Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng mặt cắt ngang nền đường biến đổi dọc theo tuyến địa hình p4 docx

Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 71 2 . BTNC loại II, Dmax25 7 . BTNC loại II, Dmax20. 3 . CPĐD loại I, Dmax25 8 . Đá dăm gia cố XM 5 % 4 . Cấp phối tiêu chuẩn loại C 9. Nền đường cũ 5 . Cát gia cố XM 8 %. 7.9. Phân tích- so sánh các phương án kết cấu áo đường đã đề xuất theo cấu tạo: 7.9.1. Phương án đầu tư xây dựng phân kỳ: + Phương án 1a và 1c: Là một kết cấu kín, khả năng cải thiện chế độ thuỷ nhiệt của kết cấu này là rất tốt, do có lớp móng trên là lớp đá dăm gia cố xi măng của phương án Ia cũng như lớp cát vàng gia cố ximăng của phương án 1c, có kết cấu chặt kín và rất ổn định nước, đối với phương án 1a có thể tận dụng được vật liệu địa phương. Tuy nhiên yêu cầu phải có thiết bị trộn chuyên dùng khi thi công lớp cát gia cố ximăng cũng như lớp đá dăm gia cố, sau khi thi công xong yêu cầu cần phải có thời gian bảo dưỡng nhất định thì cường độ mới hình thành. Do sử dụng chất liên kết rắn trong nước nên thường khống chế thời gian thi công. Hiện tuyến đường đang thiết kế Chủ đầu tư yêu cầu tiến độ gấp. Mặc dù có gia cố nhưng trị số mô đuyn đàn hồi của các lớp gia cố này không lớn nên chiều dày không nhỏ hơn mấy so với phương án 1b. + Phương án 1b: Là một kết cấu chặt liên tục hạn chế được nước thấm xuống bên dưới, tận dụng được vật liệu địa phương, có khả năng cơ giới hoá hầu hết các khâu thi công, tổ chức thi công đơn giản hơn, máy móc thi công cùng loại, dễ bố trí dây chuyền thi công điều phối xe máy. Giá trị mô đuyn đàn hồi của lớp CPĐD không nhỏ hơn nhiều so với các lớp cát gia cố XM và CP đá dăm gia cố XM, nên chiều dày theo dự kiến không lớn nhiều. Kết luận: Sau khi phân tích thấy phương án 1b có nhiều ưu điểm hơn trong thi công cũng như về mặt kỹ thuật. Vậy kiến nghị chọn phương án 1b để lập phương án so sánh với phương án đầu tư phân kỳ. 7.9.2 Phương án đầu tư xây dựng một lần: + Phương án 2a: Là một kết cấu chặt liên tục hạn chế được nước thấm xuống bên dưới, tận dụng được vật liệu địa phương, có khả năng cơ giới hoá hầu hết các khâu thi công, tổ Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 72 chức thi công đơn giản hơn, máy móc thi công cùng loại, dễ bố trí dây chuyền thi công điều phối xe máy. Chiều dày các lớp vật liệu theo dự kiến không lớn hơn nhiều do sự chênh lệch các giá trị mô đuyn đàn hồi không lớn. + Phương án 2b và 2c: Là một kết cấu kín, khả năng cải thiện chế độ thuỷ nhiệt của kết cấu này là rất tốt, phương án 2c tốt hơn do có lớp móng trên là lớp cát vàng gia cố ximăng có thể tận dụng được vật liệu địa phương so với lớp đá dăm gia cố XM của phương án 2b. Tuy nhiên yêu cầu phải có thiết bị trộn chuyên dùng khi thi công lớp cát gia cố ximăng, sau khi thi công xong yêu cầu cần phải có thời gian bảo dưỡng nhất định (cả 2 phương án) thì cường độ mới hình thành. Do sử dụng chất liên kết rắn trong nước nên thường khống chế thời gian thi công. Hiện tuyến đường đang thiết kế Chủ đầu tư yêu cầu tiến độ gấp. Kết luận: Sau khi phân tích thấy phương án 2a có nhiều ưu điểm hơn trong thi công cũng như về mặt kỹ thuật. Vậy kiến nghị chọn phương án 2a để lập phương án so sánh với phương án đầu tư một lần. 7.10. Xác định các thông số tính toán của nền đường và các lớp mặt đường. 7.10.1. Môđuyn tính toán của đất nền đường. Đất nền đường của tuyến là loại đất á sét lẫn sỏi sạn, có độ ẩm tương đối tính toán : 6,0 W W nh tn  tra bảng B-3 [4] (tra trang 63-22TCN211-06) . E 0 = 42 MPa, lực dính C = 0,032 MPa, góc ma sát  = 24 0 . 7.10.2. Môđun đàn hồi tính toán của các lớp mặt đường. Các đặc trưng tính toán của các lớp mặt đường phải xác định tuỳ thuộc vào từng trường hợp cụ thể. - Đối với bêtông nhựa nhiệt độ tính toán (tra trang 67-22TCN211-06) : Khi tính điều kiện chịu kéo khi uốn : t = 15 0 C. Khi tính theo điều kiện độ võng đàn hồi : t = 30 0 C. Khi tính theo điều kiện ổn định trượt : t =60 0 C. - Đối với các tỉnh miền Trung, theo các kết quả khảo sát và thí nghiệm thực tế của các đơn vị thí nghiệm các tỉnh, cho thấy lớp BTN thuộc loại BTN nhiều đá dăm (> 50%). Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 73 Bảng 7.7. Bảng các thông số yêu cầu các lớp tầng mặt. E(MPa) R u (MPa) C (MPa)  (độ) S T T Tên vật liệu Võng Uốn Trượt 1 BTNC loại I D max 15 420 1800 300 2,8 0,3 2 BTNC loại II D max 25 420 1800 300 2,4 0,2 3 CPĐD loại I D max 25 300 4 Cấp phối thiên nhiên loại C 180 5 Cát gia cố XM 8% 350 6 Đất nền á sét lẫn sỏi sạn 42 0,032 24 7 BTNC loại II D max 20 420 1800 300 2,4 0,2 8 Đá dăm gia cố XM 5%, R 28 >2MPa 400 9 Mặt đường cũ 80%E cu 7.11. Tính toán Ech của các phương án kết cấu áo đường-So sánh với Eyc (Phương án chọn). Vì kết cấu áo đường đã đề xuất gồm các lớp vật liệu với bề dày giả thiết nên tính Ech của cả kết cấu rồi so sánh với Eyc ở cuối thời kỳ khai thác của mỗi loại áo đường. Nếu yc dv cdch E.KE  thì kết cấu thoả mãn về điều kiện độ võng cho phép. Trong đó: dv cd K : hệ số cường độ về độ võng được chọn tuỳ thuộc vào độ tin cậy thiết kế theo các bảng (3-2) và (3-3) [4]. Đối với đường cấp IV, chọn độ tin cậy 0,90 tương ứng với dv cd K =1,10. Để tiện cho việc sử dụng toán đồ đã được lập sẵn, chuyển nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi lần lượt các lớp kết cấu áo đường hai lớp một từ dưới lên. Từ đó sẽ xác định được E tb của các lớp mặt đường. Cách xác định chiều dày và E tb của lớp vật liệu quy đổi từ hai lớp về một lớp như sau: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 74 Từ đó: H = h 1 + h 2 , 3 31 1Tb k1 t.k1 EE          (7.4). Trong đó: 2 1 h h k  ; 2 1 E E t  với + h 1 , h 2 : Là chiều dày lớp trên và lớp dưới của áo đường. + E 1 , E 2 : Là môđun đàn hồi lớp trên và dưới của vật liệu. Sau khi qui đổi nhiều lớp vật liệu áo đường về một lớp thì cần nhân thêm E tb với hệ số điều chỉnh . Xác định  theo bảng 3-6 [4]. Tỷ số H/D 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Hệ số  1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210 E tt tb =   E tb D: Đường kính vệt bánh xe tương đương. D = 33 cm. Đối với phương án xây dựng phân kỳ, trị số môđuyn đàn hồi còn lại của mặt đường cũ lấy bằng 80% môđuyn đàn hồi của các lớp áo đường. E 1 E o P D h 1 h 2 E ch E E tb E o H D E ch P Hình 7.4: Cách chuyển hệ hai lớp về hệ một lớp Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 75 7.11.1. Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi -Phương án 1b. 4 6 3 2 1 30 22 4 6 E0 = 42 MPa E4 = 180MPa E34 = 225,83 MPa E234 = 243,50 MPa E1234 = 253,01 MPa Neàn ñöôøng Kdv.Eyc = 170,50 MPa Ech = 170,86 MPa TT Tên vật liệu E i h i t K h t E tb 1 BTN loại I Dmax15 420 4 1,72 0,07 62 253,01 2 BTN loại II Dmax25 420 6 1,40 0,27 58 243,50 3 CPĐD loại I Dmax25 300 22 1,67 0,73 52 225,83 4 Cấp phối tiêu chuẩn loại C 180 30 5 Móng nền đất (E0) 42 Tỷ số:  33 62 D H 1,88 ; trị số Etb của kết cấu áo đường được nhân thêm hệ số =1,20 Vậy : E TB = E tb x  = 253,01x 1,20 = 304,67 MPa Dùng toán đồ 3-1 [4] xác định môđuyn đàn hồi chung của mặt đường. Từ các tỷ số:  33 62 D H 1,87  674,304 42 E E TB 0 0,14 KOGAN  TB ch E E 0,5608 E ch = 0,5608  E TB = 0,5608  304,674 = 170,86 MPa E ch = 170,86 (MPa) > dv cd K .E yc = 1,1x155 = 170,50 MPa Nên kết cấu đã chọn đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi cho phép. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . . tiêu chuẩn loại C 9. Nền đường cũ 5 . Cát gia cố XM 8 %. 7.9. Phân tích- so sánh các phương án kết cấu áo đường đã đề xuất theo cấu tạo: 7.9.1. Phương án đầu tư xây dựng phân kỳ: + Phương. mới hình thành. Do sử dụng chất liên kết rắn trong nước nên thường khống chế thời gian thi công. Hiện tuyến đường đang thiết kế Chủ đầu tư yêu cầu tiến độ gấp. Kết luận: Sau khi phân tích. đầu tư phân kỳ. 7.9.2 Phương án đầu tư xây dựng một lần: + Phương án 2a: Là một kết cấu chặt liên tục hạn chế được nước thấm xuống bên dưới, tận dụng được vật liệu địa phương, có khả năng cơ