Xây Dựng - Thiết Kế Đường ÔTô (Đường Cao Tốc) phần 3 ppt

TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP N tinh toỏn trờn 1 ln xe ( xe/ngayờm) < 100 <1000 <5000 5000 K 2 1 0.8 0.65 0.6 n : H s vt ti ly n = 1,15 m : H s xột n iu kin tip xỳc gia cỏc lp kt cu ly m = 0,65 vi t nn cú tớnh dớnh m = 1.15 vi t nn kộm dớnh.(cỏt, ỏ cỏt) K 1 : H s xột n s gim kh nng chng ct di tỏc dng ca ti trng trựng phc v chn ng ca xe chy ly K 1 =0,6 K 2 : H s an ton xột n iu kin lm vic khụng ng nht ca kt cu, h s ny ph thuc lu lng xe chy : K tr : H s cng xột n bn vng v d tr cng theo tiờu chun gõy trt. Vi mt ng cp cao A1, A2 : K tr = 1 Vi mt ng cp thp B1 : K tr = 0,75 - 0,95 (khi lu lng xe <100(xe/ngờm/ln) dựng tr s nh) C : Lc dớnh ca lp tớnh toỏn . Riờng i vi BTN h s K v lc dớnh C ca nú nhit cao 50 0 C nh sau: + BTN ht ln : C=2,7 3,0 (daN/cm 2 ) ; K'=1,6 + BTN ht mn : C=1,7 2,0 (daN/cm 2 ) ; K'=1,1 + BTN cỏt : C=1,3 - 1,5 (daN/cm 2 ) ; K'=0,9 Chỳ ý : i vi cỏc lp múng bng ỏ dm, bng t gia c cht vụ c khụng cn kim tra iu kin trt vỡ cng chng ct ca chỳng ln. TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 24 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Đ13.5 TNH TON CNG CA KT CU O MM THEO TIấU CHUN CHU KẫO KHI UN. 13.5.1 Nguyờn lý tớnh toỏn: Nguyờn lý: ng sut chu kộo khi un xut hin ỏy cỏc lp vt liu ton khi do ti trng xe chy gõy ra khụng c vt quỏ ng sut kộo un cho phộp ca cỏc lp vt liu ú thỡ kt cu ỏo ng lm vic trng thỏi bỡnh thng. Ngha l : ku R ku (13-8) Trong ú : ku : ng sut kộo khi un ln nht xut hin trong cỏc lp vt liu ton khi do ti trng xe chy gõy ra [daN/cm 2 ] R ku : cng chu kộo khi un cho phộp ca vt liu [daN/cm 2 ] Cú th hiu mt cỏch cn k nh sau: Trong cỏc lp vt liu ton khi ca KCA lm bng BTN v cỏc lp vt liu gia c bng cht kt dớnh vụ c, hu c ng sut sinh ra khi KCA b vừng di tỏc dng ca ti trng trựng phc, tc thi khụng c lm phỏ hoi cu trỳc ca vt liu v dn n phỏt sinh cỏc vt nt. Ni dung tớnh toỏn 13.5.2.1 Xỏc nh cng chu kộo khi un cho phộp R ku = f(tớnh cht c lý ca VL, ch ti trng: mc trựng phc v tc tng ng sut ) Ngoi ra i vi cỏc lp BTN v cỏc hn hp cú nha cũn ph thuc nhiu vo nhit trong thi k tớnh toỏn, cũn nhng vt liu c gia c bng cht kt dớnh vụ c thỡ ch ph thuc vo m. Cỏc tr s R ku ca tng loi vt liu c xỏc nh theo (bng 13-13 trang 129 TK 2) 13.5.2.2 Xỏc nh ng sut chu kộo khi un trong cỏc lp VL ton khi C s lý thuyt: Nghiờn cu cho hay ng sut kộo un ln nht xut hin mt tip xỳc gia lp VL ton khi v lp VL ngay di nú, ti trc tỏc dng ca ti trng. () td ku h g D h D E D cot 1 4 1 0 1 1 à = (13-21) Trong ú: E 1 l mụun n hi ca lp VL ton khi 0 l bin dng n hi ca nn t h 1 l chiu dy lp VL ton khi TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 25 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP h t l chiu dy tng ng ca cỏc lp VL nm di lp VL ton khi à 1 l h s poisson trung bỡnh ca lp VL ton khi à 1 =0,30 T cụng thc (13-21) cú th lp toỏn tớnh toỏn Trong thc t thng xy ra 2 trng hp l lp VL ton khi nm tng mt v lp VL ton khi nm tng gia (múng). i vi tng mt: S tớnh cho ng sut kộo un n v do p=1daN/cm 2 sinh ra Toỏn hỡnh 13-15 biu din quan h gia chiu dy tng i h 1 /D ca tng mt (trc honh) v t s E 1 /E chm (ng cong) vi tr s ku do ti trng p=1daN/cm 2 gõy ra (trc tng). Toỏn lp cho trng hp gia tng mt v tng múng khụng tip xỳc nhng cú dớnh bỏm tt ú l trng hp bt li nht v phỏt sinh ng sut kộo - un ỏy tng mt. ku =f ( chm E E D h 11 , ) (13-22) Trong ú : h 1 : chiu dy ca lp VL tớnh toỏn. D : ng kớnh ca vt bỏnh xe tng ng. E chm : mụuyn n hi chung ca nn t v cỏc lp vt liu phớa di v trớ tớnh toỏn E 1 : mụuyn n hi ca lp VL tớnh toỏn. Trỡnh t tớnh toỏn: Tớnh tr s mụ un n hi chung trờn mt tng múng E chm , tr s ny c tin hnh tớnh toỏn theo toỏn Cogal bng cỏch i tun t t di lờn trờn cỏc lp khi ó bit chiu dy ca chỳng. Hoc i cỏc lp VL nm di lp VL ton khi v 1 lp cú E TB theo cụng thc (12-13) ca GS ng Hu ri dựng toỏn Cogal xỏc nh E chm gia E TB vi E 0 D E 1 , h 1 z E 2 E 3 E 0 E c h m p = 1 ( k G / c m 2 ) Hình 13.10. Sơ đồ tính ứng suất chịu kéo khi uốn đơn vị ku của lớp vật liệu toàn khối là tầng mặt TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 26 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Dựng toỏn hỡnh 13-15 tớnh ng sut kộo - un n v ln nht ku Xỏc nh ng sut kộo un ton b trong tng mt ku =1,15 ku .p (13-23) 1,15 l xột n h s ng 4. So sỏnh ỏnh giỏ ku vi R ku trong kt cu 1 lp hoc lp di ca tng mt 2 lp Nu ku R ku m bo tng mt lm vic bỡnh thng Nu ku > R ku phi gia cng thờm bng cỏch tng chiu dy h 1 hoc tng cng ca tng múng (tc l tng E chm ), ri kim tra li. Chỳ ý: Khi tớnh toỏn tng mt bờ tụng atphalt 2 lp thỡ cho phộp ch tớnh ng sut kộo -un i vi lp di v phi i tng mt 2 lp v 1 lp cú E TB v h 1 ri tin hnh tớnh toỏn xỏc nh ku nhng R ku ly ng vi VL lp di. i vi cỏc lp VL ton khi nm tng gia: S dng toỏn hỡnh 13-16 (trang 121 TK 2) - a h bt k v h cú 3 lp, cú lp gia l lp VL ton khi cn tớnh toỏn: - Gi nguyờn lp tớnh toỏn, i cỏc lp phớa trờn lp tớnh toỏn v 1 lp tng ng cú E TB , cỏc lp phớa di lp tớnh toỏn v nn t a v 1 bỏn khụng gian n hi (nn mi) - Xỏc nh ng sut kộo un n v ku =f ( chm tt tt tb E E E E D H ,, ) (13-24) Trong ú : H : tng chiu dy ca cỏc lp ỏo ng tớnh n v trớ tớnh toỏn (ỏy lp VL ton khi). D : ng kớnh ca vt bỏnh xe tng ng. p = 1 ( k G / c m 2 ) E c h m E 0 E 2 z E 1 = E T B D h h 1 h 2 Hình 13.11. Sơ đồ tính ứng suất chịu kéo khi uốn đơn vị ku ở đáy các lớp vật liệu tầng giữa. TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 27 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP E chm : mụuyn n hi chung ca nn t v cỏc lp vt liu phớa di lp VL ton khi úng vai trũ l E 3 trờn toỏn . E tt : mụuyn n hi ca lp VL ton khi tớnh toỏn úng vai trũ l E 2 trờn toỏn . E tb : mụuyn n hi trung bỡnh ca lp VL ỏo ng phớa trờn lp VL ton khi tớnh toỏn úng vai trũ l E 1 trờn toỏn . Toỏn hỡnh 13-16 c lp cho trng hp cỏc lp cựng nhau dch chuyn trờn mt tip xỳc (l iu kin bt li v ng sut kộo lp gia). Toỏn c thit lp chớnh xỏc va trong phm vi h 1 /h = 0,1 0,6 - Xỏc nh ng sut kộo un ln nht ku =1,15 ku .p (12-25) Trong ú : ku : ng sut kộo un n vi (ng vi p=1 (daN/cm 2 )) p : ỏp lc ca bỏnh xe tỏc dng lờn mt ng (t 5,5 6 daN/cm 2 ) 1.15 :h s xột n nh hng ca ti trng ng. Đ 13.6 PHNG PHP XC NH CC THễNG S TNH TON CNG O NG MM. Chỳ ý : Khi tớnh toỏn KCA theo cỏc tiờu chun vi cỏc lp vt liu cú nha phi chỳ ý n nhit tớnh toỏn ng vi iu kin bt li nht v iu kin ph bin + Kim tra iu kin kộo un : t 0 =(10 - 15) 0 C + Kim tra iu kin trt : t 0 =(50 - 60) 0 C + Kim tra iu kin vừng : t 0 =(20 - 30) 0 C (iu kin ph bin) tớnh toỏn cng cng nh chiu dy ca KCA mm cn phi xỏc nh c cỏc c trng tớnh toỏn ca VL v nn t gm: - Mụuyn n hi ca vt liu E vl - Mụuyn n hi ca nn ng E 0 - Lc dớnh ca vt liu , nn ng C - Gúc ni ma sỏt ca vt liu , nn ng - Cng chu kộo khi un ca VL ton khi. - Cỏc c trng tớnh toỏn E, c, v R ku ca hn hp ỏ nha - Xỏc nh tr s CBR (California Bearing Ratio) ca t v vt liu. TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 28 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.1 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.10 0.05 h/D 0.150.15 0.05 0.10 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.80 E 0 E 1 1.61.51.41.3 1.1 1.2 1.00.9 0.80.70.6 0.50.4 0.3 0.2 0.10 1.7 1.8 1.9 2.0 E 1 E ch =0.9 0 . 8 0 . 7 0 . 6 0 . 5 0 . 4 0 . 2 0.1 0 . 3 h E 1 E 0 D p E ch (Phn ny SV cú th xem cỏc ti liu chuyờn mụn cỏc mụn hc C hc t, Vt liu xõy dng, cỏc Giỏo trỡnh thớ nghim v Giỏo trỡnh TK 2) Hỡnh 13.11 Toỏn Kogan xỏc nh mụun n hi chung ca h 2 lp TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 29 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Hỡnh 13.12a. Toỏn xỏc nh ng sut ct am i vi nn t 7 E 1 E 2 = 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 4 0 5 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 10 0 46 44 42 38 36 34 32 28 26 24 22 18 16 14 12 7 5 p a m h / D 4 . 0 0 . 0 4 0 0 . 0 3 5 3 . 5 0 . 0 3 0 3 . 0 0 . 0 2 5 2 . 5 0 . 0 2 0 2 . 0 0 . 0 1 5 1 . 5 0 . 0 1 0 1 0 . 0 0 5 0 . 5 0 0 TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 30 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 31 0 . 1 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 2 0 . 0 3 0 . 3 0 . 0 4 0 . 4 0 . 0 5 0 . 5 0 . 0 6 0 . 6 0 . 0 7 0 . 7 0 . 0 8 0 . 8 0 . 0 9 0 . 9 0 . 1 0 1 . 0 0 . 1 1 1 . 1 0 . 1 2 1 . 2 0 . 1 3 1 . 3 0 . 1 4 1 . 4 0 . 1 5 1 . 5 0 . 1 6 1 . 6 0 . 1 7 1 . 7 0 . 1 8 1 . 8 0 . 1 9 1 . 9 0 . 2 0 2 . 0 h / D a m p S ơ đ ồ t í n h t o á n E 1 E 2 , c , D p h 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 3 4 3 6 3 8 4 0 4 2 4 4 4 6 4 0 0 3 0 0 1 0 0 2 0 0 E 1 E 2 = 5 1 0 2 0 3 0 5 0 Hỗnh 13-16. Toaùn õọử xaùc õởnh ổùng suỏỳt cừt chuớ õọỹng am cuớa lồùp dổồùi hóỷ 2 lồùp khi caùc lồùp cuỡng laỡm vióỷc (Duỡng cho nóửn õỏỳt ) TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP 0 . 1 0 0 . 2 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 1 . 6 1 . 7 1 . 8 1 . 9 2 . 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 0 2 2 0 . 0 2 4 0 . 0 2 6 0 . 0 2 8 0 . 0 3 0 0 . 0 3 2 0 . 0 3 4 0 . 0 3 6 0 . 0 3 8 0 . 0 4 0 46 0 4 4 0 4 2 0 = 4 0 0 3 8 0 3 6 0 3 4 0 3 2 0 3 0 0 = 2 0 . 3 h / D a m / p 0 E 2 E 1 3 5 7 1 0 2 0 2 5 3 0 1 5 Hỗnh 13-12. Toaùn õọử xaùc õởnh ổùng suỏỳt cừt chuớ õọỹng am cuớa lồùp dổồùi hóỷ 2 lồùp khi coù thóứ chuyóứn vở tổỷ do giổợa 2 lồùp (chi tióỳt cuớa toaùn õọử 9-14) TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 32 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP 0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 =5 0 =10 0 =13 0 =20 0 =30 0 =40 0 20 40 60 80 100 Chióửu daỡy mỷt õổồỡng h(cm) ab ab Hỗnh 13-12. Toaùn õọử xaùc õởnh ổùng suỏỳt cừt chuớ õọỹng am do tro ỹ n g lổồ ỹ n g baớn thỏn m ỷ t õổồỡn g g ỏ y r a TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 33 [...]... T - ặèNG TP am/p 1.8 D p E1 E2 E3 0 =1 E tb m E ch h h3 h2 h1 1.6 Echm Etb 1.4 8 1.2 6 5 1.0 4 0.8 3. 5 3. 0 0.6 2.5 2.0 0.4 1.5 0.2 1.0 0 0.1 0.2 0 .3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 h/D Hình 1 3- 1 7 Toán đồ xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất trong lớp bêtông nhựa TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 34 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP ku 5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3. 8 D 3. 6 p=1 h1 3. 4... ặèNG TP ku 5.0 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3. 8 D 3. 6 p=1 h1 3. 4 3. 2 3. 0 E1 E2 E3 Echm E0 2.8 2.6 2.4 2.2 100 2.0 50 1.8 30 20 15 12 10 8 7 5 4 3 2.5 2 1.5 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 E1/Echm 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0 .3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 h1/D Hỗnh 1 3- 1 3 Toaùn õọử xaùc õởnh ổùng suỏỳt keùo uọỳn õồn vở ku ồớ lồùp mỷt TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 35 . 0 . 1 0 0 . 2 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 1 . 6 1 . 7 1 . 8 1 . 9 2 . 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 0 2 2 0 . 0 2 4 0 . 0 2 6 0 . 0 2 8 0 . 0 3 0 0 . 0 3 2 0 . 0 3 4 0 . 0 3 6 0 . 0 3 8 0 . 0 4 0 46 0 4 4 0 4 2 0 = 4 0 0 3 8 0 3 6 0 3 4 0 3 2 0 3 0 0 = 2 0 . 3 h / D a m / p 0 E 2 E 1 3 5 7 1 0 2 0 2 5 3 0 1 5 Hỗnh 1 3- 1 2 c , D p h 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 3 2 3 4 3 6 3 8 4 0 4 2 4 4 4 6 4 0 0 3 0 0 1 0 0 2 0 0 E 1 E 2 = 5 1 0 2 0 3 0 5 0 Hỗnh 1 3- 1 6. Toaùn õọử xaùc õởnh ổùng suỏỳt cừt chuớ õọỹng. Hỡnh 13. 12a. Toỏn xỏc nh ng sut ct am i vi nn t 7 E 1 E 2 = 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 4 0 5 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 10 0 46 44 42 38 36 34 32 28 26 24 22 18 16 14 12 7 5 p a m h / D 4 . 0 0 . 0 4 0 0 . 0 3 5 3 . 5 0 . 0 3 0 3 . 0 0 . 0 2 5 2 . 5 0 . 0 2 0 2 . 0 0 . 0 1 5 1 . 5 0 . 0 1 0 1 0 . 0 0 5 0 . 5 0 0 TS