Thiết kế kết cấu áo đường ô tô

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Nhiệm vụ thiết kế: * Tuyến đường thiết kế nằm tỉnh có số liệu sau: Căn vào số liệu sau: - Bình đồ tuyến tỉ lệ: 1/20000. - Số hiệu bình đồ :TKD-11-39. - Đường đồng mức chênh nhau: ∆h=10m. - Khu vực thiết kế thuộc tỉnh-thành phố:. - Lưu lượng xe hỗn hợp năm đầu tiên: N12/2009 = 384 xhh/ng.đ - Thành phần dòng xe:+ Xe = 28 % + Xe tải nhẹ = 20 % + Xe tải trung = 39 % + Xe tải nặng = % + Xe bus = %. - Hệ số tăng xe hàng năm q=10 %. 7.1.CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: 7.1.1. Quy trình tính toán – tải trọng tính toán: 7.1.1.1. Quy trình tính toán: Áo đường mềm tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211- 06: Áo đường mềm yêu cầu dẫn thiết kế . 7.1.1.2. Tải trọng tính toán: - Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P (trục đơn): 100 kN. - Áp lực tính toán lên mặt đường p : 0,6 Mpa. - Đường kính vệt bánh xe tương đương D: 33 cm. 7.1.2. Xác định lưu lượng xe tính toán: 7.1.2.1. Lưu lượng xe hỗn hợp năm : N 0hh= 384 xehh/ngđ (I.7.1). Trong : + Xe : N0con = 0,28 × 384 = 107.52 xe/ngđ. + Xe tải nhẹ : N0nhẹ = 0,20 × 384 = 76.8 xe/ngđ. + Xe tải trung : N0trung = 0,39 × 384 = 149.76 xe/ngđ. + Xe tải nặng : N0năng = 0,07 × 384 = 26.88 xe/ngđ. + Xe bus: N0năng = 0,06 × 384 = 23.04 xe/ngđ. 7.1.2.2. Quy đổi số tải trọng trục xe khác số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: - Lưu lượng loại xe năm đầu thời hạn khai thác xem phụ lục I.7.1(trang 16_phụ lục). - Tính số trục xe quy đổi trục tiêu chuẩn 100 kN: Việc tính toán quy đổi thực theo biểu thức sau: 4.4  P  N tk = ∑ c1.c2 .ni  i ÷  100  I =1 k (I.7.2) Với C1 = 1+1,2(m-1) C2 = 6,4 cho trục trước trục sau loại cụm bánh có bánh C2 = 1,0 cho trục sau loại cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đôi) - Với trục xe 25KN (2,5T) không tính bỏ qua. Nên trục trước xe tải nhẹ ta không tính vào. Việc tính toán số trục xe quy đổi trục xe tiêu chuẩn Bảng I.7.2. Bảng I.7.2: Tính số trục xe qui đổi trục xe tiêu chuẩn 100kN năm Loại xe Loại trục Pi (kN) C1 C2 ni Xe tải nhẹ Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau 16 48 34 43 25 70 52 96 1 1 1 2,2 6,4 6,4 6,4 76.8 23.04 23.04 149.76 149.76 26.88 26.88 Xe bus Xe tải trung Xe tải nặng Ntk = ∑ C1.C2.ni.( C1.C2.ni.( p i 100 )4,4 3.04 1.28 0.56 2.15 31.18 9.68 49.41 Pi 4,4 ) = 97.3 trục tiêu chuẩn/ngày đêm 100 - Số trục xe tiêu chuẩn 100kN năm đưa công trình vào khai thác tính theo công thức: Ntk0=Ntk.(1+q)t =97.3.(1+0.1)2014-2009 =156.70 trụctiêu chuẩn/ng.đ (I.7.3) 7.1.2.3. Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn xe kết cấu lề gia cố: - Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn xe: Ntt = Ntk.fL (trục/làn.ngày đêm) (I.7.4) Vì đường thiết kế có xe dải phân cách nên fL= 0,55 Kết tính toán Ntkt Nttt thể bảng I.7.2 Bảng I.7.3 : Số trục xe tiêu chuẩn năm thời đoạn khai thác Năm Trục xe tính toán năm Trục xe tiêu chuẩn năm cuối thời kỳ khai thác Ntkt=Ntk0.(1+q)t (trục/ng.đ) (trục/ng.đ) Nttt=Ntkt.fL (trục/làn.ngàyđêm) xe ( Ntkt ) xe (Nttt ) 156.70 86.19 208.43 114.64 229.42 126.18 369.49 203.22 540.64 297.35 595.07 327.29 Ntk0 156.70 156.70 156.70 156.70 156.70 156.70 10 14 15 - Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn lề gia cố: Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trường hợp phần xe chạy lề dải phân cách bên lấy 35 - 50% số trục xe tính toán xe giới liền kề tuỳ thuộc việc bố trí phần xe chạy chính. Vậy: Ntt lềt = 0,5 × Nttt (trục/làn.ngày đêm) (I.7.5) Bảng I.7.4: Số trục xe tiêu chuẩn lề gia cố Năm tính toán 10 14 15 Trục xe tính toán phần xe chạy Trục xe tính toán phần lề gia cố (trục/làn.ngđ) (trục/làn.ngđ) Nttt Ntt lềt 86.19 114.64 126.18 203.22 297.35 327.29 43.1 57.32 63.09 101.61 148.68 163.645 7.1.2.4. Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế : ( + q ) t − 1  .365.N Ne =  i t −1 q.(1 + q) (I.7.6) Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn tính toán tính cho xe: Nett = Ne.fL (I.7.7) Trục xe tiêu chuẩn tích lũy xe năm thiết kế thứ : N e1 = [(1 + 0,1) −1] .365.14.64 = 0.146.10 0,1(1 + 0,1) (trục/ng.đ) Trục xe tiêu chuẩn tích lũy xe năm thiết kế thứ 14 : N e1 = [(1 + 0,1)14 −1] .365.297,35 = 0.942.10 0,1(1 + 0,1)13 (trục/ng.đ) Trục xe tiêu chuẩn tích lũy xe năm thứ 15 : N e15 = [(1 + 0,1)15 −1] .365.327,29 =1,0.10 0,1(1 + 0,1)14 (trục/ng.đ) Số trục xe tích lũy thời hạn khai thác 15 năm N e = 1,0.106 (trục/làn/ng.đ), so sánh với bảng 2.2 (theo 22 TCN 211 – 06) bề dày tối thiểu tầng mặt cấp cao A1 (lớp nhựa) phải lớn cm. 7.1.3. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho phần xe chạy cho phần lề gia cố cho phương án đầu tư xây dựng lần. Eyc = max (Eycmin, Eyctt) 7.1.3.1. Xác định môđun đàn hồi tối thiểu Eycmin: Căn vào : - Cấp thiết kế đường: Cấp IV, vận tốc thiết kế 60km/h. - Loại mặt đường: A1 A2 Tra bảng 3-5 (theo 22 TCN 211 – 06) ta có giá trị E yc tương ứng thể kết bảng sau Môđun đàn hồi tối thiểu kết cấu áo đường ch Loại đường Đường cấp IV Loại tầng mặt kết cấu áo đường Cấp cao A1 (Mpa) Cấp cao A2 (Mpa) Cấp thấp B1 (Mpa) 130 (110) 100 (80) 75 Ghi chú: Trị số ngoặc tính cho lề gia cố. tt 7.1.3.2. Xác định môđun đàn hồi theo số trục xe tính toán E yc : a. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho xe chạy : Với tải trọng trục tính toán 10T, loại mặt đường A1 A2 số trục xe tính toán, tt ta xác định trị số môđun đàn hồi tính toán E yc dựa vào bảng 3.4 tài liệu (theo 22 TCN 211 – 06). Xác định Eyc= max (Eycmin, Eyctt) . Kết thể bảng I.7.6 Bảng I.7.6: Môđun đàn hồi yêu cầu năm tính toán cho phần xe chạy Năm tính E yctt (MPa) Ntt E ycmin (MPa) Cấp A1 Cấp A2 Cấp A1 (trục/làn.ngđ) toán 86.19 143.13 118.69 130 126.18 150.40 125.40 130 10 203.22 160.19 135.19 130 15 327.29 167.64 142.64 130 b. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho phần lề gia cố: E ycchon (Mpa) Cấp A2 Cấp A1 Cấp A2 100 100 100 100 143.13 150.40 160.19 167.64 118.69 125.40 135.19 142.64 Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trường hợp phần xe chạy lề gia cố dải phân cách bên lấy 35 – 50% số trục xe tính toán xe giới. Trường hợp phần xe chạy có xe trở xuống lấy trị số lớn. Chọn 50% Môđun đàn hồi yêu cầu năm tính toán cho phần lề gia cố: Bảng I.7.7: Môđun đàn hồi yêu cầu năm tính toán cho phần lề gia cố. Năm tính toán 10 15 Ntt E yctt (MPa) E ycmin (MPa) E ycchon (Mpa) (trục/làn.ngđ) Cấp A1 Cấp A2 Cấp A1 Cấp A2 Cấp A1 Cấp A2 43.1 63.09 101.61 163.645 120 136.67 147.21 155.27 105.63 125.48 126.29 130.27 100 100 100 100 80 80 80 80 120 136.67 147.21 155.27 105.63 125.48 126.29 130.27 7.1.4. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho phần xe chạy cho phần lề gia cố cho phương án đầu tư xây dựng phân kì. Eyc = max (Eycmin, Eyctt) 7.1.3.1. Xác định môđun đàn hồi tối thiểu Eycmin: Căn vào : - Cấp thiết kế đường: Cấp IV, vận tốc thiết kế 60km/h. - Loại mặt đường:B1 độ lên cấp cao A2 Tra bảng 3-5 (theo 22 TCN 211 – 06) ta có giá trị E yc tương ứng thể kết bảng I.7.5 Bảng I.7.5 : Môđun đàn hồi tối thiểu kết cấu áo đường Loại đường Đường cấp IV Loại tầng mặt kết cấu áo đường Cấp cao A2 (Mpa) Cấp thấp B1 (Mpa) 100 (80) 75 Ghi chú: Trị số ngoặc tính cho lề gia cố. tt 7.1.3.2. Xác định môđun đàn hồi theo số trục xe tính toán E yc : a. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho xe chạy : Với tải trọng trục tính toán 10T, loại mặt đường A1 A2 số trục xe tính toán, tt ta xác định trị số môđun đàn hồi tính toán E yc dựa vào bảng 3.4 tài liệu (theo 22 TCN 211 – 06). Xác định Eyc= max (Eycmin, Eyctt) . Kết thể bảng I.7.6 Bảng I.7.6: Môđun đàn hồi yêu cầu năm tính toán cho phần xe chạy Năm tính E yctt (MPa) Ntt E ycmin (MPa) Cấp B1 Cấp A2 Cấp B1 (trục/làn.ngđ) toán 86.19 90.69 117.96 100 114.64 97.51 123.9 100 14 297.35 140.84 100 b. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho phần lề gia cố: E ycchon (Mpa) Cấp A2 Cấp B1 Cấp A2 75 75 75 90.69 97.51 - 117.96 123.90 140.84 Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trường hợp phần xe chạy lề gia cố dải phân cách bên lấy 35 – 50% số trục xe tính toán xe giới. Trường hợp phần xe chạy có xe trở xuống lấy trị số lớn. Chọn 50% Môđun đàn hồi yêu cầu năm tính toán cho phần lề gia cố: Bảng I.7.7: Môđun đàn hồi yêu cầu năm tính toán cho phần lề gia cố. Năm tính toán Ntt (trục/làn.ngđ) E yctt (MPa) Cấp B1 Cấp A2 E ycmin (MPa) Cấp B1 Cấp A2 E ycchon (Mpa) Cấp B1 Cấp A2 14 43.1 57.32 148.68 77.86 83.76 - 90 111.61 128.33 100 100 100 75 75 75 77.86 83.76 - 100 111.61 128.33 Tau lam toi day roi 7.1.4. Xác định phân kỳ đầu tư: Áo đường phận đắt tiền đường ô tô, thường chiếm 40% 60% kinh phí xây dựng vùng đồng vùng đồi, 30% ÷ 40% vùng núi. Kinh phí để tu bảo dưỡng chiếm hầu hết kinh phí sửa chữa. Mặt khác để tận dụng hết khả làm việc vật liệu để khắc phục khó khăn ta xét phân kỳ đầu tư công trình theo giai đọan. Việc đầu tư xây dựng phân kỳ theo giai đoạn đáp ứng cường độ xe chạy tuyến tăng dần theo thời gian khả thông xe E yc kết cấu áo đường thời kỳ sử dụng. Tuy nhiên việc đầu tư phân kỳ phải phân nhiều lần thi công. Khi xây dựng lần sau gây trở ngại việc tổ chức giao thông, khó thông suốt, diện thi công thu hẹp, việc tổ chức thi công, điều động máy móc, nhân lực gặp khó khăn tuyến đường đưa vào sử dụng. Ngoài phương án đầu tư xây dựng phân kỳ có khối lượng công tác hai giai đoạn đầu tư lớn phương án đầu tư lần, mức độ phức tạp thi công khó khăn hai lần thi công, khả cung cấp vật liệu không tập trung phương án đầu tư lần, tính kỹ thuật mặt đường tốc độ xe chạy trung bình, lượng tiêu hao nhiên liệu. . . lớn phương án đầu tư lần. Từ phân tích đề xuất phương án đầu tư xây dựng lần. 7.1.5.Xác định điều kiện cung cấp vật liệu – bán thành phẩm,cấu kiện: Qua điều tra khảo sát, địa bàn tỉnh Phú Yên nói chung hai huyện Tuy An, Đồng Xuân nói riêng có nhiều mỏ vật liệu đáp ứng yêu cầu xây dựng mặt đường phận công trình, cụ thể: + Xi măng, sắt thép lấy ở đại lý tại thị trấn La Hai, huỵện Đồng Xuân cách chân công trình khoảng 8Km. + Nhựa, nhũ tương, bê tông nhựa lấy trạm trộn bê tông nhựa cánh công trình 18Km. + Đá loại lấy mỏ đá nằm cách chân công trình 18Km. + Cát, sạn lấy thị trấn La Hai, huyện Đồng Xuân cách công trình 8Km. + Các bán thành phẩm cấu kiện đúc sẵn đáp ứng đầy đủ số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt việc thi công tuyến đường. Các cấu kiện đúc sẵn lấy nhà máy bê tông đúc sẵn công ty 1-5 cách công trình 18km. + Đất đắp đường dùng đất từ đào sang đắp đắp, trình thi công đất đào không đủ để đắp đắp ta lấy đất từ mỏ cách tuyến 1-2 km. 7.1.6. Xác định điều kiện thi công: Công nhân đơn vị thi công có trình độ tay nghề cao, có đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm tham gia đạo thi công nhiều công trình quan trọng có quy mô lớn tạo điều kiện thuận lợi cho công tác thi công nhằm đảm bảo tiến độ đảm bảo chất lượng. Ngoài tuyến đường qua khu vực có lực lượng lao động nông dân nhiều, chi phí cho lao động rẻ thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình, hoàn thành công trình tiến độ. Các đơn vị thi công có đầy đủ loại máy máy san, máy đào, máy ủi, máy xúc, loại lu (lu bánh cứng, lu bánh lốp, lu rung) loại ô tô tự đổ, máy rải bê tông, máy rải nhựa, xe tưới nhựa, xe tưới nước ., xe máy bảo dưỡng sẵn sàng phục vụ thi công, có đội ngũ thợ máy giỏi đảm bảo cho máy móc thi công an toàn, gặp cố xử lý kịp thời. 7.2 Thiết kế cấu tạo. 7.2.1. Quan điểm thiết kế cấu tạo: Nội dung thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường là: Xác định tên tuổi xếp thứ tự trên, lớp vật liệu phương án kết cấu áo đường sở chức năng, nhiệm vụ lớp để đảm bảo kết cấu áo đường thỏa mãn yêu cầu nêu (đầu chương 7) điều kiện vật liệu địa phương, khả cung cấp vật liệu, lực thi công khả khai thác, tu bảo dưỡng. Cấu tạo lớp mặt số trường hợp có lớp bảo vệ lớp mặt nhằm hạn chế tác hại ngoại lực đến lớp chịu lực chủ yếu tầng mặt. Cố gắng sử dụng tối đa vật liệu chỗ, đồng thời linh hoạt vận dụng kinh nghiệm xây dựng khai thác áo đường điều kiện cụ thể địa phương. Phải phù hợp với khả thi công thực tế, tăng nhanh tốc độ dây chuyền thi công, giới hóa, công nghệ hóa trình xây dựng áo đường, góp phần giảm giá thành công trình. * Căn vào cấp thiết kế đường cấp IV, thời hạn thiết kế chọn 15 năm tuyến đường có chức ý nghĩa kinh tế, xã hội quan trọng ta chọn mặt đường cấp cao chủ yếu A1. 7.2.2 Đề xuất phương án cấu tạo kết cấu áo đường: * Đề xuất phương án cấu tạo kết cấu phần xe chạy: Việc đề xuất phương án kết cấu áo đường hợp lý, vừa thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật, cấp hạng tuyến vừa phù hợp điều kiện khu vực tuyến qua, là: Về khả cung cấp vật liệu bán thành phẩm, điều kiện địa chất thuỷ văn khu vực, điều kiện thi công đảm bảo kinh tế. Đó công việc quan trọng có ý nghĩa định làm việc kết cấu áo đường sau này, cho kết cấu áo đường có đủ cường độ, độ phẳng, độ nhám, độ bào mòn thích hợp.Từ điều kiện khu vực tuyến ta đưa loại vật liệu làm mặt đường sau: - Tầng mặt: Tầng mặt chịu tác dụng trực tiếp tải trọng bánh xe bao gồm thành phần thẳng đứng nằm ngang với tác động gây bong bật, bào mòn bánh xe chịu tác dụng trực tiếp yếu tố tự nhiên: Mưa, nắng, nhiệt độ . Ngoài chức chịu lực tầng mặt phải đảm bảo phẳng, có độ nhám cao, kín nước. Vì vật liệu làm tầng mặt cần thỏa mãn yêu cầu sau: + Có cường độ cao, ổn định cường độ chịu tác dụng nhiệt độ, nước, có sức chống cắt lớn để chịu lực ngang. + Vật liệu phải có độ cứng lớn để hạn chế bào mòn bánh xe hoạt tải. + Vật liệu làm tầng mặt cần có kích cở hạt nhỏ để dễ tạo phẳng, tăng cường độ nhám hạn chế tác dụng gây bong bật bánh xe hoạt tải. + Tầng mặt đảm bảo chặt kín để hạn chế nước mưa, nước mặt thấm xuống gây hư hỏng tầng móng đường. Để thỏa mãn yêu cầu vật liệu làm tầng mặt cấu tạo từ cốt liệu có dạng cấp phối hạt liên tục để sau lu lèn chặt hạt nhỏ lấp đầy lỗ trống hạt lớn tạo thành kết cấu đặc có độ rỗng dư nhỏ. Trong trình lựa chọn vật liệu làm tầng mặt nên ưu tiên sử dụng vật liệu chổ (vật liệu địa phương). Phải phù hợp với khả thi công thực tế, tăng nhanh tốc độ dây chuyền thi công, giới hóa, tự động hóa trình xây dựng, góp phần giảm giá thành công trình. Các loại vật liệu sử dụng làm tầng mặt sau: + Đối với mặt đường cấp cao A1 dùng: - Bê tông nhựa chặt hạt mịn, bê tông nhựa chặt hạt trung. Đặc điểm: Mặt đường bê tông nhựa loại mặt đường cấp cao, có ưu điểm như: bụi, không phát sinh tiếng động xe chạy, bị bào mòn, dể bảo dưỡng sữa chữa. Kết cấu mặt đường dễ thoát nước, ổn định. Kết luận: Qua phân tích kết hợp với điều kiện cung cấp nguyên vật liệu khả thi công đơn vị thi công (cả nhân lực máy móc) ta chọn loại vật liệu cho tầng mặt sau: Tầng mặt A1: Bê tông nhựa chặt hạt vừa loại D max 20 (đá dăm > 50%) dùng cho lớp mặt trên, Bê tông nhựa chặt hạt vừa loại Dmax 25 (đá dăm > 50%) làm lớp mặt dưới. - Tầng móng: Khác với tầng mặt, tầng móng không chịu tác dụng trực tiếp bánh xe yếu tố thiên nhiên. Vì chức chủ yếu chịu đựng tải trọng thẳng đứng xe cộ sau chuyển qua tầng mặt, truyền phân bố lực thẳng đứng để lực truyền đến đất ứng suất giảm đến mức đường chịu mà không tạo nên biến dạng lớn. Do đặc điểm chịu lực mà vật liệu để làm tầng móng cần có độ cứng định, biến dạng, chịu bào mòn kém, có kích cỡ lớn không dùng chất kết dính liên kết. Tầng móng tầng mặt, trình lựa chọn vật liệu ưu tiên cho vật liệu chổ trước. Trong tầng chia thành nhiều lớp vật liệu khác có cường độ giảm dần từ xuống nhằm tiết kiệm vật liệu. Các loại vật liệu sử dụng làm tầng móng sau: + Cấp phối đá dăm. + Cấp phối đất đồi tự nhiên, + Đá dăm gia cố xi măng + Cát gia cố chất liên kết vô (xi măng) Cấp phối đá dăm sản xuất mỏ đá cách chân công trình 18km. Do cấp phối xay từ đá gốc nên có thành phần kích cỡ hạt đảm bảo liên tục. Cấp phối thiên nhiên được lấy tại khu vực gần công trình, là loại vật liệu rẻ tiền, tận dụng được vật liệu 10 4) CPĐD loại – Dmax 37,5 dày 30cm 14 30 KÃÚ T CÁÚ U AÏO ÂÆÅÌNG VAÌLÃÖGIA CÄÚ ÂÁÚ T NÃÖ N K 98 E0=55 Mpa Hình 1.7.1 Cấu tạo kết cấu áo đường phương án I b) Phương án II 1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – Dmax 20 2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – Dmax 25 3) CPĐD loại II – Dmax25 14cm 5) Cát gia cố xi măng 8% dày 4cm dày 6cm dày dày 28cm 14 32 KÃÚ T CÁÚ U AÏO ÂÆÅÌNG VAÌLÃÖGIA CÄÚ ÂÁÚ T NÃÖ N K98 E0=55 Mpa Hình 1.7.2 Cấu tạo kết cấu áo đường phương án II 12 c) Phương án III: 1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – Dmax 20 2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – Dmax 25 3) CPĐD loại I gia cố xi măng 8% 6) CP thiên nhiên loại A dày 4cm dày 6cm dày 20cm dày 28 cm 18 30 KÃÚ T CÁÚ U AÏO ÂÆÅÌNG VAÌLÃÖGIA CÄÚ ÂÁÚ T NÃÖ N K 98 E0 =55 Mpa Hình 1.7.3 Cấu tạo kết cấu áo đường phương án III. 7.3. Tính toán cường độ kết cấu áo đường. 7.3.1.Xác định đặc trưng tính toán đường lớp vật liệu. 7.3.1.1. Môđuyn tính toán đất nền: Đất đáy áo đường đất sét lẫn sỏi sạn lu lèn đạt K = 0,98. ( Theo TCN 211-06 tra bảng B-3 ) ta có thông số tính chất lý cường độ sau: -Mô đun đàn hồi E0 = 55 MPa -Độ ẩm tương đối tính toán: W1/W2 = 0,625 (loại hình ẩm : Loại II -ẩm vừa) -Trị số lực dính: C = 0,03, góc nội ma sát ϕ = 22,5o 7.3.1.2. Môđuyn đàn hồi tính toán lớp áo đường: Các đặc trưng tính toán bê tông nhựa hỗn hợp đá nhựa phải xác định tùy thuộc vào trường hợp cụ thể. Nhiệt độ tính toán: -Khi tính điều kiện chịu kéo uốn: t = 10 -150C 13 -Khi tính theo điều kiện độ võng đàn hồi: -Khi tính toán điều kiện ổn định trượt : t = 300C t = 600C Bảng xác định thông số tính toán lớp mặt đường: Lớp kết cấu - BTN chặt hạt vừa loại (đá dăm>50%) Dmax 20 - BTN chặt hạt vừa loại (đá dăm>50%) Dmax25 - BTN rỗng hạt thô loại (đá dăm>50%) Dmax25 - CPĐD loại Dmax25 - CPĐD loại Dmax37,5 - Cát gia cố xi măng 8% có Rn28 >2 Mpa - CPĐD loại I gia cố xi măng % Rn28 >2 Mpa - CP thiên nhiên loại A - Đất lẫn sỏi sạn E (Mpa) Tính Tính Tính độ võng trượt kéo uốn Bảng 1.7.6 Rku (Mp C (Mpa φ (độ) 420 300 1800 2.8 294 210 1260 2.4 320 250 1200 1.2 300 250 300 250 300 250 280 280 280 0.5 400 400 400 0.6 - - 170 55 170 55 170 - - 0.05 0.03 40 22.5 7.3.2. Tính toán Ech phương án kết cấu áo đường so sánh với Eyc Vì kết cấu áo đường mềm thường có nhiều lớp nên cần quy đổi hệ lớp để áp dụng dạng toán đồ Hình 3-2 (TCN 211-06 ) . Việc quy đổi thực lớp từ lên theo sơ đồ Hình 1.7.1 biểu thức (1.7.8) 14 Hình 1.7.5: Sơ đồ đổi hệ lớp hệ lớp (Các lớp ký hiệu số thứ tự tăng dần từ lên) 1 + k .t 13  '  E tb = E1   + k  k= đó: h2 h1 (1.7.5) ; t= E2 E1 Với h2 h1 chiều dày lớp lớp áo đường; E2 E1 mô đun đàn hồi vật liệu lớp lớp dưới. Việc đổi hệ nhiều lớp hệ lớp tiến hành từ lên, có hai lớp vật liệu quy đổi lớp bề dày H’ = h + h2 có trị số mô đun đàn hồi E’tb tính theo công thức (1.7.5). Sau lại xem lớp H’ (với E ’tb ) lớp tiếp tục quy đổi với lớp thành lớp có bề dày H = H’+ h E’tb tính theo (1.7.5) với E ’tb lớp đóng vai trò E1 K = E3 h3 , t= . Etb' H' Sau quy đổi nhiều lớp áo đường lớp cần nhân thêm với E tb hệ dc số điều chỉnh β xác định theo Bảng (1.7.7) để trị số Etb : H Etbdc = βxEtb với β =1,114x   D 0,12 (1.7.6) Bảng hệ số điều chỉnh Bảng 1.7.7 Tỷ số H/D 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 Hệ số β 1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210 Chú thích :Bảng 1.7.7 biểu thức 1.7.9: - H bề dày toàn kết cấu áo đường; D đường kính vệt bánh xe tính toán. Khi H/D >2 tính β theo biểu thức (1.7.6). 15 dc Trường hợp kết tính Etb theo (1.7.6) cho kết lớn trị số môđun đàn hồi dc lớn vật liệu lớp kết cấu đem quy đổi lấy Etb trị số môđun đàn hồi lớn đó. dc Trị số Etb tính theo (1.7.6) dùng để tính toán tiếp trị số Ech kết cấu theo toán đồ Hình 3-2 (TCN 211-06 ) . 7.3.2.1. Các phương án đầu tư lần: a) Phương án I: - Quy đổi tầng hai lớp từ lên thực theo biểu thức (1.7.5) - Kết quy đổi tầng hai lớp phương án Ia bảng 1.7.5 Bảng quy đổi về hệ lớp phương án I Bảng 1.7.8 CPĐD loại Dmax37,5 dày 30cm CPĐD loại I Dmax 25 dày 14cm BTN chặt hạt vừa loại Dmax 25 dày 6cm BTN chặt hạt vừa loại Dmax 20 dày 4cm 250 30 30 250 300 1.20 14 0.467 44 265.25 294 1.108 0.136 50 268.60 420 1.564 0.08 54 278.31 H Xét đến hệ số điều chỉnh với β=1.114   D 0.12 : H 54 = =1.636 D 33 Tra Bảng 1.7.7 β =1.189. Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp có mô đun đàn hồi trung bình là. Etbdc = β. Etb’=1.189 x 278.31= 330.91 (MPa) - Tính Ech kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 (TCN 211-06). H 54 55 = =1.636; = = 0.166 D 33 330.91 Từ tỷ số tra toán đồ Hình 3-1 = 0,571 Vậy : Ech= 330.91 x 0.571 = 188.95 MPa dv - Kiểm nghiệm theo điều kiện: Ech≥ K cd .E yc Đường cấp IV, xe nên theo Bảng 3-3 (TCN 211-06 ), chọn độ tin cậy thiết kế 0,90 vậy, theo Bảng 3-2 (TCN 211-06 ), xác định được: 16 K cddv =1,10 K cddv .Eyc=1,10 x 170,56 = 187,62 MPa Kết nghiệm toán: dv Ech= 188.95 MPa > K cd .E yc = 187,62 MPa (Đạt) Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép. b) Phương án II: - Quy đổi tầng hai lớp từ lên thực theo biểu thức(1.7.5) - Kết quy đổi tầng hai lớp phương án II bảng 1.7.9 Bảng quy đổi về hệ lớp phương án II Bảng 1.7.9 Cát gia cố xi măng 8%, dày 28 cm . CPĐD loại I Dmax 25 dày 14cm . BTN chặt hạt vừa loại Dmax 25 dày 6cm . BTN chặt hạt vừa loại Dmax 20 dày 4cm . 280 28 28 280 300 1,071 14 0.500 42 286.56 294 1.026 0.143 48 287.48 420 1.461 0.083 52 296.51 H Xét đến hệ số điều chỉnh β=1.114   D 0.12 : với H 52 = = 1.576 D 33 Tra Bảng 1.7.7 β =1.184. Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp có mô đun đàn hồi trung bình là. Etbdc = β. Etb’=1.184 x 296.51 = 351.07 (MPa) - Tính Ech kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1(TCN 211-06 ) 55 H 52 = =1.576 ; = = 0.157 D 33 351.07 Từ tỷ số tra toán đồ Hình 3-1 = 0.546 Vậy : Ech=351.07 x 0.546 = 191.68 MPa - Kiểm nghiệm theo điều kiện dv Ech≥ K cd .E yc Đường cấp IV, xe nên theo Bảng 3-3 (TCN 211-06 ), chọn độ tin cậy thiết kế 0,90 vậy, theo Bảng 3-23 (TCN 211-06 ), xác định được: K cddv =1,10 K cddv .Eyc=1,10 x 170.56 = 187.62 MPa 17 Kết nghiệm toán dv Ech= 191.68 > K cd .E yc = 187.62 MPa (Đạt) Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép. c) Phương án III: - Quy đổi tầng hai lớp từ lên thực theo biểu thức (1.7.5) - Kết quy đổi tầng hai lớp phương án Ia bảng 1.7.10 Bảng quy đổi về hệ lớp phương án III Bảng 1.7.10 Lớp kết cấu E t (MPa) hi k Htb (cm) D Etbi (cm) (cm) (MPa) BTN chặt loại I Dmax20 420 1.632 0.074 58 33 266.97 BTN rỗng loại II Dmax 25 CPĐD loại I Dmax 25 gia cố xi măng 4% 320 1.279 0.125 54 33 257.41 400 2.353 20 0.714 48 33 250.22 Cấp phối thiên nhiên loại A 170 28 33 170 H Xét đến hệ số điều chỉnh với β=1.114   D 28 0.12 : H 58 = =1.758 D 33 Tra Bảng 1.7.7 β =1.198 . Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp có mô đun đàn hồi trung bình là. Etbdc = β. Etb’=1.198 x 266.97 = 319.83 (MPa) - Tính Ech kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 (TCN 211-06) 55 H 58 = =1.758 ; = = 0.172 D 33 319.83 Từ tỷ số tra toán đồ Hình 3-1 = 0.594 Vậy : Ech=319.83 x 0.594 = 189.98 MPa - Kiểm nghiệm theo điều kiện dv Ech≥ K cd .E yc Đường cấp IV, xe nên theo Bảng 3-3 , chọn độ tin cậy thiết kế 0,90 vậy, theo Bảng 3-2 (TCN 211-06), xác định được: K cddv =1,10 K cddv .Eyc=1,10 x 170.56 = 187.62 MPa Kết nghiệm toán dv Ech= 189.98 > K cd .E yc = 187.62 MPa (Đạt) 18 Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép. a) Phân tích ưu nhược điểm chọn phương án: - Do ba phương án có lớp mặt BTNC hạt vừa loại I Dmax20, loại II Dmax25 lớp móng CPĐD loại Dmax25 nên điều kiện thi công khai thác giống nhau. Vì vậy, so sánh chọn phương án tối ưu để đầu tư xây dựng, ta so sánh tổng giá thành ưu nhược điểm lớp móng dưới. Bảng I.7.11: So sánh phương án đầu tư lần. Phương Ưu điểm án I Nhược điểm - Móng CPĐD tận dụng kích cỡ đá. Sinh bụi nhiều khô hanh -Tận dụng đựơc vật liệu địa phương. (trong trình thi công) . - Có khả giới hoá hầu hết khâu - Cường độ giảm nhiều bị ẩm thi công, máy móc thi công loại. ướt . .-Lớp móng cát gia cố xi măng sau - Thi công móng công II hình thành cường độ chịu kéo uốn lớn. -Cường độ không bị ảnh hưởnh bị ẩm - Khi chịu tải trọng động liên ướt. III nghệ khác lớp. - Tận dụng vật liệu địa phương. - có giá thành rẻ nhất. tục dễ phát sinh vết nức. - Cường độ giảm nhiều ẩm. - Làm chậm tiến độ thi công gặp trời mưa. 7.3.3. Phân tích - so sánh các phương án kết cấu áo đường đề suất (cho 100m 2). Giá thành kết cấu áo đường gồm phần sau: - Giá vật liệu, Giá nhân công, Giá ca máy, Giá vận chuyển Kết quả tính toán được thể hiện ở ( phụ lục ). Các phương án áo đường đề xuất: a) Phương án I: Ta có kết tính giá thành thể ( phụ lục 1.7.1 ). Chi phí cho 100 m2 mặt đường G1 = 55.751.298 đồng/100m2. b) Phương án II: Ta có kết tính giá thành thể ( phụ lục 1.7.1). Chi phí cho 100 m2 mặt đường G2 = 59.693.446 đồng/100m2. 19 c) Phương án III: Ta có kết tính giá thành thể ( phụ lục 1.7.1). Chi phí cho 100 m2 mặt đường G3= 56.457.960 đồng/100m2. . * Căn chọn phương án để tính toán : + Phương án đầu tư xây dựng lần. Qua phân tích tổng chi phí xây dựng ta thấy phương án I có chi phí xây dựng thấp nhất, mặt khác phương án I có sử dụng lớp vật liệu CPĐD vật liệu có địa phương có công nghệ thi công đơn giản sử dụng loại thiết bị thi công cho tầng mặt tầng móng, ta chọn phương án I làm phương án thiết kế cho mặt đường cấp cao A1 đầu tư lần . Đề xuất phương án: Phương án đầu tư xây dựng lần: chọn phương án I có cấu tạo từ xuống sau: a) Phương án I: 1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – Dmax 20 dày 4cm 2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – Dmax 25 dày 6cm 3) CPĐD loại I – Dmax 25 dày 14cm 4) CPĐD loại II – Dmax 37,5 dày 30cm 14 30 KÃÚ T CÁÚ U AÏO ÂÆÅÌNG VAÌLÃÖGIA CÄÚ ÂÁÚ T NÃÖ N K 98 E0=55 Mpa 7.3.4 Tính toán cường độ theo điều kiện cân giới hạn trượt lớp vât liệu rời rạc, đất lớp bê tông nhựa: Kiểm tra phương án chọn. *Kết cấu áo đường gồm lớp sau: ) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – Dmax 20 dày 4cm 20 2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – Dmax 25 3) CPĐD loại I – Dmax 25 4) CPĐD loại II – Dmax 37,5 dày 6cm dày 14cm dày 30cm -Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất: - Chỉ kiểm tra điều kiện trượt lớp vật liệu dính đất. Để đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo cục đất lớp vật liệu rời rạc, kết cấu áo đường phải thoả mãn điều kiện: Ctt Tax + Tav ≤ tr (1.7.7) K cd Trong đó: Tax : ứng suất cắt hoạt động lớn tải trọng bánh xe tính toán gây đất lớp vật liệu dính (MPa). Tav : ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp vật liệu nằm gây điểm xét (MPa). tr K cd :là hệ số cường độ chịu cắt trượt chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế. Ctt : Lực dính tính toán đất vật liệu dính (MPa) trạng thái độ ẩm, độ chặt tính toán. D P E1=Etb h τ ax Z E =E0, c, ϕ Hình 1.7.6: Sơ đồ tính Tax hệ hai lớp lớp đất 21 - Tính Etb lớp kết cấu: - Quy đổi tầng hai lớp từ lên thực theo biểu thức (1.7.5) - Kết quy đổi tầng hai lớp phương án I bảng 1.7.12 Bảng quy đổi về hệ lớp phương án đầu tư một lần Bảng 1.7.12 Lớp kết cấu E t (MPa) hi k (cm) Htb D (cm) (cm) Etbi (MPa) 0.074 54 33 260.94 BTN chặt loại , II Dmax 25 (đá dăm >=50%) 210 0.792 300 1.2 14 CPĐD loại I , Dmax25 0.136 50 33 258.19 0.467 44 33 265.244 30 33 BTN chặt loại , I Dmax20 (đá dăm >=50%) 250 CPĐD loại II , Dmax37,5 H Xét đến hệ số điều chỉnh β=1.114   D 300 1.162 0.12 : với 30 250 H 54 = =1.636 D 33 Tra Bảng 1.7.7 β =1.187. Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp có mô đun đàn hồi trung bình là. Etbdc = β. Etb’=1.187 x 265.244 = 314.845 (MPa) - Xác định Tax : Etb E1 314.845 H 54 = =1.636 ; = = = 5.724 E2 E0 D 33 55 Tra biểu đồ hình 3-2 (TCN 211-06 ), với góc nội ma sát đất φ=22.5 ta tra Tax =0.01753. Vì áp lực mặt đường bánh xe tiêu chuẩn tính toán p=0.6 P MPa. Tax=0.01753 x 0.6 = 0,01052 MPa. Xác định Tav: Với H=54 cm, φ=22.50.Tra toán đồ hình 3-4 (TCN 211- 06 ) ta Tav =- 0,00146 MPa - Xác định trị số Ctt theo công thức:Ctt= C.K1.K2.K3 với C = 0.03 MPa K1 = 0.6; K2 = 0.8 số trục xe tính toán 323 trục/làn.ngày đêm =50%) 210 300 CPĐD loại I , Dmax25 0.7 0.429 20 33 270.75 14 33 300 BTN chặt loại , I Dmax20 (đá dăm >=50%) H Xét đến hệ số điều chỉnh β=1.114   D 0.12 : với 14 H 24 = =0.73 D 33 Tra Bảng 1.7.7 β =1.036. Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp có mô đun đàn hồi trung bình là. Etbdc = β. Etb’=1.036 x 275.57 = 285.49 (MPa) - Xác định Tax : Etb E1 285.49 H 24 = =0.73 ; = = = 1.142 E2 E0 D 33 250 Tra biểu đồ hình 3-2 (TCN 211-06 ), với góc nội ma sát đất φ=22.5 ta tra Tax =0.0253. Vì áp lực mặt đường bánh xe tiêu chuẩn tính toán p=0.6 MPa. P Tax=0.0253 x 0.6 = 0,0152 MPa. Xác định Tav: Với H=24 cm, φ=22.50.Tra toán đồ hình 3-4 (TCN 211- 06 ) ta Tav =- 0,00083 MPa - Xác định trị số Ctt theo công thức:Ctt= C.K1.K2.K3 với C = 0.03 MPa K1 = 0.6; K2 = 0.8 số trục xe tính toán 323 trục/làn.ngày đêm 50%) – Dmax20 dày 4cm 2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – Dmax 25 dày 6cm 3) CPĐD loại I , Dmax25 dày 14cm 4) CPĐD loại II, Dmax37.5 dày 30cm * Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối σku xác định theo biểu thức : Trong đó: σku = σ ku . p.k b (1.7.8) p : áp lực bánh tải trọng trục tính toán ( p = 0.6 Mpa) kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất kết cấu áo đường tác dụng tải trọng tính toán bánh đôi bánh đơn . σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vị * Đối với lớp BTNC loại II Dmax 25 lớp dưới: 1600 * + 1800 * =1680 Mpa 6+4 Xác định trị số Etb’ lớp móng cấp phối đá dăm loại I loại II Bảng quy đổi hệ lớp móng cấp phối đá dăm Bảng 1.7.14 h1=10 cm; E1 = Lớp kết cấu E T (MPa) Cấp phối đá dăm loại I ,Dmax 25 300 hi k (cm) 1.2 14 Htb D (cm) 0.467 30 Cấp phối đá dăm loại II, Dmax 37,5 250 Etb’= 265.54 MPa, với bề dày lớp H’=30+14 = 44 cm Etbi (MPa) 44 33 265.54 30 33 250 H ' 44 Trị số phải xét đến hệ số điều chỉnh β theo (1.7.7): với = =1.333 D 33 dc tra bảng 1.7.7 β =1.164; Etb =1.164 x 265.54 = 309.10 MPa. 24 Với E0 Echm 55 = 0.178 tra toán đồ Hình 3-1 (TCN211-06) dc = 0.523 dc = Etb Etb 309.10 Vậy được: Ech.m = 309.10 x 0.523= 161.66 Mpa. Tìm σ ku đáy lớp bê tông nhựa lớp cách tra toán đồ Hình 3.5 (TCN 211-06) với: H 10 = = 0.303 D 33 ; E1 1680 = = 10.39 Echm 161.66 Tra toán đồ 3-5 σ ku =1.8236. với p = 0,6 (Mpa), kb=0,85 Kiểm tra với cụm bánh đôi. Theo (1.7.11) ta có: σ ku =1.8236 x 0.6 x 0.85 = 0.930 MPa * Đối với BTNC loại I Dmax 20 lớp trên: h1= 4cm; E1 = 1800 MPa Trị số Etb’ lớp phía xác định bảng sau: Bảng quy đổi về hệ lớp phương án đầu tư lần Bảng 1.7.15 Lớp kết cấu E T (MPa) hi k (cm) Htb D (cm) Etbi (MPa) BTN chặt loại II Dmax 25 1260 4.75 0.1364 50 33 324.255 Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 25 300 1.2 14 0.467 44 33 265.24 30 33 250.00 30 Cấp phối đá dăm loại II, Dmax 37,5 250 Etb’= 324.255 MPa, với bề dày quy lớp H’=50 cm Trị số phải xét đến hệ số điều chỉnh β theo (1.7.7): với H ' 50 = =1.455 D 33 dc Tra bảng 1.7.7 β =1.144 ; Etb =1.144x 324.255 = 370.95 MPa. Với = Echm 55 = 0.148 tra toán đồ Hình 3-1(TCN 211-06 ), dc = 0.524 Etb 370.95 m Vậy có Ech =0.524 x 370.95 = 194.38 MPa Tìm σ ku đáy lớp bê tông nhựa lớp bẳng cách tra toán đồ Hình 3.5 với E1 H1 1800 = = 0.121 ; = = 9.26 E D 33 194.38 chm Kết tra toán đồ σ ku =2.168 với p = 0.6 MPa Ta có: σ ku = 2.168 x 0.6 x 0.85 = 1.106 MPa * Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa theo biểu thức: 25 σku ≤ Rttku K cdku (1.7.8) đó: + σku : ứng suất chịu kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối tác dụng tải trọng bánh xe. ku + Rtt : cường độ chịu kéo uốn tính toán vật liệu liền khối ku + K cd : hệ số cường độ chịu kéo uốn chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế. ku - Kiểm toán điều kiện theo biểu thức (1.7.8) với hệ số K dc =0.94 lấy theo Bảng 3-7 (TCN 211-06 ) cho trường hợp đường cấp IV ứng với độ tin cậy 0.90. Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa theo (1.7.9) Rttku = k1 . k2 . Rku (1.7.9) đó: Rku : Cường độ chịu kéo uốn giới hạn nhiệt độ tính toán tác dụng tải trọng tác dụng lần tra (Phụ Lục C ,TCN 211-06) . k2 : Hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết. Với vật liệu gia cố chất liên kết vô lấy k 2=1.0;còn với bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng loại hỗn hợp vật liệu hạt trộn nhựa lấy k 2=0.8; với bê tông nhựa chặt loại I bê tông nhựa chặt dùng nhựa polime lấy k2=1.0. k1 : hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bị mỏi tác dụng tải trọng trùng phục; k1 lấy theo biểu thức đây: k1 = 11,11 N 0,22 e (1.7.10) với Ne số trục xe tính toán tích luỹ thời hạn thiết kế thông qua xe Ne= 1x106 (trục) Suy ra: k1 = 11.11 ( 0.984 x10 ) 0.22 = 0.534 Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp là: Rttku = k1.k .Rku = 0.534 x 0.8x 2.4 = 1.0214 MPa Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN lớp là: Rttku = k1.k .Rku = 0.534 x1.0 x 2.8 = 1.4952 MPa Với lớp bê tông nhựa lớp dưới: σ ku = 0.930 MPa < 1.0214 =1.087 MPa. (Đạt) 0.94 Với lớp bê tông nhựa lớp trên.: σ ku = 1.106 MPa < 1.4952 =1.591 MPa. 0.94 (Đạt) 26 Vậy kết cấu thiết kế dự kiến thoả điều kiện (1.7.8) hai lớp bê tông nhựa. 7.4. Chọn phương án: Qua kiểm tra tính toán kết cấu áo đường dự kiến (phương án I ) đạt yêu cầu cường độ, có chi phí xây dựng thấp nên chọn để thiết kế kỹ thuật thi công. 27 [...]... này muốn mở rộng phần xe chạy ta phải dỡ bỏ lề gia cố Vì vậy ta chọn kết cấu lề gia cố giống kết cấu của phần xe chạy Từ các đặc điểm nêu trên ta chọn kết cấu áo đường cho phương án đầu tư xây dựng như sau: 7.2.2.1 Phương án đầu tư xây dựng một lần: *Kết cấu phần xe chạy và lề gia cố mặt đường A1 thời gian thiết kế 15 năm a) Phương án I: 1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – Dmax 20 dày... 1.0214 =1.087 MPa (Đạt) 0.94 Với lớp bê tông nhựa lớp trên.: σ ku = 1.106 MPa < 1.4952 =1.591 MPa 0.94 (Đạt) 26 Vậy kết cấu thiết kế dự kiến thoả điều kiện (1.7.8) đối với cả hai lớp bê tông nhựa 7.4 Chọn phương án: Qua kiểm tra tính toán kết cấu áo đường dự kiến (phương án I ) đạt yêu cầu về cường độ, có chi phí xây dựng thấp nhất nên chọn để thiết kế kỹ thuật thi công 27 ... ô thấp, khó đảm bảo cường ô , công lu lèn lớn Cát gia cố xi măng có cường ô lớn, thường đảm bảo chất lượng công trình Khi dùng loại vật liệu này làm lớp móng dưới có thể tận dụng làm lớp cách hơi ẩm cho kết cấu áo đường Tuy nhiên loại vật liệu này thường khó thi công, giá thành vật liệu cao * Đề xuất các phương án cấu tạo kết cấu lề gia cố: Từ kết. .. suất (cho 100m 2) Giá thành của kết cấu áo đường gồm 4 phần sau: - Giá vật liệu, Giá nhân công, Giá ca máy, Giá vận chuyển Kết quả tính toán được thể hiện ở ( phụ lục 5 ) Các phương án áo đường đề xuất: a) Phương án I: Ta có kết quả tính giá thành được thể hiện ở ( phụ lục 1.7.1 ) Chi phí cho 100 m2 mặt đường là G1 = 55.751.298 đồng/100m2 b) Phương án II: Ta có kết quả tính giá thành được thể... Khi H/D >2 thì có thể tính β theo biểu thức (1.7.6) 15 dc Trường hợp kết quả tính Etb theo (1.7.6) cho kết quả lớn hơn cả trị số môđun đàn hồi dc lớn nhất của vật liệu trong các lớp kết cấu đem quy đổi thì chỉ được lấy Etb bằng trị số môđun đàn hồi lớn nhất đó dc Trị số Etb tính theo (1.7.6) dùng để tính toán tiếp trị số Ech của cả kết cấu theo toán đồ Hình 3-2 (TCN 211-06 ) 7.3.2.1 Các phương án đầu... 1.7.7 được β =1.184 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp có mô đun đàn hồi trung bình là dc Etb = β Etb’=1.184 x 296.51 = 351.07 (MPa) - Tính Ech của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1(TCN 211-06 ) 55 H 52 = =1.576 ; = = 0.157 D 33 351.07 Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được = 0.546 Vậy : Ech=351.07 x 0.546 = 191.68 MPa - Kiểm nghiệm theo điều kiện dv Ech≥ K cd E yc Đường cấp IV, 2 làn... được β =1.198 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp có mô đun đàn hồi trung bình là dc Etb = β Etb’=1.198 x 266.97 = 319.83 (MPa) - Tính Ech của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 (TCN 211-06) 55 H 58 = =1.758 ; = = 0.172 D 33 319.83 Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được = 0.594 Vậy : Ech=319.83 x 0.594 = 189.98 MPa - Kiểm nghiệm theo điều kiện dv Ech≥ K cd E yc Đường cấp IV, 2 làn... kết cấu áo đường phương án III 7.3 Tính toán cường độ kết cấu áo đường 7.3.1.Xác định các đặc trưng tính toán của nền đường và các lớp vật liệu 7.3.1.1 Môđuyn tính toán của đất nền: Đất đáy áo đường là đất á sét lẫn sỏi sạn lu lèn đạt K = 0,98 ( Theo TCN 211-06 tra bảng B-3 ) ta có các thông số về tính chất cơ lý và cường độ của nó như sau: -Mô đun đàn hồi E0 = 55 MPa -Độ ẩm tương đối trong tính toán:... MPa tr = K cd 0.94 Kết quả tính toán cho thấy 0.00906 < 0.0245 nên điều kiện 1.7.7 được đảm bảo -Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đối với lớp CPĐD Loại II Dmax 37.5 - Tính Etb của cả 3 lớp kết cấu: - Quy đổi tầng hai lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức (1.7.5) - Kết quả quy đổi tầng hai lớp phương án I ở bảng 1.7.12 Bảng quy ô i về hệ 2 lớp phương... điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vị * Đối với lớp BTNC loại II Dmax 25 lớp dưới: 1600 * 6 + 1800 * 4 =1680 Mpa 6+4 Xác định trị số Etb’ của lớp móng cấp phối đá dăm loại I và loại II Bảng quy ô i hệ 2 lớp móng cấp phối đá dăm Bảng 1.7.14 h1=10 cm; E1 = Lớp kết cấu E T (MPa) Cấp phối đá dăm . đảm bảo chất lượng. Ngoài ra tuyến đường đi qua khu vực có lực lượng lao động nông dân khá nhiều, chi phí cho một lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm. chọn là 15 năm và đây là tuyến đường có chức năng và ý nghĩa kinh tế, xã hội quan trọng do đó ta chọn mặt đường cấp cao chủ yếu A 1 . 7.2.2 Đề xuất các phương án cấu tạo kết cấu áo đường: * Đề. nhiều lần thi công. Khi xây dựng lần sau gây trở ngại về việc tổ chức giao thông, khó thông suốt, diện thi công thu hẹp, do đó việc tổ chức thi công, điều động máy móc, nhân lực sẽ gặp khó khăn