Chuyên san Kỹ thuật Công trình đặc biệt Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật Số 195 (12 2018) Học viện KTQS 43 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀY LỚP BÊ TÔNG NHỰA ĐẾN ỨNG SUẤT KÉO UỐN TRONG KẾT CẤU MẶT Đ[.]
Chun san Kỹ thuật Cơng trình đặc biệt - Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật - Số 195 (12-2018) - Học viện KTQS NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DÀY LỚP BÊ TÔNG NHỰA ĐẾN ỨNG SUẤT KÉO UỐN TRONG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN BAY Đỗ Văn Thùy*, Phạm Cao Thăng Học viện KTQS Tóm tắt Bài báo trình bày phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng chiều dày lớp bê tông nhựa (BTN) đến ứng suất kéo uốn nó, có xét ảnh hưởng lớp kết cấu phía Các tác giả sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn lập trình ngôn ngữ Visual Basic 6.0 để xác định ứng suất kéo uốn lớp BTN, làm sở đưa khuyến nghị thiết kế mặt đường mềm sân bay Từ khóa: Mặt đường mềm sân bay; bê tông nhựa; ứng suất kéo uốn; chiều dày Đặt vấn đề Ngày nay, với phát triển ngày lớn mạnh kinh tế đa lĩnh vực, ngành giao thơng vận tải hàng khơng đóng vai trị vơ quan trọng góp phần tích cực vào q trình vận chuyển người, hàng hóa đẩy nhanh cơng phát triển kinh tế Trong đó, mặt đường sân bay phận quan trọng đảm bảo lực khai thác an toàn bay cho cảng hàng khơng Vì vậy, việc xây dựng mặt đường sân bay vấn đề quan tâm Do có nhiều đặc điểm ưu việt, vật liệu BTN áp dụng rộng rãi xây dựng mặt đường sân bay Lớp BTN lớp vật liệu liền khối có độ cứng kháng uốn định Khi chịu tác động tải trọng bánh máy bay, lớp BTN mặt đường bị uốn, lớp BTN xuất ứng suất kéo uốn đáy lớp vật liệu Khi ứng suất kéo uốn vượt cường độ kéo uốn vật liệu, có xét trùng phục tải trọng, gây tượng nứt mỏi lớp vật liệu, gây phá hủy kết cấu Kết cấu mặt đường mềm hệ đàn hồi nhiều lớp, nên ứng suất, biến dạng lớp phụ thuộc vào chiều dày cường độ lớp vật liệu có kết cấu Trong cường độ lớp BTN phụ thuộc loại BTN chọn thiết kế cường độ khu vực xây dựng, đại lượng biết, việc thay đổi kết cấu lớp móng (chiều dày, cường độ lớp), chiều dày lớp BTN, làm thay đổi ứng suất - biến dạng lớp kết cấu, có giá trị ứng suất kéo uốn lớp BTN Trong tính tốn thiết kế mặt đường mềm sân bay [1], đưa phương pháp tính * Email: dovanthuyhvktqs@gmail.com https://doi.org/10.56651/lqdtu.jst.v1.n01.391.sce 43 Section on Special Construction Engineering - N.01/Journal of Science and Technique - N.195 (12-2018) - Le Quy Don Technical University toán dạng toán đồ để tra đại lượng ứng suất kéo uốn, phụ thuộc chiều dày lớp BTN cường độ lớp vật liệu mặt đường Bài báo trình bày sở tính tốn ứng suất kéo uốn lớp BTN, khảo sát đánh giá ảnh hưởng chiều dày lớp BTN đến giá trị ứng suất kéo uốn, làm sở lựa chọn chiều dày hợp lý lớp BTN cho độ lớn ứng suất kéo uốn đáy lớp BTN có giá trị nhỏ, góp phần làm tăng sức chịu tải độ bền mỏi lớp BTN, làm tăng tuổi thọ mặt đường mềm sân bay Cơ sở tính tốn ứng suất kéo uốn lớp bê tơng nhựa Bê tơng nhựa vật liệu có tính chất đàn hồi, đàn nhớt đàn nhớt dẻo, tùy theo điều kiện làm việc nhiệt độ môi trường Trong đặc tính nhớt BTN phụ thuộc thời gian tác dụng tải trọng, chịu tác dụng tải trọng ngắn hạn (tải trọng động), lực cản nhớt BTN có giá trị lớn Cịn lớp BTN chịu tác dụng tải trọng dài hạn (tải trọng tĩnh), lực cản nhớt bị triệt tiêu, nhiệt độ cao, lớp BTN thể đặc tính dẻo, làm việc nhiệt độ thấp, lớp BTN trở thành vật liệu dòn cứng, thể đặc tính đàn hồi [5] Để tính tốn kết cấu mặt đường mềm sân bay, theo [1] quy định tính tốn theo trạng thái giới hạn: - Trạng thái giới hạn độ võng tương đối (xét nhiệt độ trung bình năm, với điều kiện Việt Nam 30oC): d cp (1) đó: d , cp tương ứng độ võng tương đối tính tốn độ võng tương đối cho phép kết cấu mặt đường - Trạng thái giới hạn độ bền mỏi: Lớp BTN không bị phá hoại theo tiêu ứng suất kéo uốn, điều kiện khí hậu Việt Nam, xét cho trường hợp bất lợi, ứng suất kéo uốn có giá trị lớn nhiệt độ 15oC: ku Rcp (2) đó: σku, Rcp tương ứng ứng suất kéo uốn tính tốn đáy lớp BTN cường độ kéo uốn cho phép vật liệu BTN (MPa) Dưới tác dụng trùng phục tải trọng bánh xe, cường độ kéo uốn vật liệu bị suy giảm Do đó, tính tốn cần phải đưa hệ số mỏi vật liệu vào giá trị cường độ kéo uốn cho phép: Rcp Rku km 44 (3) Chuyên san Kỹ thuật Cơng trình đặc biệt - Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật - Số 195 (12-2018) - Học viện KTQS Rku - cường độ kéo uốn BTN (tùy loại BTN nhiệt độ tính tốn khác nhau) theo [1] (MPa); km - hệ số mỏi, xét đến suy giảm cường độ kéo uốn trùng phục tải trọng, km xác định theo công thức sau [1]: 11,11 N 0,22 N - lưu lượng tính tốn quy đổi, xác định theo phương pháp nêu [1] km (4) Từ (2) (3), ta thấy xét cho trường hợp tới hạn ku Rcp , km ku / Rku Do đó, ứng suất kéo uốn tính tốn nhỏ hệ số mỏi nhỏ lúc lưu lượng khai thác N tính theo (4) lớn, góp phần làm tăng tuổi thọ khai thác mặt đường Dưới đây, tác giả trình bày sở tính tốn khảo sát, xác định ứng suất kéo uốn lớp BTN, làm sở lựa chọn chiều dày hợp lý lớp BTN mặt đường mềm sân bay Dưới tác dụng tải trọng bánh máy bay tính tốn có đường kính vệt bánh D, áp lực bánh xe q, lớp BTN bị uốn, xuất ứng suất kéo uốn đáy lớp BTN Sơ đồ làm việc lớp BTN thể hình Dcv D h w 3 Hình Sơ đồ làm việc mặt đường BTN tác dụng tải trọng bánh máy bay - vùng đất lún trồi; 2- vùng mặt đường bị nén; - vùng mặt đường bị kéo; - vùng đất bị nén Khi tính tốn trạng thái giới hạn mỏi lớp BTN theo tiêu ứng suất kéo uốn đáy lớp BTN, chấp nhận giả thiết xét trường hợp bất lợi lớp BTN khơng dính bám với lớp móng phía dưới, ứng suất kéo uốn đạt giá trị lớn [2, 5] Trong thực tế, lớp BTN mặt đường sân bay có tổng chiều dày thường từ 5÷30 cm có đường kính chậu võng khoảng 1,8÷2,0 m, tùy theo cấp tải trọng Khi giả thiết xem lớp BTN vật liệu tựa đàn hồi, bị uốn có tải trọng tác dụng theo bánh xe tác dụng theo phương vuông góc với bề mặt, nên tính tốn áp dụng theo lý thuyết mỏng [5], quan hệ độ võng mặt đường tải trọng theo phương trình vi phân cân mặt võng, hay cịn gọi phương trình Sophie-Germain: 45 Section on Special Construction Engineering - N.01/Journal of Science and Technique - N.195 (12-2018) - Le Quy Don Technical University 4 w 4 w 4w (5) D 2 r ( x, y ) q ( x, y ) x y y x đó: w(x,y) - độ võng mặt đường tọa độ x, y (cm); q(x,y) - áp lực bánh máy bay tác dụng xuống mặt đường tọa độ x, y (MPa); D - độ cứng uốn trụ lớp vật liệu: D EBTN h3 12(1 ) (6) EBTN, h, - tương ứng mô đun đàn hồi (MPa), chiều dày (cm) hệ số Pốt-xơng lớp BTN; r(x,y) - phản lực phía lớp BTN, lựa chọn theo mơ hình hệ số (MPa), ta có: (7) r ( x, y ) Cch ,m w( x, y ) Cch,m - hệ số chung móng (MPa/cm) Nếu sử dụng mơ hình bán khơng gian đàn hồi, theo công thức thực nghiệm FAA nêu [3, 4] ta có: Ech ,m (8) 26 Ech,m - mơ đun đàn hồi chung móng (MPa) Đối với hệ nhiều lớp, Ech,m Cch ,m 1,284 xác định theo [2]: Ech,m i i 1 n1 (9) n1 h h htd (i) td ( j ) td ( j ) 1 arctg i 1 arctg j 1 arctg j 0 Dqd Dqd E0 Dqd i1 Ei 1,13 Ei E0 E0 - mô đun đàn hồi lớp tự nhiên (MPa); htd(i) - chiều dày tương đương lớp thứ i (cm): htd ,i 1,1hi Ei E0 (10) hi - chiều dày lớp thứ i (cm); hệ số 1,1 để xét vật liệu BTN khơng hồn tồn đàn hồi; Ei, E0 - tương ứng mô đun đàn hồi lớp thứ i mô đun chung lớp (MPa); Dqd - đường kính vệt bánh xe quy đổi (cm), tính theo cơng thức sau [1]: Dqd Ptd pa Ptd - tải trọng bánh đơn tương đương (kN) 46 (11) Chuyên san Kỹ thuật Công trình đặc biệt - Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật - Số 195 (12-2018) - Học viện KTQS Trong tính tốn mặt đường sân bay, xét cho trường hợp máy bay có hệ gồm nhiều bánh Để xét ảnh hưởng tải trọng bánh lân cận tới tải trọng bánh tính tốn, ta xác định theo [1]: Ptd lấy Pd H a x2 a a , Pn H , 2 Pd 1, 4pa x y (12) (13) đó: H - tổng chiều dày lớp mặt móng (cm); x, y - tương ứng khoảng cách tim bánh máy bay gần lớn bánh (cm), lấy theo sơ đồ sau (đối với có bánh) [1]: Hình Sơ đồ tính tốn máy bay (4 bánh) P1 - tải trọng tính tốn bánh xe chính; P2, P3, P4, - tải trọng bánh xe lại Trường hợp H nằm giá trị Ptd xác định theo cơng thức: lg nk 2H Ptd antilg lg lg Pd a lg 4ai a (14) Pd, Pn - tương ứng tải trọng bánh tải trọng máy bay (kN); nk - số bánh xe 47 Section on Special Construction Engineering - N.01/Journal of Science and Technique - N.195 (12-2018) - Le Quy Don Technical University Từ phương trình vi phân (5), để xác định ứng suất kéo uốn tính toán, ta áp dụng lý thuyết đàn hồi: 2w 2w M D y x (15) 6M (16) h2 đó: M, σku - tương ứng mơ men uốn ứng suất kéo uốn tiết diện tính tốn; h - chiều dày lớp BTN (cm) ku Để tính tốn mơ men uốn ứng suất kéo uốn lớp vật liệu, ta cần giải phương trình vi phân (5) để xác định ẩn số độ võng w(x,y) Trong báo sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn để tính tốn xác định giá trị độ võng w(x,y) tiết diện tính tốn, từ tính tốn giá trị ứng suất kéo uốn lớp BTN Phần mềm tính tốn lập trình theo ngơn ngữ Visual Basic 6.0 Như vậy, theo cơng thức tính tốn nêu trên, ứng với chiều dày lớp h lớp BTN cường độ lớp móng nền, ta xác định độ lớn giá trị ứng suất kéo uốn tương ứng lớp BTN Do đó, hồn tồn lựa chọn chiều dày lớp BTN hợp lý, cho lớp BTN có ứng suất kéo uốn nhỏ, góp phần tăng lưu lượng khai thác, làm tăng tuổi thọ mặt đường Khảo sát quan hệ chiều dày lớp bê tông nhựa ứng suất kéo uốn lớp bê tông nhựa theo tiêu độ bền mỏi Theo [1], để tính tốn thiết kế mặt đường mềm sân bay, người ta xây dựng thành biểu đồ tính tốn ứng suất kéo uốn đơn vị ( ) Ứng suất kéo uốn tính tốn tính ứng suất kéo uốn đơn vị nhân với áp lực bánh xe: ku pa (17) đó: pa - áp suất bánh (MPa); - ứng suất kéo uốn đơn vị, theo tốn đồ hình Để tính toán ứng suất kéo uốn lớp BTN, ta tiến hành khảo sát quan hệ cặp đại lượng đặc trưng cho cường độ lớp vật liệu đặc trưng cho chiều dày lớp BTN ứng suất kéo uốn đơn vị Thực tế xây dựng mặt đường mềm sân bay thường sử dụng lớp BTN có chiều dày tối thiểu 5÷6 cm, lớp móng từ vật liệu bê tơng nghèo, đá gia cố xi măng, cấp phối đá dăm có giá trị mơ đun đàn hồi chung móng từ 100÷300 MPa Do vậy, khảo sát sử dụng tỉ lệ 48 Chuyên san Kỹ thuật Công trình đặc biệt - Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật - Số 195 (12-2018) - Học viện KTQS giá trị E h thay đổi từ 0,1÷1,0 BTN thay đổi từ 2÷30 Sử dụng phương pháp sai Dqd Ech, m phân hữu hạn tìm độ võng theo cơng thức (5) từ cơng thức (15), (16) tính ứng suất kéo uốn lớp BTN, kết tính tốn cụ thể thể bảng Bảng Giá trị ứng suất kéo uốn đơn vị h Dqd Ứng suất kéo uốn đơn vị ku / pa E BTN =2 E ch,m E BTN =3 E ch,m EBTN =5 Ech,m EBTN =8 Ech,m E BTN =10 E ch,m E BTN =15 E ch,m E BTN =20 E ch,m E BTN =25 E ch,m E BTN =30 Ech,m 0,1 0,3243 0,4423 0,6521 0,9284 1,0961 1,4767 1,8184 2,1320 2,4237 0,2 0,5900 0,7805 1,0939 1,4665 1,6741 2,1036 2,4487 2,7383 2,9883 0,3 0,7236 0,9110 1,1889 1,4819 1,6315 1,9170 2,1273 2,2934 2,4301 0,4 0,7338 0,8812 1,0822 1,2769 1,3710 1,5427 1,6640 1,7572 1,8326 0,5 0,6779 0,7847 0,9225 1,0497 1,1095 1,2164 1,2908 1,3474 1,3930 0,6 0,6004 0,6767 0,7722 0,8581 0,8980 0,9689 1,0180 1,0554 1,0855 0,7 0,5232 0,5786 0,6467 0,7075 0,7356 0,7855 0,8200 0,8463 0,8675 0,8 0,4542 0,4955 0,5460 0,5907 0,6114 0,6483 0,6738 0,6933 0,7090 0,9 0,3953 0,4270 0,4655 0,4998 0,5156 0,5439 0,5635 0,5785 0,5907 1,0 0,3459 0,3708 0,4011 0,4280 0,4406 0,4629 0,4785 0,4904 0,5000 Trên sở bảng 1, ta xây dựng toán đồ xác định ứng suất kéo uốn đơn vị E h tương ứng với đại lượng BTN hình Dqd Ech, m 3,5 3,0 2,5 30 25 20 15 2,0 1,5 10 1,17 1,0 0,5 0,2 0,237 0,4 0,6 0,8 1,0 h Dqd Hình Tốn đồ xác định ứng suất kéo uốn đơn vị E Giá trị đường cong tỉ số BTN Ech,m 49 Section on Special Construction Engineering - N.01/Journal of Science and Technique - N.195 (12-2018) - Le Quy Don Technical University Bảng hình cho thấy độ lớn ứng suất kéo uốn lớp BTN phụ thuộc chiều dày lớp BTN cường độ lớp vật liệu móng Theo kết thể hình 3, tùy theo tỉ lệ cường độ EBTN khác nhau, ứng suất kéo uốn đơn vị tương ứng có giá trị lớn Ech, m khoảng giới hạn chiều dày lớp BTN h = (0,2÷0,35)Dqd Như vậy, để nhận giá trị ứng suất kéo uốn nhỏ, góp phần làm tăng lưu lượng khai thác N, tăng tuổi thọ mặt đường, cần chọn chiều dày lớp BTN nằm khoảng giới hạn h = (0,2÷0,35)Dqd, ứng với tỉ lệ EBTN tương ứng Việc điều chỉnh tăng giảm Ech, m chiều dày lớp BTN ảnh hưởng đến kết tính toán tiêu độ võng tương đối theo điều kiện (cơng thức (1)), cần điều chỉnh lại chiều dày lớp móng tính tốn lại, để đảm bảo tiêu tính tốn (1) (2) thỏa mãn Ví dụ tính tốn Sân bay A khai thác loại máy bay sau: Bảng Số liệu máy bay khai thác Trọng lượng cất cánh (kN) Số lượng Số bánh Mật độ khai thác (ngày, đêm) Áp suất bánh (MPa) A321-200 935 2 15 1,53 A320-200 700 2 12 1,38 B737-400 600 2 10 1,36 Loại máy bay Tính tốn cho mặt đường BTN khai thác 10 năm, có hệ số tăng trưởng năm 5% Bảng Số liệu lớp kết cấu mặt đường Các lớp kết cấu từ lên 50 Chiều dày (cm) Mô đun đàn hồi E (MPa) Đất tự nhiên - 34 Cấp phối sỏi đồi 40 100 Cấp phối đá dăm loại II 25 250 Cấp phối đá dăm loại I 25 300 Đá gia cố xi măng 20 400 Bê tông nhựa chặt C12,5: - Ở 15°C - Ở 30°C 14 1250 700 Chuyên san Kỹ thuật Cơng trình đặc biệt - Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật - Số 195 (12-2018) - Học viện KTQS Trong ví dụ, tác giả tính tốn chiều dày lớp BTN đến độ lớn giá trị ứng suất kéo uốn Máy bay tính tốn A321-200: pa = 1,53 MPa Từ số liệu đầu vào ta có: EBTN = 1250 MPa (ở 15°C); Rku = 2,3 MPa Tính sau 10 năm dự báo có N = 169864 lượt Từ cơng thức (12), khoảng trống bánh kề A321-200: a = 55,1 cm Từ công thức (14): Ptd = 419,504 kN Từ công thức (11): Dqd = 59,1 cm 1) Trường hợp tính với chiều dày lớp kết cấu cho bảng trên: * Tính tốn chiều dày lớp BTN thỏa mãn tiêu độ võng tương đối: Theo [1], điều kiện thỏa mãn độ võng tương đối: d c u Độ võng tương đối tính toán mặt đường tải trọng tác dụng: d 0,9 pa Etd Etd - mô đun đàn hồi tương đương kết cấu mặt đường mềm, xác định theo 1,53 cơng thức (9) ta có: Etd = 250 MPa => d 0,9 0, 0055 250 Hệ số làm việc BTN theo độ võng tương đối: c Độ võng tương đối tới hạn mặt đường (xác định theo hình G8 [1]): u 0, 006 Từ ta có: d 0, 0055 c u 0, 006 => Với chiều dày lớp BTN h = 14 cm, thỏa mãn điều kiện độ võng tương đối * Tính tốn theo tiêu ứng suất kéo uốn đáy lớp BTN: Điều kiện thỏa mãn tiêu ứng suất kéo uốn: ku Rcp km Rku Từ N = 169864 lượt, ta tính hệ số mỏi theo cơng thức (4): km = 0,785 Từ công thức (9): Ech,m = 250 MPa Ta có: E 1250 h 14 , tra tốn đồ hình 3, ta 1,17 , 0, 237 , BTN Ech , m 250 Dqd 59,1 ta có ứng suất kéo uốn lớp BTN: ku pa 1,17.1,53 1, 790 MPa Từ ta có: ku 1, 790 km Rku 0, 785.2, 1,806 MPa Vậy, chiều dày lớp BTN h = 14 cm thỏa mãn điều kiện yêu cầu h Tuy nhiên, tỉ lệ 0, 237 nằm phạm vi chiều dày bất lợi phân tích Dqd Để giảm ứng suất kéo uốn lớp BTN, cần điều chỉnh chiều dày lớp BTN 51 Section on Special Construction Engineering - N.01/Journal of Science and Technique - N.195 (12-2018) - Le Quy Don Technical University 2) Trường hợp điều chỉnh giảm chiều dày lớp BTN tăng chiều dày lớp móng: Giả sử ta giảm chiều dày lớp BTN từ 14 cm xuống 11 cm tăng chiều dày lớp cấp phối đá dăm loại I từ 25 cm lên 28 cm, lớp cấp phối đá dăm loại II từ 25 cm lên 26 cm * Tính tốn chiều dày lớp BTN thỏa mãn tiêu độ võng tương đối: Theo [1], điều kiện thỏa mãn độ võng tương đối: d c u Độ võng tương đối tính tốn mặt đường tải trọng tác dụng: d 0,9 pa Etd Etd - mô đun đàn hồi tương đương kết cấu mặt đường mềm, xác định theo cơng thức (9) ta có: Etd = 256,3 MPa => d 0,9 1, 53 0, 0054 256, Theo trên: c u 0, 006 Từ ta có: d 0,0054 c u 0,006 => Với chiều dày lớp BTN h = 11 cm, thỏa mãn điều kiện độ võng tương đối * Tính tốn theo tiêu ứng suất kéo uốn đáy lớp BTN: Điều kiện thỏa mãn tiêu ứng suất kéo uốn: ku Rcp km Rku Ta có: E h 11 1250 0,186 ; BTN 4,9 , tra tốn đồ hình 3, ta Dqd 59,1 Ech, m 256,3 1,12 , ứng suất kéo uốn lớp BTN: ku pa 1,12*1,53 1, 71MPa Từ ta có: ku 1, 71 k m Rku 0, 785.2,3 1,806 MPa Vậy, chiều dày lớp BTN h = 11 cm thỏa mãn điều kiện ứng suất kéo uốn Từ kết tính ứng suất kéo uốn, ta nhận thấy ứng suất kéo uốn nhỏ nhiều so với ứng suất cho phép Do đó, thay vào cơng thức (4) ta tính hệ số mỏi sau điều chỉnh chiều dày h: kmu ku 1, 71 0, 74 Rku 2,3 Vậy theo công thức (4) suy lưu lượng N 222662 lượt, lớn lưu lượng 169864 lượt trường hợp chưa điều chỉnh chiều dày h, lớn 1,31 lần 3) Trường hợp điều chỉnh tăng chiều dày lớp BTN giảm chiều dày lớp móng: Giả sử ta tăng chiều dày lớp BTN từ 14 cm lên 21 cm giảm chiều dày lớp cấp phối đá dăm loại II từ 25 cm xuống 20 cm, lớp cấp phối sỏi đồi từ 40 cm xuống 30 cm 52 Chun san Kỹ thuật Cơng trình đặc biệt - Số 01/Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật - Số 195 (12-2018) - Học viện KTQS * Tính tốn chiều dày lớp BTN thỏa mãn tiêu độ võng tương đối: Theo [1], điều kiện thỏa mãn độ võng tương đối: d c u Độ võng tương đối tính tốn mặt đường tải trọng tác dụng: d 0,9 pa Etd Etd - mô đun đàn hồi tương đương kết cấu mặt đường mềm, xác định theo cơng thức (10) ta có: Etd = 233,69 MPa => d 0,9 1,53 0, 0059 233, 69 Theo trên: c u 0, 006 Từ ta có: d 0, 0059 c u 0, 006 => Với chiều dày lớp BTN h = 21 cm, thỏa mãn điều kiện độ võng tương đối * Tính toán theo tiêu ứng suất kéo uốn đáy lớp BTN: Điều kiện thỏa mãn tiêu ứng suất kéo uốn: ku Rcp km Rku Ta có: E h 21 1250 0,355 , BTN 5,35 , tra tốn đồ hình 3, ta Dqd 59,1 Ech, m 233, 69 1,14 , ta có ứng suất kéo uốn lớp BTN: ku pa 1,14.1,53 1, 744 MPa Từ ta có: ku 1, 744 km Rku 0, 785.2, 1,806 MPa Vậy, chiều dày lớp BTN h = 21 cm thỏa mãn điều kiện ứng suất kéo uốn Từ kết tính ứng suất kéo uốn, ta nhận thấy: km ku 1, 744 0, 758 Rku 2,3 Vậy theo công thức (4) suy lưu lượng N 199620 lượt, lớn lưu lượng 169864 lượt trường hợp chưa điều chỉnh chiều dày h, lớn 1,18 lần Kết tính tốn trường hợp thể bảng Bảng Kết tính tốn trường hợp TT Chiều dày BTN h (cm) Đường kính Dqđ (cm) Áp lực bánh pa (MPa) Ech,m (MPa) EBTN (MPa) Ứng suất kéo uốn (MPa) 14 59,1 1,53 250 1250 1,79 11 59,1 1,53 256,3 1250 1,71 21 59,1 1,53 233,68 1250 1,806 53 Section on Special Construction Engineering - N.01/Journal of Science and Technique - N.195 (12-2018) - Le Quy Don Technical University Kết luận kiến nghị - Từ kết tính tốn lý thuyết nhận trên, ta xây dựng toán đồ xác định ứng suất kéo uốn đơn vị quy trình TCVN 109-7-2015, quan E h hệ với tỉ số BTN , từ tính tốn xác định ứng suất kéo uốn lớp BTN mặt Dqd Ech , m đường mềm sân bay với loại máy bay có tải trọng áp suất bánh khác - Giá trị ứng suất kéo uốn lớp BTN đạt giá trị cao (bất lợi nhất) phạm vi chiều dày định, phụ thuộc tỉ lệ mô đun đàn hồi lớp Đối với kết cấu cụ thể, miền bất lợi chiều dày lớp BTN có giá trị ứng suất kéo uốn đạt giá trị E lớn phạm vi chiều dày lớp BTN h = (0,2÷0,35)Dqd tùy theo tỉ lệ BTN Ech , m (Hình 3) Để lựa chọn miền chiều dày hợp lý, cho giá trị ứng suất kéo uốn nhỏ, cần lựa chọn chiều dày lớp BTN nằm giới hạn - Kết tính tốn dựa lý thuyết thiết kế cấu tạo mặt đường mềm sân bay, để ứng dụng vào thực tế cần có nghiên cứu thực nghiệm thêm để đảm bảo độ tin cậy Tài liệu tham khảo TCVN 10907:2015 (2015) Sân bay dân dụng - Mặt đường sân bay - Yêu cầu thiết kế Phạm Cao Thăng (2014) Tính tốn thiết kế kết cấu mặt đường Nxb Xây dựng Robert Horonjeff (1994) Planning & Design of Airport Advisory Circular-AC 150/5320-6E (2016) Airport Pavement Design and Evaluation Бабков В Ф (1987) Проектирование автомобильных дорог М A STUDY ON THE EFFECT OF ASPHALT LAYER THICKNESS ON BENDING STRESS OF THE FLEXIBLE AIRFIELD PAVEMENT Abstract: The article presents research method the effect of asphalt layer thickness on bending stress, considering the relationship with the lower layers of the structure Authors use finite differential method developed by software Visual Basic 6.0 to determine the bending stress of the asphalt layer, as a basis for making recommendations in the design of flexible airfield pavement Keywords: Flexible airfield pavement; asphalt concrete; bending stress; thickness Ngày nhận bài: 29/8/2018; Ngày nhận sửa lần cuối: 06/10/2018; Ngày duyệt đăng: 18/01/2019 54