THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

KHOA CƠNG TRÌNH-BỘ MƠN ĐƯỜNG BỘ MƠN: THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG NHÓM 10 1.3 NỘI DUNG VÀ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 1.4 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY TÁC DỤNG LÊN MẶT ĐƯỜNG MỀM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN CƠ CHẾ LÀM VIỆC CỦA NỀN ĐẤT VÀ VẬT LIỆU ÁO ĐƯỜNG 1.5 CÁC HIỆN TƯỢNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM VÀ NGUN LÝ TÍNH TỐN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG MỀM 1.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 1.7 CÁC HIỆN TƯỢNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG VÀ NGUN LÝ TÍNH TỐN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG CỨNG 1.3 nội dung nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường 1.3.1 Trình tự thiêt kế áo đường: Bước Đề xuất phương án cấu tạo áo đường, phương án có tầng mặt, tầng móng, số lớp vật liệu khác nhau, cấu trúc công nghệ thi công hác nhau, phương án đầu tư lần hay phân kì đầu tư, - thiết kế cấu tạo phương án kết cấu áo đường Bước Tính tốn kiểm tra cường độ chung cường độ lớp kết cấu áo đường, xác định bề dày lớp kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn giới hạn cho phép Bước Tính tốn luận chứng kinh tế - kỹ thuật, so sánh phương án để lựa chọn phương án kết cấu áo đường tối ưu thỏa mãn yêu cầu kết cấu áo đường, yêu cầu tận dụng vật liệu địa phương, phù hợp với công nghệ thi công khả tu bảo dưỡng, Bước Tet Tính tốn thiết kế tỷ lệ phối hợp thành phần hat tỉ lệ phối hợp vật liệu hạt khoáng vơi chất liên kết cho loại vật liệu sử dụng kiểm nghiệm đặc trưng học vật liệu để đưa yêu cầu cụ thể đói với vật liệu sử dụng cho lớp kết cấu phương án chọn Chọn loại mặt áo đường B Về bề dày tầng lớp C A Chọn loại tầng móng Concept Các kết luận thơng qua phân tích trạng thái ứng suất biến dạng D D B Tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể mặt đường Về mô đun đàn hồi tầng lớp Ý nghĩa V.v Duy tu bảo dưỡng Cấp đường 1.Chọn loại tầng mặt áo đường công nghệ thi công Lưu lượng xe Tốc độ thiết kế Điều kiện vật liệu Khí hậu 2, chọn loại tầng móng Chọn loại Tầng Chọn móng loại tầng tầng gồmmóng móng nhiều lớp Điều kiện đường Địa chất Thuỷ văn Vật liệu Địa phương Các nguyên tắc chọn loại tầng móng Nên bố trí lớp cường độ giảm dần theo chiều sâu Tỷ số mô dun đàn hồi lớp ko vượt 5-6 lần Số lớp không nên nhiều Về mô đun đàn hồi tầng lớp Mô đun lớp nên đạt yêu cầu sau Nền đường có E0 >= 200 daN/cm2 CBR >= 67% ; đường cấp >= III phải có E0 >= 400 daN/cm2 Lớp đáy áo đường có mơ đun đàn hồi E >= 500 daN/cm2 số CBR >= 10% ( tùy theo loại đất ); Lớp móng nên có CBR >= 30% - Lớp móng nên có CBR >= 80% Tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể mặt đường Tức phải sử dụng biện pháp tổng hợp để nâng cao cường độ đất, tạo điều kiện thuận lợi cho đất tham gia chịu tải với áo đường Các kết ln thơng qua phân tích trạng thái ứng suất biến dạng: Nếu MĐĐH đất tăng 20% hiệu giảm độ võng chung kết cấu tương đương với việc MĐĐH tầng móng tăng thêm 100% Tăng mô đun tầng móng cần thiết muốn giảm ứng suất kéo – uốn đáy tầng mặt  Không nên bố trí bề dày mặt lớp bê tong dày từ 46cm mà tổng bề dày lớp mặt rải nhựa phải 15cm đường cao tốc 10cm đối đươg cấp III trở lên Việc tăng bề dày áo đường không giảm ứng suất cắt lớn tmax xuất lớp mặt Về bề dày tầng lớp Các lớp nên làm mỏng, lớp dày để tiết kiệm Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn tính tốn 15 năm kể từ đưa mặt đường vào khai thác xe (trục xe/ ) Bề dày tối thiểu tầng mặt cấp cao A1 (cm)  0,1.106 (5)  0,1.106 (5)  0, 5.106  1.106 (5)  2.106 10 (5)  4.106  6.106  9.106 12,5 (7,5) (5) 15,0 (10) 20,0 (10) + Sự biến đổi nhiệt độ theo mùa làm nhiệt độ thân BTXM tăng giảm không giãn co tự phát sinh ứng suất lớn ,gây vết nứt +Sự biến đổi nhiệt độ ngày đêm BTXM dẫn đến chênh lệch nhiệt độ mặt tấm,gây tượng bị uốn vồng ,gây vết nứt + Hiện tượng uốn vồng diễn liên tục theo chu kỳ ngày đêm ,ứng suất uốn vồng luôn đổi dấu dẫn đến tượng bê tông bị mỏi nhiệt gây nứt dẫn đến phá hoại Như phải bố trí lớp tạo phẳng bề mặt lớp mỏng để giảm ma sát bố trí khe co dãn với khoảng cách thích hợp để dễ dàng dịch chuyển không gây rạn nứt 1.7.2 Ngun lý tính tốn cường độ đường cứng Áo đường cứng thiết kế dựa theo lý thuyết “tấm mỏng đàn hồi” đồng thời có xét đến thay đổi nhiệt độ nhân tố khác gây với bê tông.Sự làm việc đàn hồi đáy giả thiết “mơ hình winkler mơ hình bán vơ hạn đàn hồi Phương pháp tính westergard dựa vào mơ hình winkler -Phương pháp tính sheckter dựa vào mơ hình bán vơ hạn đàn hồi • 1.7.2.1 Phương pháp Westergard   • - Các giả thiết : • + Xem BTXM vật thể đàn hồi đẳng hướng tn theo giả thiết tiết diện thẳng • + Tính tốn BTXM với vị trí đặt tải trọng : • Tải trọng đặt • Tải trọng đặt góc • Tải trọng đặt cạnh • - Dựa sở hệ số k ( xem móng hệ lị xo), hệ số wincle • Hình 1: Các trường hợp tác dụng tải trọng điển hình BTXM ( D=2 • Để   xác định k ta tiến hành thí nghiệm đặt ép cứng có đừng kính 76cm, tác dụng tải trọng P • Tăng dần lực P đến độ lún – móng 1,27cm đọc giá trị P • Hệ số : kL’ • Tính tốn cho trường hợp: • +TH1: Khi tải trọng đặt • • +TH2: Khi tải trọng đặt cạnh • • +TH3: Khi tải trọng đặt góc •) • Trong :   • : Bán kính vệt bánh xe tương đương • P: Lực tác dụng • h: Chiều dày BTXM • • • • : Hệ số Poisson bê tông, l= L: Độ cứng chống uốn BTXM K: Hệ số • So sánh kết với kết đo ứng suất thực tế cho thấy: • +Trường hợp 2: ≥0,5h (2 • Trường hợp 3: Ứng suất đo thực tế lớn tính tốn lý thuyết   khoảng 30-50% phải hiệu chỉnh cơng thức xác định sau: •) • Nhận xét: • Phương pháp tính ứng suất vị trí đặt tải trọng, khơng tính Ưs tải trọng đặt lân cận vị trí tính tốn, phản ánh khơng điều kiện làm việc BTXM có kích thước thơng thường • 1.7.2.2 Phương pháp Sheckter • Hình 2: Sơ đồ tính tốn momen uốn tải trọng tập trung tác dụng cách tiết diện tính tốn khoảng cách r sinh • a-trong tọa độ cực, b- tọa độ x,y • -  Dưới tác dụng tải trọng phân bố diện tích hình trịn có bán kính , vị trí đặt tải xuất momen tiếp tuyến momen pháp tuyến có độ lớn : • -Dưới tác dụng tải trọng tập trung cách điểm tác dụng tải trọng khoảng r, xuất momen tiếp tuyến momen pháp tuyến có độ lớn: • =(A+B)P • Trong đó:   • P: Tải trọng tác dụng • : Bán kính vệt bánh xe tương đương • C: Hệ số phụ thuộc vào tích số (a.) tra bảng • A,B: Hệ số phụ thuốc vào tích số (a.r) tra bảng • a: Đặc trưng đàn hồi BTXM, xác định sau: • a= • hệ số poisson - móng • : hệ số poisson bê tơng • r: khoảng cách từ vị trí tác dụng tải trọng đến vị trí tính tốn nội lực • Để   thuận lợi cho việc tính tốn chuyển nội lực từ hệ tọa độ cực sang hệ trục tọa độ Decat vng góc: • + • + • Từ tìm momen tổng hợp lớn M ứng suất kéo uốn xuất tầm BTXM: • Hình 3: sơ đồ tính tốn momen uốn có xét đến ảnh hưởng bánh xe bên cạnh • Nhận xét phương pháp: • - Phương pháp khơng tính ứng suất vị trí đặt tải trọng mà cịn tính Ưs tải trọng đặt cách vị trí tính tốn khoảng r gây • - Phương pháp khơng tính cho trường hợp tải trọng đặt cạnh góc Quy trình hành Việt Nam 22TCN223-95 phương pháp lý thuyết –thực nghiệm dựa vào kết lời giải westergard sheckter Ngoài giới phổ biến sử dụng phương pháp thực nghiệm – kinh nghiệm hướng dẫn AASHTO THANK FOR WATCHING!!! ... 1.6.3: SỬ DỤNG CATALOG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Ở nước thiết lập mẫu Catalog kết cấu mặt đường, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, khí hậu, tình trạng giao thơng, trình độ cơng nghệ Các bảng Catalog định... lâu dài chất lượng kết cấu áo đường 1.6.3: SỬ DỤNG CATALOG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Dưới số Catalog kết cấu mặt đường điển hình - Kết cấu định hình ( Catalog 1997) xây dựng Pháp - Kết cấu định hình trung... với công nghệ thi công khả tu bảo dưỡng, Bước Tet Tính tốn thiết kế tỷ lệ phối hợp thành phần hat tỉ lệ phối hợp vật liệu hạt khoáng vơi chất liên kết cho loại vật liệu sử dụng kiểm nghiệm đặc