bg thiet ke ne mat duong chuong 4 thiet ke ket cau ao duong mem 1 22tcn 211 06 5202

CHƢƠNG IV THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG MỀM 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 4.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY TÁC DỤNG LÊN MẶT ĐƢỜNG VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN CƠ CHẾ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG 4.1.1 ÁP LỰC TÍNH TOÁN CỦA BÁNH XE LÊN MẶT ĐƢỜNG 4.1.1 ÁP LỰC TÍNH TOÁN CỦA BÁNH XE LÊN MẶT ĐƢỜNG Hình ảnh vệt bánh xe 4.1.1 ÁP LỰC TÍNH TOÁN CỦA BÁNH XE LÊN MẶT ĐƢỜNG Các yếu tố ảnh hưởng đến áp lực bánh xe lên mặt đường: Áp lực bánh Tải trọng trục P Áp lực tính toán p Kích thƣớc bánh xe 4.1.1 ÁP LỰC TÍNH TOÁN CỦA BÁNH XE LÊN MẶT ĐƢỜNG Để đơn giản, cần quy đổi tương đương vệt bánh hình trịn: (một số nước tính tốn vệt bánh xe thực tế) (a)  2 b)  D Q=½P 4.Q Q D  1, 08 .p p p   po 4.1.1 ÁP LỰC TÍNH TOÁN CỦA BÁNH XE LÊN MẶT ĐƢỜNG Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn (22TCN 211-06) Tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn, P (kN) 100 120 Áp lực tính tốn Đường kính vệt lên mặt đường, p bánh xe, D (mm) (MPa) 0.6 330 0.6 360 Câu hỏi thảo luận: Các thông số tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn có phản ánh thực tế tải trọng trục xe khai thác? Cần có giải pháp quản lý tải trọng trục xe khai thác nào? 4.1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY Tác dụng động Đột ngột, tức thời Trùng phục nhiều lần Không đều 4.1.3 ẢNH HƢỞNG CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG Gây tượng: Lƣu biến Mỏi Biến dạng dƣ 4.2 CÁC HIỆN TƢỢNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG MỀM & CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM 4.3.4.1 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI Xác định trị số Mô đun đàn hồi chung KCAD: Ech h2 dc tb h1   k t  Etbdc   E1    k   1/3 H Hệ nhiều lớp k h2 h1 t E2 E1 β=1,114.(H/D)0,12 Tỷ số H/D 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 Hệ số  1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210 4.3.4.1 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI dc tb ;   k t1/3  dc Etb   Etb1    1 k    k1.t11/3  Etb1  E1     k1  3 k h3 h3  H1 h1  h2 h k1  h1 E3 t Etb1 E2 t1  E1 H Etb1 tb1 h1 ; dc h1 h2 Hệ nhiều lớp h3 Xác định trị số Mô đun đàn hồi chung KCAD: Ech h3 ; 4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƢỢT TRONG NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH Điều kiện: Ctt  ax   av  tr K cd 4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƢỢT TRONG NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH Độ tin cậy thiết kế: Loại, cấp hạng đường Độ tin cậy thiết kế Đường ô tô - Cấp I, II 0,90 , 0,95 , 0,98 - Cấp III, cấp IV 0,85 , 0,90 , 0,95 - Cấp V, VI 0,80 , 0,85 , 0,90 Đường chuyên dụng 0,80 , 0,85 , 0,90 Chọn hệ số cường độ: Độ tin cậy Hệ số Ktrcd 0,98 1,10 0,95 1,00 0,90 0,94 0,85 0,90 0,80 0,87 4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƢỢT TRONG NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH Xác định lực dính tính tốn: Ctt = C K1.K2.K3 C: lực dính đất vật liệu kém dính K1: hệ số xét đến suy giảm sức chống cắt trượt chịu tải trọng động gây dao động lấy K1=0,6 K2: hệ số xét đến yếu tố tạo làm việc không đồng kết cấu; Số trục xe tính tốn (trục/ngày đêm/làn) Dưới 100 Dưới 1000 Dưới 5000 Trên 5000 Hệ số K2 1,0 0,8 0,65 0,6 K3: hệ số xét đến gia tăng sức chống cắt trượt (xem giảng) 4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƢỢT TRONG NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn tải trọng bánh xe gây  H Etren   f ; ; ;   p  D Eduoi   ax 4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƢỢT TRONG NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn tải trọng bánh xe gây  H Etren   f ; ; ;   p  D Eduoi   ax 4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƢỢT TRONG NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp vật liệu nằm gây +Tav  0.003  0.002  0.001  av  f  H ; 0.001 20 40 60 80 100 Chiều dầy mặt h= (cm)  0.002 0.003 0.004  0.005 0.006 0.007 0.008 T av ( MPa )  4.3.4.3 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CHỊU KÉO KHI UỐN Rttku  ku  ku K cd Điều kiện: Chọn hệ số cường độ (giống tiêu chuẩn cân giới hạn trượt ) Độ tin cậy Hệ số Kkucd 0,98 1,10 0,95 1,00 0,90 0,94 0,85 0,90 0,80 0,87 4.3.4.3 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CHỊU KÉO KHI UỐN Xác định σku:  ku   ku p.kb kb- hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất kết cấu áo đường  ku - ứng suất kéo uốn đơn vị Tầng mặt  h1 E1   ku  f  ; m   D Ech  Tầng móng  h E1 E2  ; ;   D E2 E3   ku  f  4.3.4.3 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CHỊU KÉO KHI UỐN Tầng mặt  h1 E1   ku  f  ; m   D Ech  4.3.4.3 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CHỊU KÉO KHI UỐN Tầng móng  h E1 E2  ; ;   D E2 E3   ku  f  4.3.4.3 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ ÁO ĐƢỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CHỊU KÉO KHI UỐN ku R Xác định tt : R  k1  k2  Rku ku tt Rku : cường đợ chịu kéo uốn giới hạn nhiệt độ tính toán k2 : hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian ảnh hưởng nhân tố khí hậu thời tiết k1 : hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bị mỏi tác dụng tải trọng trùng phục VÍ DỤ TÍNH TOÁN Thiết kế cấu tạo kiểm toán kết cấu áo đường thỏa mãn yêu cầu xe chạy ví dụ trước? ... đêm/làn) 10 20 Cấp cao A1 10 12 50 10 0 200 500 10 00 2000 5000 7000 13 3 14 7 16 0 17 8 19 2 207 2 24 235 13 5 15 3 2 04 218 235 253 Cấp cao A2 91 110 12 2 Cấp thấp B1 64 82 94 Cấp cao A1 12 7 14 6 16 1 17 3 19 0 10 3... Cấp cao Cấp thấp Cấp cao A1 A2 B1 Đường đô thị - Cao tốc phố chủ yếu 19 0 13 0 70 - Phố thứ yếu 15 5 95 10 0 - Đường phố gom 12 0 13 0 50 - Đường công nghiệp kho tàng 15 5 75 - Đường xe đạp, ngõ 10 0... Ba trục a b c 1, 7 /1, 52 2,0 /1, 60 0 ,43 /0,36 0 ,46 /0,28 0,50/0,50 1, 0 /1, 0 4. 3.3 .1 TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN • Ví dụ 1: (xem giảng) Trục Trước Giữa Sau Tổng cộng Tải trọng (kg) 24. 600 24. 350 23.650