Nghiên cứu, đề xuất kết cấu áo đường hợp lý của dòng xe tải trọng nặng trên tuyến đường đt 746 tỉnh bình dương luận văn thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN AN XUYÊN NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG HỢP LÝ CHO DÒNG XE TẢI TRỌNG NẶNG TRÊN TUYẾN ĐƢỜNG ĐT 746 – TỈNH BÌNH DƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN AN XUYÊN NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG HỢP LÝ CHO DÒNG XE TẢI TRỌNG NẶNG TRÊN TUYẾN ĐƢỜNG ĐT 746 – TỈNH BÌNH DƢƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUN SÂU: KTXD ĐƢỜNG Ô TÔ VÀ ĐƢỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN PHƢỚC MINH TP HỒ CHÍ MINH - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Đây luận văn thạc sĩ học viên Nguyễn An Xuyên báo cáo kết nghiên cứu Thầy TS Nguyễn Phước Minh môn Đường Bộ phân hiệu trường Đại Học Giao Thông Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh hướng dẫn Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực chưa công bố nơi Những kết nghiên cứu phát sở phân tích số liệu tham khảo tư liệu, dự án, giáo trình đề tài nghiên cứu công bố nhà khoa học nước Để hoàn thiện luận văn này, số kết trích dẫn tham khảo tác giả liên quan Học viên Nguyễn An Xuyên ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luân văn với đề tài “Nghiên cứu, đề xuất kết cấu áo đường hợp lý cho tải trọng nặng tuyến đường ĐT 746 – Tỉnh Bình Dương” học viên nhận giúp đỡ nhiều vô quý báu thầy cô Khoa giảng dạy, trang bị hướng dẫn tận tình cho học viên Học viên xin chân thành cảm ơn : Thầy TS Nguyễn Phước Minh môn Đường Bộ phân hiệu trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh tận tình hướng dẫn, động viên cung cấp cho học viên kiến thức vô ý nghĩa để học hoàn thành luận văn Ban giám hiệu Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, thầy cô gảng dạy lớp kỹ thuật xây dựng đường ô tô đường thành phố tạo điều kiện cho học viên suốt trình học tập Sơ giao thông vận tải cung cấp tài liệu tham khảo q trình học viên hồn thành luận văn Cảm ơn bạn đồng nghiệp giúp học viên có thêm kiến thức kinh nghiệm quý báu để học viên thực luận văn Mặc dù cố gắng để hoàn thành luận văn với kết tốt thời gian, hiểu biết kinh nghiệm chưa có nhiều nên khơng tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp thầy bạn bè đồng nghiệp Một lần học viên xin chân thành cảm ơn! Học Viên Nguyễn An Xuyên iii ỜI A ĐOAN i ỜI Ả ƠN ii AN ẢN I U v AN N V vi AN VI T T T viii P ẦN Ở ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Kết cấu luận văn: ƯƠN TỈN 1: ĐẶ N ĐI , QUY Ô KỸ T UẬT TUY N ĐƯỜN ĐT 746 – ƯƠN 1.1 Đặc điểm, điều kiện tự nhiên kết cấu hạ tầng giao thơng đƣờng tỉnh Bình Dƣơng .3 1.1.1 Đặc điểm, điều kiện tự nhiên.[2] 1.1.2 Kết cấu hạ tầng giao thông đường tỉnh Bình Dương.[3]; [21] 1.2 Đặc điểm qui mô kỹ thuật tuyến ĐT 746 – tỉnh Bình Dƣơng.[4]; 17 1.2.1 Đặc điểm tuyến ĐT 746; 17 1.2.2 Quy mô kỹ thuật tuyến đường ĐT 746 [6]; 23 1.3 Hiện trạng dòng xe lại tuyến ĐT 746 – Tỉnh Bình Dƣơng [Tài liệu Phịng Cảnh Sát Giao Thơng đƣờng - PC 06 Cơng An tỉnh Bình Dƣơng thống kê tháng 3/2018] 25 1.4 Kết luận chƣơng 25 ƯƠN ÒN 2: Ơ SỞ Ý T UY T, TÍN XE TẢI TRỌN TO N K T ẤU O ĐƯỜN O NẶN 27 2.1 Đặc điểm chung kết áo đƣờng 27 2.1.1 Giới thiệu chung cấu tạo kết cấu áo đường [15] 27 2.1.2 Các nguyên lý sử dụng vật liệu xây dựng mặt đường;[10] 30 2.1.3 Phân loại kết cấu áo đường ô tô nước ta hiên nay;[16] .31 2.1.4 Các loại kết cấu áo đường xây dựng tỉnh Bình Dương;[21] 34 2.2 Cơ sở lý thuyết, tính tốn kết cấu áo đƣờng cho dịng xe tải trọng nặng Việt Nam giới .40 iv 2.2.1 Ở Việt Nam:[22] 40 2.2.2 Thế giới 48 2.2.3 Nhận xét 81 2.3 Trình tự bước thiết kế, kiểm toán để lựa chọn kết cấu kết cấu áo đường 82 2.3.1 Tính tốn tiêu chuẩn 22TCN211-06 Áo đường mềm;[7] .84 2.3.2 Tính tốn tiêu chuẩn 22TCN274-01 mặt đường mềm;[7a] 84 2.3.3 Tính tốn theo 22TCN223-95 [19]; 85 2.3.4 Tính tốn theo định 3230/QĐ-BGTVT ngày 14/12/2012 Bộ giao thông vận tải.[12]; 86 2.4 Phân tích ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp 86 2.5 Kết luận chƣơng 87 ƯƠN 3: N O ĐƯỜN 746 – TỈN IÊN ỨU, ĐỀ XUẤT K T ẤU 88 ỢP N Ý ƯƠN O TẢI TRỌN NẶN TRÊN TUY N ĐƯỜN ĐT 88 3.1 Đề xuất phƣơng án kết cấu áo đƣờng cho tuyến đƣờng ĐT 746 – tỉnh Bình Dƣơng 88 3.1.1 Phương án 88 3.1.2 Phương án 89 3.1.3 Phương án 91 3.2 Kiểm tốn mơ kết cấu áo đƣờng .93 3.2.1 Kiểm toán khả làm việc kết cấu theo tiêu chuẩn hành .93 3.2.2 Mô khả làm việc kết cấu theo MEDPG .93 3.2.3 Ứng với chiều dày bêtông nhựa tải trọng trục 12 (Hac = 12cm Ntt =450 xe/ngày đêm) 95 3.3 Kiểm toán kết cấu áo đƣờng hợp lý cho tải trọng nặng tuyến ĐT 746 – tỉnh Bình Dƣơng 100 3.4 Kết luận chƣơng 107 K T UẬN – KI N N TÀI IỆU T A P TÍN Ị 108 K ẢO ix TO N v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Bảng tổng hợp hệ thông tuyến đường tỉnh quản lý.[21] 11 Bảng Bảng tổng hợp tuyến đường địa bàn thị xã Tân Uyên – H.Bắc Tân Uyên quản lý 14 Bảng Thống kê tình hình tai nạn giao thông 02 năm từ đầu năm 2016 cuối năm 2017 tuyến đường ĐT 746 sau:[20] 21 Bảng Đường ĐT746 sau: .24 Bảng Thống kê kết cấu áo đường 34 Bảng 2 Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn 42 Bảng Hệ số phân bố theo hướng ngang vệt bánh xe 69 Bảng Hệ số tổng hợp 70 Bảng Gradien nhiệt độ lớn bề mặt đáy .71 Bảng Bảng cấp đất CBR% .74 Bảng Bảng cường độ vận chuyển 106 lần trục xe tương đương 8.2T 75 Bảng Độ lệch tiêu chuẩn ZR 78 Bảng Trị số độ tin cậy R(%) 79 Bảng 10 Hệ số truyền tải J 79 Bảng 11 Hệ số thoát nước Cd 80 Bảng Mô đun đàn hồi bề mặt lớp vật liệu 93 Bảng Tóm tắt đánh giá so sánh tuổi thọ kết cấu 100 Bảng 3 Kết tính ứng suất biến dạng theo ALIZE Pháp 101 Bảng Kết kiểm toán .103 vi DANH MỤC HÌNH V Hình 1 Trung tâm hình chỉnh tỉnh Bình Dương Hình Bản đồ hành tỉnh Bình Dương .6 Hình Hệ thống giao thơng Hình Mặt đường bị lún lầy lội tuyến đường ĐT 746 20 Hình Mặt đường tuyến ĐT 746 bị hư hỏng nghiêm trọng 20 Hình 1.6 Các phương tiện vận chuyển đá tải trọng 21 Hình 1.7 Vị trí hướng tuyến ĐT 746 .24 Hình Cấu tạo chung kết cấu mặt đường cứng 32 Hình 2 Cấu tạo chung kết cấu mặt đường mềm 33 Hình Các mỏ đá thị xã Dĩ AN tỉnh Bình Dương 39 Hình Các mỏ đá thị xã Tân Uyên – huyện Bắc Tân Uyên tỉnh Bình Dương 40 Hình Bãi cát lịng Hồ Dầu Tiếng huyện Hồ Dầu tỉnh Bình Dương 40 Hình Sơ đồ tổng thể MEPDG 50 Hình Giao diện phần mềm MEPDG 50 Hình Toán đồ Hiệp hội kỹ sư quân đội Mỹ .73 Hình Sơ đồ trình tự tính tốn kết cấu áo đường .82 Hình Kết cấu áo đường phương án – tải trọng 10 88 Hình Kết cấu áo đường phương án – tải trọng 12 89 Hình 3 Kết cấu áo đường phương án – tải trọng 10 90 Hình Kết cấu áo đường phương án – tải trọng 12 90 Hình Kết cấu áo đường phương án – tải trọng 10 91 Hình Kết cấu áo đường phương án – tải trọng 12 92 Hình Tổng hợp kết cấu áo đường tải trọng 10 92 Hình Tổng hợp kết cấu áo đường tải trọng 12 93 Hình Biểu đồ thể khả chịu lún .94 Hình 10 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ lên 94 Hình 11 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ xuống 95 Hình 12 Biểu đồ thể khả chịu lún .95 Hình 13 biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ lên 96 Hình 14 biểu đồ thể sức chịu nứt mỏi từ xuống 96 vii Hình 15 Biểu đồ thể khả chịu lún .97 Hình 16 Biểu đồ thể khả chịu nứt từ lên 97 Hình 17 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ xuống .98 Hình 18 Biểu đồ thể khả chịu lún .98 Hình 19 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ lên 99 Hình 20 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ xuống .99 Hình 21 Sơ đồ, tiêu kỹ thuật kết tính theo ALIZE Pháp 101 Hình 22 Biểu đồ thể ứng suất kết cấu làm .102 Hình 23 Biểu đồ thể ứng suất kết cấu nút giao 102 Hình 24 Biểu đồ thể khả chịu lún 105 Hình 25 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ lên 105 Hình 26 Biểu đồ thể khả chịu nứt mỏi từ xuống .106 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BGTVT Bộ giao thông vận tải BTCT Bê tông cốt thép ĐT Đường tỉnh XQTQK Xe tải khổ GTVT Giao thông vận tải QĐ Quyết định UBND Ủy ban nhân dân QL Quốc lộ Kieåm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp vật liệu liền khối: Sơ đồ tính: KẾT CẤU LÀM MỚI Vật liệu hi Eku Rku Kiểm tra (cm) (Mpa) (Mpa) (C / K) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) 1800 2.8 C BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) 1800 2.8 C Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) 15 600 0.8 C Cấp phối đá dăm loại II 25 250 K 45 0.05 Nền Đất cát nhỏ a) Kiểm tra lớp 1: BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%): Xác định Echm mặt lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) : Tính đổi lớp 2÷4 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật liệu hi htb (cm) (cm) k t Ekui Etbi (Mpa) (Mpa) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) 47 0.175 5.029 1800 484.55 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) 15 40 0.600 2.400 600 357.93 Cấp phối đá dăm loại II 25 25 0.000 0.000 250 250.00 H/D = 47 / 36 = 1.306 ≤ Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: = β 1.145 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 484.55 (Mpa) 554.97 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: đc Etb = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=2÷4) Emax = max (Ekui) = 1800 (Mpa) 554.97 (Mpa) 554.97 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbñc = (Etbñc,Emax) = Etbñc E1 = E0/E1 = = 45 / 554.97 = 0.081 H/D = 47 / 36 = 1.306 ≤ Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.362 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.362 * 554.97 = 200.9 (Mpa) 1800 (Mpa) Sử dụng toán đồ Hình 3-5, với thông soá sau : E1 = Eku1 E1/Echm = 1800 / 200.9 = = 8.96 h1/D = / 36 = 0.139 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: σku = Tải trọng trục tác dụng là: => kb = 2.196 cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) : σku = σku *p*k= 2.196*0.6*0.85 = 1.12 (Mpa) Soá trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, Phụ lục A) Ne t (t-1) = {[(1+q) -1]/[q*(1+q) ]}*365*Ntt = {[(1+0.06)^15-1]/[0.06*(1+0.06)^(15-1)]}*365*80 = 3.01E+05 (trục) Vật liệu kiểm tra là: BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%), tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 / (Ne)^0.22 = 11.11 / (0.3E+6)^0.22 = 0.693 k2 = Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) : ku Rtt = k1*k2*Rku = 0.693*1*2.8 = 1.94 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế (xác định mục I) = 0.95 Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ chịu kéo uốn: Kcđku = 1.00 Kiểm tra điều kiện kéo uốn: ku ku Rtt / Kcñ = 1.94 / < σ ku = 1.12 ==> = 1.94 (Mpa) Rttku/Kcñku = 1.94 (Mpa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn b) Kiểm tra lớp 2: BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) : Xác định Echm mặt lớp Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa): Tính đổi lớp 3÷4 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật liệu hi htb k t Ekui Etbi (cm) (cm) (Mpa) (Mpa) Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) 15 40 0.600 2.400 600 357.93 Cấp phối đá dăm loại II 25 25 0.000 0.000 250 250.00 H/D = 40 / 36 = 1.111 ≤ Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.120 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 357.93 (Mpa) 400.84 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=3÷4) Emax Etbđc dùng = max (Ekui) = 600 (Mpa) để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 400.84 (Mpa) E1 = Etbñc 400.84 (Mpa) E0/E1 = 45 / 400.84 = 0.112 H/D = 40 / 36 = 1.111 = ≤ Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.382 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.382 * 400.84 = 153.12 (Mpa) Sử dụng toán đồ Hình 3-5, với thông số sau : = Σhi h = 5+7 = 12.00 E1 (cm) = Σ(Ei*hi) / h = (1800*5+1800*7) / 12 = 1800.00 (Mpa) E1/Echm = 1800 / 153.12 = 11.755 h/D = 12 / 36 = 0.333 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: = σku 2.121 Tải trọng trục tác dụng là: => kb 0.70533 0.45237 cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTN chặt loại I (đá daêm ≥ 50%) : 1.08 σku = σku *p*k= 2.121*0.6*0.85 = (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, Phụ luïc A) Ne t (t-1) = {[(1+q) -1]/[q*(1+q) ]}*365*Ntt = {[(1+0.06)^15-1]/[0.06*(1+0.06)^(15-1)]}*365*80 = 3.01E+05 (trục) Vật liệu kiểm tra là: BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) , tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 / (Ne)^0.22 = 11.11 / (0.3E+6)^0.22 = 0.693 k2 = Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) : Rttku = k1*k2*Rku = 0.693*1*2.8 = 1.94 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế (xác định mục I) = 0.95 Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ chịu kéo uốn: ku Kcđ = 1.00 Kiểm tra điều kiện kéo uốn: Rttku / Kcđku = 1.94 / σ ku = 1.08 ==> < = 1.94 (Mpa) Rttku/Kcđku = 1.94 (Mpa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn DỰ ÁN: PHƯƠNG ÁN - TẢI TRỌNG 10 TẤN Tiêu chuẩn thiết kế CÔNG TRÌNH : Nền mặt đường HẠNG MỤC: 3230 / QĐ-BGTVT TÍNH MẶT ĐƯỜNG BTXM Cơng thức Tính tốn theo "3230/QĐ-BGTVT-12/2012" Giá trị Đơn vị I Số liệu tính tốn Đường ô tô: Đường cấp III Loại Cấp hạng đường • Khu vực làm đường Miền Nam • Trị số Gradien nhiệt độ lớn (8.2.8) Tg 92.0 Tải trọng trục tiêu chuẩn (để tính mỏi) Ps 100 C/m kN Trục xe nặng thông qua đường Pmax 180 kN Số lần tác dụng quy đổi trục xe tiêu chuẩn Ps tích lũy Ne 6.49E+06 lần/làn • Cấp quy mơ giao thơng thiết kế (3.4) o Nặng • u cầu an tồn Cao • Thời hạn phục vụ thiết kế yêu cầu Tyc 20 năm hc 0.250 m hct 0.244 m II Dự kiến kết cấu mặt đường Chiều dày BTXM thiết kế (có dự phịng mài mịn 6mm) • Chiều dày BTXM tính tốn • Cường độ kéo uốn thiết kế yêu cầu (8.2.3) fr 5.00 MPa • Cường độ nén (9.5) f'c 36.00 MPa • Mơ đun đàn hồi tính tốn (9.5) Ec 3.10E+04 MPa • Hệ số poisson tính toỏn àc ã Loi ỏ lm ct liu tm BTXM 0.15 Granit αc LxB 4.5x4 /oC m • Chiều dài theo phương dọc L 4.50 m • Chiều rộng theo phương ngang B 4.00 m • Hệ số dãn nở nhiệt (8.3.6) Kích thước BTXM dự kiến 1.00E-05 • Kheo dọc bố trí liên kết Có • Khe ngang bố trí truyền lực Có Lớp móng • Loại vật liệu sử dụng • Chiều dày lớp móng Cấp phối đá dăm gia cố xi măng hb1 0.25 m MPa • Mơ đun đàn hồi Eb1 800 • Hệ số poisson lớp móng µb1 0.30 Lớp móng Cấp phối đá dăm • Loại vật liệu sử dụng • Chiều dày lớp móng hb2 • Mơ đun đàn hồi (theo bảng C-2 tiêu chuẩn 22-TCN211-06) Eb2 280 MPa E0 45 MPa m Nền đất • Mơ đun đàn hồi Lề G:\THUC HIEN USB_DATN_2018\MS XUYEN\NDT_BTXM_QD3230_10TAN Kết cấu lề với tầng mặt phần xe chạy Trang DỰ ÁN: PHƯƠNG ÁN - TẢI TRỌNG 10 TẤN Tiêu chuẩn thiết kế CÔNG TRÌNH : Nền mặt đường HẠNG MỤC: 3230 / QĐ-BGTVT TÍNH MẶT ĐƯỜNG BTXM Tính tốn theo "3230/QĐ-BGTVT-12/2012" Cơng thức Giá trị Đơn vị III Kiểm tốn kết cấu theo mơ hình hai lớp tách rời đàn hồi nhiều lớp Tính tốn mơ đun đàn hồi chung Et đất móng vật liệu hạt • Số lớp vật liệu móng n • Mơ đun đàn hồi chung lớp móng • Tổng chiều dày lớp vật liệu • Hệ số hồi quy α = 0.86+0.26*ln(hx) • Mơ đun đàn hồi chung đất móng 1.00 280.00 MPa 0.30 m 0.547 122.31 MPa 38.39 MN.m 1.145 MN.m 0.830 m 1.590 MPa MPa Tính độ cứng tương đối chung kết cấu rg • Độ cứng uốn tiết diện BTXM • Độ cứng uốn tiết diện lớp móng • Tổng bán kính độ cứng tương đối kết cấu Tính ứng suất tải trọng trục xe gây • Ứng suất kéo uốn trục xe nặng Pm gây σpm 2.763 • Hệ số triết giảm ứng suất khả truyền tải khe nối kr 0.87 • Hệ số tổng hợp kc 1.05 • Hệ số mỏi kf =Neλ 2.45 λ 0.057 • Ứng suất kéo uốn gây mỏi tác dụng xe chạy 3.551 MPa • Ứng suất kéo uốn gây mỏi tải trọng trục xe nặng 2.524 MPa 1561 MPa/m Tính ứng suất kéo uốn gradien nhiệt độ • Độ cứng tiếp xúc theo chiều dọc tầng mặt móng • Hệ số xét đến trạng thái tiếp xúc lớp • Hệ số liên quan đến kết cấu hai lớp 0.163 0.144 1.806 G:\THUC HIEN USB_DATN_2018\MS XUYEN\NDT_BTXM_QD3230_10TAN Trang DỰ ÁN: PHƯƠNG ÁN - TẢI TRỌNG 10 TẤN Tiêu chuẩn thiết kế CÔNG TRÌNH : Nền mặt đường HẠNG MỤC: 3230 / QĐ-BGTVT TÍNH MẶT ĐƯỜNG BTXM Tính tốn theo "3230/QĐ-BGTVT-12/2012" Cơng thức • Hệ số ứng suất vồng Giá trị Đơn vị 0.773 0.429 • Ứng suất kéo uốn lớn xuất gradient nhiệt 1.491 độ lớn mặt mặt BTXM MPa 0.377 • Hệ số mỏi nhiệt • Ứng suất kéo uốn gây mỏi tác dụng gradient nhiệt 0.563 MPa OK (8-1) OK (8-2) 85 % Kiểm toán điều kiện giới hạn • Độ tin cậy yêu cầu • Hệ số độ tin cậy thiết kế γr 1.13 • Cường độ kéo uốn thiết kế yêu cầu fr 5.000 MPa 4.649 MPa 4.537 MPa G:\THUC HIEN USB_DATN_2018\MS XUYEN\NDT_BTXM_QD3230_10TAN Trang DỰ ÁN: PHƯƠNG ÁN - TẢI TRỌNG 12 TẤN Tiêu chuẩn thiết kế CÔNG TRÌNH : Nền mặt đường HẠNG MỤC: 3230 / QĐ-BGTVT TÍNH MẶT ĐƯỜNG BTXM Cơng thức Tính tốn theo "3230/QĐ-BGTVT-12/2012" Giá trị Đơn vị I Số liệu tính tốn Đường ô tô: Đường cấp III Loại Cấp hạng đường • Khu vực làm đường Miền Nam • Trị số Gradien nhiệt độ lớn (8.2.8) Tg 92.0 Tải trọng trục tiêu chuẩn (để tính mỏi) Ps 120 C/m kN Trục xe nặng thông qua đường Pmax 180 kN Số lần tác dụng quy đổi trục xe tiêu chuẩn Ps tích lũy Ne 3.51E+05 lần/làn • Cấp quy mô giao thông thiết kế (3.4) o Trung bình • u cầu an tồn Cao • Thời hạn phục vụ thiết kế yêu cầu Tyc 20 năm hc 0.270 m hct 0.264 m II Dự kiến kết cấu mặt đường Chiều dày BTXM thiết kế (có dự phịng mài mịn 6mm) • Chiều dày BTXM tính tốn • Cường độ kéo uốn thiết kế yêu cầu (8.2.3) fr 4.50 MPa • Cường độ nén (9.5) f'c 36.00 MPa • Mơ đun đàn hồi tính tốn (9.5) Ec 2.90E+04 MPa • Hệ số poisson tính toỏn àc ã Loi ỏ lm ct liu tm BTXM 0.15 Granit αc LxB 4.5x4 /oC m • Chiều dài theo phương dọc L 4.50 m • Chiều rộng theo phương ngang B 4.00 m • Hệ số dãn nở nhiệt (8.3.6) Kích thước BTXM dự kiến 1.00E-05 • Kheo dọc bố trí liên kết Có • Khe ngang bố trí truyền lực Có Lớp móng • Loại vật liệu sử dụng • Chiều dày lớp móng Cấp phối đá dăm gia cố xi măng hb1 0.25 m MPa • Mơ đun đàn hồi Eb1 800 • Hệ số poisson lớp móng µb1 0.30 Lớp móng Cấp phối đá dăm • Loại vật liệu sử dụng • Chiều dày lớp móng hb2 0.30 m • Mơ đun đàn hồi (theo bảng C-2 tiêu chuẩn 22-TCN211-06) Eb2 280 MPa E0 45 MPa Nền đất • Mơ đun đàn hồi Lề G:\THUC HIEN USB_DATN_2018\MS XUYEN\NDT_BTXM_QD3230_12TAN Kết cấu lề với tầng mặt phần xe chạy Trang DỰ ÁN: PHƯƠNG ÁN - TẢI TRỌNG 12 TẤN Tiêu chuẩn thiết kế CÔNG TRÌNH : Nền mặt đường HẠNG MỤC: 3230 / QĐ-BGTVT TÍNH MẶT ĐƯỜNG BTXM Tính tốn theo "3230/QĐ-BGTVT-12/2012" Công thức Giá trị Đơn vị III Kiểm tốn kết cấu theo mơ hình hai lớp tách rời đàn hồi nhiều lớp Tính tốn mô đun đàn hồi chung Et đất móng vật liệu hạt • Số lớp vật liệu móng n • Mơ đun đàn hồi chung lớp móng • Tổng chiều dày lớp vật liệu • Hệ số hồi quy α = 0.86+0.26*ln(hx) • Mơ đun đàn hồi chung đất móng 1.00 280.00 MPa 0.30 m 0.547 122.31 MPa 45.49 MN.m 1.145 MN.m 0.877 m 1.678 MPa MPa Tính độ cứng tương đối chung kết cấu rg • Độ cứng uốn tiết diện BTXM • Độ cứng uốn tiết diện lớp móng • Tổng bán kính độ cứng tương đối kết cấu Tính ứng suất tải trọng trục xe gây • Ứng suất kéo uốn trục xe nặng Pm gây σpm 2.457 • Hệ số triết giảm ứng suất khả truyền tải khe nối kr 0.87 • Hệ số tổng hợp kc 1.05 • Hệ số mỏi kf =Neλ 2.07 λ 0.057 • Ứng suất kéo uốn gây mỏi tác dụng xe chạy 3.175 MPa • Ứng suất kéo uốn gây mỏi tải trọng trục xe nặng 2.244 MPa 1555 MPa/m Tính ứng suất kéo uốn gradien nhiệt độ • Độ cứng tiếp xúc theo chiều dọc tầng mặt móng • Hệ số xét đến trạng thái tiếp xúc lớp • Hệ số liên quan đến kết cấu hai lớp 0.164 0.128 1.710 G:\THUC HIEN USB_DATN_2018\MS XUYEN\NDT_BTXM_QD3230_12TAN Trang DỰ ÁN: PHƯƠNG ÁN - TẢI TRỌNG 12 TẤN Tiêu chuẩn thiết kế CÔNG TRÌNH : Nền mặt đường HẠNG MỤC: 3230 / QĐ-BGTVT TÍNH MẶT ĐƯỜNG BTXM Tính tốn theo "3230/QĐ-BGTVT-12/2012" Cơng thức • Hệ số ứng suất vồng Giá trị Đơn vị 0.709 0.347 • Ứng suất kéo uốn lớn xuất gradient nhiệt 1.221 độ lớn mặt mặt BTXM MPa 0.338 • Hệ số mỏi nhiệt • Ứng suất kéo uốn gây mỏi tác dụng gradient nhiệt 0.413 MPa OK (8-1) OK (8-2) 85 % Kiểm tốn điều kiện giới hạn • Độ tin cậy yêu cầu • Hệ số độ tin cậy thiết kế γr 1.13 • Cường độ kéo uốn thiết kế yêu cầu fr 4.500 MPa 4.054 MPa 3.916 MPa G:\THUC HIEN USB_DATN_2018\MS XUYEN\NDT_BTXM_QD3230_12TAN Trang Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra Signalement du calcul : données Structure : saisie écran - origine fichier C:\Users\asus\Desktop\DT 1.dat - titre de l'étude : sans titre données Chargement : - roue simple isolée de poids 51.3179 kN - pression verticale : 0.6000 MPa - rayon de contact : 0.1650 m unités : m, MN et MPa ; déformations en µdéf ; déflexions en mm/100 notations : X=selon axe XX Y=selon axe YY Z=selon axe vertical R=axe vertical roue Tableau 1+2 (synthèse) : tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale surface (z=0.000) -h= 0.050 m 0.000m 437.4 X-R 0.706 X-R 83.5 Z-R 0.600 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.050m -4.7 X-R 0.379 X-R 644.3 Z-R 0.574 Z-R - collé (z=0.050m) -h= 0.070 m 0.050m -4.7 X-R 0.379 X-R 644.3 Z-R 0.574 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.120m -334.0 X-R 0.063 X-R 939.5 Z-R 0.445 Z-R - collé (z=0.120m) -h= 0.200 m 0.120m -334.0 X-R 0.085 X-R 1283.5 Z-R 0.445 Z-R E= 300.0 MPa nu= 0.350 0.320m -238.0 X-R -0.036 X-R 539.3 Z-R 0.136 Z-R - collé (z=0.320m) -h= 0.250 m 0.320m -238.0 X-R -0.018 X-R 596.0 Z-R 0.136 Z-R E= 250.0 MPa nu= 0.350 0.570m -265.2 X-R -0.086 X-R 360.7 Z-R 0.030 Z-R - collé (z=0.570m) -h infini 0.570m -265.2 X-R -0.002 X-R 702.9 Z-R 0.030 Z-R E= 45.0 MPa nu= 0.350 Déflexion maximale = 94.7 mm/100 (axe roue) Rayon de courbure = 90.6 m (axe roue) Alizé - Calculs mécaniques page (fin) Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra Signalement du calcul : données Structure : saisie écran - origine fichier C:\Users\asus\Desktop\DT 1.dat - titre de l'étude : sans titre données Chargement : - roue simple isolée de poids 51.3179 kN - pression verticale : 0.6000 MPa - rayon de contact : 0.1650 m unités : m, MN et MPa ; déformations en µdéf ; déflexions en mm/100 notations : X=selon axe XX Y=selon axe YY Z=selon axe vertical R=axe vertical roue Tableau 1+2 (synthèse) : tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale surface (z=0.000) -h= 0.050 m 0.000m 349.7 X-R 0.645 X-R 200.4 Z-R 0.600 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.050m 32.6 X-R 0.413 X-R 607.7 Z-R 0.586 Z-R - collé (z=0.050m) -h= 0.070 m 0.050m 32.6 X-R 0.413 X-R 607.7 Z-R 0.586 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.120m -87.1 X-R 0.245 X-R 625.9 Z-R 0.459 Z-R - collé (z=0.120m) -h= 0.140 m 0.120m -87.1 X-R 0.122 X-R 642.7 Z-R 0.459 Z-R E= 600.0 MPa nu= 0.300 0.260m -297.6 X-R -0.188 X-R 448.8 Z-R 0.156 Z-R - collé (z=0.260m) -h= 0.200 m 0.260m -297.6 X-R -0.030 X-R 710.5 Z-R 0.156 Z-R E= 250.0 MPa nu= 0.350 0.460m -345.9 X-R -0.112 X-R 471.2 Z-R 0.040 Z-R - collé (z=0.460m) -h infini 0.460m -345.9 X-R -0.003 X-R 920.7 Z-R 0.040 Z-R E= 45.0 MPa nu= 0.350 Déflexion maximale = 93.6 mm/100 (axe roue) Rayon de courbure = 126.5 m (axe roue) Alizé - Calculs mécaniques page (fin) Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra Signalement du calcul : données Structure : saisie écran - origine fichier C:\Users\asus\Desktop\DT 1.dat - titre de l'étude : sans titre données Chargement : - roue simple isolée de poids 51.3179 kN - pression verticale : 0.6000 MPa - rayon de contact : 0.1650 m unités : m, MN et MPa ; déformations en µdéf ; déflexions en mm/100 notations : X=selon axe XX Y=selon axe YY Z=selon axe vertical R=axe vertical roue Tableau 1+2 (synthèse) : tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale surface (z=0.000) -h= 0.250 m 0.000m 29.5 X-R 1.182 X-R 7.9 Z-R 0.600 Z-R E= 31000.0 MPa nu= 0.150 0.250m -26.3 X-R -0.955 X-R 10.2 Z-R 0.029 Z-R - collé (z=0.250m) -h= 0.250 m 0.250m -26.3 X-R -0.018 X-R 49.2 Z-R 0.029 Z-R E= 800.0 MPa nu= 0.300 0.500m -41.5 X-R -0.045 X-R 41.0 Z-R 0.006 Z-R - collé (z=0.500m) -h infini 0.500m -41.5 X-R 0.000 X-R 125.2 Z-R 0.006 Z-R E= 45.0 MPa nu= 0.350 Déflexion maximale = 28.2 mm/100 (axe roue) Rayon de courbure = 3208.8 m (axe roue) Alizé - Calculs mécaniques page (fin) Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra Signalement du calcul : données Structure : saisie écran - origine fichier C:\Users\asus\Desktop\DT 1.dat - titre de l'étude : sans titre données Chargement : - roue simple isolée de poids 61.0726 kN - pression verticale : 0.6000 MPa - rayon de contact : 0.1800 m unités : m, MN et MPa ; déformations en µdéf ; déflexions en mm/100 notations : X=selon axe XX Y=selon axe YY Z=selon axe vertical R=axe vertical roue Tableau 1+2 (synthèse) : tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale surface (z=0.000) -h= 0.050 m 0.000m 449.1 X-R 0.714 X-R 67.9 Z-R 0.600 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.050m 24.3 X-R 0.403 X-R 610.4 Z-R 0.578 Z-R - collé (z=0.050m) -h= 0.070 m 0.050m 24.3 X-R 0.403 X-R 610.4 Z-R 0.578 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.120m -321.6 X-R 0.086 X-R 947.3 Z-R 0.467 Z-R - collé (z=0.120m) -h= 0.200 m 0.120m -321.6 X-R 0.103 X-R 1315.5 Z-R 0.467 Z-R E= 300.0 MPa nu= 0.350 0.320m -258.6 X-R -0.033 X-R 612.0 Z-R 0.161 Z-R - collé (z=0.320m) -h= 0.300 m 0.320m -258.6 X-R -0.013 X-R 678.7 Z-R 0.161 Z-R E= 250.0 MPa nu= 0.350 0.620m -268.0 X-R -0.087 X-R 364.7 Z-R 0.031 Z-R - collé (z=0.620m) -h infini 0.620m -268.0 X-R -0.002 X-R 711.4 Z-R 0.031 Z-R E= 45.0 MPa nu= 0.350 Déflexion maximale = 104.5 mm/100 (axe roue) Rayon de courbure = 96.2 m (axe roue) Alizé - Calculs mécaniques page (fin) Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra Signalement du calcul : données Structure : saisie écran - origine fichier C:\Users\asus\Desktop\DT 1.dat - titre de l'étude : sans titre données Chargement : - roue simple isolée de poids 61.0726 kN - pression verticale : 0.6000 MPa - rayon de contact : 0.1800 m unités : m, MN et MPa ; déformations en µdéf ; déflexions en mm/100 notations : X=selon axe XX Y=selon axe YY Z=selon axe vertical R=axe vertical roue Tableau 1+2 (synthèse) : tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale surface (z=0.000) -h= 0.050 m 0.000m 348.7 X-R 0.644 X-R 201.7 Z-R 0.600 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.050m 54.0 X-R 0.430 X-R 581.4 Z-R 0.588 Z-R - collé (z=0.050m) -h= 0.070 m 0.050m 54.0 X-R 0.430 X-R 581.4 Z-R 0.588 Z-R E= 420.0 MPa nu= 0.400 0.120m -89.3 X-R 0.257 X-R 651.9 Z-R 0.480 Z-R - collé (z=0.120m) -h= 0.150 m 0.120m -89.3 X-R 0.176 X-R 594.2 Z-R 0.480 Z-R E= 600.0 MPa nu= 0.350 0.270m -305.6 X-R -0.188 X-R 511.2 Z-R 0.175 Z-R - collé (z=0.270m) -h= 0.250 m 0.270m -305.6 X-R -0.023 X-R 766.2 Z-R 0.175 Z-R E= 250.0 MPa nu= 0.350 0.520m -331.7 X-R -0.107 X-R 451.5 Z-R 0.038 Z-R - collé (z=0.520m) -h infini 0.520m -331.7 X-R -0.003 X-R 880.9 Z-R 0.038 Z-R E= 45.0 MPa nu= 0.350 Déflexion maximale = 101.2 mm/100 (axe roue) Rayon de courbure = 137.6 m (axe roue) Alizé - Calculs mécaniques page (fin) Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra Signalement du calcul : données Structure : saisie écran - origine fichier C:\Users\asus\Desktop\DT 1.dat - titre de l'étude : sans titre données Chargement : - roue simple isolée de poids 61.0726 kN - pression verticale : 0.6000 MPa - rayon de contact : 0.1800 m unités : m, MN et MPa ; déformations en µdéf ; déflexions en mm/100 notations : X=selon axe XX Y=selon axe YY Z=selon axe vertical R=axe vertical roue Tableau 1+2 (synthèse) : tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale surface (z=0.000) -h= 0.250 m 0.000m 33.2 X-R 1.318 X-R 6.6 Z-R 0.600 Z-R E= 31000.0 MPa nu= 0.150 0.250m -30.3 X-R -1.098 X-R 11.7 Z-R 0.033 Z-R - collé (z=0.250m) -h= 0.250 m 0.250m -30.3 X-R -0.021 X-R 56.3 Z-R 0.033 Z-R E= 800.0 MPa nu= 0.300 0.500m -49.0 X-R -0.053 X-R 48.4 Z-R 0.007 Z-R - collé (z=0.500m) -h infini 0.500m -49.0 X-R 0.000 X-R 148.1 Z-R 0.007 Z-R E= 45.0 MPa nu= 0.350 Déflexion maximale = 33.4 mm/100 (axe roue) Rayon de courbure = 2971.9 m (axe roue) Alizé - Calculs mécaniques page (fin)