Đánh giá ảnh hưởng xe tải trọng nặng đối với kết cấu áo đường mềm trên một số trục đường chính phía đông thành phố hồ chí minh,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - LÂM DUY TÀI ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM TRÊN MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - LÂM DUY TÀI ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM TRÊN MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ Mà SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG Thành Phố Hồ Chí Minh – 2012 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 3 Sự cần thiết đề tài: Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu .4 Nội dung nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG CHÍNH PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH .6 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.2 1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.4.2 1.5 1.5.1 1.5.2 1.6 1.6.1 1.6.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ - Xà HỘI THÀNH PHỐ HỒ CHÍNH MINH Vị trí địa lý Dân số, việc làm Kinh tế: Phát triển công nghiệp: 10 Mối liên hệ vận tải thành phố Hồ Chí Minh tỉnh Phía Đơng 11 HIỆN TRẠNG TUYẾN ĐƯỜNG XA LỘ HÀ NỘI: .15 Hiện trạng tuyến đường Xa lộ Hà Nội: .15 Lưu lượng xe tuyến đường Xa lộ Hà Nội: 18 HIỆN TRẠNG TUYẾN ĐƯỜNG XA LỘ ĐẠI HÀN (ĐOẠN AN SƯƠNG – TRẠM 2): 21 Hiện trạng tuyến đường Xa lộ Đại Hàn (Đoạn An Sương – Trạm 2): 21 Lưu lượng xe tuyến đường Xa lộ Đại Hàn: .22 HIỆN TRẠNG TUYẾN ĐƯỜNG ĐẠI LỘ ĐÔNG - TÂY 24 Hiện trạng tuyến đường Đại lộ Đông – Tây: 24 Lưu lượng xe tuyến đường Đại lộ Đông – Tây: .26 HIỆN TRẠNG TUYẾN ĐƯỜNG LIÊN TỈNH LỘ 25B: 27 Hiện trạng tuyến đường Liên Tỉnh lộ 25B: .27 Lưu lượng xe tuyến đường Liên Tỉnh lộ 25B: 29 ẢNH HƯỞNG CỦA XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI CÁC TUYẾN ĐƯỜNG PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH: 32 Tình hình an tồn giao thơng ùn tắc giao thơng trục đường phía đơng: 32 Tình trạng hư hỏng kết cấu áo đường trục đường phía đơng: .34 CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 37 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 LỰA CHỌN CÁC LOẠI XE TẢI TRỌNG NẶNG NGHIÊN CỨU: 37 Lý luận lựa chọn loại xe tải trọng nặng nghiên cứu: 37 Quy định tải trọng trục xe tổng trọng lượng xe .40 ẢNH HƯỞNG CỦA XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: 41 HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Ảnh hưởng tải trọng trục: 41 Ảnh hưởng khoảng cách trục: 45 Ảnh hưởng bánh xe trục: 47 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI TUỔI THỌ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 51 2.3.1 Cơ sở lý thuyết đánh giá ảnh hưởng xe tải trọng nặng tuổi thọ kết cấu áo đường mềm: .51 2.3.2 Đánh giá ảnh hưởng xe tải trọng nặng tuổi thọ kết cấu áo đường mềm: .52 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HẠN CHẾ ẢNH HƯỞNG CỦA XE TẢI TRỌNG NẶNG ĐỐI VỚI TUỔI THỌ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM .72 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 CÁC GIẢI PHÁP CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 72 Nghiên cứu định hình kết cấu áo đường giới Việt Nam 72 Nghiên cứu đề xuất giải pháp cấu tạo kết cấu áo đường mềm: 77 Nghiên cứu đề xuất phương án kết cấu áo đường: .89 Tính tốn so sánh phương án kết cấu đề xuất: 91 Giải pháp tính tốn kết cấu áo đường xét đến thay đổi hệ số phân phối số trục xe tính tốn làn: .93 CÁC GIẢI PHÁP VỀ KHAI THÁC, QUẢN LÝ XE QUÁ TẢI 97 Phân tích ngun nhân tình trạng xe chở q tải: .97 Các giải pháp nhằm quản lý xe tải: 98 KIẾN NGHỊ LỰA CHỌN TẢI TRỌNG TRỤC .101 Kiến nghị tải trọng trục quy định với cụm trục kép: .102 Kiến nghị tải trọng trục quy định với cụm trục ba: 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105 KẾT LUẬN: .105 KIẾN NGHỊ: 106 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: .107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài: Thành phố Hồ Chí Minh nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, trung tâm kinh tế nước, có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao Thành phố Hồ Chi Minh chiếm 0,6% diện tích 6,6 % dân số so với nước nơi hoạt động kinh tế động nhất, đầu nước tốc độ tăng trưởng kinh tế Phát triển kinh tế với tốc độ tăng trưởng cao tạo mức góp GDP lớn cho nước Tỷ trọng GDP thành phố chiếm 1/3 GDP nước Có thể nói thành phố hạt nhân Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam trung tâm vùng Nam Bộ Các trục đường phía Đơng thành phố Hồ Chí Minh nối liền Thành phố với tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh, Bà Rịa - Vũng Tàu tỉnh miền Trung miền Bắc Trong tuyến đường Xa lộ Hà Nội, Xa lộ Đại Hàn đường Liên Tỉnh lộ 25B chiếm tỷ trọng lớn lưu lượng giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh, tuyến đường huyết mạch nối vào cảng lớn nước cảng Cát Lái Trong năm gần đây, gia tăng mạnh mẽ khu công nghiệp, cảng kéo theo gia tăng loại phương tiện giao thông đặc biệt phương tiện có khả vận tải khối lượng hàng hố lớn loại xe tải trọng nặng Các loại xe tải trọng nặng có nhiều trục, nhiều bánh ảnh hưởng lớn gây hư hỏng kết cấu áo đường mềm tuyến đường này, làm phát sinh kinh phí tu bảo dưỡng nâng cấp, cải tạo thời gian dài Mặt khác, quy trình, tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm có 22 TCN 211-06, 22 TCN 274-01 dù bổ sung hoàn thiện chưa đề cập đầy đủ đến tác động xe tải trọng nặng đến tuổi thọ kết cấu áo đường mềm Từ thực tế đó, đề tài ”Đánh giá ảnh hưởng xe tải trọng nặng kết cấu áo đường mềm số trục đường phía đơng thành phố Hồ Chí Minh” để từ đề xuất giải pháp để hạn chế tác động đề tài có tính khoa học tính thực tiễn cấp thiết góp phần nâng cao tuổi thọ tuyến đường, giảm chi phí tu bảo dưỡng đồng thời thúc đẩy kinh tế Thành phố phát triển HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Đánh giá tác động loại xe tải trọng nặng tuổi thọ kết cấu áo đường mềm số trục đường phía đơng thành phố Hồ Chí Minh để từ có thể đưa biện pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng tiêu cực đồng thời nâng cao tuổi thọ kết cấu áo đường Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu loại xe tải trọng nặng có nhiều trục, nhiều bánh trục đường phía đơng thành phố Hồ Chí Minh Phạm vi nghiên cứu giới hạn số tuyến đường phía đơng thành phố Hồ Chí Minh: Xa lộ Hà Nội, Xa lộ Đại Hàn, Đường Liên Tỉnh lộ 25B Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu chủ đạo phương pháp lý thuyết, kết hợp với số liệu thống kê thực tế Dựa vào số liệu thu thập lưu lượng xe, thành phần dịng xe, thơng số kỹ thuật loại xe tải trọng nặng mà đánh giá tác động tuổi thọ kết cấu áo đường mềm loại xe Nội dung nghiên cứu: Chương 1: Tổng quan số tuyến đường phía đơng thành phố Hồ Chí Minh Chương 2: Đánh giá ảnh hưởng xe tải trọng nặng tuổi thọ kết cấu áo đường mềm Chương 3: Đề xuất giải pháp hạn chế ảnh hưởng xe tải trọng nặng tuổi thọ kết cấu áo đường mềm Kết luận, kiến nghị dự kiến hướng nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Đề tài đưa cách thức đánh giá ảnh hưởng xe đến tuổi thọ kết cấu áo đường mềm nói chung - Đề tài đề xuất biện pháp để nâng cao tuổi thọ kết cấu áo đường mềm như: giải pháp cấu tạo giúp cho đơn vị lập dự án lựa chọn kết cấu tối ưu; giải pháp khai thác để giúp cho quan chức quản lý xe tải HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng - Đề tài đưa kiến nghị lựa chọn tải trọng trục tính tốn để giúp cho đơn vị tư vấn lựa chọn tải trọng trục tính tốn phù hợp - Từ nghiên cứu đề tài góp phần nâng cao tuổi thọ kết cấu áo đường mềm, nâng cao thời gian chất lượng khai thác giảm thiểu chi phí xây dựng, tu bảo dưỡng cơng trình HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG CHÍNH PHÍA ĐƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ - Xà HỘI THÀNH PHỐ HỒ CHÍNH MINH 1.1.1 Vị trí địa lý Hình 1 Bản đồ TP.HCM TP.HCM với tổng diện tích 2,095 km², vị trí 10o10’-10o38’ Bắc 106o02’-106o54’ Đơng; nằm trung tâm Nam Bộ, Bắc giáp Bình Dương, tây Bắc giáp Tây Ninh, Đông Đông Bắc giáp Đông Nai, Đông Nam giáp Bà Rịa Vũng Tàu, Tây Tây Nam giáp Long An, Tiền Giang, Nam giáp biển Đông; trung tâm kinh tế, thương mại, văn hóa, khoa học lớn khu vực phía Nam Đây đầu HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng mối giao thông lớn nước, cửa ngõ giới với tất loại hình vận tải: đường bộ, đường sắt, đường thuỷ đường hàng khơng 1.1.2 Dân số, việc làm Dân số: TP.HCM có 18 quận nội thành, gồm quận đến quận 12, Gị Vấp, Tân Bình, Bình Thạnh, Thủ Đức, Tân Phú, Bình Thạnh huyện ngoại thành, bao gồm huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ Theo số liệu điều tra Tổng cục Thống kê ngày 1/4/2010, dân số thành phố 7.382.287 người mật 3.523 người/km² Mức tăng dân số từ năm 1999 đến năm 2004 3,97%, từ năm 2005 đến năm 2009 2,96% Lý mức tăng dân số thành phố tăng nhanh dân nhập cư từ tỉnh khác học tập làm việc Điều gây nhiều áp lực lên trình phát triển kinh tế xã hội thành phố đặc biệt hệ thống giao thông Bảng 1.1 Dân số, mật độ dân số quận, huyện thuộc TP.HCM Quận, huyện Cả thành phố Quận nội thành Quận Quận Quận Quận Quận Quận Quận Quận Quận Quận 10 Quận 11 Quận 12 Quận Gị Vấp Quận Tân Bình Quận Tân Phú Quận Bình Thạnh Quận Phú Nhuận Quận Thủ Đức Quận Bình Tân Huyện ngoại thành Huyện Củ Chi HVTH: Lâm Duy Tài Phường – xã 322 259 10 11 14 15 15 14 10 16 13 15 16 11 16 15 11 20 15 12 10 63 21 Diện tích Mật độ Dân số (người) (km ) (người/km2) 2095,01 7.123.340 3.4 494,01 5.841.987 11.826 7,73 178.878 23.141 49,74 145.981 2.935 4,92 189.764 38.57 4,18 179.64 42.976 4,27 170.462 39.921 7,19 251.912 35.036 35,69 242.284 6.789 19,18 404.976 21.114 114 255.036 2.237 5,72 227.226 39.725 5,14 226.62 44.089 52,78 401.894 7.615 19,74 515.954 26.137 22,38 412.796 18.445 16,06 397.635 24.759 20,76 451.526 21.75 4,88 174.497 35.758 47,76 442.11 9.257 51,89 572.796 11.039 1601 1.281.353 800 434,5 343.132 790 Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Huyện Hóc Mơn Huyện Bình Chánh Huyện Nhà Bè Huyện Cần Giờ 12 16 7 109,18 252,69 100,41 704,22 348.84 421.996 99.172 68.213 3.195 1.67 988 97 Trong quận 3, 4, hay 10, 11 có mật độ lên tới 40.000 người/km², quận 2, 9, 12 khoảng từ 2.000 tới 6.000 người/km² Ở huyện ngoại thành, mật độ dân số thấp, Cần Giờ chưa tới 100 người/km² Về mức độ gia tăng dân số, tỷ lệ tăng tự nhiên 1,07% tỷ lệ tăng học lên tới 1,9% (số liệu 2006) Theo ước tính năm 2010, có khoảng triệu dân nhập cư sinh sống, học tập làm việc TP.HCM Việc làm: Tỷ lệ số người độ tuổi lao động TP.HCM cao chiếm tới 65% (ở Hà Nội 57%) Lý cho điều thành phố có nhiều dân nhập cư đa số độ tuổi lao động Bảng 1.2 Phân bố việc làm theo ngành nghề khác 2005 2010 Người (%) Người 2.676.420 100.00 84.000 100,00 530.466 19,82 579.488 18,20 1.966.633 73,8 2.276.560 71,50 179.320 6,70 327.952 10,30 Loại I (Nông - Lâm – Thủy sản) 145.282 5,43 121.000 3,80 Loại II (Công nghiệp – Xây dựng) 1.226.932 45,84 1.468.000 46,11 Loại III (Dịch vụ) 1.304.206 48,7 1.595.000 50,09 Tổng cộng (%) Phân loại theo thành phần kinh tế Nhà nước Tư nhân Có vốn đầu tư nước ngịai Phân loại theo ngành nghề Nguồn: Viện Nghiên cứu phát triển Thành phố 1.1.3 Kinh tế: TP.HCM trung tâm kinh tế, công nghiệp nước, chiếm 50% tổng giá trị sản phẩm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam 22-30% tổng giá trị sản HVTH: Lâm Duy Tài Trang Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng xe theo thiết kế Điều bất hợp lý thực tế đưa đường vào sử dụng nhận thấy: lưu lượng xe theo chiều xe chạy khác lưu lượng xe xe khác nhau; rõ ràng xe tải trị số tác dụng tải trọng trục xe lên kết cấu mặt đường lớn so với giá trị tính tốn cơng thức (3-1) xe máy trị số tác dụng tải trọng trục xe lên kết cấu mặt đường nhỏ so với giá trị tính tốn cơng thức (3-1) có thể kết cấu mặt đường sử dụng cho xe tải tính thiếu không đảm bảo đáp ứng yêu cầu tuổi thọ kết cấu mặt đường phần xe máy tính thừa lãng phí - Tính tốn thời gian khai thác tuyến đường tổ chức giao thông theo Nghị định 34/2010-NĐCP Mục 2.3.2 tính tốn số trục xe tiêu chuẩn tích lũy xe Ntt theo 22 TCN 211-06 với fL = 0.3 Ntt = 2185 (trục/ làn.ngày đêm) thời gian khai thác t=8.49 năm Với quy định Nghị định 34/2010-NĐCP phương tiện tổ chức sau: + Làn (Làn xe con): xe con, xe khách 2.5T xe container + Làn (Làn xe máy): xe đạp, xe máy xe ba bánh Hình 18 Tổ chức giao thông theo Nghị định 34/2010 – NĐCP HVTH: Lâm Duy Tài Trang 95 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Với biện pháp tổ chức giao thông vậy, vào kết Bảng 2.7 tính tốn lại số trục xe tiêu chuẩn tích lũy kết sau: + Làn (Làn xe con): 253 (trục/làn.ngày đêm) + Làn (Làn xe tải): 7031 (trục/làn.ngày đêm) (trục/làn.ngày đêm) + Làn (Làn xe máy): Như (làn xe tải) có số trục tiêu chuẩn ngày đêm lớn Với Ntt=7031 (trục/làn.ngày đêm) tính tốn lại thời gian khai thác xe tải sau: 1  0,07  1 * 365 * 7031  1  0,07 t Ne  8.49 0,071  0,07  0,071  0,07  t 1  * 365 * 2185 1 8.491 (trục)  t = 2.15 năm Như tổ chức giao thông theo Nghị định 34/2010-NĐCP thiết kế theo quy trình 22-TCN 211-06 xe tải thời gian khai thác giảm xuống cịn 2.15năm (thay 8.49 năm) Với mục đích hạn chế ảnh hưởng xe tải trọng nặng tuổi thọ kết cấu áo đường có thể áp dụng biện pháp sau: - Biện pháp tổ chức giao thơng: Có giải pháp tổ chức giao thông hợp lý nhằm khai thác tối đa khả chịu tải kết cấu Tác giả Trần Thị Viễn Thanh [7] đề xuất biện pháp tổ chức giao thông nhằm nâng cao lực thông hành (Z) sau: + Làn xe con: xe con, xe khách Gi=8.20 j 1 j i Với Gi=8.2 T tính tốn lại Dj gj bước Gi mới, tiếp tục tính tốn đến Gi khơng đổi giá trị Gi= 8.18 Như cụm trục kép với khoảng cách hai trục L=1.3m có tải trọng trục tiêu chuẩn Qtc = Gi * trục = 8.18*2= 16.36 Tính tốn tương tự với trường hợp có khoảng cách hai trục khác kết sau: HVTH: Lâm Duy Tài Trang 102 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Bảng 3.4 Kết tính tốn tải trọng tiêu chuẩn cụm trục kép để đảm bảo tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 10 T Khoảng cách hai tim trục L (m) 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Tải trọng Đường kính Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số ảnh vòng tròn tiêu chuẩn tác dụng lên hưởng tương đương cụm trục trục Qi trục trước Gi Dj (m) kép (Tấn) (Tấn) 7.40 0.30 0.352 14.79 7.60 0.31 0.316 15.19 7.79 0.31 0.283 15.59 7.99 0.32 0.252 15.97 8.18 0.32 0.223 16.35 8.36 0.32 0.196 16.72 8.54 0.33 0.171 17.07 8.70 0.33 0.149 17.41 8.86 0.33 0.128 17.73 9.01 0.34 0.110 18.02 9.15 0.34 0.093 18.29 9.27 0.34 0.079 18.54 Tải trọng quy định cụm trục (Tấn) 11 16 16 16 16 18 18 18 18 18 18 18 Theo Bảng 3.1 với L =0.9m tải trọng tiêu chuẩn cụm trục kép Qtc=14.79 T lớn giá trị quy định Với L=1.0-1.7m tải trọng tiêu chuẩn cụm trục kép Qtc=15.19-17.13 T nhỏ giá trị quy định Với L=1.8-2.0m tải trọng tiêu chuẩn cụm trục kép Qtc=18.02-18.54 T lớn giá trị quy định Cần điều chỉnh lại tải trọng trục quy định cụm trục kép tương ứng với khoảng cách trục khác để nâng cao khả chuyên chở phương tiện đồng thời đảm bảo tải trọng trục đơn 10T 3.3.2 Kiến nghị tải trọng trục quy định với cụm trục ba: Tính tốn vịng lặp với cụm trục ba, khoảng cách hai trục L=1.3m, tải trọng trục quy định 21 Đường kính vịng trịn tương đương lúc này: D j  4* kd * Qi /(3.14* k1 * pb )  4*1.3*(7 / 2) /(3.14*1.1*600) =0.30 cm Hệ số ảnh hưởng trục trước lên trục giữa: gj = A1 e  c1 ( L / D j )2  A2 e  c2 ( L / D j )2 = 0.58* e0.058(1.3/ 0.30)  0.42* e0.58(1.3/ 0.30) =0.190 2 Hệ số ảnh hưởng trục sau lên trục giữa: gj = A1 e  c1 ( L / D j )2 HVTH: Lâm Duy Tài  A2 e  c2 ( L / D j )2 = 0.49* e0.14(1.3/ 0.30)  0.51* e0.64(1.3/ 0.30) =0.033 2 Trang 103 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Để đảm bảo tải trọng trục đơn cho phép 10 tấn: Gitđ = Gi + m 1  G g =7+7*0.190 +7*0.033 = 10 -> Gi=8.18 j 1 j i Với Gi=8.2 T tính toán lại Dj gj bước Gi mới, tiếp tục tính tốn đến Gi khơng đổi giá trị Gi= 7.93 Như cụm trục ba với khoảng cách hai trục L=1.3m có tải trọng trục tiêu chuẩn Qtc = Gi * trục = 7.93*3= 23.78 Tính tốn tương tự với trường hợp có khoảng cách hai trục khác kết sau: Bảng 3.5 Kết tính toán tải trọng tiêu chuẩn cụm trục ba để đảm bảo tải trọng trục đơn tiêu chuẩn 10 T Khoảng cách hai tim trục L (m) 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên trục Qi (Tấn) 7.11 7.26 7.40 7.54 7.67 7.80 7.93 8.05 8.17 8.28 8.39 Đường Hệ số ảnh Hệ số ảnh kính vịng hưởng hưởng tròn tương trục trục đương Dj trước Gi sau Gi (m) 0.30 0.303 0.102 0.30 0.288 0.090 0.30 0.272 0.079 0.31 0.258 0.069 0.31 0.243 0.060 0.31 0.230 0.052 0.32 0.216 0.045 0.32 0.203 0.039 0.32 0.191 0.034 0.32 0.179 0.029 0.32 0.168 0.025 Tải trọng Tải trọng tiêu chuẩn quy định cụm cụm trục ba trục (Tấn) (Tấn) 21 21.34 21 21.77 21 22.20 21 22.61 21 23.01 21 23.40 21 23.78 24 24.14 24 24.50 24 24.84 24 25.16 Theo Bảng 3.2 tải trọng tiêu chuẩn cụm trục ba tính tốn được lớn tải trọng quy định Như nâng tải trọng quy định cụm trục ba mà đảm bảo tải trọng cho phép trục đơn 10 Tấn HVTH: Lâm Duy Tài Trang 104 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Cùng với phát triển chung đất nước, vùng kinh tế trọng điểm phía nam với đầu tàu thành phố Hồ Chí Minh đạt tăng trưởng kinh tế vượt bậc song song với gia tăng lưu lượng xe mà đặc biệt xe tải trọng nặng Từ kết nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng lớn xe tải trọng nặng đến tuổi thọ kết cấu áo đường: Tuổi thọ kết cấu áo đường chịu ảnh hưởng lớn yếu tố xe tải trọng nặng như: tải trọng trục (giảm tuổi thọ 1.33-7.31 lần), khoảng cách trục (giảm 1.59-2.79 lần), ảnh hưởng trục (giảm tuổi thọ 2.71-8.97 lần) Trong trường hợp ảnh hưởng đến tuổi thọ lún vệt bánh lớn so với ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi Thời gian khai thác kết cấu chịu ảnh hưởng lớn xe chở vượt tải Khi xe chở vượt tải 1.13-1.37 lần thời gian khai thác giảm 50% Ngay trường hợp xe chở tải trọng kết tính tốn thời gian khai thác kết cấu áo đường Xa lộ Hà Nội (6.77-8.49 năm) nhỏ nhiều so với thiết kế (15 năm) Kết cấu áo đường Xa lộ Hà Nội bị phá hoại mỏi trước phá hoại lún vệt bánh phá hoại toàn kết cấu Các kết cấu Ech bề dày lớp bê tơng nhựa tăng lên tuổi thọ mỏi tăng tuổi thọ lún vệt bánh giảm tăng dày lớp bê tông nhựa không hợp lý làm tăng ứng suất đáy lớp mặt Chiều dày lớp mặt bê tông nhựa không nhỏ 6-7cm hợp lý khoảng (0.25-0.35)D Có thể xem xét tăng tuổi thọ kết cấu cách tăng chiều dày lớp móng cách hợp lý khoảng (0.35-0.60)D Tỉ lệ mơ đun đàn hồi lớp móng lớp mặt nên chọn lớn 0.6 để giảm thiểu ảnh hưởng ứng suất cắt bề mặt lớp mặt Có thể tăng tuổi thọ mỏi sở giảm ứng suất kéo uốn đáy lớp mặt cách tăng cường độ lớp móng nhiên nên xem xét tăng cường độ lớp móng cách hợp lý (500-600 MPa) để hạn chế tăng ứng suất đáy lớp móng yếu tố gây nứt lớp móng dẫn đến phá hoại lớp mặt HVTH: Lâm Duy Tài Trang 105 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Khi lớp mặt lớp móng dính bám tốt ứng suất kéo uốn đáy lớp mặt độ võng bề mặt mặt đường giảm nhiều so với trường hợp lớp dịch trượt Có khác biệt lớn kết cấu định hình nước kết cấu sử dụng phổ biến cho tuyến đường có xe tải trọng nặng Việt Nam Định hình nước có chiều dày lớp mặt bê tông nhựa mỏng hơn, tổng chiều dày kết cấu mỏng hơn, có số lớp lớn hơn, chênh lệch chiều dày lớp so với kết cấu dùng phổ biến Việt Nam Ngoài ra, định hình nước sử dụng đa dạng loại vật liệu có gia cố cho lớp móng đường có xe nặng lưu thơng Việt Nam thường dùng cấp phối đá dăm vật liệu không gia cố chất liên kết KIẾN NGHỊ: Để đảm bảo mô đun đàn hồi đạt yêu cầu kết cấu áo đường tuyến đường cấp cao thường tăng dày lớp bê tông nhựa kết hợp với tăng chiều dày lớp cấp phối đá dăm làm lớp móng Biện pháp vừa khơng đảm bảo tính kinh tế lớp bê tơng nhựa đắt lại vừa khơng đảm bảo tính kỹ thuật cấp phối đá dăm với chiều dày lớn tích lũy biến dạng dư trình khai thác đồng thời tăng chiều dày lớp mặt không lý làm tăng ứng suất đáy lớp mặt Đối với kết cấu áo đường có tải trọng nặng lưu thơng nên sử dụng lớp vật liệu có gia cố chất liên kết để làm lớp móng Việc sử dụng lớp vật liệu gia cố nhựa có giá thành cao tuổi thọ kết cấu tăng lên lớn điều kiện nguồn vốn đầu tư cho phép nên sử dụng lớp vật liệu Kết cấu có lớp móng vật liệu gia cố xi măng có giá thành thấp mà đảm bảo nâng cao tuổi thọ kết cấu Nên xem xét tăng cường độ lớp móng cách hợp lý để giảm ứng suất kéo uốn đáy lớp mặt đồng thời hạn chế tăng ứng suất đáy lớp móng gây nứt lớp móng dẫn đến phá hoại lớp mặt Mức độ dính bám lớp ảnh hưởng lớn đến trạng thái ứng suất kết cấu độ võng mặt đường ứng suất đáy lớp mặt q trình thi cơng cần có biện pháp tăng độ dính lớp mặt lớp móng: đảm bảo đủ lượng nhựa tưới theo quy chuẩn, vệ sinh lớp móng trước tưới nhựa, HVTH: Lâm Duy Tài Trang 106 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Cần có chế, sách khuyến khích sử dụng loại phương tiện có nhiều trục (romooc trục so với trục) để giảm ảnh hưởng tải trọng đến kết cấu áo đường từ nâng cao tuổi thọ kết cấu Cần điều chỉnh quy định tải trọng cụm trục với loại cụm trục kép cụm trục ba để đảm bảo tải trọng trục đơn 10 sở xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục, thay đổi đường kính vòng tròn tương đương Dj Trong số trường hợp có thể nâng tải trọng quy định lên ngược lại Điều chỉnh quy định tải trọng trục có ý nghĩa lớn mặt nâng cao tuổi thọ kết cấu đạt hiệu vận tải hàng hóa HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi đường kính vệt bánh xe Dtd đến q trình tính tốn kết cấu áo đường theo trạng thái giới hạn Nghiên cứu ảnh hưởng lực ngang, độ dốc dọc, độ dốc ngang mặt đường đến tuổi thọ kết cấu áo đường Tính tốn chiều dày lớp bê tông nhựa hợp lý ứng với tải trọng trục khác Đề tài tập trung nghiên cứu loại xe tải trọng nặng phổ biến trục đường phía đơng thành phố Hồ Chí Minh xe trục, xe đầu kéo romooc trục Vì có thể sử dụng phương pháp tính tốn đề tài để đánh giá ảnh hưởng loại xe trục, trục, tuyến đường khác HVTH: Lâm Duy Tài Trang 107 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giao thông Vận tải (2006), Áo đường mềm – Các yêu cầu dẫn thiết kế 22 TCN 211-06, Hà Nội PGS.TS Bùi Xuân Cậy, TS Nguyễn Quang Phúc (2011), “Phân tích ứng suất kéo uốn kết cấu mặt đường mềm có xét đến điều kiện dính bám lớp bê tông asphalt”, Hà Nội PGS.TS Bùi Xuân Cậy, TS Nguyễn Quang Phúc (2011), “Ảnh hưởng điều kiện dính bám lớp thiết kế kết cấu áo đường mềm”, Hà Nội TS Nguyễn Quang Phúc (2011), “Ảnh hưởng tải trọng trục xe áp lực xe đến làm việc kết cấu áo đường mềm Việt Nam”, Hà Nội TS Nguyễn Văn Hùng (2009), “Đánh giá ảnh hưởng tải trọng phương tiện giao thông đường đến tuổi thọ áo đường”, thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Đức Tường (2007) “Vấn đề quản lý tải trọng trục xe tuyến quốc lộ Việt Nam – Thực trạng đề xuất chiến lược quản lý tải trọng đường bộ” Hà Nội Trần Thị Viễn Thanh (2011) “Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổ chức lại giao thông Xa lộ Hà Nội (đoạn từ cầu Sài Gòn đến cầu Đồng Nai) từ năm 2010 đến 2020” thành phố Hồ Chí Minh Ngơ Văn Quân (2011) “Nghiên cứu quy luật phân bố theo xe phương tiện giao thông trục đường cửa ngõ phía Đơng Thành phố Hồ Chí Minh đề xuất lựa chọn hệ số phân phối trục xe hợp lý” thành phố Hồ Chí Minh Tổng cục thống kê Việt Nam (http://www.gso.gov.vn) 10 Hiệp hội Cảng Biển Việt Nam 11 Lục Đỉnh Trung, Trình Gia Câu (Đại học Đồng Tế) Cơng Trình nền-mặt đường Nhà xuất Giao thông vận tải (tập 1, 2), 1995 12 Thông tư số 72/2011/TT-BGVT ngày 30-12-2011 Bộ Giao thông Vận tải ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia kiểm tra chế tạo container vận chuyển phương tiện vận tải 13 Thông tư số: 07/2010/TT-BGTVT ngày 11 tháng 02 năm 2010 Bộ Giao thông vận tải ”Quy định tải trọng, khổ giới hạn đường bộ; lưu hành xe HVTH: Lâm Duy Tài Trang 108 Luận văn Thạc sĩ GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng tải trọng, xe khổ giới hạn, xe bánh xích đường bộ; vận chuyển hàng siêu trường, siêu trọng; giới hạn xếp hàng hóa phương tiện giao thông đường tham gia giao thông đường bộ” 14 Cục đăng kiểm Việt Nam (2001), “Thông số kỹ thuật số loại xe ô tô“, Hà nội 15 Hồ sơ dự án ”Mở rộng Xa lộ Hà Nội – Đoàn từ Cầu Sài Gòn đến nút giao Tân Vạn” 16 Hồ sơ dự án ”Xây dựng đường liên Tỉnh lộ 25B – Giai đoạn 2” 17 Bitumen Bussiness Group (1998), BISAR 3.0 User Manual; 18 Rodrigo Salgado, Daehyeon Kim (2002), Effects of heavier truck loadings and super-single tires on subgrades, Purdue University, West Lafayette, Indiana, United States 19 William G Davids (2009), EverStressFE: Software for the 3D Finite Element Analysis of Flexible Asphalt Concrete Pavements, University of Maine, Orono, Maine, United States 20 Thomas Telford (Sep 25 – 2003): The Shell Bitumen Handbook 21 Kết cấu định hình trung tâm thiết kế nhà cơng trình Pháp (CEBTP) kiến nghị cho nước nhiệt đới: 22 Định hình kết cấu mặt đường RSt0 – 01 năm 2001 CHLB Đức 23 Kết cấu áo đường Viện nghiên cứu đường Anh (TRRL) Road note 31 24 Đề tài cấp Nhà nước KC10-05, mục sửa đổi bổ sung cho quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-93 – Viện KHCN Giao thông vận tải HVTH: Lâm Duy Tài Trang 109