Bài giảng thiết kế đường 1

CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 1.1 Yêu cầu chung đối với áo đường và cấu tạo kết cấu áo đường 1.1 Yêu cầu chung đối với áo đường và cấu tạo kết cấu áo đường 1.1.1 Yêu cầu chung đối với áo đường 1.1.1 Yêu cầu chung đối với áo đường Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng lớp vật liệu Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng lớp vật liệu khác nhau, trực tiếp chòu tác dụng của tải trọng xe chạy và sự phá hoại thường xuyên của các khác nhau, trực tiếp chòu tác dụng của tải trọng xe chạy và sự phá hoại thường xuyên của các nhân tố thiên nhiên như mưa, gió, sự thay đổi nhiệt độ,… Do đó khi thiết kế và xây dựng áo nhân tố thiên nhiên như mưa, gió, sự thay đổi nhiệt độ,… Do đó khi thiết kế và xây dựng áo đường phải đạt được các yêu cầu sau đây: đường phải đạt được các yêu cầu sau đây: - Áo đường phải có đủ cường độ chung biểu thò qua khả năng chống lại biến dạng - Áo đường phải có đủ cường độ chung biểu thò qua khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chòu kéo uốn hoặc do thay đổi nhiệt độ. thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chòu kéo uốn hoặc do thay đổi nhiệt độ. Ngoài ra, cường độ của áo đường phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết, khí hậu, tức là phải Ngoài ra, cường độ của áo đường phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết, khí hậu, tức là phải ổn đònh về mặt cường độ. ổn đònh về mặt cường độ. - Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng nhất đònh để giảm sức cản lăn, - Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng nhất đònh để giảm sức cản lăn, giảm sóc khi xe chạy. Do đó sẽ nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiện liệu và giảm sóc khi xe chạy. Do đó sẽ nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiện liệu và kéo dài tuổi thọ của xe, giảm giá thành vận tải. Để đảm bảo được độ bằng phẳng thì khi thiết kéo dài tuổi thọ của xe, giảm giá thành vận tải. Để đảm bảo được độ bằng phẳng thì khi thiết kế phải nghiên cứu chọn kết cấu tầng mặt thích hợp và chú ý đến các biện pháp kỹ thuật khi kế phải nghiên cứu chọn kết cấu tầng mặt thích hợp và chú ý đến các biện pháp kỹ thuật khi thi công. thi công. - Bề mặt của áo đường phải có đủ độ nhám nhất đònh để nâng cao hệ số bám giữa - Bề mặt của áo đường phải có đủ độ nhám nhất đònh để nâng cao hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường, tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn với tốc độ cao và trong trường bánh xe với mặt đường, tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn với tốc độ cao và trong trường hợp cần thiết có thể dừng xe nhanh chóng. Để đảm bảo được độ nhám thì khi thiết kế phải hợp cần thiết có thể dừng xe nhanh chóng. Để đảm bảo được độ nhám thì khi thiết kế phải nghiên cứu chọn kết cấu tầng mặt thích hợp. nghiên cứu chọn kết cấu tầng mặt thích hợp. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM - Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt. Vì bụi sẽ làm giảm tầm nhìn, gây - Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt. Vì bụi sẽ làm giảm tầm nhìn, gây tác dụng xấu cho hành khách, hàng hóa và gây ô nhiễm môi trường. tác dụng xấu cho hành khách, hàng hóa và gây ô nhiễm môi trường. 1.1.2 Cấu tạo kết cấu áo đường 1.1.2 Cấu tạo kết cấu áo đường Cấu tạo của kết cấu áo đường hoàn chỉnh gồm có tầng mặt và tầng móng, Cấu tạo của kết cấu áo đường hoàn chỉnh gồm có tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng lại có thể gồm nhiều lớp vật liệu mỗi tầng lại có thể gồm nhiều lớp vật liệu (Hình 1.1). (Hình 1.1). Tầng mặt Tầng móng Nền đường Hình 1.1 Cấu tạo kết cấu áo đường CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM - Tầng mặt ở trên, chòu tác dụng trực tiếp của tải trọng xe chạy (lực thẳng - Tầng mặt ở trên, chòu tác dụng trực tiếp của tải trọng xe chạy (lực thẳng đứng và lực nằm ngang) và tác dụng của các nhân tố thiên nhiên (mưa, gió, thay đứng và lực nằm ngang) và tác dụng của các nhân tố thiên nhiên (mưa, gió, thay đổi nhiệt độ,…). đổi nhiệt độ,…). Tầng mặt phải đủ bền trong suốt thời kỳ sử dụng, phải bằng phẳng, có đủ Tầng mặt phải đủ bền trong suốt thời kỳ sử dụng, phải bằng phẳng, có đủ độ nhám, chống thấm nước, chống nứt, có khả năng chòu mài mòn tốt, không bụi và độ nhám, chống thấm nước, chống nứt, có khả năng chòu mài mòn tốt, không bụi và ít bong bật. ít bong bật. - Tầng móng ở dưới, có tác dụng phân bố ứng suất do tải trọng xe truyền - Tầng móng ở dưới, có tác dụng phân bố ứng suất do tải trọng xe truyền xuống nền đường. Vật liệu tầng móng có thể dùng loại rời rạc nhưng phải đảm bảo xuống nền đường. Vật liệu tầng móng có thể dùng loại rời rạc nhưng phải đảm bảo có độ cứng nhất đònh. Có thể bố trí các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo có độ cứng nhất đònh. Có thể bố trí các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu, phù hợp với biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng bánh xe truyền xuống chiều sâu, phù hợp với biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng bánh xe truyền xuống nền đường. Như vậy có thể tận dụng được vật liệu tại chỗ. nền đường. Như vậy có thể tận dụng được vật liệu tại chỗ. 1.2 Phân loại áo đường 1.2 Phân loại áo đường 1.2.1 Phân loại theo vật liệu và cấu trúc vật liệu 1.2.1 Phân loại theo vật liệu và cấu trúc vật liệu 1) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc 1) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối: theo nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối: - Theo nguyên lý đá chèn đá: là mặt đường đá dăm nước (hay đá dăm - Theo nguyên lý đá chèn đá: là mặt đường đá dăm nước (hay đá dăm macadam) được cấu trúc bằng đá dăm có kích cỡ đồng đều, hình dạng sần sùi sắc macadam) được cấu trúc bằng đá dăm có kích cỡ đồng đều, hình dạng sần sùi sắc cạnh và có cường độ tương đối cao. Thông qua quá trình vừa lu lèn (khi lu có tưới cạnh và có cường độ tương đối cao. Thông qua quá trình vừa lu lèn (khi lu có tưới nước để đá dễ chặt và khỏi vỡ) vừa chèn thêm các cỡ đá dăm kích thước nhỏ hơn so nước để đá dễ chặt và khỏi vỡ) vừa chèn thêm các cỡ đá dăm kích thước nhỏ hơn so với đá cơ bản, cường độ của lớp áo đường này sẽ hình với đá cơ bản, cường độ của lớp áo đường này sẽ hình thành trên cơ sở ma sát, thành trên cơ sở ma sát, chèn móc giữa các hòn đá với nhau. chèn móc giữa các hòn đá với nhau. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Ưu điểm: công nghệ thi công đơn giản. Nhược điểm: đòi hỏi quá cao về Ưu điểm: công nghệ thi công đơn giản. Nhược điểm: đòi hỏi quá cao về hình dạng, kích cỡ và cường độ của đá, tốn công lu lèn, sức chòu bong bật kém nên hình dạng, kích cỡ và cường độ của đá, tốn công lu lèn, sức chòu bong bật kém nên thường dùng làm lớp mặt cho đường cấp thấp và làm lớp móng cho đường cấp cao. thường dùng làm lớp mặt cho đường cấp thấp và làm lớp móng cho đường cấp cao. - Theo nguyên lý cấp phối: là mặt đường cấp phối được cấu trúc bằng hỗn - Theo nguyên lý cấp phối: là mặt đường cấp phối được cấu trúc bằng hỗn hợp đá, sỏi, cuội, cát, đất từ cỡ lớn đến cỡ nhỏ trộn với nhau theo tỷ lệ nhất đònh để hợp đá, sỏi, cuội, cát, đất từ cỡ lớn đến cỡ nhỏ trộn với nhau theo tỷ lệ nhất đònh để đảm bảo sau khi lu lèn hỗn hợp có độ rỗng nhỏ, tức là đạt được độ chặt lớn. Cường đảm bảo sau khi lu lèn hỗn hợp có độ rỗng nhỏ, tức là đạt được độ chặt lớn. Cường độ sẽ được hình thành do lực dính và lực ma sát giữa các hạt tăng lên. độ sẽ được hình thành do lực dính và lực ma sát giữa các hạt tăng lên. Yêu cầu chính là khống chế đúng tỷ lệ phối hợp giữa các thành phần hạt Yêu cầu chính là khống chế đúng tỷ lệ phối hợp giữa các thành phần hạt và chỉ số dẻo (thông qua hàm lượng hạt nhỏ – đất dính). Nếu hàm lượng sét quá và chỉ số dẻo (thông qua hàm lượng hạt nhỏ – đất dính). Nếu hàm lượng sét quá nhiều làm cho mặt đường kém ổn đònh với nước, nếu quá ít sẽ không đủ dính kết. nhiều làm cho mặt đường kém ổn đònh với nước, nếu quá ít sẽ không đủ dính kết. Ưu điểm: tạo thuận lợi cho việc sử dụng vật liệu đòa phương, cường độ hạt Ưu điểm: tạo thuận lợi cho việc sử dụng vật liệu đòa phương, cường độ hạt không đòi hỏi quá cao, ít tốn công lu lèn. Nhược điểm: kém ổn đònh đối với nước, không đòi hỏi quá cao, ít tốn công lu lèn. Nhược điểm: kém ổn đònh đối với nước, mùa mưa thì lầy lội, mùa khô thì nhiều bụi. mùa mưa thì lầy lội, mùa khô thì nhiều bụi. 2) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc 2) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối nhưng có trộn thêm chất kết dính theo nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối nhưng có trộn thêm chất kết dính vô cơ (xi măng, vôi,…): vô cơ (xi măng, vôi,…): nhờ có chất kết dính nên cường độ và tính ổn đònh nước của nhờ có chất kết dính nên cường độ và tính ổn đònh nước của các loại mặt đường này được tăng lên rõ rệt. các loại mặt đường này được tăng lên rõ rệt. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Điển hình cho loại mặt đường này là các lớp: đất hoặc đá có gia cố vôi, xi Điển hình cho loại mặt đường này là các lớp: đất hoặc đá có gia cố vôi, xi măng,… và thường dùng làm lớp móng cho đường cấp cao. Áo đường bê tông xi măng,… và thường dùng làm lớp móng cho đường cấp cao. Áo đường bê tông xi măng cũng thuộc loại này nhưng được cấu trúc đặc biệt tốt và thường dùng làm lớp măng cũng thuộc loại này nhưng được cấu trúc đặc biệt tốt và thường dùng làm lớp mặt cho đường cấp cao, chòu được bào mòn bề mặt, khả năng chòu kéo khi uốn lớn. mặt cho đường cấp cao, chòu được bào mòn bề mặt, khả năng chòu kéo khi uốn lớn. 3) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc 3) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối nhưng có trộn thêm chất kết dính theo nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối nhưng có trộn thêm chất kết dính hữu cơ (bi tum, grông): hữu cơ (bi tum, grông): tùy theo phương pháp thi công, ta có: tùy theo phương pháp thi công, ta có: + Theo phương pháp tưới: + Theo phương pháp tưới: - Mặt đường thấm nhập nhựa: tưới nhựa vào các lớp đá đã rải sẵn rồi chèn - Mặt đường thấm nhập nhựa: tưới nhựa vào các lớp đá đã rải sẵn rồi chèn và lu lèn, tùy theo chiều sâu nhựa thấm nhập mà ta có: thấm nhập nhẹ, bán thấm và lu lèn, tùy theo chiều sâu nhựa thấm nhập mà ta có: thấm nhập nhẹ, bán thấm nhập và thấm nhập sâu. nhập và thấm nhập sâu. - Mặt đường láng nhựa: tưới nhụa lên tầng mặt đã hình thành rồi rải sỏi sạn - Mặt đường láng nhựa: tưới nhụa lên tầng mặt đã hình thành rồi rải sỏi sạn hoặc đá dăm nhỏ và lu cho đá sỏi chìm vào trong nhựa hoặc đá dăm nhỏ và lu cho đá sỏi chìm vào trong nhựa + Thi công theo phương pháp trộn thì có các loại: + Thi công theo phương pháp trộn thì có các loại: đất gia cố nhựa; đá dăm đất gia cố nhựa; đá dăm đen (đá có kích cỡ đồng đều trộn với nhựa rồi rải và chèn đá con trộn nhựa); hỗn đen (đá có kích cỡ đồng đều trộn với nhựa rồi rải và chèn đá con trộn nhựa); hỗn hợp đá trộn nhựa (cấp phối đất đá trộn nhựa rồi lu lèn chặt) và bê tông nhựa (bao hợp đá trộn nhựa (cấp phối đất đá trộn nhựa rồi lu lèn chặt) và bê tông nhựa (bao gồm đá, cát, bột khoán và 4-12% nhựa đem trộn với nhau theo nguyên lý cấp phối gồm đá, cát, bột khoán và 4-12% nhựa đem trộn với nhau theo nguyên lý cấp phối tốt nhất và lu lèn chặt). tốt nhất và lu lèn chặt). 1.2.2 Phân loại theo đặc điểm tính toán cường độ áo đường 1.2.2 Phân loại theo đặc điểm tính toán cường độ áo đường Có hai loại: áo đường cứng và áo đường mềm. Có hai loại: áo đường cứng và áo đường mềm. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM - - Áo đường cứng (mặt đường bê tông xi măng): Áo đường cứng (mặt đường bê tông xi măng): là kết cấu có khả năng chòu là kết cấu có khả năng chòu kéo khi uốn rất lớn, làm việc theo nguyên lý tấm trên nền đàn hồi, tức là phân bố kéo khi uốn rất lớn, làm việc theo nguyên lý tấm trên nền đàn hồi, tức là phân bố được áp lực của tải trọng bánh xe xuống nền đất trên một diện tích rộng làm cho được áp lực của tải trọng bánh xe xuống nền đất trên một diện tích rộng làm cho nền đất phía dưới ít phải tham gia chòu tải. nền đất phía dưới ít phải tham gia chòu tải. - Áo đường mềm: - Áo đường mềm: là kết cấu với các tầng lớp không có khả năng chòu uốn là kết cấu với các tầng lớp không có khả năng chòu uốn hoặc có khả năng chòu uốn nhỏ, dưới tác dụng của tải trọng bánh xe chúng chòu nén hoặc có khả năng chòu uốn nhỏ, dưới tác dụng của tải trọng bánh xe chúng chòu nén và chòu cắt trượt là chủ yếu. Do đó nền đất cũng tham gia chòu tải cùng với mặt và chòu cắt trượt là chủ yếu. Do đó nền đất cũng tham gia chòu tải cùng với mặt đường ở mức độ đáng kể. đường ở mức độ đáng kể. Thuộc về áo đường mềm là tất cả các loại áo đường làm bằng các vật kiệu Thuộc về áo đường mềm là tất cả các loại áo đường làm bằng các vật kiệu khác nhau, trừ mặt đường bê tông xi măng. khác nhau, trừ mặt đường bê tông xi măng. 1.3 Nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường 1.3 Nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường 1.3.1 Trình tự thiết kế áo đường: 1.3.1 Trình tự thiết kế áo đường: 1) Đề xuất các phương án cấu tạo kết cấu áo đường, mỗi phương án bao 1) Đề xuất các phương án cấu tạo kết cấu áo đường, mỗi phương án bao gồm tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng có thể có nhiều lớp vật liệu khác nhau. gồm tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng có thể có nhiều lớp vật liệu khác nhau. 2) Kiểm toán cường độ chung của cả kết cấu áo đường và cường độ trong 2) Kiểm toán cường độ chung của cả kết cấu áo đường và cường độ trong mỗi tầng lớp áo đường. Tính toán xác đònh bề dày từng lớp. mỗi tầng lớp áo đường. Tính toán xác đònh bề dày từng lớp. 3) Tính toán luận chứng kinh tế – kỹ thuật, so sánh các phương án để lựa 3) Tính toán luận chứng kinh tế – kỹ thuật, so sánh các phương án để lựa chọn phương án tối ưu. chọn phương án tối ưu. 1.3.2 Các nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường: 1.3.2 Các nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường: Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường là nhằm chọn và bố trí hợp lý các lớp Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường là nhằm chọn và bố trí hợp lý các lớp vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng lớp áo đường. vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng lớp áo đường. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm: Nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm: 1) Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, tức là phải 1) Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, tức là phải sử dụng các biện pháp tổng hợp để nâng cao cường độ của nền đất, tạo điều kiện sử dụng các biện pháp tổng hợp để nâng cao cường độ của nền đất, tạo điều kiện thuận lợi cho nền đất cùng tham gia chòu tải với áo đường. thuận lợi cho nền đất cùng tham gia chòu tải với áo đường. - Yêu cầu là thiết kế một kết cấu áo đường kín và ổn đònh nhiệt, có tầng - Yêu cầu là thiết kế một kết cấu áo đường kín và ổn đònh nhiệt, có tầng mặt không thấm nước, thoát nước mặt nhanh. mặt không thấm nước, thoát nước mặt nhanh. - Phải chú ý sử dụng tối đa các vật liệu tại chỗ nhằm giảm giá thành xây - Phải chú ý sử dụng tối đa các vật liệu tại chỗ nhằm giảm giá thành xây dựng của công trình. dựng của công trình. - Phải phù hợp với khả năng thi công thực tế, cơ giới hóa và công nghiệp - Phải phù hợp với khả năng thi công thực tế, cơ giới hóa và công nghiệp hóa quá trình xây dựng để giảm giá thành. hóa quá trình xây dựng để giảm giá thành. - Áp dụng nguyên tắc phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo áo đường, dự - Áp dụng nguyên tắc phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo áo đường, dự tính biện pháp tăng cường bề dày, thay đổi kết cấu để nâng cấp áo đường cho phù tính biện pháp tăng cường bề dày, thay đổi kết cấu để nâng cấp áo đường cho phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần theo thời gian. hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần theo thời gian. 2) Cấu tạo tầng mặt áo đường: 2) Cấu tạo tầng mặt áo đường: Tùy theo cấp hạng kỹ thuật mặt đường và phạm vi sử dụng các loại tầng Tùy theo cấp hạng kỹ thuật mặt đường và phạm vi sử dụng các loại tầng mặt bao gồm: mặt bao gồm: - Bê tông nhựa chặt dưới hình thức nhựa bitum đun nóng, nhũ tương bitum - Bê tông nhựa chặt dưới hình thức nhựa bitum đun nóng, nhũ tương bitum hoặc nhựa bitum lỏng. hoặc nhựa bitum lỏng. - Đá dăm nước không có hoặc có xử lý nhựa (thấm nhập nhựa, láng nhựa, - Đá dăm nước không có hoặc có xử lý nhựa (thấm nhập nhựa, láng nhựa, …) hoặc xử lý bằng chất kết dính vô cơ rồi láng nhựa lên trên. …) hoặc xử lý bằng chất kết dính vô cơ rồi láng nhựa lên trên. - Cấp phối đá dăm hoặc cấp phối thiên nhiên có hoặc không có xử lý chất - Cấp phối đá dăm hoặc cấp phối thiên nhiên có hoặc không có xử lý chất kết dính vô cơ. kết dính vô cơ. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM - Cát, đất cải thiện thành phần hạt hoặc gia cố các chất kết dính vô cơ, trên - Cát, đất cải thiện thành phần hạt hoặc gia cố các chất kết dính vô cơ, trên có lớp bảo vệ. có lớp bảo vệ. - Lát đá, gạch nung hoặc lát gạch bê tông. - Lát đá, gạch nung hoặc lát gạch bê tông. Có các loại tầng mặt: Có các loại tầng mặt: - Cấp cao A1 (bê tông nhựa chặt): dùng trên các tuyến đường cấp cao. - Cấp cao A1 (bê tông nhựa chặt): dùng trên các tuyến đường cấp cao. - Cấp cao A2 (bê tông nhựa rải nguội và ấm, thấm nhập nhựa, láng nhựa): - Cấp cao A2 (bê tông nhựa rải nguội và ấm, thấm nhập nhựa, láng nhựa): dùng cho các loại đường ít quan trọng. dùng cho các loại đường ít quan trọng. - Cấp thấp B1 và B2 (đá gia cố chất kết dính vô cơ láng nhựa, đá dăm - Cấp thấp B1 và B2 (đá gia cố chất kết dính vô cơ láng nhựa, đá dăm nước, cấp phối,…): dùng trên các tuyến đường cấp thấp, giao thông nông thôn. nước, cấp phối,…): dùng trên các tuyến đường cấp thấp, giao thông nông thôn. 3) Cấu tạo tầng móng áo đường: 3) Cấu tạo tầng móng áo đường: - Nên bố trí các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu, phù hợp - Nên bố trí các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu, phù hợp với biểu đồ phân bố ứng suất của tải trọng xe chạy nhằm sử dụng hợp lý khả năng với biểu đồ phân bố ứng suất của tải trọng xe chạy nhằm sử dụng hợp lý khả năng làm việc của vật liệu mỗi lớp. Tỷ số mô đun đàn hồi giữa lớp trên và lớp dưới kề làm việc của vật liệu mỗi lớp. Tỷ số mô đun đàn hồi giữa lớp trên và lớp dưới kề nó bằng vật liệu kém dính không nên vượt quá 5 – 6 lần. nó bằng vật liệu kém dính không nên vượt quá 5 – 6 lần. - Vật liệu làm tầng móng bao gồm: - Vật liệu làm tầng móng bao gồm: + Đá dăm nước, đá dăm cấp phối có hay không có gia cố chất kết dính + Đá dăm nước, đá dăm cấp phối có hay không có gia cố chất kết dính (dùng cho lớp móng trên). (dùng cho lớp móng trên). + Đất, cát có gia cố chất kết dính (dùng cho lớp móng trên hoặc lớp móng + Đất, cát có gia cố chất kết dính (dùng cho lớp móng trên hoặc lớp móng dưới). dưới). CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM + Cấp phối thiên nhiên, cấp phối sỏi cuội (dùng cho lớp móng dưới). + Cấp phối thiên nhiên, cấp phối sỏi cuội (dùng cho lớp móng dưới). 4) Bề dày các lớp vật liệu: 4) Bề dày các lớp vật liệu: - Vì đắt tiền nên các lớp càng ở trên càng nên làm mỏng đến mức tối thiểu, - Vì đắt tiền nên các lớp càng ở trên càng nên làm mỏng đến mức tối thiểu, trong khi các lớp dưới rẻ tiền nên tăng bề dày. trong khi các lớp dưới rẻ tiền nên tăng bề dày. - Bề dày mỗi lớp không nên vượt quá bề dày có thể lèn ép được (tương ứng - Bề dày mỗi lớp không nên vượt quá bề dày có thể lèn ép được (tương ứng với các công cụ đầm nén sẵn có). Nếu vượt quá thì cùng một lớp vật liệu phải thi với các công cụ đầm nén sẵn có). Nếu vượt quá thì cùng một lớp vật liệu phải thi công hai lần, do đó chỉ hợp lý khi bề dày chọn gần với bội số của bề dày có thể lèn công hai lần, do đó chỉ hợp lý khi bề dày chọn gần với bội số của bề dày có thể lèn ép được. ép được. - Bề dày tối thiểu của mỗi lớp vật liệu không được nhỏ hơn 1,5 lần kích cỡ - Bề dày tối thiểu của mỗi lớp vật liệu không được nhỏ hơn 1,5 lần kích cỡ hạt cốt liệu lớn nhất và không được nhỏ hơn theo quy đònh của quy trình 22TCN hạt cốt liệu lớn nhất và không được nhỏ hơn theo quy đònh của quy trình 22TCN 211-93 tùy theo loại vật liệu. 211-93 tùy theo loại vật liệu. 1.4 Nhiệm vụ, nội dung, nguyên tắc và thứ tự tính toán cường độ áo đường mềm 1.4 Nhiệm vụ, nội dung, nguyên tắc và thứ tự tính toán cường độ áo đường mềm 1.4.1 Nhiệm vụ: 1.4.1 Nhiệm vụ: Sau khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm, nhiệm vụ của việc tính Sau khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm, nhiệm vụ của việc tính toán là kiểm tra xem kết cấu áo đường đã đề xuất có đủ cường độ không, đồng thời toán là kiểm tra xem kết cấu áo đường đã đề xuất có đủ cường độ không, đồng thời tính toán xác đònh lại bề dày cần thiết của mỗi lớp cấu tạo. tính toán xác đònh lại bề dày cần thiết của mỗi lớp cấu tạo. 1.4.2 Nội dung: 1.4.2 Nội dung: Việc tính toán cường độ áo đường mềm chính là tính toán kiểm tra ba tiêu Việc tính toán cường độ áo đường mềm chính là tính toán kiểm tra ba tiêu chuẩn cường độ dưới đây: chuẩn cường độ dưới đây: CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM - Tính toán ứng suất cắt trong nền đất và trong các lớp vật liệu - Tính toán ứng suất cắt trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính xem nó có vượt quá trò số giới hạn cho phép hay không. kém dính xem nó có vượt quá trò số giới hạn cho phép hay không. - Tính toán ứng suất kéo khi uốn phát sinh ở đáy các lớp vật - Tính toán ứng suất kéo khi uốn phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền khối nhằm khống chế không cho phép nứt ở các lớp đó. liệu liền khối nhằm khống chế không cho phép nứt ở các lớp đó. - Tính toán độ lún đàn hồi thông qua khả năng chống biến - Tính toán độ lún đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng (biểu thò bằng trò số mô đun đàn hồi) của cả kết cấu áo đường và dạng (biểu thò bằng trò số mô đun đàn hồi) của cả kết cấu áo đường và khống chế để trò số mô đun đàn hồi của cả kết cấu phải lớn hơn trò số khống chế để trò số mô đun đàn hồi của cả kết cấu phải lớn hơn trò số mô đun đàn hồi yêu cầu. mô đun đàn hồi yêu cầu. 1.4.3 Nguyên tắc: 1.4.3 Nguyên tắc: Kết cấu áo đường mềm được xem là đủ cường độ nếu như Kết cấu áo đường mềm được xem là đủ cường độ nếu như trong suốt thời kỳ khai thác, dưới tác dụng của ô tô nặng nhất và của trong suốt thời kỳ khai thác, dưới tác dụng của ô tô nặng nhất và của toàn bộ dòng xe, trong bất kỳ lớp nào (kể cả nền đất) cũng không toàn bộ dòng xe, trong bất kỳ lớp nào (kể cả nền đất) cũng không phát sinh biến dạng dẻo, tính liên tục của các lớp liền khối không bò phát sinh biến dạng dẻo, tính liên tục của các lớp liền khối không bò phá hoại và độ lún của kết cấu áo đường không vượt quá trò số cho phá hoại và độ lún của kết cấu áo đường không vượt quá trò số cho phép. phép. 1.4.4 Thứ tự tính toán: 1.4.4 Thứ tự tính toán: Đầu tiên tính theo tiêu chuẩn độ lún đàn hồi, sau đó kiểm toán theo điều Đầu tiên tính theo tiêu chuẩn độ lún đàn hồi, sau đó kiểm toán theo điều kiện trượt trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính và cuối cùng là kiểm kiện trượt trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính và cuối cùng là kiểm toán theo điều kiện chòu kéo khi uốn đối với các lớp vật liệu liền khối. toán theo điều kiện chòu kéo khi uốn đối với các lớp vật liệu liền khối. [...]... T 10 20 50 10 0 200 500 10 00 2000 3000 10 Cấp A1 11 50 13 30 14 70 16 00 17 80 19 20 2070 2240 Cấp A2 760 910 11 00 12 20 13 50 15 30 Cấp B1 510 640 820 940 12 Cấp A1 11 50 12 70 14 60 16 10 17 30 19 00 2040 218 0 2350 Cấp A2 900 10 30 12 00 13 30 14 60 16 30 Cấp B1 670 790 980 11 10 9,5 Cấp A1 980 11 00 12 70 14 10 15 30 17 10 18 50 19 80 217 0 Cấp A2 720 850 10 40 11 50 280 14 60 Cấp B1 480 600 770 920 10 50 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG... k=h2/h1; t=E2/E1 + Với hệ 4 lớp (hình 1. 4): 3 H E2 h1 h2 + Với hệ 3 lớp (hình 1. 3): CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM E1 Trong đó: E0 H E0 Hình 1. 4 Sơ đồ đổi hệ 4 lớp về hệ 3 lớp Etb1 Với: H1=h1+h2; h3 Etb1 E0 Etb H1 E2 E3 h1 h2 h3 E3  1 + k t 1/ 3  = E1   1+ k     k=h2/h1; 3 t=E2/E1  1 + k t Etb = Etb1   1+ k  1/ 3     3 Với: H=H1+h3; k=h3/H1; t=E3/Etb1 Sau khi quy đổi nhiều lớp áo đường. .. đường về 1 lớp thì cần nhân thêm với E tb một hệ số điều chỉnh β xác đònh theo bảng 1. 4 (bảng 3.6, Tr.92) để được: E đc = β.E tb tb CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Hệ số điều chỉnh β H/D 0,50 0,75 1, 00 1, 25 β 1, 033 1, 069 1, 107 1, 136 Chú thích: H là bề dày toàn bộ kết cấu áo đường 1, 50 1, 178 1, 75 1, 198 Bảng 1. 4 2,00 1, 210 Trò số Etbđc dùng để tính toán tiếp trò số Ech của cả kết cấu theo toán đồ 1. 7 Tính... E0/E1 E1 Ech h D Ech/E1 E0 0 Biết các tỷ số: h/D Hình 1. 2 Toán đồ xác đònh mô đun đàn hồi Ech của hệ hai lớp E0 h tra toán đồ Ech ,     →  ⇒ Ech E1 D E1 - Với kết cấu là hệ nhiều lớp: Vẫn áp dụng toán đồ hình 1. 1 nhưng trước hết phải đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp như sau: CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM E1 Etb E0 E0 Hình 1. 3 Sơ đồ đổi hệ 3 lớp về hệ 2 lớp  1 + k.t  E tb = E 1    1+ k  1/ ... các lớp áo đường là bê tông nhựa, hỗn hợp đá nhựa và các lớp vật liệu có gia cố chất kết dính vô cơ 1) Xác đònh σ ku: σ ku = 1, 15.p.σ ku Trong đó: p – áp lực của bánh xe truyền xuống mặt đường, daN/cm2 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Để xác đònh σ ku dùng toán đồ hình 1. 7 và hình 1. 8 (hình 3 .11 và 3 .12 Tr.99 và 10 0) Toán đồ hình 1. 7 dùng để tính σ ku ở đáy lớp trên cùng σ ku D E1/Ech.m E1 σ ku E2 E3... thác đường, xe/ngày đêm a1, a2, a3,… là các hệ số quy đổi loại xe tương ứng ra trục xe tiêu chuẩn, xác đònh Hệ số quy đổi về tải trọng tiêu chuẩn Bảng 1. 2 theo bảng 1. 2 Loại tải trọng Hệ số quy đổi tương ứng với tải trọng trục của ô tô, Tấn /1 trục tiêu chuẩn 4 5 7 8 9,5 10 11 12 Trục 10 T 0,02 0 ,10 0,36 0,42 0,68 1, 00 Trục 12 T 0, 01 0,05 0 ,18 0,22 0,35 0,50 0,80 1, 00 Trục 9,5T 0,03 0 ,15 0,55 0,65 1, 00... lưới chung; có tải trọng trục 12 T đối với áo đường đô thò, đường cao tốc và 9,5T đối với các đường đô thò khác ít quan trọng (Bảng 1. 1) Tải trọng tính toán tiêu chuẩn Tải trọng p lực tính toán lên Loại đường trục, daN mặt đường, daN/cm2 Đường ô tô công cộng 10 .000 6,0 Đường trục chính đô thò 12 .000 6,0 Đường ít quan trọng 9.500 5,5 Bảng 1. 1 Đường kính vệt bánh, cm 33 36 33 1. 5.2 Lưu lượng xe tính toán:... σ ku E2 E3 0 h/D Hình 1. 7 Toán đồ tìm σ ku ở lớp trên cùng E1 h → → σ ku D E ch m Ech.m h p CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM E2/E3 E1 E2 E1/E2 p= 1 σku h D E3 0 h/D 0 σku Hình 1. 8 Toán đồ tìm đối với các lớp ở giữa E1 E2 h → → → σ ku D E2 E3 Nếu trên lớp tính toán có nhiều hơn 1 lớp thì quy đổi về 1 lớp có Etb (chính là E1 trong toán đồ) Nếu E1/E2 < 1 thì không dùng toán đồ hình 1. 8 mà lúc này phải quy... thân lớp tính toán ra 1 lớp rồi dùng toán đồ hình 1. 7 CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 2) Xác đònh Ru: tra bảng (bảng III .1 Tr .12 1) phụ thuộc vào loại vật liệu Nếu điều kiện (*) không thỏa mãn thì phải thay đổi kết cấu theo hướng tăng bề dày hoặc tăng độ cứng của các lớp tính toán, sau đó phải tính toán kiểm tra lại 1. 9 Thiết kế tăng cường áo đường cũ Khi cường độ của kết cấu áo đường hiện có không còn... áo đường cũ và thiết kế một kết cấu mới (áp dụng khi không cho phép nâng cao bề mặt áo đường) CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 1. 9 .1 Điều tra đánh giá tình trạng kết cấu áo đường cũ: Khi điều tra đánh giá tình trạng hư hỏng của áo đường cũ, cần mô tả: - Nứt cá biệt: các khe nứt có dạng bất kỳ và cách xa nhau trên 10 m - Nứt thưa: các khe nứt ngang và xiên không liên hệ với nhau, khoảng cách từ 4 – 10 m . 480 13 30 910 640 12 70 10 30 790 11 00 850 600 14 70 11 00 820 14 60 12 00 980 12 70 10 40 770 16 00 12 20 940 16 10 13 30 11 10 14 10 11 50 920 17 80 13 50 17 30 14 60 15 30 280. Bảng 1. 4 H/D 0,50 0,75 1, 00 1, 25 1, 50 1, 75 2,00 β 1, 033 1, 069 1, 107 1, 136 1, 178 1, 198 1, 210 Chú thích: H là bề dày toàn bộ kết cấu áo đường. C'.K avax ≤τ+τ (*) CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 1: . trọng trục, T 10 20 50 10 0 200 500 10 00 2000 3000 10 12 9,5 Cấp A 1 Cấp A 2 Cấp B 1 Cấp A 1 Cấp A 2 Cấp B 1 Cấp A 1 Cấp A 2 Cấp B 1 11 50 760 510 11 50 900 670