Nghiên cứu sử dụng đất gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô tại huyện đông hòa, tỉnh phú yên luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

-I- LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 11 năm 2016 Tác giả Trần Văn Nhƣờng -II- LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc luận văn này, tác giả nhận đƣợc nhiều giúp đỡ thầy giáo hƣớng dẫn, nhà khoa học, bạn đồng nghiệp quan liên quan Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám đốc sở II, Khoa Sau Đại học, Khoa Công trình, Bộ mơn Đƣờng bộ, Trƣờng Đại học Giao thơng Vận tải giúp đỡ tác giả trình học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn Thầy Cơ, bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến thiết thực quý báu Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Đức Trọng tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Trong khn khổ luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắn chƣa đáp ứng đƣợc đầy đủ vấn đề đặt thân cịn nhiều hạn chế nên tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả -III- MỤC LỤC MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH ẢNH VII DANH MỤC BẢNG BIỂU IX MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài .2 Đối tƣợng nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .3 Kết cấu luận văn CHƢƠNG : KHÁİ QUÁT VỀ ĐİỀU KİỆN TỰ NHİÊN VÀ HİỆN TRẠNG ĐƢỜNG GİAO THƠNG NƠNG THƠN CỦA HUYỆN ĐƠNG HỊA 1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên khu vực huyện Đơng Hịa .4 1.1.1 Vị trí địa lý [26], [27] 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn [26], [27] 1.1.3 Địa chất 1.2 Nguồn vật liệu dùng xây dựng đƣờng huyện Đơng Hịa [27] 1.3 Xác định tiêu mỏ đất Đơng Hịa, Phú n 1.4 Hiện trạng đƣờng giao thông tỉnh Phú Yên–Khu vực huyện Đơng Hịa [27] 12 1.5 Đề xuất giải pháp nâng cao chất lƣợng đƣờng giao thơng nơng thơn huyện Đơng Hịa .13 CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ ĐẤT TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN ĐẤT GIA CỐ 16 2.1 Khái quát phƣơng pháp gia cố đất xây dựng đƣờng 16 2.1.1 Giới thiệu gia cố đất xây dựng đƣờng 16 2.1.2 Các phƣơng pháp gia cố đất xây dựng đƣờng 17 2.2 Cơ sở lý thuyết đất gia cố 23 2.2.1 Cơ sở lý thuyết 23 2.2.2 Sự thủy hóa xi măng 28 -IV2.3 Các phƣơng pháp xác định tính chất đất 30 2.3.1 Thí nghiệm xác định thành phần hạt (TheoTCVN 4198:2012) 30 2.3.2 Thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn (Theo tiêu chuẩn 22TCN 333-06) 32 2.3.3 Thí nghiệm CBR 35 2.3.4 Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo – giới hạn chảy đất .36 2.3.5 Thí nghiệm độ hao mòn cốt liệu LA 38 2.3.6 Các yêu cầu kỹ thuật đất xây dựng đƣờng ô tô 38 2.4 Các nhân tố ảnh hƣởng đến đất gia cố 41 2.4.1 Loại ximăng .41 2.4.2 Hàm lƣợng ximăng 41 2.4.3 Thời gian bảo dƣỡng 42 2.4.4 Loại đất 43 2.4.5 Độ ẩm 44 2.4.6 Độ pH 44 2.4.7 Hàm lƣợng hữu .45 2.4.8 Ảnh hƣởng điều kiện trộn 45 2.5 Các nghiên cứu ứng dụng gia cố đất giới Việt Nam 46 2.5.1 Các nghiên cứu ứng dụng đất gia cố giới 46 2.5.2 Các nghiên cứu ứng dụng đất gia cố Việt Nam 47 CHƢƠNG : NGHİÊN CỨU THỰC NGHİỆM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ĐẤT GİA CỐ Xİ MĂNG TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG GİAO THƠNG TẠI ĐƠNG HỊA, PHÚ N 51 3.1 Đặt vấn đề 51 3.2 Cơ sở lý thuyết 51 3.2.1 Vật liệu chế tạo mẫu thí nghiệm 51 3.2.2 Phƣơng pháp tiến hành thí nghiệm 55 3.3 Nghiên cứu thực nghiệm 59 3.3.1 Kết thực nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén đất gia cố .59 3.3.2 Kết thực nghiệm xác định cƣờng độ ép chẻ đất gia cố 61 3.3.3 Kết thực nghiệm xác định mô đun đàn hồi đất gia cố 63 -V3.3.4 Thiết lập mối tƣơng quan tiêu kỹ thuật đất gia cố XM 65 3.3.4.1 Thiết lập mối tƣơng quan cƣờng độ chịu nén cƣờng độ ép chẻ đất gia cố xi măng 65 3.4 Nghiên cứu khả sử dụng đất gia cố xi măng xây dựng đƣờng ô tô huyện Đơng Hịa, tỉnh Phú n 67 3.4.1 Kết cấu đƣờng cấp II đề xuất .68 3.4.2 Kết cấu đƣờng giao thông nông thôn 69 3.5 Đánh giá hiệu kinh tế việc sử dụng đất gia cố xi măng 69 3.5.1 Dự toán kết cấu đƣờng cấp II đề xuất 70 3.5.2 Dự toán kết cấu đƣờng giao thông nông thôn 70 3.6 Đề xuất biện pháp thi công đất gia cố măng xây dựng đƣờng giao thông nông thôn 70 3.7 Kết luận chƣơng 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 Kết luận 77 Kiến nghị .78 TÀI LIỆU THAM KHẢO X PHỤ LỤC XIII -VI- DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CBR : California Bearing Ratio CPĐD : Cấp phối đá dăm DTTN : Diện tích tự nhiên ĐH : Đƣờng huyện ĐTP : Đƣờng thành phố ĐT : Đƣờng tỉnh GTNT : Giao thông nông thôn GTVT : Giao thông vận tải KCAĐ : Kết cấu áo đƣờng KHCN : Khoa học công nghệ QL : Quốc lộ T : Tấn TCN : Tiêu chuẩn ngành TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VLXD : Vật liệu xây dựng XM : Xi măng -VII- DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1:Bản đồ hành tỉnh Phú Yên Hình 1-2: Biểu đồ thành phần hạt đất 10 Hình 1-3: Biểu đồ quan hệ khối lƣợng thể tích khơ độ ẩm 11 Hình 1-4: Biểu đồ thí nghiệm xác định CBR đất .12 Hình 2-1: Các chất chủ yếu xi măng .25 Hình 2-2: Ký hiệu rút gọn cho phản ứng hóa học 25 Hình 2-3: Ảnh hƣởng hàm lƣợng xi măng đến cƣờng độ soilcrete (Tan et al 2002 theo nguồn Kamruzzaman 2002) 42 Hình 2-4: Ảnh hƣởng hàm lƣợng ximăng đến cƣờng độ soilcrete [19] 42 Hình 2-5: Quan hệ cƣờng độ nén không nở hông với hàm lƣợng xi măng thời gian bảo dƣỡng (Uddin et al 1997 theo nguồn Kamruzzaman 2002) 43 Hình 2-6: Ảnh hƣởng loại đất đến cƣờng độ soilcrete (Kaki Yang 1991 theo nguồn Kamruzzaman 2002) 44 Hình 3-1: Biểu đồ xác định dung trọng khô lớn độ ẩm tốt 52 Hình 3-2: Biểu đồ thành phần hạt đất 53 Hình 3-3: Biểu đồ xác định độ ẩm giới hạn chảy .54 Hình 3-4: Xi măng Holcim PCB40 56 Hình 3-5: Quá trình cân vật liệu .56 Hình 3-6: Quá trình chế tạo mẫu 57 Hình 3-7: Mẫu đất gia cố sau chế tạo 57 Hình 3-8: Quá trình ngâm bảo hịa mẫu thí nghiệm 57 Hình 3-9: Thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi đất gia cố .58 Hình 3-10: Thí nghiệm xác định cƣờng độ ép chẻ đất gia cố 58 Hình 3-11: Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén đất gia cố 59 Hình 3-12: Cƣờng độ chịu nén đất gia cố ngày, 14 ngày 28 ngày 60 Hình 3-13: Cƣờng độ ép chẻ đất gia cố ngày, 14 ngày 28 ngày .62 Hình 3-14: Mơ đun đàn hồi đất gia cố ngày, 14 ngày 28 ngày .64 Hình 3-15: Tƣơng quan Rn Rech 14 ngày tuổi 65 Hình 3-16: Tƣơng quan Rn Rech 28 ngày tuổi 66 Hình 3-17: Tƣơng quan Rn E 14 ngày tuổi 66 -VIIIHình 3-18: Tƣơng quan Rn E 28 ngày tuổi 67 Hình 3-19: Kết cấu áo đƣờng cấp II sử dụng đề xuất 68 Hình 3-20: Kết cấu áo đƣờng giao thông nông thôn sử dụng đề xuất 69 Hình 3-21: Hình dạng gầu trộn thiết kế riêng cho cơng nghệ đất trộn ximăng 72 Hình 3-22: Phân bố bao xi măng theo hàm lƣợng định 72 Hình 3-23: Nhân cơng cào trải ximăng 73 Hình 3-24: Trộn đất xi măng gầu trộn 73 Hình 3-25: Tƣới nƣớc bổ sung sau trộn xong 74 Hình 3-26: Rải đá mi bảo vệ kết cấu tạo độ nhám mặt đƣờng 74 Hình 3-27: Mặt đƣờng hồn thiện 75 Hình 3-28: Trải bạt nhựa bảo vệ mặt đƣờng 75 -IX- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Trữ lƣợng số mỏ khoáng sản Phú Yên Bảng 1-2: Thành phần hạt đất (Mỏ đất Hòa Tâm) 10 Bảng 1-3: Kết thí nghiệm dung trọng khơ lớn độ ẩm tốt (Mỏ đất Hòa Tâm) 11 Bảng 1-4: Kết thí nghiệm xác định giới hạn dẻo – giới hạn chảy đất (Mỏ đất Hòa Tâm) .12 Bảng 2-1: Tiêu chuẩn đầm nén cải tiến 34 Bảng 2-2: Yêu cầu thành phần hạt vật liệu cấp phối thiên nhiên 39 Bảng 2-3: Các tiêu kỹ thuật yêu cầu với vật liệu cấp phối thiên nhiên 39 Bảng 3-1: Kết thí nghiệm dung trọng khơ lớn độ ẩm tốt 52 Bảng 3-2: Kết thí nghiệm phân tích thành phần hạt 53 Bảng 3-3: Kết thí nghiệm giới hạn dẻo & giới hạn chảy 54 -1- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Huyện Đơng Hòa huyện đồng ven biển thuộc tỉnh Phú Yên, Việt Nam Huyện nằm phía Nam tỉnh Phú n; phía Bắc giáp thành phố Tuy Hịa huyện Phú Hịa; phía Đơng tiếp giáp với Biển Đơng ; Tây giáp huyện Tây Hịa; đặc biệt phía Nam tiếp giáp với Đèo Cả nơi có dự án Hầm đƣờng qua Đèo Cả vận hành vào năm 2017, có tuyến quốc lộ qua quốc lộ 1A quốc lộ 29 Với chiều dài bờ biển gần 50 km kéo dài từ Đông Tác đến đảo Hòn Nƣa Huyện đƣợc thành lập năm 2005, sở phần phía đơng huyện Tuy Hịa cũ Với diện tích đất tự nhiên 269,59 km2; dân số 115.476 ngƣời, với 32.115 hộ, mật độ dân số 428,24 ngƣời/km2 ; có 08 xã 02 thị trấn (Hịa Vinh Hịa Hiệp Trung) Huyện Đơng Hịa huyện trọng điểm tỉnh trị - kinh tế - xã hội Tỉnh có chủ trƣơng đầu tƣ xây dựng huyện thành khu kinh tế tổng hợp với mơ hình: cụm cảng tổng hợp chun dùng, cơng nghiệp lọc, hóa dầu, cơng nghiệp đa ngành, thƣơng mại, dịch vụ, du lịch, đô thị nơng lâm ngƣ nghiệp, hình thành khơng gian kinh tế độc lập Trên địa bàn huyện có dự án lớn khẩn trƣơng triển khai nhƣ Nhà máy Lọc dầu Vũng Rô, nâng cấp cảng Vũng Rô, dự án Hầm đƣờng Đèo Cả giai đoạn hoàn thiện Mục tiêu đến năm 2020, xây dựng huyện Đơng Hịa trở thành thị xã cơng nghiệp, trung tâm giao thƣơng quốc tế, cảng biển lớn vùng Nam Trung Bộ Tây Nguyên Để đáp ứng yêu cầu đặt khơng thể khơng nhắc đến việc phát triển mạng lƣới giao thơng đồng có giao thơng nơng thơn.Với huyện có nhiều tuyến đƣờng giao thơng nơng thơn việc phát triển hệ thống giao thông tạo điều kiện lại thuận lợi, vận chuyển hàng hóa dễ dàng cho ngƣời dân, mà cịn thúc đẩy phát triển nơng nghiệp, phục vụ giao lƣu kinh tế – văn hóa – xã hội địa phƣơng, nhƣ đảm bảo an ninh khu vực, bên cạnh góp phần nâng cao đời sống nhân dân nông thôn tạo mặt đẹp cho nơng thơn thời đại Từ góp phần vào q trình phát triển chung huyện, bƣớc tiến lên thành thị xã Đơng Hịa - 10- c Tính Ech kết cấu: Với H/D = 51 / 33 = Eo/Etb = 45 / 413.24 = Tra tốn đồ (3-1) ta đƣợc ===> Ta có : 2,00 ; Áp dụng toán đồ (3-1) 0.1089 Ech/Etb = 0.4578 Ech = 0.4578 * 413.24 = Ech = ≤ 1.5455 Kcddv * Eyc ≥ 189.18 189.18 MPa = 1.17 * 160 = 187.20 MPa Vậy kết cấu đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Kiểm tra cƣờng độ kết cấu theo theo tiêu chuẩn chịu cắt trƣợt đất : a Tính Etb kết cấu : Việc đổi tầng hệ lớp đƣợc thực nhƣ bảng (3-a) sau : Lớp kết cấu Ei hi t (từ dƣới lên) (MPa) (cm) Đất gia cố xi măng 10% 237 15 Cấp phối đá dăm loại I 280 1.1814 12 Đá dăm gia cố xi măng 5% 600 2.3482 Bê tông nhựa hạt trung 250 Bê tông nhựa hạt mịn 300 Ta có : Etb = Etb' = Xét đến hệ số điều chỉnh b :Với Tra bảng (3-6) ta đƣợc b= Etb = b * Etb' = 0.8000 Htb (cm) 15 27 Etb' (MPa) 237.00 255.52 12 0.4444 39 341.28 0.7325 0.1795 46 326.15 0.9198 0.1087 51 323.52 237 H/D = Mpa ; 51 / 33 = k H= 15 cm 1.5455 Mô đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : 1.1816 1.1816 * 323.52 = 382.27 MPa b Xác định ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tiêu chuẩn gây đất Tax : Với H/D = 51 / 33 = 1.5455 ; Etb/Eo = Tra tốn đồ (3-3), với góc nội ma sát đất j = Tax = p * 0.0151 = 28 0.0091 382.27 / 45 = 8.4949 tra đƣợc Tax / p = 0.0151 MPa c Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lƣợng thân lớp kết cấu gây đất Tav : Với H = 51 cm ; j = 28 Tra toán đồ (3-4) ta đƣợc Tav = -0.0017 MPa d Xác định số C tt : Ctt = C * k1 * k2 * k3 Với C = 0.018 MPa ; k1 = 0.60 Ctt = 0.018 * 0.6 * 0.8 * = 0.0259 Tax + Tav = 0.0091 + (-0.0017) = Ctt / tr K cd Ta thấy : Tax + Tav = ≤ 0.0259 / = Ctt / K cdtr ; k3 = 3.0 MPa 0.0074 0.0259 ===> k2 = 0.80 ; MPa MPa Kết cấu đảm bảo Tính tốn kiểm tra cƣờng độ kết cấu chịu uốn đáy lớp Bê tông nhựa : a Đối với bê tông nhựa lớp dƣới - Với lớp bê tông nhựa : H1 = 12 cm ;E1 = (1600*7 + 1800*5) / (7 + 5) = 1683 MPa - 11- - Trị số Etb' lớp dƣới nhƣ bảng (4-a) sau: Lớp kết cấu Ei hi Htb Etb' t k (từ dƣới lên) (MPa) (cm) (cm) (MPa) Đất gia cố xi măng 10% 237 15 15 237.00 Cấp phối đá dăm loại I 280 1.1814 12 0.8000 27 255.52 Đá dăm gia cố xi măng 5% 600 2.3482 12 0.4444 39 341.28 Bê tông nhựa hạt trung 1600 4.6882 0.1795 46 457.37 Bê tông nhựa hạt mịn 1800 3.9355 0.1087 51 539.74 - Trị số Ech.m mặt lớp Đá dăm gia cố xi măng 5% theo bảng (4-a): H/D = 39 / 33 = 1.1818 ; Etb' = 341.28 MPa Tra bảng (3-6) ta đƣợc b = 1.1281 Mơ đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : Etb = b * Etb' = 1.1281 * 341.28 = 385 MPa Ta thấy : Với H/D = 39 / 33 = 1.1818 ≤ 2,00 ; Áp dụng toán đồ (3-1) Eo/Etb = 45 / 385 = 0.1169 Tra toán đồ (3-1) ta đƣợc Ech.m/Etb = 0.4029 ===> Ech.m = 0.4029 * 385 = 155.12 MPa Tìm sku đáy lớp bê tơng nhựa cách tra toán đồ (3-5) với : Với H1 /D = 12 / 33 = 0.3636 ; E1 /Etb.m = 1683 / 155.12 = 10.8497 Ta đƣợc sku = 1.9223 ===> sku = 1.9223 * 0.6 * 0,85 = - Xác định cƣờng độ chịu uốn tính tốn lớp bê tông nhựa: K1 = 11,11/N e K2 = 0,22 = 0.9804 MPa 11,11 / (0.75*10^6)^0,22 = 0.567 0.567 * * MPa 1.000 ku Rtt = K1 * K * Rku = = 1.1340 Ta thấy sku = 0.9804 MPa ≤ Rtt / = 1.134 / = 1.134 MPa Vậy kết cấu đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chịu uốn đáy bê tông nhựa lớp b Đối với bê tông nhựa lớp - Với lớp bê tông nhựa : H1 = cm ;E1 = 1800 Mpa - Trị số Ech.m mặt lớp Bê tông nhựa hạt trung theo bảng (4-a): H/D = 46 / 33 = 1.3939 ; Etb' = 457.37 Mpa Tra bảng (3-6) ta đƣợc b = 1.1602 Mô đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : Etb = b * Etb' = 1.1602 * 457.37 = 530.64 Mpa Ta thấy : Với H/D = 46 / 33 = 1.3939 ≤ 2,00 ; Áp dụng toán đồ (3-1) Eo/Etb = 45 / 530.64 = 0.0848 Tra toán đồ (3-1) ta đƣợc Ech.m/Etb = 0.3757 ===> Ech.m = 0.3757 * 530.64 = 199.36 Mpa Tìm sku đáy lớp bê tơng nhựa cách tra tốn đồ (3-5) với : ku Với H1 /D = / 33 = 0.1515 Kcdku ; E1 /Etb.m = 1800 / 199.36 = Ta đƣợc sku = 2.199 ===> sku = 2.199 * 0.6 * 0,85 = - Xác định cƣờng độ chịu uốn tính tốn lớp bê tơng nhựa: K1 = 11,11/N e K2 = ku 0,22 = 11,11 / (0.75*10^6)^0,22 = 9.0289 1.1215 Mpa 0.567 1.000 Rtt = K1 * K * Rku = 0.567 * * 2.6 = 1.4742 Mpa - 12- Ta thấy sku = 1.1215 Mpa ≤ Rtt / Kcd = 1.4742 / = 1.4742 Mpa Vậy kết cấu đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chịu uốn đáy bê tông nhựa lớp Kết luận : Kết cấu áo đường chọn thỏa mản yêu cầu cường độ sau : Có E0 sau hồn thiện đƣờng : Đất : Đất sỏi đồi 45.00 MPa ku ku 1) Đất gia cố xi măng 10% dày 15 cm; Có Ech.m sau hồn thiện lớp kết cấu : 73.83 MPa 2) Cấp phối đá dăm loại I dày 12 cm; Có Ech.m sau hoàn thiện lớp kết cấu : 105.61 MPa 3) Đá dăm gia cố xi măng 5% dày 12 cm; Có Ech.m sau hoàn thiện lớp kết cấu : 155.12 MPa 4) Bê tông nhựa hạt trung dày 173.02 Mpa 5) Bê tơng nhựa hạt mịn dày cm; Có Ech.m sau hoàn thiện lớp kết cấu : cm; Có Ech.m sau hồn thiện lớp kết cấu : 189.18 Mpa - 13- Kiểm toán kết cấu áo đƣờng cấp V truyền thống Thông số kỹ thuật yêu cầu : - Cấp hạng tuyến : Đƣờng cấp V - Loạt kết cấu áo đƣờng : A2 - Lƣu lƣợng tính tốn N tt : trục/làn.ngàyđêm - Tải trọng trục tính tốn t/c P : 10 kN - Lƣu lƣợng tích lũy N e : x 106 trục - Áp lực tính tốn p : 0.6 MPa - Đƣờng kính vệt bánh xe : 33 cm - Mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc : 80 MPa * Kết cấu áo đƣờng dự kiến: - Đất :Đất sỏi đồi Độ ẩm tƣơng đối : 0.6 - Cấp phối đá dăm loại II chiều dày: 24 cm - Láng nhựa lớp TC 3Kg/m2 chiều dày: 2.5 cm + Độ tin cậy thiết kế tùy theo loại, cấp đƣờng : K cd = dv Kcd tr Kcd Kcdku + Hệ số cƣờng độ độ võng phụ thuộc vào độ tin cậy: + Hệ số cƣờng độ cắt trƣợt phụ thuộc vào độ tin cậy: + Hệ số cƣờng độ kéo uốn phụ thuộc vào độ tin cậy: Lớp kết cấu (từ dƣới lên) 0.85 = 1.06 = 0.9 = 0.9 Các đặc trƣng tính toán lớp kết cấu dự kiến bảng (3) : E (MPa) Bề dày lớp Rku Tính độ Tính Tính (cm) (MPa) võng trƣợt kéo uốn Đất sỏi đồi 40 Cấp phối đá dăm loại II 24 220 220 C (MPa) j (độ) 0.018 28 220 Láng nhựa lớp TC 3Kg/m2 Tính tốn kiểm tra cƣờng độ chung kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi : a Việc đổi lớp từ dƣới lên theo công thức (3-5) 1  k t /  E tb '  E1    1 k  Với k = h2 / h1 ; Kết qủa tính đổi tầng bảng (2-a) sau : t = E2 / E1 Lớp kết cấu (từ dƣới lên) Ei (MPa) Cấp phối đá dăm loại II t hi 220 (cm) k 24 Htb (cm) Etb' (MPa) 24 220.00 Ta có : Etb = Etb' = 220 MPa ; H= 24 cm b Xét đến hệ số điều chỉnh b : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 Tra bảng (3-6) ta đƣợc b = 1.0657 Mô đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : Etb = b * Etb' = 1.0657 * 220 = 234.45 MPa c Tính Ech kết cấu : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 ≤ 2,00 ; Áp dụng toán đồ (3-1) Eo/Etb = Tra toán đồ (3-1) ta đƣợc ===> Ta có : 40 / 234.45 = Ech/Etb = 0.3673 Ech = 0.3673 * 234.45 = Ech = 86.11 0.1706 ≥ Kcddv 86.11 * Eyc MPa = 1.06 * 80 = 84.80 Vậy kết cấu đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi MPa - 14- Kiểm tra cƣờng độ kết cấu theo theo tiêu chuẩn chịu cắt trƣợt đất : a Tính Etb kết cấu : Việc đổi tầng hệ lớp đƣợc thực nhƣ bảng (3-a) sau : Lớp kết cấu Ei hi Htb Etb' t k (từ dƣới lên) (MPa) (cm) (cm) (MPa) Cấp phối đá dăm loại II 220 24 24 220.00 Ta có : Etb = Etb' = 220 Mpa ; H= 24 cm Xét đến hệ số điều chỉnh b : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 Tra bảng (3-6) ta đƣợc b = 1.0657 Mơ đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : Etb = b * Etb' = 1.0657 * 220 = 234.45 MPa b Xác định ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tiêu chuẩn gây đất Tax : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 ; Etb/Eo = 234.45 / 40 = Tra tốn đồ (3-2), với góc nội ma sát đất j = Tax = p * 0.0596 = 28 5.8613 tra đƣợc Tax / p = 0.0596 0.0358 MPa c Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lƣợng thân lớp kết cấu gây đất Tav : ;j= Với H = 24 cm d Xác định số Ctt : 28 Tra toán đồ (3-4) ta đƣợc Tav = -0.0008 MPa Ctt = C * k1 * k2 * k3 Với C = 0.018 MPa ; k1 = 0.60 Ctt = 0.018 * 0.6 * * = ; k2 = 1.00 ; k3 = 3.0 0.0324 MPa Tax + Tav = 0.0358 + (-0.0008) = Ctt / Kcdtr = 0.0324 / 0.9 = 0.036 tr Ta thấy : Tax + Tav ≤ Ctt / Kcd ===> 0.035 MPa MPa Kết cấu đảm bảo Kết luận : Kết cấu áo đường chọn thỏa mản yêu cầu cường độ sau : Có E0 sau hoàn thiện đƣờng Đất : Đất sỏi đồi : 40.00 MPa 1) Cấp phối đá dăm loại II dày 24 cm; Có Ech.m sau hoàn thiện lớp kết cấu : 86.11 MPa 2) Láng nhựa lớp TC 3Kg/m2 dày 2.5 cm; Có Ech.m sau hoàn thiện lớp kết cấu : 86.11 MPa - 15- Kiểm toán kết cấu áo đƣờng cấp V gia cố Thông số kỹ thuật yêu cầu : - Cấp hạng tuyến : Đƣờng cấp V - Lƣu lƣợng tính tốn N tt : - Loạt kết cấu áo đƣờng : A2 trục/làn.ngàyđêm - Tải trọng trục tính tốn t/c P : x 10 trục - Lƣu lƣợng tích lũy N e : - Mơ đun đàn hồi yêu cầu Eyc : 80 MPa 10 kN - Áp lực tính tốn p : 0.6 MPa - Đƣờng kính vệt bánh xe : 33 cm * Kết cấu áo đƣờng dự kiến: - Đất :Đất sỏi đồi Độ ẩm tƣơng đối : 0.6 - Đất gia cố xi măng 10% chiều dày: - Láng nhựa lớp TC 3Kg/m2 chiều dày: 2.5 cm + Độ tin cậy thiết kế tùy theo loại, cấp đƣờng : Kcd = dv Kcd Kcdtr Kcdku + Hệ số cƣờng độ độ võng phụ thuộc vào độ tin cậy: + Hệ số cƣờng độ cắt trƣợt phụ thuộc vào độ tin cậy: + Hệ số cƣờng độ kéo uốn phụ thuộc vào độ tin cậy: Lớp kết cấu (từ dƣới lên) 24 cm 0.85 = 1.06 = 0.9 = 0.9 Các đặc trƣng tính tốn lớp kết cấu dự kiến bảng (3) : E (MPa) Bề dày lớp Rku Tính độ Tính Tính (cm) (MPa) võng trƣợt kéo uốn Đất sỏi đồi 40 Đất gia cố xi măng 10% 24 237 237 237 C (MPa) j (độ) 0.018 28 1.01 Tính tốn kiểm tra cƣờng độ chung kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi : a Việc đổi lớp từ dƣới lên theo công thức (3-5) 1  k t /  E tb '  E1    1 k  Với k = h2 / h1 ; Kết qủa tính đổi tầng bảng (2-a) sau : t = E2 / E1 Lớp kết cấu (từ dƣới lên) Ei (MPa) Đất gia cố xi măng 10% Ta có : t hi 237 k 24 Etb = Etb' = b Xét đến hệ số điều chỉnh b : Với (cm) 237 H/D = MPa ; 24 / 33 = H= Htb (cm) Etb' (MPa) 24 237.00 24 cm 0.7273 Tra bảng (3-6) ta đƣợc b = 1.0000 Mô đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : Etb = b * Etb' = * 237 = 237 MPa c Tính Ech kết cấu : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 ≤ 2,00 ; Áp dụng toán đồ (3-1) Eo/Etb = Tra toán đồ (3-1) ta đƣợc ===> Ta có : Ech = 40 / 237 = Ech/Etb = 0.3649 Ech = 0.3649 * 237 = 86.48 0.1688 ≥ Kcddv 86.48 * Eyc MPa = 1.06 * 80 = 84.80 Vậy kết cấu đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi MPa - 16- Kiểm tra cƣờng độ kết cấu theo theo tiêu chuẩn chịu cắt trƣợt đất : a Tính Etb kết cấu : Việc đổi tầng hệ lớp đƣợc thực nhƣ bảng (3-a) sau : Lớp kết cấu Ei hi Htb Etb' t k (từ dƣới lên) (MPa) (cm) (cm) (MPa) Đất gia cố xi măng 10% 237 24 24 237.00 Láng nhựa lớp TC 3Kg/m2 24 237.00 Đá, sỏi trộn nhựa lỏng 600 2.5316 24 237.00 Bê tông nhựa hạt trung 250 1.0549 24 237.00 Bê tơng nhựa hạt mịn 300 1.2658 24 237 Ta có : Etb = Etb' = 237 Mpa ; H= 24 cm Xét đến hệ số điều chỉnh b : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 Tra bảng (3-6) ta đƣợc b = 1.0657 Mô đun đàn hồi trung bình kết cấu đƣợc tính sau : Etb = b * Etb' = 1.0657 * 237 = 252.57 MPa b Xác định ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tiêu chuẩn gây đất Tax : Với H/D = 24 / 33 = 0.7273 ; Etb/Eo = Tra toán đồ (3-2), với góc nội ma sát đất j = Tax = p * 0.0566 = 28 0.034 252.57 / 40 = 6.3143 tra đƣợc Tax / p = 0.0566 MPa c Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lƣợng thân lớp kết cấu gây đất Tav : ;j= Với H = 24 cm d Xác định số Ctt : 28 Tra toán đồ (3-4) ta đƣợc Tav = -0.0008 MPa Ctt = C * k1 * k2 * k3 Với C = 0.018 MPa ; k1 = 0.60 ; Ctt = 0.018 * 0.6 * * = 0.0324 Tax + Tav = 0.034 + (-0.0008) = Kcdtr Ctt / Ta thấy : Tax + Tav k2 = 1.00 ; MPa 0.0332 = 0.0324 / 0.9 = 0.036 tr ≤ Ctt / Kcd ===> k3 = 3.0 MPa MPa Kết cấu đảm bảo Kết luận : Kết cấu áo đường chọn thỏa mản yêu cầu cường độ sau : Có E0 sau hồn thiện đƣờng Đất : Đất sỏi đồi : 40.00 MPa 1) Đất gia cố xi măng 10% dày 24 cm; Có Ech.m sau hồn thiện lớp kết cấu : 86.48 MPa 2) Láng nhựa lớp TC 3Kg/m2 dày 2.5 cm; Có Ech.m sau hồn thiện lớp kết cấu : 86.48 MPa - 17- Phụ lục 3: Dự toán kết cấu áo đƣờng Dự toán kết cấu áo đƣờng cấp II truyền thống STT SHĐM Nội dung công việc AD.11222 Cấp phối đá dăm loại I dày 15cm Đơn vị Khối lƣợng Định mức Đơn giá Chi phí 100m3 0.02325 a.) Vật liệu 4001 31,173,601 Cấp phối đá dăm loại I Dmax 25mm m3 142 219,532 b.) Nhân công N140 Nhân công 4,0/7 Nhóm II cơng 4.4 191,940 Máy rải 50-60m3/h ca 0.21 2,452,425 515,009 M204 Máy lu rung 25T ca 0.21 2,676,525 562,070 M203 Máy lu bánh lốp 16T ca 0.42 1,241,823 521,566 M201 Máy lu 10T ca 0.21 917,947 192,769 M015 Ôtô tƣới nƣớc 5m3 ca 0.21 966,523 202,970 M999 Máy khác % 0.5 19,944 9,972 m3 142 205,896 công 3.9 191,940 100m3 29,237,232 Cấp phối đá dăm loại II Dmax 37.5 mm b.) Nhân cơng N140 Nhân cơng 4,0/7 Nhóm II c.) Máy thi công 2,311,554 Máy ủi