bg thiet ke ne mat duong chuong 3 thiet ke cau tao ket cau ao duong 508

CHƢƠNG III THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG BIÊN SOẠN: NGUYỄN VĂN ĐĂNG Email: dangcauduongdhkt@gmail.com ĐT: 0914.102.092 BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG KHOA XÂY DỰNG – ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 3.1 YÊU CẦU CHUNG VÀ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 3.1.1 KHÁI NIỆM 3.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 3.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG Lún vệt bánh xe 3.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG Ổ gà 3.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG Nứt phản ánh 3.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 3.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG Đặc điểm chịu lực kết cấu áo đƣờng x z z - ø ng suất lực thẳng đứng x - ứ ng suất lực nằm ngang Hình 3.1-1 Sơ đồ phân bố ứng suất kết cấu áo đừơng theo chiều sâu Tầng mặt Lớp tạo nhám (nếu có) Tầng mãng Líp mãng trªn (Base) Líp mãng d-íi (Sub-base) (Pavement structure) Kết cấu áo đ-ờng Lớp đáy móng (Capping layer) áo đ-ờng (hay kết cấu áo đ-ờng) Lớp mặt (Surfacing) (Kết cấu tổng thể mặt đ-ờng) (Subgrade) Khu vùc t¸c dơng 80-100 cm 3.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 10 3.2.2 PHÂN LOẠI THEO ĐẶC TRƢNG CƠ HỌC CỦA KẾT CẤU Theo đặc trưng học Áo đường Áo đường mềm cứng (Rigid (Flexible pavement) Pavement) Áo đường nửa cứng (Semirigid Pavement) 31 Các loại mặt đường (BTN, BTXM, gạch Block) 32 33 3.3 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 34 3.3.1 CÁC NỘI DUNG CHÍNH KHI THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG (TRÌNH TỰ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG) Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường Tính toán cường độ (bề dày) kết cấu áo đường Luận chứng hiệu kinh tế phương án Tính toán, thiết kế và kiểm nghiệm đưa yêu cầu cho VL sử dụng 35 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Tuân thủ nguyên tắc thiết kế tổng thể – mặt đường 36 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Chú trọng xem xét vật liệu địa phương, điều kiện thi công, điều kiện tu sửa chữa và các phương án phân kỳ đầu tư 37 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Cấu tạo hợp lý các lớp kết cấu áo đường Tầng mặt : cần dùng loại ít không thấm nước có cường độ cao và ổn định cường độ nước, nhiệt và có khả chống tác dụng phá hoại bề mặt, chống bong bật và chịu bào mòn tốt Tầng mặt nên thống dùng loại đoạn dài hay đoạn tuyến Vật liệu cấu tạo tầng mặt ≥20 Cấp cao A1 + BTXM + BTN chặt hạt loại I hạt nhỏ, hạt trung làm lớp mặt trên, hạt trung, hạt thô (chặt hở loại I, loại II) làm lớp mặt ≥10 >4.106 8÷10 5÷8 4÷7 >2.106 >1.106 >0.1.106 Cấp thấp B1 + BTN chặt loại II, đá dăm đen hỗn hợp nhựa nguội có láng nhựa + Thấm nhập nhựa + Láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố có láng nhựa) + Cấp phối thiên nhiên (có lớp hao mịn, bảo vệ cấp phối hạt nhỏ) + Cấp phối đá dăm, đá dăm nước (có lớp bảo vệ rời rạc) 3÷4 3÷4 ≤0.1.106 Cấp thấp B2 + Đất cải thiện hạt + Đất, đá chổ, phế liệu công nghiệp gia cố ( có lớp hao mịn, bảo vệ) 2÷3 ≤0.1.106 38 Cấp cao A2 Thời gian thiết kế (năm) Số trục xe TC tích lũy thời hạn thiết kế (trục xe TC/làn) Loại tầng mặt 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Cấu tạo hợp lý các lớp kết cấu áo đường Tầng móng : - Căn vào điều kiện đƣờng, địa chất, thủy văn và điều kiện vật liệu địa phƣơng : Kết cấu tầng móng có thể thay đổi đoạn ngắn, bề dày có thể thay đổi để có thể đảm bảo cƣờng độ chung kết cấu tổng thể – áo đƣờng -Có thể chọn vật liệu rời rạc, hạt lớn và không thiết phải có chất liên kết 39 Lớp vật liệu làm móng Cấp cao A1 Cấp phối đá dăm nghiền loại I (22TCN Móng ; 334-06) móng Phạm vi sử dụng thích hợp Cấp cao A2 Cấp thấp B1 Móng Cấp phối đá dăm nghiền loại II Móng (22TCN 334-06) Móng Cấp phối thiên nhiên (22TCN 304 – Móng 03) Móng móng Đá dăm nước (22TCN 06-77) Móng Bê tông nhựa rỗng theo 22 TCN 249 ; hỗn hợp nhựa trộn nguội, lớp thấm Móng nhập nhựa (22 TCN 270) Tầng mặt (có lớp bảo vệ rời rạc) Cấp thấp B2 Điều kiện sử dụng Nếu dùng làm lớp móng cỡ hạt lớn Dmax≤25mm bề dày δ≥15cm (khi số trục xe tiêu chuẩn tích lũy 15 năm nhỏ 0,1.106 δ≥10cm) Nếu dùng làm lớp móng Dmax =25mm Nếu dùng làm lớp bù vênh Dmax = 19mm Móng tầng mặt có lớp bảo vệ rời rạc Móng Móng Như qui định 22TCN 304 – 03 tầng mặt (có lớp tầng mặt (có lớp hao mịn) hao mịn) Phải có hệ thống rãnh xương cá nước q trình thi cơng sau đưa vào khai thác Móng Móng có khả thấm nước vào lớp đá dăm; Nên tầng mặt (có lớp tầng mặt (có lớp có lớp ngăn cách (vải địa kỹ thuật) lớp móng đá dăm nước với đất làm móng có tầng bảo vệ) bảo vệ) mặt cấp cao A2; Khơng dùng loại kích cỡ mở rộng trường hợp Với loại hỗn hợp cuội sỏi, cát, trộn nhựa nguội chưa có tiêu chuẩn ngành Mặt Móng Cấp phối đá (sỏi cuội) gia cố xi măng theo 22TCN 245; cát gia cố xi măng theo Móng 22TCN 246 Mặt Móng Cỡ hạt lớn sử dụng 25mm Cường độ yêu cầu cát gia cố phải tướng ứng với yêu cầu móng Đất, cát, phế liệu cơng nghiệp (xỉ lị cao, xỉ than, tro bay) gia cố chất liên kết Móng vơ cơ, hữu gia cố tổng hợp Mặt Móng Móng Trường hợp gia cố chất kết dính vơ tn thủ 22 TCN 81-84; Các trường hợp gia cố khác chưa có tiêu chuẩn ngành Đất cải thiện, gạch vỡ, phế thải công nghiệp (xỉ lị trộn đất) Móng Tỷ lệ vật liệu hạt có kích cỡ lớn 4,75mm cần Móng mặt chiếm 50% khối lượng 40 có lớp bảo vệ 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Vê khả chống biến dạng: Đối với mặt đƣờng mềm: + Đối với các lớp vật liệu áo đường: Etrên / Edưới liền kề nên < lần + Đối với tầng móng và đất: Etầng móng / Enền = (2,5÷10) Subgragde b t n b t n C E = 420 MPa E = 380 MPa Đ E = 350 MPa 18 c Ê p E = 270 MPa 25 t = 300 C c Ê p E = 180 MPa b t n C Không nên cấu tạo quá nhiều lớp gây phức tạp cho thi công E = 50 MPa 41 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Cải thiện chế độ nhiệt, ẩm: Nhiệt Các đặc trưng nhiêt lý không chênh lệch Ẩm Giải pháp cấu tạo vật liệu và kết cấu hạn chế nƣớc thấm nhập và thoát nhanh nƣớc 42 3.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO Cấu tạo chiều dày: Lớp mỏng tối thiểu, lớp dƣới nên tăng chiều dày (Xét đến tính kinh tế) Để tránh lớp mặt bị phá hoại ứng suất cắt biện pháp chủ yếu là sử dụng vật liệu có cƣờng độ chống cắt trƣợt cao (thƣờng sử dụng nhựa cải tiến ) Phù hợp cơng nghệ thi cơng Phù hợp với kích cở vật liệu Hmin >(1,251,50)D Phù hợp chiều dày lu lèn và đầm nén Bề dày tầng móng không dƣới 2δ Bề dày tầng mặt không nên nằm khoảng (0,5 ÷ 1,0)δ Cấu tạo chiều dày cần tránh tƣợng nứt phản ánh Tầng mặt A1 móng cấp phối đá dăm tổng bề dày lớp tầng mặt + (lớp phủ) phải lớn trị 43 số tối thiểu quy định b t n b t n C Đ 18 c ấ p 25 3.3.3 VÍ DỤ KẾT CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG MỀM VÀ KCAĐ CỨNG c Ê p b t n C L ¸ N G 25 T Ê M 18 B £ 30 T ¦ í I c Ê p mm 44 45 ... (Semirigid Pavement) 31 Các loại mặt đường (BTN, BTXM, gạch Block) 32 33 3. 3 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 34 3. 3.1 CÁC NỘI DUNG CHÍNH KHI THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO... IV V cấp VI Khi áo đường dày 60cm 30  0,98  0,95 Khi áo đường dày 60cm 50  0,98  0,95  0,95  0, 93 Cho đến 80  0, 93  0,90 30  0,98  0,95 30 - 80  0, 93  0,90 Bên chiều sâu kể Đất đắp... (Subgrade) Lớp tạo nhám Lớp hao mịn Líp t¹o nh¸m (nÕu cã) Khu vùc t¸c dơng 80-100 cm Lớp ph mt: Tầng mặt VAI TRề CA TNG LP KấT CẤU TRONG KCAĐ TÇng mãng 3. 1 .3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 3. 1.3