Nghiên cứu, đề xuất kết cấu áo đường hợp lý áp dụng cho tỉnh bến tre luận văn thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THễNG VN TI võ liêm Nghiên cứu, đề xuất kết cấu áo đ-ờng hợp lý áp dụng cho tỉnh BÕn Tre LUËN V¡N TH¹C SÜ Kü THUËT TP Hå CHÝ MINH - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI vâ liªm Nghiên cứu, đề xuất kết cấu áo đ-ờng hợp lý áp dụng cho tỉnh Bến Tre chuyên ngành: xây dựng đ-ờng ôtô đ-ờng thành phố mà số: 60.58.02.05.01 LUậN V¡N TH¹C SÜ Kü THT h-íng dÉn khoa häc: PGS.TS Lê văn bách TP Hồ CHí MINH - 2016 LI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn ký ghi rõ họ tên Võ Thanh Liêm LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian 1,5 năm học tập, nghiên cứu, giảng dạy tận tình q Thầy Cơ Em cảm thấy trưởng thành kiến thức khoa học chuyên môn lĩnh vực chun ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng hồn thành luận án Trước tiên, tác giả xin kính trọng cảm ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Bách - Bộ môn đường Trường Đại học Giao thông Vận tải - sở thành phố Hồ Chí Minh tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể Thầy cô Trường Đại học Giao thông Vận tải, tận tình truyền đạt kiến thức quý báu suốt trình học tập, làm sở tảng cho trình nghiên cứu vấn đề khoa học hoàn thiện luận văn thạc sĩ Mặc dù cố gắng hồn thành luận văn, khn khổ luận án Thạc sĩ Khoa học Kỹ thuật với thời gian hạn chế kiến thức thân nhiều hạn chế, nên chắn nhiều sai sót định, chưa đáp ứng cách đầy đủ vấn đề đặt Tác giả, xin chân thành cảm ơn q Thầy Cơ, q Anh Chị bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến tác giả nghiêm túc tiếp thu ý kiến đóng góp q báu Xin chân thành cảm ơn! Bến Tre, ngày tháng năm 2016 Tác giả Võ Thanh Liêm MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG TRONG TỈNH VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG VIỆC ĐỊNH HÌNH KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẾN TRE 1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên [15], [22] 1.1.1 Vị trí địa lý: 1.1.2 Tổ chức hành chính: 1.1.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên: 1.2 Hiện trạng mạng lƣới đƣờng giao thông địa bàn tỉnh [22], [23], [17] 14 1.2.1 Hiện trạng hệ thống giao thông đường bộ: 17 1.2.2 Hiện trạng sở hạ tầng giao thông đường địa phương: 17 1.2.3 Hiện trạng tuyến đường Quốc lộ, Đường tỉnh: [17] 18 1.3 Giới thiệu khái quát đặc điểm địa chất khu vực địa bàn tỉnh 24 1.3.1 Đặc điểm địa chất khu vực thành phố Bến Tre: 24 1.3.2 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Châu Thành: 25 1.3.3 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Bình Đại: 27 1.3.4 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Ba Tri: 28 1.3.5 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Thạnh Phú: 29 1.3.6 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Giồng Trôm: 29 1.3.7 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Mỏ Cày Nam: 30 1.3.8 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Mỏ Cày Bắc: 31 1.3.9 Đặc điểm địa chất khu vực huyện Chợ Lách: 32 1.4 Vật liệu xây dựng sử dụng kết cấu áo đƣờng 32 1.4.1 Đất nền: 32 1.4.2 Cát đắp nền: 33 1.4.3 Cát đổ bê tông: 33 1.4.4 Sỏi đỏ: 33 1.4.5 Đá mi bụi: 33 1.4.6 Cấp phối đá dăm: 33 1.4.7 Đá dăm tiêu chuẩn (đá 4x6): 33 1.4.8 Nhựa đường: 33 1.5 Năng lực vận tải, tải trọng, lƣu lƣợng tốc độ xe 33 1.5.1 Năng lực vận tải: [14] 33 1.5.2 Tải trọng khai thác: 34 1.5.3 Lưu lượng xe: 35 1.5.4 Tốc độ xe chạy: 35 CHƢƠNG 2: TÌNH HÌNH CHUNG VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 36 2.1 Các phƣơng pháp thiết kế áo đƣờng 36 2.1.1 Các phương pháp lý thuyết: 36 2.1.2 Các phương pháp thực nghiệm: 53 2.2 Một số vấn đề cần lƣu ý xây dựng kết cấu áo đƣờng 62 2.2.1 Vấn đề cấu tạo yêu cầu chung kết cấu áo đường: 62 2.2.2 Loại áo đường: 64 2.2.3 So sánh kinh tế: 64 2.2.4 Công nghệ xây dựng mặt đường: 64 2.3 Các kết cấu mặt đƣờng định hình đƣợc xây dựng Việt Nam nƣớc giới 65 2.3.1 Một số kết cấu định hình nghiên cứu xây dựng Việt Nam: 65 2.3.2 Kết cấu định hình xây dựng Pháp: 68 2.3.3 Kết cấu định hình xây dựng Đức: 70 2.3.4 Kết cấu định hình xây dựng Anh: 70 2.4 Kết luận lý thuyết kinh nghiệm, đề xuất vấn đề nên áp dụng xây dựng kết cấu mặt đƣờng hợp lý cho tỉnh Bến Tre 71 2.4.1 Về phương pháp tính toán kết cấu mặt đường: 71 2.4.2 Về cấu tạo kết cấu mặt đường: 74 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ ĐỀ XUẤT KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG HỢP LÝ CHO TỈNH BẾN TRE 76 3.1 Khái quát nguyên nhân gây hƣ hỏng kết cấu mặt đƣờng 76 3.1.1 Các dạng hư hỏng kết cấu mặt đường: 76 3.1.2 Các nguyên nhân gây hư hỏng kết cấu mặt đường: 77 3.2 Ảnh hƣởng độ ổn định nhiệt độ đến lớp mặt bê tông nhựa đƣờng 83 3.3 Lựa chọn loại nhựa đƣờng để chế tạo bê tông nhựa phù hợp với điều kiện tự nhiên 84 3.3.1 Phân loại nhựa đường: 84 3.3.2 Biện pháp nâng cao tính ổn định nhiệt bê tông asphalt điều kiện khí hậu nóng: 85 3.4 Điều tra lựa chọn thơng số đƣa vào tính tốn 86 3.4.1 Hiện trạng khai thác giao thông: 86 3.4.2 Định hướng quy hoạch hệ thống giao thông đường bộ: [22], [16] 86 3.4.3 Tải trọng xe lưu lượng xe: 87 3.4.4 Cấp tải trọng [5] 89 3.4.5 Đánh giá: 96 3.5 Cơ sở nguyên tắc đề xuất kết cấu áo đƣờng 97 3.5.1 Xây dựng sở liệu cần thiết: 97 3.5.2 Các nguyên tắc đề xuất kết cấu áo đường: 99 3.6 Đề xuất số kết cấu áo đƣờng hợp lý cho tỉnh Bến Tre 102 3.6.1 Kết cấu áo đường mới: 103 3.6.2 Kết cấu áo đường đầu tư phân kỳ đầu tư: 105 3.6.3 Kết cấu áo đường cho việc nâng cấp, cải tạo: 105 3.7 Lập bảng catalo kết cấu áo đƣờng 106 3.7.1 Tính toán chiều dày lớp kết cấu áo đường mềm: 106 3.7.2 Tính tốn chiều dày lớp kết cấu áo đường cứng: 107 3.7.3 Kiểm toán chiều dày kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn 22TCN274-01, Quyết định 3230/QĐ-BGTVT: 107 3.7.4 Nguyên tắc lập bảng kết tính tốn: 108 3.7.5 Hướng dẫn sử dụng: 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 ỂU Bảng 1.1 Dân số tỉnh Bến Tre năm 2015 phân theo địa giới hành Bảng 1.2 Dân số, cấu dân số tỷ lệ lao động giai đoạn 2011 - 2015 Bảng 1.3 GDP cấu GDP tỉnh giai đoạn 2011 - 2015 Bảng 1.4 Giá trị sản xuất Nông, lâm nghiệp thủy sản Bảng 1.5 Diện tích, sản lượng suất lúa Bảng 1.6 Diện tích thu hoạch dừa ăn 10 Bảng 1.7 Số lượng đàn gia súc – gia cầm 10 Bảng 1.8 Giá trị sản xuất lâm nghiệp 11 Bảng 1.9 Giá trị sản xuất sản lượng thủy sản 11 Bảng 1.10 Giá trị sản xuất công nghiệp xây dựng giai đoạn 2011 – 2015 12 Bảng 1.11 Giá trị sản xuất cấu ngành công nghiệp 12 Bảng 1.12 Giá trị sản xuất kim ngạch xuất – nhập tỉnh 14 Bảng 1.13 Tổng hợp hệ thống đường địa bàn tỉnh Bến Tre 17 Bảng 1.14 Hiện trạng hệ thống cầu Quốc lộ 57 60 19 Bảng 1.15 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 25 Bảng 1.16 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 26 Bảng 1.17 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 27 Bảng 1.18 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 28 Bảng 1.19 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 29 Bảng 1.20 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 30 Bảng 1.21 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 31 Bảng 1.22 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 31 Bảng 1.23 Tổng hợp số tiêu lý lực học mẫu: 32 Bảng 1.24 Lưu lượng xe tuyến QL.60 (năm 2016): 35 Bảng 2.1 Các đặc trưng tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn 38 Bảng 2.2 Lưu lượng xe phân thành cấp từ T1 - T9 66 Bảng 2.3 Phân cấp hạng đường 67 Bảng 2.4 Phân loại cấp giao thông 69 Bảng 2.5 Phân loại cấp hạng lưu lượng xe 70 Bảng 2.6 Phân loại cường độ giao thông 70 Bảng 2.7 Phân loại cấp đất đường 70 Bảng 3.1 Thành phần ô tô loại đường giao thông tỉnh Bến Tre 88 Bảng 3.2 Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn (22TCN21106) 90 Bảng 3.3 Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc kết cấu áo đường tương ứng với trục xe tính tốn (theo: 22 TCN 211-06) 93 Bảng 3.4 Trị số tối thiểu mô đun đàn hồi yêu cầu (MPa) (22TCN211-06) 93 Bảng 3.5 Phân cấp hạng đường lưu lượng xe mô đun đàn hồi yêu cầu 94 Bảng 3.6 Bảng tiêu lý đất tự nhiên 95 Bảng 3.7 Bảng tiêu lý đất tương đương độ chặt K=0,95 95 Bảng 3.8 Bảng tiêu lý đất tương đương độ chặt K=0,98 96 Bảng 3.9 Phân loại cấp hạng đường 96 Bảng 3.10 Cấp hạng đường dùng cho công tác nâng cấp sửa chữa 96 Bảng 3.11 Các thông số tính tốn bê tơng nhựa đá trộn nhựa 98 Bảng 3.12 Các thơng số tính tốn vật liệu làm mặt đường 98 Bảng 3.13 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường 103 Bảng 3.14 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường 104 Bảng 3.15 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường 104 Bảng 3.16 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường 105 102 sau thi công cao Vì vậy, việc phân kỳ đầu tư lúc hạn chế chi phí sửa chữa hư hỏng kết cấu mặt đường lún gây - Trong thời kỳ đầu thi cơng lớp móng móng dưới, thời kỳ sau thi cơng lớp mặt Vì thế, tác giả đề xuất sử dụng lớp móng đá gia cố xi măng, lớp cấp phối đá dăm loại 1, cấp phối đá dăm loại 2, đá dăm tiêu chuẩn Nhằm thuận tiện cho việc thời kỳ đầu sử dụng lớp móng làm lớp mặt Với tuyến đường huyện, đường khu vực mặt có sử dụng thêm lớp láng nhựa - Thời gian đầu tư giai đoạn sau cân nhắc phụ thuộc vào thời gian chờ cho đường lún đến tương đối ổn định (hoặc theo tuổi thọ lớp láng nhựa phía (nếu có sử dụng khoảng hai năm thời điểm bảo dưỡng định kỳ lần thứ nhất) Nguyên tắc 7: Sử dụng cát địa phương để: - Nâng cao đường trước dâng cao mực nước - Xử lý đất yếu phương pháp thay lớp đất yếu lớp cát san lấp - Nâng cao mô đun đàn hồi đường - Lưu ý sử dụng lớp cát làm đường cần tuân theo yêu cầu vai đường, sử dụng vải địa kỹ thuật, phương án thoát nước đường Nguyên tắc 8: Với tuyến đường nâng cấp sửa chữa: - Các phương án cải tạo mặt đường cũ đề xuất sở điều tra xác định tình trạng hư hỏng, chất lượng khai thác, nguyên nhân xuống cấp Từ đề phương án cụ thể như: cải tạo toàn diện từ trở lên giữ lại số lớp móng cũ cải tạo trực tiếp lớp mặt cũ - Lớp bù vênh đề xuất sử dụng gồm: Bê tông nhựa (bù vênh mỏng), cấp phối đá dăm (lớp bù vênh dày loại với lớp nâng cao phía trên) 3.6 Đề xuất số kết cấu áo đƣờng hợp lý cho tỉnh Bến Tre Từ nguyên tắc phân tích trên, tác giả đề xuất dạng định hình kết cấu áo đường cho trường hợp cụ thể bảng từ bảng 103 3.13 đến bảng 3.18 Bề dày kết cấu khác tùy thuộc vào tải trọng tính tốn mơ đun đất Eo, cụ thể lập thành catalo phụ lục 3.6.1 Kết cấu áo đường mới: - Kết cấu áo đường cấp cao A1 với cấp tải trọng T1, T2 cho đường cao tốc, quốc lộ, tỉnh lộ Bảng 3.13 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường Bê tông nhựa chặt, hạt mịn Bê tông nhựa chặt, hạt trung Kết cấu KC11 Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II Nền đường Bê tông nhựa chặt, hạt mịn Bê tông nhựa chặt, hạt trung Kết cấu KC12 Đá dăm gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 4MPa) Cấp phối đá dăm loại II Nền đường Bê tông nhựa chặt, hạt mịn Bê tông nhựa chặt, hạt trung Kết cấu KC13 Cấp phối đá dăm loại I Cát gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Nền đường Bê tông nhựa chặt, hạt mịn Bê tông nhựa chặt, hạt trung Kết cấu KC14 Đá dăm gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 4MPa) Cát gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Nền đường - Kết cấu áo đường cứng cho đường trục chính, đường khu vực: 104 Bảng 3.14 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường Bê tông xi măng M350 Kết cấu KC15 Đá gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Nền đường Bê tông xi măng M350 Kết cấu KC16 Cấp phối đá dăm loại I Nền đường Bê tông xi măng M350 Kết cấu KC17 Cát gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Nền đường - Kết cấu áo đường A2 cho đường tỉnh, đường huyện: Bảng 3.15 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường Láng nhựa lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Kết cấu KC22 Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II Nền đường Láng nhựa lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Kết cấu KC23 Cấp phối đá dăm loại I Cát gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Nền đường Láng nhựa lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Kết cấu KC24 Cấp phối đá dăm loại I Nền đường Láng nhựa lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Kết cấu KC25 Cấp phối đá dăm loại II Nền đường - Kết cấu áo đường cho đường giao thông nông thôn: 105 Bảng 3.16 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường Bê tông xi măng M250 Vải nhựa Kết cấu KC31 Cấp phối đá dăm/sỏi cuội/đá thải Nền đường K ≥ 0,95 Bê tông xi măng M200 Vải nhựa Kết cấu KC32 Cấp phối đá dăm/sỏi cuội/đá thải Nền đường K ≥ 0,90/K ≥ 0,95 Láng nhựa 02 lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Đá dăm macadam (đá 4x6, chèn đá dăm) Kết cấu KC33 Cấp phối đá dăm Nền đường đầm chặt đạt K ≥ 0,95 3.6.2 Kết cấu áo đường đầu tư phân kỳ đầu tư: - Kết cấu áo đường dùng cho đường tỉnh, đường huyện, đường xã Bảng 3.17 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường giai đoạn đầu Láng nhựa lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Cấp phối đá dăm loại I Kết cấu K41 Cấp phối đá dăm loại II Nền đường (cát đầm chặt K ≥ 0,98) Kết cấu KC42 Láng nhựa lớp, tiêu chuẩn 3kg/m2 Cấp phối đá dăm loại I Cát gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Nền đường (cát đầm chặt K ≥ 0,98) Cấp phối đá dăm loại I Kết cấu KC43 Cấp phối đá dăm loại II Nền đường (cát đầm chặt K ≥ 0,98) 3.6.3 Kết cấu áo đường cho việc nâng cấp, cải tạo: Bảng 3.18 Đề xuất thành phần kết cấu áo đường nâng cấp cải tạo 106 Bê tông nhựa chặt, hạt mịn Bê tông nhựa chặt, hạt trung Kết cấu KC51 Cấp phối đá dăm loại I Bù vênh Kết cấu KC52 Bê tông nhựa chặt, hạt mịn Bê tông nhựa chặt, hạt trung Bù vênh Bê tông xi măng M350 Kết cấu KC53 Mũ nhựa ni lông Đá dăm gia cố xi măng (Rn 28 ngày ≥ 2MPa) Bù vênh Kết cấu KC51 với kết cấu có lớp cấp phối đá dăm loại I có chiều dày < 20cm lớp mặt đường bê tông nhựa cũ sử dụng cho tuyến đường khu vực xe nặng Giữa 02 lớp bê tông nhựa kết cấu tưới nhựa dính bám tiêu chuẩn 0,5kg/m2 lớp bê tơng nhựa với lớp kết cấu móng phía tưới thấm bám tiêu chuẩn 1,0kg/m2 3.7 Lập bảng catalo kết cấu áo đƣờng Tính tốn, kiểm toán kết cấu áo đường, hiệu kinh tế 3.7.1 Tính tốn chiều dày lớp kết cấu áo đường mềm: Từ dạng kết cấu áo đường đề xuất Tính tốn bề dày kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn trạng thái giới hạn: - Tính tốn độ lún đàn hồi thơng qua khả chống biến dạng (biểu thị trị số mô đun đàn hồi) kết cấu áo đường khống chế để trị số mô đun đàn hồi kết cấu phải lớn mô đun đàn hồi yêu cầu nhân thêm hệ số an toàn độ võng xác định theo độ tin cậy mong muốn - Tính tốn ứng suất cắt đất lớp vật liệu dính xem có vượt qua trị số giới hạn khơng (trị số lực dính tính toán chia cho hệ số cường độ lực cắt trượt tùy theo độ tin cậy thiết kế) 107 - Tính tốn ứng suất uốn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối tác dụng tải trọng bánh xe xem có vượt trị số cường độ chịu kéo uốn tính tốn chia cho hệ số cường độ chịu kéo uốn chọn theo độ tin cậy, nhằm khống chế không cho phép nứt lớp - Kiểm tốn điều kiện trượt đáy lớp bê tơng nhựa 3.7.2 Tính tốn chiều dày lớp kết cấu áo đường cứng: - Tính tốn chiều dày bê tơng xi măng theo phương pháp giả định chiều dày tấm, sau kiểm tốn tính tốn cường độ Nếu chiều dày tính tốn khơng phù hợp giả định giá trị khác tìm giá trị phù hợp - Kiểm tốn chiều dày bê tơng xi măng tác dụng xe nặng cá biệt Kiểm toán sở ứng suất tải trọng xe nặng gây không vượt cường độ chịu kéo uốn bê tông xi măng - Kiểm tốn chiều dày bê tơng xi măng với ứng suất nhiệt Ứng suất tổng cộng nhiệt độ tải trọng sinh theo hướng dọc bê tông không vượt cường độ chịu kéo uốn bê tơng xi măng - Tính tốn chiều dày lớp móng mặt đường bê tơng xi măng Dưới tác dụng tải trọng đất đường bị biến dạng dẻo Do lớp móng đạt yêu cầu phải đảm bảo đất đường phía không xuất biến dạng dẻo tức không bị trượt 3.7.3 Kiểm toán chiều dày kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn 22TCN274-01, Quyết định 3230/QĐ-BGTVT: - Sau tính tốn bề dày kết cấu áo đường mềm theo 22TCN21106 ta kiểm tra lại theo tiêu chuẩn 22TCN247-01: Cơ sở kiểm tốn: + Kết cấu tính bảng (Ni-Tjk) tương ứng với mô đun đàn hồi Ech số trục tương đương tích lũy 15 năm + Sử dụng quan hệ thực nghiệm để tính giá trị Hệ số CBR: Mối quan hệ E0 CBR loại đất sau: 108 E0 = 7,93 CBR 0,85 (MPa) Mô đun đàn hồi hữu hiệu đất MR MR = 1500 CBR (PSI) + Hệ số tính đổi tải trọng loại tương ứng 18kip (8,0 tấn) ei Qi 8,0T Trong đó: Qi: Các tải trọng trục 12 10 = 4,5: Hệ số mặt đường mềm, = 12 với mặt đường cứng Từ kết cấu thỏa mãn tiêu chuẩn kỹ thuật 22TCN211-06 xác định độ lệch trung bình tiêu chuẩn Xác định độ tin cậy R từ độ lệch trung bình tiêu chuẩn ZR (bằng cách tra bảng theo 22TCN274-01) Kết cấu thỏa mãn kết cấu có R thỏa mãn theo bảng tra - Sau tính tốn bề dày kết cấu áo đường c ứng theo 22TCN22395 ta kiểm tra lại theo quy định Quyết định số 3230/Q Đ-BGTVT: Kết kiểm toán: Kiểm toán cho kết cấu định hình catalo tùy theo mơ đun đàn hồi u cầu cấp hạng đường 3.7.4 Nguyên tắc lập bảng kết tính tốn: 3.7.4.1 Tính tốn: Từ số liệu cấp hạng đường, loại đường cấp đường có mơ đun đàn hồi u cầu tính tốn đưa vài tổ hợp bề dày kết cấu áo đường theo quy định, đồng thời thỏa mãn u cầu tính tốn theo ba trạng thái giới hạn quy trình 22TCN211-06, 22 TCN 223-95, Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT kiểm toán theo 22TCN274-01 3.7.4.2 Phân tích hiệu kinh tế: - Với kết cấu điển hình tiến hành tính tốn giá (tính cho 1m2) tổ hợp nhằm xác định tổ hợp có giá thành thấp - Việc tính tốn dựa vào định mức xây dựng đơn giá hành, sử dụng phần mềm Microsof Excel phần mềm dự toán DTK tác giả 109 Nguyễn Trọng Kim để tính giá thành cho 1m2 mặt đường Đơn giá xây dựng dựa theo định mức nhà nước thông báo giá vật tư, thiết bị tỉnh Bến Tre vào thời điểm tháng năm 2016 liên Sở Tài – Xây dựng ban hành - Giá thành lớp kết cấu áo đường phụ lục tính tốn chi phí xây dựng (đã bao gồm thuế giá trị gia tăng) chưa bao gồm chi phí hạng mục chung (như: chi phí lán trại, đảm bảo giao thơng, ….), chi phí khác lập thời điểm nên có giá trị tham khảo (Kết tính tốn thể phụ lục 3) 3.7.4.3 Lập catalo: - Tiến hành kiểm tra tổ hợp cho kết cấu, chọn kết cấu có giá thành thấp đưa vào catalo - Mỗi bảng catalo lập cho kết cấu, q trình tính tốn chiều dày lớp thay đổi bỏ số lớp - Cấp hạng đường thay đổi từ cấp N1 - N12 ( E0 = 30 - 110Mpa) - Cấp hạng lưu lượng thay đổi từ T11 - T17 với tải trọng trục tính tốn 12 từ T21 - T27 với tải trọng trục tính tốn 10 Ngồi cịn có số kết cấu khác lập theo tính chất riêng đường giao thông nông thôn, đường chuyên dùng, đường phân kỳ đầu tư, đường nâng cấp cải tạo - Độ tin cậy 95% với tải trọng trục tính tốn 12 (đường cấp cao A1), 90% với tải trọng trục tính tốn 10 (đường cấp cao A1) 85% kết cấu đường khác 3.7.5 Hướng dẫn sử dụng: 3.7.5.1 Lựa chọn kết cấu: Trong thực tế thiết kế, thi công, để lựa chọn kết cấu mặt đường thích hợp, cần làm theo bước sau : - Xác định cấp hạng đường (loại tải trọng trục tính tốn: 12T hay 10T); - Xác định cấp hạng lưu lượng: Từ quy mô thiết kế, lưu lượng xe thiết kế xác định cấp hạng lưu lượng giá trị Eyc tương ứng; 110 - Xác định cấp hạng đường: Thông qua đặc trưng tính tốn đất mà quan trọng giá trị mô đun đàn hồi E đất (hoặc phần đường) xác định cấp hạng đường; - Lựa chọn loại kết cấu sử dụng; - Tra Catalo để xác định chiều dày lớp kết cấu giá thành thi cơng tính cho 1m2 mặt đường * Một số ý sử dụng catalo: - Ứng với cấp lưu lượng xe lớn số kết cấu không phù hợp (kết cấu dày) tờ catalo để trắng (không xét) mà phải dùng loại kết cấu khác phù hợp - Ứng với cấp lưu lượng nhỏ cấp đường cao có nghĩa kết cấu thừa khả chịu lực (kết cấu với lớp có chiều dày tối thiểu) dùng kết cấu phía ứng với cấp đường thấp 3.7.5.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công nghiệm thu: - Nền đường: TCVN 9436: 2012 Nền đường ô tô – Thi cơng nghiệm thu - Móng cấp phối đá dăm, cát gia cố xi măng: TCVN 8858: 2011 – Móng cấp phối đá dăm cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng kết cấu áo đường ô tơ – Thi cơng nghiệm thu - Móng cấp phối đá dăm: TCVN 8859:2011 Lớp móng cấp phối đá dăm kết cấu áo đường ô tô – Vật liệu, thi cơng nghiệm thu - Móng đá dăm nước: TCVN 9504:2012 Lớp kết cấu áo đường đá dăm nước – Thi công nghiệm thu - Láng nhựa: TCVN 8863: 2011 – Mặt đường láng nhựa nóng – Thi công nghiệm thu - Mặt đường bê tông nhựa nóng: 8819: 2011 - Mặt đường bê tơng nhựa nóng – u cầu thi cơng nghiệm thu 111 KẾT LUẬN CHƢƠNG - Catalo lựa chọn kết cấu áo đường cho đường giao thông địa bàn tỉnh thời điểm có tính đến quy hoạch tương lai, đảm bảo yêu cầu đường giao thông tỉnh, phù hợp với điều kiện đặc thù tỉnh Bến Tre - Catalo kết cấu đề tương đối bao quát để áp dụng cho tỉnh Bến Tre Chỉ cần xác định thông số đầu vào như: loại đất nền, loại tải trọng, cấp đường, thông qua trị số mô đun đàn hồi mặt đường hữu, mô đun đàn hồi yêu cầu đường Tra bảng danh mục xác định kết cấu thỏa mãn yêu cầu kinh phí xây dựng kết cấu Từ đó, có sở chọn lựa kết cấu thích hợp - Việc mở rộng cường độ đất E0 từ 30 - 110MPa tương đối đảm bảo cho việc sử dụng bảng việc lựa chọn làm hay nâng cấp cho tuyến theo điều kiện tương ứng - Các kết cấu đề xuất catalo để đảm bảo hoàn thiện cần kiểm tra trình xây dựng quản lý đường 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Catalo kết cấu áo đường hợp lý cho tỉnh Bến Tre phù hợp tiêu chuẩn 22TCN211-06, 22TCN235-95, 22TCN274-01 Quyết định 3230/QĐBGTVT, góp phần nâng cao tính hiệu đầu tư, phù hợp với xu hướng thiết kế giới - Đề tài kết cấu áo đường cho loại đường tỉnh Bến Tre với tải trọng đề xuất có tính tin cậy có khả áp dụng vào thực tiễn - Đề tài góp phần định hướng hướng dẫn áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào công tác xây dựng sửa chữa đường tỉnh Bến Tre * Những tồn tại: Với thời gian, kinh phí hạn hẹp, đề tài hạn chế sau: - Điều tra, dự báo lưu lượng xe tuyến đường giao thông tỉnh Bến Tre chưa cụ thể để xác định xác mơ đun đàn hồi u cầu - Một số tiêu lý đất nền, vật liệu xây dựng mang tính kinh nghiệm lấy theo tiêu chuẩn mà chưa có thí nghiệm xác - Chỉ tính tốn catalo kết cấu áo đường cho số trường hợp cụ thể, số lượng kết cấu cịn ít, chưa đa dạng; khoảng phân chia mơ đun đàn hồi cấp mô đun yêu cầu rộng (10MPa) * Hƣớng phát triển đề tài: - Nghiên cứu đa dạng hóa kết cấu áo đường định hình catalo - Nghiên cứu chuyên sâu ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ, độ ẩm tỉnh đến trình làm việc kết cấu áo đường - Phân chia nhỏ giá trị 02 cấp mô đun đàn hồi liên kề để có độ xác cao - Xây dựng mơ hình tính kết cấu áo đường phần mềm máy tính Kiến nghị - Để sử dụng kết cấu định đề xuất đề tài cần thơng qua q trình thực nghiệm trước áp dụng thực tế, đồng thời đưa 113 catalo vào sử dụng, cần phải thường xuyên đánh giá hiệu khai thác, cập nhật thông số thực tiễn để bổ sung nhằm hoàn thiện kết cấu áo đường - Ngoài việc lựa chọn kết cấu áo đường cần quan tâm đến việc nâng cao đường để hạn chế phá hoại đường Hiện tỉnh Bến Tre, nguồn đất để đắp khan hiếm, nâng cao chủ yếu cách đào đất hữu đưa đắp hai bên lề đường, sau nâng cao đất cát sơng ảnh hưởng đến q trình cố kết đất - Cần quan tâm đến biện pháp nước thiết kế thi cơng - Cần xác định xác thơng số kỹ thuật vật liệu thiết kế thi công 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ GTVT (1993), Áo đường mềm - yêu cầu dẫn thiết kế - 22TCN 211-93, NXB GTVT, Hà Nội [2] Bộ GTVT (1995), Áo đường cứng – tiêu chuẩn thiết kế thiết kế - 22TCN 223-95, NXB GTVT, Hà Nội [3] Bộ GTVT (2001), Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm - 22TCN 274-01, NXB GTVT, Hà Nội [4] Bộ GTVT (2006), TCVN 4054 – 2005, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội [5] Bộ GTVT (2006), Áo đường mềm - yêu cầu dẫn thiết kế - 22TCN 211-06, NXB GTVT, Hà Nội [6] Bộ GTVT (2012), Quy định tạm thời thiết kế mặt đường bê tông xi măng thơng thường có khe nối xây dựng cơng trình giao thông [7] Bộ GTVT (2014), Hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thông nông thôn phục vụ chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn giai đoạn 2010 – 2020 [8] Bộ KHCN (2014), TCVN 10380:2014 Đường giao thông nông thôn – Yêu cầu thiết kế [9] Trần Đình Bửu (2004), Hướng dẫn thiết kế mặt đường mềm ôtô theo tiêu chuẩn 22 TCN274-01, NXB Xây dựng, Hà Nội [10].Nguyễn Quang Chiêu, Lã Văn Chăm (2001), Xây dựng đường ôtô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội [11].Nguyễn Quang Chiêu (2001), Các phương pháp thiết kế mặt đường nước phương tây, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội [12].Nguyễn Quang Chiêu, Phạm Huy Khang (2006), Xây dựng mặt đường ôtô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội [13].Nguyễn Quang Chiêu (2007), Các kết cấu mặt đường kiểu mới, NXB Xây dựng, Hà Nội [14] Công ty Cổ phần xây dựng cơng trình 625 (2016), Dự án nâng cấp 04 đoạn tuyến QL.60 từ cầu Rạch Miễu đến cầu Cổ Chiên, tỉnh Bến Tre 115 [15] Cục Thống kê tỉnh Bến Tre (2016), Niên giám thống kê tỉnh Bến Tre năm 2015 [16] Trần Thị Kim Đăng, Vũ Đức Chính (2010), Một số vấn đề thực tế thiết kế mặt đường mềm theo tiêu chuẩn hành giải pháp [17].Đoạn Quản lý giao thông thủy Bến Tre (2016), Thống kê hệ thống cầu đường quản lý năm 2015 [18].Dương Học Hải, Phạm Huy Khang (2000), Thiết kế mặt đường ôtô theo hướng dẫn AASHTO ứng dụng Việt Nam, NXB GTVT, Hà Nội [19].Võ Bá Huy (2013), Nghiên cứu đề xuất số kết cấu áo đường hợp lý Vĩnh Long, luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Trường Đại học GTVT Cơ Sở II, TP Hồ Chí Minh [20] Huỳnh Trung Nam (2008), Nghiên cứu kết cấu áo đường hợp lý cho tỉnh Tiền Giang, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, Trường Đại học GTVT Cơ Sở II, TP Hồ Chí Minh [21] Nguyễn Xuân Trục, Dương Học Hải, Vũ Đình Phụng (2003), Sổ tay thiết kế đường tô, NXB Xây dựng, Hà Nội [22].UBND tỉnh Bến Tre (2010), Quy hoạch phát triển giao thông vận tải tỉnh Bến Tre đến năm 2020 tầm nhìn sau năm 2020 [23].UBND tỉnh (2015), Báo cáo tổng kết năm xây dựng, phát triển giao thông nông thôn (2010-2015) thực kế hoạch phát triển giao thông nông thôn đến năm 2020 tỉnh Bến Tre [24].UBND tỉnh (2015), Ban hành quy định thiết kế mẫu, thiết kế điển hình cơng trình giao thơng nơng thơn địa bàn tỉnh Bến Tre [25] Viện KHCN GTVT (7/1999), Đề NCKH cấp Nhà nước KC 10-05, “Nghiên cứu xây dựng Catalog kết cấu áo đường mềm cho đường ôtô cấp cao, Hồn thiện quy trình thiết kế áo đường mềm hành 22TCN 211-93” PHẦN PHỤ LỤC