I: lớp cấp phối đá dăm loại I có chiều dày h3=16cm; lớp cấp phối đá dăm loại II có chiều dày h4= 30 cm; giá thành 9,565,546 đồng/100m2 để đưa vào xây dựng Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung trình bày đây: Ech = 148.75 1.3 Lớp mặt H1 = cm; BTN(Đá dăm ≥ 50%) , E2 = 420 (MPa) Lớp mặt H2 = cm; BTN(Đá dăm ≥ 35%) Lớp móng H3 = 16 cm; Cấp phối đá dăm loại I, E3 = 300 (MPa) Lớp móng H4 = 30 cm; Cấp phối đá dăm loại II, E4 = 250 (MPa) Nền đất Nền đất sét ; E0 = 46 (MPa) E2 = 350 (MPa) Tính tốn kiểm tra kết cấu áo đường 1.3.1 Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn Để kiểm tra tính ổn định kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn, điều kiện là: Ech  K cddv Eyc - Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ lớp cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường lớp từ lên theo công thức: 19 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ 1 + k t /  Etb = E1    1+ k  k= ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG h2 E ; t = ; Htb = h1 + h2 E1 h1 Bảng 1-8 Kết tỉnh độ võng đàn hồi STT Lớp vật liệu (từ xuống) Ev (MPa) t= E2/E1 hi (cm) k= h2/h1 Htb (cm) E'tb (MPa) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) 420 1.504 0.082 53 288.61 BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) 350 1.295 0.140 49 279.25 Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 18 0.720 43 270.19 Cấp phối đá dăm loại II 250 0.000 25 0.000 25 250.00 Với H/D = 53/33 = 1,606 nên trị số Etbtt kết cấu nhân thêm hệ số điều chỉnh  tra bảng  = 1,186 (3-6:22TCVN211-06) 𝐻 = { 𝐸0𝐷 = Etb 53 = 1,606 33 46 342.29  = 0,134 𝐸𝑐ℎ1 Etb = 0,519 (Tra toán đồ Kogan)  Ech1 = 0,519 x 342.29 = 177.65 (MPa) Với E1 = Etb Mà K cddv Eyc = 1,1 x 152,59=167,84 (MPa) Ta thấy điều kiện: Ech1 = 177,65 > K cddv Eyc = 167,84  Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi 1.3.2 Kiểm tra theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất - Để kiểm tra tính ổn định kết cấu áo đường theo điều kiện cân giới hạn trượt đất, điều kiện là: Tax + Tav  C tt K cdtr Trong đó: Tax = ứng suất cắt hoạt động lớn tải trọng bánh xe tính tốn gây đất lớp vật liệu dính (MPa) Tav = ứng suất cắt hoạt động tải trọng thân lớp vật liệu nằm gây điểm xét (MPa) 20 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG K trcd = hệ số cường độ chịu cắt trượt chọn tùy thuộc vào độ tin thiết kế Với đường cấp IV, hai xe chọn độ tin cậy 0.9 → K trcd = 0,94 Ctt = Lực dính tính tốn đường vật liệu dính (MPa) trạng thái độ ẩm, độ chặt tính tốn Đổi lớp kết cấu áo đường lớp có bảng tính tốn Kết tính toán thể bảng sau: STT Lớp vật liệu (từ xuống) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II Etr (MPa) 300 250 300 250 t= E2/E1 1.121 0.925 1.200 0.000 hi (cm) 18 25 k= h2/h1 0.082 0.140 0.720 0.000 Htb (cm) 53 49 43 25 E'tb (MPa) 270.01 267.65 270.19 250.00 Với H/D =53/33 =1,606 nên trị số Etbtt kết cấu nhân thêm hệ số điều chỉnh  tra bảng  = 1,186 Vậy Etb = 1,186 x 270,1 = 320,24 (MPa) - Xác định ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính tốn gây đất Tax: H/D =63/33 = 1,606 𝐸𝑡𝑏 𝐸0 = 320,24 46 = 6.962 Với góc  = 270 Tra tốn đồ Hình 3-2(22TCN211-06) (tốn đồ tìm ứng suất cắt chủ động ax lớp hệ hai lớp lớp làm việc) có: 𝜏ã𝑥 𝑝 = 0,0147(MPa) - Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tỉnh toán gây ra: 𝜏ã𝑥 = 0,0147 × 0.6 = 0.0088 - Xác định ứng suất cắt hoạt động Tav trọng lượng thân mặt đường Từ H = 61 cm,  = 270 → Tra tốn đồ Hình 3-4(22TCN211-06) (tốn đồ tìm ứng suất cắt chủ động trọng lượng thân mặt đường) có: av = -0,0016 (MPa) -Ứng suất cắt hoạt động đất: ax + av = 0,0088 - 0,0016 = 0,0072 (MPa) -Xác định trị số Ctt theo cơng thức 3-8 (22TCN211-06) ta có: 21 ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CẦU ĐƯỜNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Ctt = C k1 k2 k3 Trong đó: k1: Hệ số xết đến giảm khả chống cắt tác dụng tải trọng động gây dao động k1 = 0,6 k2: Hệ số an tồn xét đến làm việc khơng đồng kết cấu K2 xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi theo bảng 3-8 [22TCN211-06]  k2 = 0,8 (Ntt =410,77 trục