Bài giảng Chuyên đề Đường

LOGO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MƠN CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MƠN HỌC CHUN ĐỀ ĐƯỜNG TS Ngơ Trí Thường Email:ngotrithuong@gmail.com/Trithuong@tlu.edu.vn ĐT: 097 112 5699 Giới thiệu chung • Sinh viên? • Giảng viên? • Logic mơn học? • Đề cương mơn học? • Tài liệu mơn học (giáo trình, tài liệu tham khảo)? • Đánh giá? • Nội quy? 08/02/2022 Giới thiệu chung • Sinh viên? Vui lịng điền vào phiếu 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? TS Ngơ Trí Thường Văn phịng: Room 422- A1 ĐT: 097 112 5699 Email: trithuong@tlu.edu.vn ngotrithuong@gmail.com 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? 08/02/2022 Giới thiệu chung • Giảng viên? 08/02/2022 10 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG Tài liệu tham khảo - Sổ tay thiết kế đường ô tô- Tập II NXB Xây dựng năm 2009 (Tái bản) GS.TSKH Nguyễn Xuân Trục; GS.TS Dương Học Hải; PGS.TS Vũ Đình Phụng Phần AASHTO 1986 - AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993 Published by the American Association of State Highway and Transportation Officials - Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng Chỉ dẫn thiết kế mặt đường cứng Được soạn Công ty tư vấn quốc tế SMEC liên danh với Hội KHKT Cầu đường Việt Nam, 4/2008 - Ngồi ra: Có thể download phiên Tiếng việt Tiếng Anh https://www.google.com.vn/ HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 Phương pháp thiết kế tính toán Dựa kết thực nghiệm mối quan hệ Tải trọng tác dụng; Điều kiện khí hậu, mơi trường; Đặc trưng bê tơng xi măng; Móng đường Nền đất, Hiệp hội người làm đường vận tải Mỹ đưa phương trình tốn đồ để tính tốn thiết kế kết cấu áo đường BTXM sau: (1) Ta xét đại lượng W18; S0; ZR ; D; PSI; Ec; k; S’c; Cd; HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2020 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.1 :W18 Tổng tải trọng xe quy đổi tải trọng trục đơn 18 kip tức 8,2 lên xe suốt thời gian tính tốn Cơng thức xác định W18 sau: W18 = DL DD W 18 (lần/làn) (2) Trong đó: - W18 tổng tải trọng trục đơn 18 kíp, tích luỹ suốt thời kỳ tính tốn xe - W18 tổng tải trọng trục đơn 18 kip, tích luỹ suốt thời kỳ tính tốn mà mặt đường phải chịu hai chiều xe chạy - DD hệ số phân phối theo theo chiều xe chạy; thường lấy DD = 0,3-0,7; trung bình DD = 0,5 - DL hệ số phân phối theo xe chạy HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2020 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 W18 Việc dự báo W18 quan trọng ảnh hưởng tới kết tính tốn chiều dày kết cấu, dự báo điều khó khăn HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2020 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.2 PSI- Tổng tổn thất mức độ phục vụ kết cấu ∆PSI = PSI0 – PSIt = p0 - pt Trong đó: p0 - Chỉ số phục vụ lúc bắt đầu đưa đường vào khai thác, theo AASHTO po = 4,5; pt số phục vụ thời điểm t (t năm) kể từ bắt đầu đưa đường vào sử dụng đến thời gian tính tốn, theo AASHTO pt =2,5- 2,0 Theo AASHTO, trị số PSI thay đổi từ đến tương ứng với chất lượng khai thác, đánh giá theo phương pháp chuyên gia: - PSI = - PSI = - PSI = 2,5 - PSI = 3,0 - PSI = 4,2 – 4,5 - PSI = đường 85% người sử dụng đường không chấp nhận 55% người sử dụng đường không chấp nhận 12% người sử dụng đường không chấp nhận đường làm xong( PSIo) đường có chất lượng hồn hảo HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2020 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.3 Độ lệch tiêu chuẩn (Standard Normal Deviat) ZR: Trị số ZR xác định tương ứng với độ tin cậy cho trước Quan hệ độ tin cậy R Độ lệch tiêu chuẩn ZR thể bảng sau: Độ tin cậy R % 50 60 70 75 80 85 90 91 92 Độ lệch Z 0,000 -0,253 -0,524 -0,674 -0,841 -1,037 -1,282 -1,340 -1,405 Độ tin cậy R % 93 94 95 96 97 98 99 99,9 99.99 Độ lệch Z -1,467 -1,555 -1,645 -1,751 -1,881 -,2,054 - 2, 327 - 3,090 -3,750 HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.4 Sai số tiêu chuẩn (Overall Standard Deviation) tổng hợp S0: Đây hệ số xét đến yếu tố gây sai số đến kết tính tốn chiều dày tấm, ví dụ: Dự báo tính hình giao thơng, dự báo đặc tính vật liệu, thời tiết, khí hậu…S0= 0,30-:- 0,40 1.5 Thông số bê tông thiết kế: D – chiều dày BTXM (inches; 1inch = 2,54 cm) S’c cường độ kéo uốn bê tơng xi măng, dựa kết thí nghiệm AASHTO – T97, ASTM C78, cường độ trung bình mẫu 28 ngày tuổi Ec mô đun đàn hồi bê tơng lấy theo thí nghiệm, thực tế thường vào cường độ bê tông Ec = 2.000.000–6.000.000 psi HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.6 Thơng số móng Trong thiết cần thơng số móng sau: k – mơ đun đàn hồi phản lực MR – môđun đàn hồi hữu hiệu Mối quan hệ k MR theo AASHTO quan hệ tuyến tính theo cơng thức sau: k= MR /19,4 ( psi) (3-12) 1.7 Hệ số xét đến khả truyền tải trọng từ sang kia: J Trị số J phụ thuộc vào cấu tạo khe nối, có hay khơng có truyền lực, cấu tạo dọc lề theo trị số lực ma sát cốt liệu khe Theo thực nghiệm, trị số J chọn bảng sau: HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.7 Hệ số xét đến khả truyền tải trọng từ sang kia: J Hệ số truyền tải J theo đề nghị AASHTO Loại cấu tạo lề Thiết bị truyền tải Loại mặt đường BTXM BTXM thơng thường BTXM có cốt thép BTXM có cốt thép liên tục Bê tơng nhựa BTXM Có thép truyền lực Khơng có thép truyền lực Có thép truyền lực Khơng có thép truyền lực 3,2 3,8-:- 4,4 2,5-:- 3,1 3.6-:- 4,2 2,9-:- 3,2 - 2,3-2,9 - HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 1.8 Cd: Hệ số thoát nước Trị số Cd ảnh hưởng lớn đến sực chịu tải mặt đường BTXM Nếu lấy điều kiện nước trung bình lấy Cd=1,0, điều kiện nước Cd1,0 k tăng chiều dày nhỏ.Trị số Cd: tham khảo bảng Chất lượng thoát nước Chọn trị số Cd Trị số hệ số k tương ứng với hệ số thoát nước (pci) Thoát nước tốt 1,2 942 Thoát nước tốt 1,1 501 Thoát nước trung bình 1,0 200 Thốt nước 0,9 44 Thốt nước 0,8 HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 Toán đồ thiết kế mặt đường cứng dựa giá trị bình quân biến số đầu vào (phân đoạn 1) HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 Toán đồ thiết kế mặt đường cứng dựa giá trị bình quân biến số đầu vào (phân đoạn 2) HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 Một ví dụ cụ thể Tính tốn chiều dày mặt đường BTXM với thông số đầu vào giả thiết sau: - Hệ số k= 72 pci - Mô đun đàn hồi bê tông: Ec= x 106 psi - Cường độ kéo – uốn bê tông: Sc’= 650 psi - Hệ số tryền tải:J= 3,2 - Hệ số thoát nước: Cd= 1,0 - Sai số tiêu chuẩn S0 = 0,29 - Độ tin cậy R= 95% - Mức độ tổn thất phục vụ: ∆PSI = 4,2- 2,5 = 1,7 - Tổng số trục tương đương W18 = 5,1 x 106 (18 kip ESAL) HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 Xác định chiều dày biểu đồ Ec= J = 3,2 Cd= 1,0 S’c = 650 K= 72 HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG BTXM THEO TIÊU CHUẨN ASSHTO 1986 Xác định chiều dày biểu đồ S0= 0,29 R=95% D≅10 inches W18= 5,1 ∆PSI=1,7 HÀ NỘI, THÁNG NĂM 2012