ĐỒ án môn học THIẾT kế nền mặt ĐƯỜNG các GIẢI PHÁP THIẾT kế ổn ĐỊNH nền ĐƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ-ĐƯỜNG ĐÔ THỊ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG STT: SINH VIÊN THỰC HIỆN: MSSV: LỚP: 22 PHẠM XUÂN HUY 101263 63CDE GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYỄN VĂN BÍCH Hà Nội, 04/05/2022 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG MỤC LỤC CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 2.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ VỚI ÁO ĐƯ 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2.Yêu cầu 2.2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ 2.2.1.Số liệu đất 2.2.2.Yêu cầu độ nhám độ phẳng kết cấu áo đường 2.2.3.Số liệu tải trọng trục xe 2.2.3.1 Tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn 2.2.3.2 Quy đổi số tải trọng trục xe khác số tả 2.2.3.3 Số trục xe tính tốn xe 2.2.3.4 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy chuẩn/làn) 2.3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 2.3.1.Chọn loại tầng mặt 2.3.2.Các đặc trưng củavật liệu kết cấu áo đường 2.3.3.Xác định modun đàn hổi yêu cầu Eyc 2.3.4.Xác định hệ số cường độ độ võng 2.4 PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ TẬP TRUNG 2.4.1.Dự kiến kết cấu áo đường 2.4.1.1 Chọn kết cấu tầng mặt 2.4.1.2 Chọn kết cấu tầng móng 2.4.2.Chọn phương án móng 2.4.2.1 Phương án 2.4.2.2 Phương án 2.4.2.3 Kết luận : so sánh hai phương án 2.5 KIỂM TỐN ÁO ĐƯỜNG 2.5.1.Kiểm tốn theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép 2.5.2.Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất lớp vật liệu dính kết 2.5.2.1 Kiểm tra đất 2.5.2.2 Kiểm tra lớp : cấp phối thiên nhiên loạ 2.5.3.Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn vật liệu liền khối 2.5.3.1 Kiểm tra lớp : BTNC 12,5 i Đ THIẾT 2.5.3.2 2.5.4 2.6 2.6.1 2.6.1.1 2.6.1.2 2.6.2 2.6.2.1 Kiểm tra lớp : BTNC 19 Kết luận PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ PHÂN KÌ Phương án đầu tư phân kỳ: Kết cấu năm đầu (với ) Kết cấu 10 năm sau (với ) Kiểm toán phương án đầu tư phân kỳ Kiểm tra cường độ trung kết cấu th 26 Kiểm tra tiêu chuẩn cắt trượt Kiểm toán phương án đầu tư phân kỳ 10 Kiểm toán theo độ võng đàn hồi cho phé = = 2.6.2.2 2.6.3 2.6.3.1 ii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 2-1 Mặt cắt kết cấu áo đường phương án 12 Hình 2-2 Mặt cắt kết cấu áo đường phương án 12 Hình 2-3 Sơ đồ chuyển từ hệ lớp hệ lớp 15 iii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Đặc trưng tính tốn đất Bảng 2-2 Yêu cầu độ nhám mặt đường (theo 22TCN 278) Bảng 2-3 Yêu cầu độ phẳng mặt đường theo số IRI 277) Bảng 2-4 Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn Bảng 2-5 Thành phần dòng xe Bảng 2-6 Dự báo thành phần giao thông năm đầu sau đưa đường vào khai thác sử dụng Bảng 2-7 Bảng tính số trục xe quy đổi số trục tiêu chuẩn 100kN Bảng 2-8 Các đặc trưng vật liệu kết cấu áo đường Bảng 2-9 Các thông số vật liệu phương án Bảng 2-10 Tính tốn chiều dày lớp vật liệu phương án Bảng 2-11 Giá thành vật liệu phương án Bảng 2-12 Các thông số vật liệu phương án Bảng 2-13 Tính tốn chiều dày lớp vật liệu phương án Bảng 2-14 Giá thành vật liệu phương án Bảng 2-15 Bảng thơng số tính tốn Etb (kiểm tốn võng) Bảng 2-16 Bảng thông số tính tốn Etb (kiểm tốn cắt trượt cho đất nền) Bảng 2-17 Bảng thơng số tính toán Etb (kiểm toán cắt trượt cho đất nền) Bảng 2-18 Thành phần dòng xe Bảng 2-19 Dự báo thành phần giao thông năm đầu sau đưa đường vào khai thác sử dụng Bảng 2-20 Bảng tính số trục xe quy đổi số trục tiêu chuẩn 100kN Bảng 2-21 Lớp áo đường mặt đườ Bảng 2-22 Quy đổi lớp KCAD c Bảng 2-23 Các đặc trưng vật iv ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 2.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ VỚI ÁO ĐƯỜNG MỀM       2.1.1    Các tài liệu, tiêu chuẩn thiết kế: Đường ô tô-yêu cầu thiết kế: TCVN 4054-05 [1] Thiết kế đường ô tô tập [2] Áo đường mềm-các yêu cầu dẫn thiết kế: 22TCN 211-06 [3] Mặt đường bê tơng nhựa nóng-u cầu thi công nghiệm thu:TCVN 8819-2011 [4] Lớp kếu cấu áo đường ô tô cấp phối thiên nhiên-vật liệu, thi công nghiêm thu: TCVN 8857:2011 [5] Lớp móng cấp phối đá dăm kết cấu áo đường ô tô-vật liệu thi công nghiệm thu: TCVN 8859:2011 [6] Định nghĩa Áo đường cơng trình đường gồm nhiều tầng lớp vật liệu có cường độ độ cứng lớn so với đường để phục vụ cho xe chạy, chịu tác dụng trực tiếp tải trọng bánh xe chạy phá hoại thường xuyên yếu tố thiên nhiên (mưa, gió, biến đổi nhiệt độ ) Là phận định hiệu xe chạy (an toàn, êm thuận, kinh tế, vận doanh khai thác ) Tác nhân gây phá hoại: - Tải trọng động, trùng phục - 2.1.2    Tác động môi trường (tác động nhiệt, nguồn ẩm ) Yêu cầu Áo đường phải có đủ cường độ tối thiểu ổn định cường độ: - Chống biến dạng thẳng đứng - Chống biến dạng trượt (không sinh biến dạng dẻo) - Chống biến dạng co, dãn chịu kéo uốn nhiệt độ - Chịu bào mòn Áo đường phải đảm bảo đạt độ phẳng định: để giảm sức cản lăn, giảm xóc xe chạy, nâng cao tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu hạ giá thành vận tải Bề mặt áo đường phải có đủ độ nhám cần thiết để nâng cao hệ số bám bánh xe mặt đường để tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn, êm thuận với tốc độ cao ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Độ nhám thể qua lực ma sát bánh xe mặt đường xác định phương pháp:  - Đo độ nhám chiều dài hãm phanh Chiều dài hãm nhỏ độ nhám tốt - Đo phương pháp lắc Anh - Đo phương pháp rắc cát Yêu cầu vệ sinh: bụi tốt, không độc hại 2.2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ 2.2.1 Số liệu đất Giả thiết đất loại sét có lẫn sỏi sạn, có loại hình chế độ thủy nhiệt điều kiện gây ẩm loại Ⅱ (ẩm theo mùa, không đảm bảo thoát nước mặt đất mực nước ngầm sâu) Các tính chất lý chế độ thủy nhiệt loại đất sau đầm lèn với độ ẩm tốt đạt độ chăt yêu cầu với đường Modun đàn hồi loại đất phụ thuộc vào thay đổi vào thay đổi độ ẩm tương đối, đặc trưng đất chọn Bảng B-3 [3]: Bảng 2-1 Đặc trưng tính tốn đất Loại đất Á sét 2.2.2 Yêu cầu độ nhám độ phẳng kết cấu áo đường Với đường cấp Ⅳ miền núi, vận tốc thiết kế Độ nhám: Lớp phải có lớp tạo nhám có cấu trúc vĩ mơ thích hợp để đảm bào chiều sâu rắc cát trung bình Htb (mm) đạt tiêu chuẩn quy định tùy theo tốc độ tính tốn thiết kế mức độ nguy hiểm đoạn đường thiết kế quy định Bảng 28[1] Bảng 2-2 Yêu cầu độ nhám mặt đường (theo 22TCN 278) = 40 − /ℎ : Tốc đ − Độ phẳng: Phải đảm bảo đủ thông qua trị số gồ ghề quốc tế IRI (m/km) theo quy định Bảng 29[1]: Bảng 2-3 Yêu cầu độ phẳng mặt đường theo số IRI Độ phẳng đánh giá thước dài 3,0 Theo 22 TCN 16 Đối với mặt đường cấp cao A1 (bê tông nhựa, bê tông xi măng) 70% số khe hở phải 3mm ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 30% số khe hở cịn lại phải 5mm Đói với mặt đường cấp cao A2 (xem Bảng 26[1]) tất khe hở phải 5mm mặt đường cấp thấp B1, B2 tất khe hở phải 10mm 2.2.3 Số liệu tải trọng trục xe 2.2.3.1 Tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn Khi tính toán cường độ kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn (Kiểm toán ứng suất cắt đất ; kiểm toán ứng suất kéo uốn phát sinh đáy lớp vật liệu ; kiểm toán độ võng đàn hồi), tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn quy định trục đơn tơ có trọng lượng 100 kN tất loại áo đường mềm đường cao tốc, đường ô tô cấp thuộc mạng lưới chung đường đô thị từ cấp khu vực trở xuống Các tải trọng tính tốn tiêu chuẩn hóa Bảng 3.1[3] Bảng 2-4 Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn Tải trọ 2.2.3.2 Quy đổi số tải trọng trục xe khác số tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn Mục tiêu quy đổi quy đổi số lần thông qua loại tải trọng trục i số lần thông qua tải trọng trục tính tốn sở tương đương tác dụng phá hoại với kết cấu áo đường Các số liệu tính tốn : Bảng 2-5 Thành phần dòng xe Thành phần dòng xe Xe Xe tải nhẹ Xe tải trung Xe tải nặng Dựa vào kết điều tra giao thông dự báo thành phần xe năm thứ sau đưa khai thác sử dụng Để phục vụ cho việc tính tốn thiết kế kết cấu áo đường cần quy đổi số trục khai thác trục xe tính tốn tiêu chuẩn loại 100 kN (10 tấn) Bảng 2-6 Dự báo thành phần giao thông năm đầu sau đưa đường vào khai thác sử dụng Loại xe Tải nhẹ Tải trung Tải nặng Tính số trục xe quy đổi trục tiêu chuẩn 100 kN : Việc tính tốn quy đổi thực theo cơng thức 3.1[3] : Trong : - N tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác trục xe tính tốn thơng qua đoạn đường thiết kế ngày đêm chiều (trục/ ngày đêm) ; - ni số lần tác dụng loại tải trọng trục i có trọng lượng trục pi cần quy đổi tải trọng trục tính tốn Ptt (trục tiêu chuẩn trục nặng nhất) Trong tính tốn quy đổi thường lấy n i số lần loại xe i thơng qua mặt cắt ngang điển hình đoạn đường thiết kế ngày đêm cho chiều xe chạy ; - C1 hệ số số trục xác định theo biểu thức 3-2[3] =1+1,2( −1) Với m số trục cụm trục i (cụm trục gồm m trục có trọng lượng trục với cụm bánh đơn cụm bánh đôi m=1,2,3) - C2 hệ số xét đến tác dụng số bánh xe cụm bánh : với cụm bánh có bánh C 2=6,4 ; với cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm bánh) C2=1 ; với cụm bánh có bánh lấy C2=0,38 - C2=6,4 cho trục trước trục sau cho cụm bánh có bánh C2=1 cho trục sau loại cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đơi) Các xe tính tốn có trục trước có bánh, trục sau cụm bánh đơi Bảng 2-7 Bảng tính số trục xe quy đổi số trục tiêu chuẩn 100kN Loại xe Tải nhẹ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 56 = 33 = 1,697 Tra toán đồ Hình 3-1[3], với hai tỷ số ta xác định : ℎ = 0,577  Module đàn hồi chung kết cấu : ℎ= 0,577 = 0,577 × 267,66 = 154,44 Tra tốn đồ Hình 3-5[3] với thông số sau : 1= 1600 = ℎ = 1600 ( ) = 10 ,360 154,44 ℎ = 33 = 0,273 Tra ứng suất kéo uốn đơn vị : [ ] = 2,154 Tải trọng tác dụng : Cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) Do : = 0,85  Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTNC loại I (đá dăm≥35%) = [ ] = 2,154 × 0,6 × 0,85 = 1,099  Theo ta có số trục xe tiêu chuẩn tích lũy suốt thời gian thiết kế (15 năm) :  Với vật liệu kiểm tra BTNC 12,5, hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bị mỏi tác dụng tải trọng trùng phục = 0,85 106 ( 1=   11,11 1: 0,22 = 0,551 Hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết Với vật liệu BTNC loại I, ta có =1 Cường độ chịu kéo uốn tính tốn lớp BTNC 12,5 : =  ụ ) = 0,551 × × 2,8 = 1,543 Độ tin cậy thiết kế 0,85, tra bảng 3-7[3] hệ số cường độ chịu kéo uốn : Do : So sánh : = 1,099 < = 1,714 Vậy kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn 2.5.4 Kết luận Vậy kết cấu áo đường thoản mãn điều kiện kiểm tốn cường độ 22 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 2.6 PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ PHÂN KÌ Hiện nguồn vốn đầu tư cho ngành xây dựng hạn hẹp nên việc tập trung vốn lúc khó khăn Để tận dụng hết khả làm việc vật liệu khắc phục hạn chế trên, ta xét phân kỳ đầu tư cơng trình theo giai đọan Việc đầu tư xây dựng phân kỳ theo giai đoạn đáp ứng cường độ xe chạy tuyến tăng dần theo thời gian khả thông xe Eyc kết cấu áo đường thời kỳ sử dụng Dựa vào lưu lượng xe chạy vào năm tương lai thời gian trung tu, đại tu loại tầng mặt áo đường, ta đề xuất phân kỳ sau : năm đầu mặt đương cấp cao A2 (giai đoạn 1) 10 năm sau tăng cường lên mặt đường cấp cao A1 (giai đoạn 2)  Xác định lưu lượng xe tính tốn năm đầu:  Với thành phần dòng xe Bảng 2-18 Thành phần dòng xe Thành phần dòng xe Xe Xe tải nhẹ Xe tải trung Xe tải nặng Bảng 2-19 Dự báo thành phần giao thông năm đầu sau đưa đường vào khai thác sử dụng Loại xe Tải nhẹ Tải trung Tải nặng  Tính số trục xe quy đổi trục tiêu chuẩn 100 kN : Việc tính tốn quy đổi thực theo cơng thức 3.1[3] : =∑ Trong : 23 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG - N tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác trục xe tính tốn thơng qua đoạn đường thiết kế ngày đêm chiều (trục/ ngày đêm) ; - ni số lần tác dụng loại tải trọng trục i có trọng lượng trục pi cần quy đổi tải trọng trục tính tốn Ptt (trục tiêu chuẩn trục nặng nhất) Trong tính tốn quy đổi thường lấy n i số lần loại xe i thơng qua mặt cắt ngang điển hình đoạn đường thiết kế ngày đêm cho chiều xe chạy ; - C1 hệ số số trục xác định theo biểu thức 3-2[3] =1+1,2( −1) Với m số trục cụm trục i (cụm trục gồm m trục có trọng lượng trục với cụm bánh đơn cụm bánh đôi m=1,2,3) - C2 hệ số xét đến tác dụng số bánh xe cụm bánh : với cụm bánh có bánh C 2=6,4 ; với cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm bánh) C2=1 ; với cụm bánh có bánh lấy C2=0,38 - C2=6,4 cho trục trước trục sau cho cụm bánh có bánh C2=1 cho trục sau loại cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đơi) Các xe tính tốn có trục trước có bánh, trục sau cụm bánh đơi Bảng 2-20 Bảng tính số trục xe quy đổi số trục tiêu chuẩn 100kN Loại xe Tải nhẹ Tải trung Tải nặng Kết tính N=229 (trục xe tiêu chuẩn/ ngày đêm) Ghi : * Vì tải trọng trục 25 kN (2,5 tấn) nên không xét đến quy đổi (xem mục 3.2.3 [3]) Số trục xe tính tốn xe : Số trục xe tính tốn Ntt tổng số trục xe quy đổi trục xe tính tốn tiêu chuẩn thơng qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế ngày đêm xe chịu đựng lớn vào thời kỳ bất lợi cuối thời hạn thiết kế quy định mục 1.2.3 [3] tùy thuộc loại tầng mặt dự kiến lựa chọn cho kết cấu áo đường Xác định Ntt theo biểu thức (3-3)[3] : 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG = (trục/làn.ngày đêm) Trong : Ntk : tổng số trục xe quy đổi từ loại xe trục khác trục xe tính tốn ngày đêm chiều xe chạy cuối năm cuối thời hạn thiết kế fl : hệ số phân phối trục xe tính tốn xe Với đường cấp Ⅳ, phần xe chạy có làn, khơng có dải phân cách lấy fl=0,55 = Vậy = 229 (trục xe tiêu chuẩn/ngày đêm) = , = (trục/làn/ngày đêm) Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế (5 năm đầu): Tỷ lệ tăng xe hàng năm q=6% ta tính Ne theo biểu thức (A-3)[3] : = 5−1 Tìm Eyc: Trị số modun đàn hồi yêu cầu xác định theo Bảng 3-4[3] Bảng 35[3], tùy thuộc vào Ntt phụ thuộc vào loại tầng mặt kết cấu áo đường = max{ , } (Mpa) Trong đó: - : mô đun đàn hồi tối thiểu (theo Bảng 3-5[3]) - : mô đun đàn hồi yêu cầu theo lưu lượng xe tính tốn (theo Bảng 34[3]) Với lưu lượng tính tốn = 126 (trục/ngày đêm/làn) Theo u cầu trên, ta nội suy = 125,25 (Mpa) Với hệ số tin cậy thiết kế=0,85, ta có = 1,06 Do đó, × = 1,06 × 125,25 = 138,86 Áp dụng nguyên tắc phân kỳ đầu tư thiết kế cấu tạo áo đường, dự tính biện pháp tăng cường bề dày, thay đổi kết cấu để nâng cấp áo đường để phù hợp với lưu lượng xe chạy tăng dần theo thời gian 2.6.1 Phương án đầu tư phân kỳ: Ở phương án đầu tư phân kỳ , ta chấp nhận tăng kết cấu áo đường năm ( A2 ) lên lí sau :  Sự chênh lệch trị số mô đun đàn hồi phương án đầu tư lần phương án đầu tư phân kì tương đối lớn  Nếu giai đoạn năm đầu tiên, sử dụng kết cấu áo đường có trị số mô đun đàn hồi Ech đạt yêu cầu lớn trị số (Kdv.Eyc) khoảng 2-3% giai đoạn 10 năm sau, chiều dày lớp mặt bê tông nhựa lớn Điều dẫn đến khó 25 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG thi công giá thành tăng lên cao ( vật liệu bê tông nhựa loại vật liệu đắt tiền ) Với phương án đầu tư phân kỳ, ta giữ nguyên lớp móng phương án đầu tư tập trung 2.6.1.1 Kết cấu năm đầu (với     ) = Lớp láng nhựa nóng hai lớp , ℎ1 = Lớp cấp phối đá dăm loại I , ℎ2 = 15 Lớp cấp phối thiên nhiên loại A , ℎ3 = 41 Đất Á sét Bảng 2-21 Lớp áo đường mặt đường cấp cao A2 cho đầu tư phân kỳ giai đoạn (5 năm đầu) hi 15 41 ∞ 2.6.1.2 Kết cấu 10 năm sau (với ) = Kết cấu cho 10 năm sau nâng cấp từ mặt đường cấp cao thứ yếu A2 lên mặt đường cấp cao chủ yếu A1, ta chọn vật liệu bê tông nhựa làm lớp mặt cho kết cấu 10 năm sau.Cịn lớp móng kết cấu áo đường cũ Kết cấu 10 năm sau sau :  Lớp : h1 = (cm) : BTNC 12,5  Lớp : h2 = (cm) : BTNC 19  Kết cấu áo đường cũ 2.6.2 Kiểm toán phương án đầu tư phân kỳ năm đầu 2.6.2.1 Kiểm tra cường độ trung kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép Theo kết tính tốn trên, ta có modun đàn hồi yêu cầu : (Mpa) Để kiểm tra tính ổn định kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn, điều kiện kiểm tra là: = 125,25 ≥ ℎ 26 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Chuyển hệ nhiều lớp hệ lớp cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường hai lớp từ lên theo công thức: Trong đó: k = Lớp KC Cấp phối thiên nhiên loại A CPĐDL Ⅰ Láng nhựa lớp Với H/D = 56/33 = 1,697 nên trị số kết cấu nhân thêm hệ số điều chỉnh β = f ( ) Tra bảng 3-6 [1] β = 1,194 Vậy: = = 1,194.224,18 = 267,67 Dùng toán đồ Kogan xác định mô đun đàn hồi chung đường với : H { tb ⇒ Ech = 0,577.267,67=154,44(MPa) Với hệ số tin cậy thiết kế=0,85, ta có = 1,06 Eyc = 1,06.125,25 = 133 (MPa) So sánh: ℎ= 154,44 > = 133 ( ) Vậy KCAD đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi 2.6.2.2 Kiểm tra tiêu chuẩn cắt trượt đất lớp vật liệu đính kèm dính kết Kiểm tra đất : Quy đổi lớp vật liệu bên lớp, thể bảng sau : STT 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Với H/D = 56/33 = 1,697 nên trị số kết cấu nhân thêm hệ số điều chỉnh β = f ( ) Tra bảng 3-6 [1] β = 1,194 Vậy: = = 1,194.224,18 = 267,67 Điều kiện kiểm tra: + ax  av Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn Tax = 1,697 Tra toán đồ 3-2 [1]: Ta Tax/p = 0,0167 với tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P = 100 kN nên theo bảng 3-1 [1] ta có áp lực tính tốn mặt đường p = 0,6 MPa   Tax = 0,0167.0,6 = 0,0100 MPa   Xác định ứng suất cắt trọng lượng thân Tav H = 56 cm, φ = 24˚ tra toán đồ 3-4 [5]: Ta Tav = -0,0012 MPa = Tax + Tav = 0,0100 + (-0,0012) = 0,0088 MPa Xác định lực dính tính tốn : Ctt = C.K1.K2.K3 Trong đó: - C: lực dính đất vật liệu dính C = 0,032 (MPa) - K1 : Hệ số xét đến giảm khả chống cắt tác dụng tải trọng trùng phục (K1= 0,6,) - Hệ số xét đến làm việc không đồng kết cấu, với lưu lượng tính tốn làn(Ntt=126 trục/làn.ngày đêm) >100 xe K 2= 0,8 (tra bảng 3-8[3]), - Hệ số xét đến gia tăng sức chống cắt trượt đất , K3=1,5 đất cát  Ctt = 0,032.0,6.0,8.1,5 = 0,023 Độ tin cậy thiết kế =0,85; tra bảng 3-7[3], ta hệ số cường độ cắt trượt: Như vậy: Tax + Tav = 0,0088 (MPa) < = = 0,026 (MPa) - = 0,90 0,023 0,90 Vậy đất đảm bảo điền kiện cân trượt Kiểm tra lớp : cấp phối thiên nhiên loại A : Lớp : 28 STT Vật liệu  Xác định Ech mặt lớp Cấp phối thiên nhiên loại A E1 = Etr vl = 200 (MPa) E0/E1 = 42 / 200 = 0.210 H/D = 41 / 33 = 1.242 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định được: Ech/E1 = 0.550 Module đàn hồi chung kết cấu: Ech = 0.550 × 200 = 110.00 (MPa)  Sử dụng toán đồ 3-2, với tỷ số sau: H/D = 15 / 33 = 0.455 E1/E2 = 300 / 110.00 = 2.727 = 400 Tra được: Tax/p = 0.0683 p= 0.6 (MPa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính tốn gây ra: Tax= 0.0683×0.6 = 0.0410 (MPa)  Sử dụng tốn đồ hình 3-4, với thông số sau: H = 15 (cm) Tra ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav= -0.0011 − Lực dính tính tốn: Trong đó: K1 Ntt K2 − Đất là: Do đó: Vậy: Ctt Độ tin cậy thiết kế Tra bảng 3-7, ta hệ số cường độ cắt trượt: Kcđtr  Kiểm tra điều kiện cắt trượt: Tax + Tav Ctt/Kcđtr Tax + Tav Vậy lớp cấp phối thiên nhiên loại A đảm bảo điều kiện cân trượt 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 2.6.3 Kiểm toán phương án đầu tư phân kỳ 10 năm (với Eyc=162 Mpa) 2.6.3.1 Kiểm toán theo độ võng đàn hồi cho phép Giả thiết mô đun đàn hồi mặt đường cũ sau năm đưa vào khai thác 95% trị số mô đun đàn hồi ban đầu Esau = 95%.Ech = 0,95.154,44 = 147 Mpa Để nâng cấp mặt đường A2, thành mặt đường cấp cao A1 thiết kế năm 15, ta rải lớp BTNC 12,5 BTNC 19 lên kết cấu cũ Tăng 1cm cho lớp mặt BTNC 19 10 năm sau, nâng cấp kết cấu áo đường thành cấp cao A1 cách thêm lên mặt đường cũ lớp mặt sau ( tính từ xuống ) Bảng 2-23 Các đặc trưng vật liệu kết cấu áo đường hi Tương tự phần quy đổi hệ nhiều lớp thành lớp cho kiểm toán độ võng đàn hồi, quy đổi hai lớp thành lớp : Lớp KC BTNC 19 BTNC 12,5 chỉnh β = f ( ) Tra bảng 3-6 [1] β = 0,965 = = 0,965.391 = 377 Dùng tốn đồ Kogan xác định mơ đun đàn hồi chung đường với : H { tb ⇒ Ech = 0,473.377=178,3(MPa) Với hệ số tin cậy thiết kế=0,85, ta có Eyc = 1,06.162= 172 (MPa) So sánh: = 1,06 30 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG ℎ= 178,3 > = 172 ( Vậy KCAD đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi 31 ) ...ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG MỤC LỤC CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 2.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ VỚI ÁO ĐƯ 2.1.1 Định. .. đường mặt đườ Bảng 2-22 Quy đổi lớp KCAD c Bảng 2-23 Các đặc trưng vật iv ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG THIẾT KẾ... 2.6.3.1 ii ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 2-1 Mặt cắt kết cấu áo đường phương án 12 Hình 2-2 Mặt cắt kết cấu áo đường phương án 12 Hình 2-3 Sơ đồ chuyển