Đề cương thiết kế đường ô tô

Đề cương thiết kế đường oto phần I - Lớp dự án quản lý Dự án K48 Câu Tầm nhìn xe chạy (4 sơ đồ) Để đảm bảo an tồn người lái xe ln cần đảm bảo nhìn thấy đường chiều dài định,chiều dài gọi tầm nhìn xe chạy a.Sơ đồ Xe hãm trc chướng ngại vật tĩnh đg S1=lpu +Sh + lo Sh = k v1 : vtốc trước hãm; v2: vtốc sau hãm.v2=0; k :hệ số sử dụng phanh ; lo: cự ly an toàn (5-10)m tpu= 1s , lpu= v b.Sơ đồ :Hai xe ngược chiều S2=lpu1 +lpu2 + Sh1 + Sh2 + lo Trường hợp v1 =v2 => S2 = 2.lpu + 2Sh + lo c.Sơ đồ Hai xe ngc chiều,tránh ko giảm tốc a: k/c tim xe r: bán kính tối thiểu mà xe rẽ mà ko giảm tốc độ d.Sơ đồ 4: Hai xe chiều vượt *Vận dụng sơ đồ tầm nhìn -Sđ :là sđ cần phải kiểm tra với tình nào.Do S1 xem trị số tầm nhìn tối thiểu cần phải đảm bảo tke đg trường hợp -Sđ : Thường áp dụng cho đường ko có dải phân cách cứng sử dụng để tính tốn bán kính đường cong đứng -Sđ : sdung -Sđ 4: Trường hợp nguy hiểm nhất,phổ biến xảy đường có xe.trường hợp có dải phân cách ko xảy với Sđ Câu Lực ngang, hệ số lực ngang - Lực ly tâm: C = = - Lực ngang: Y = C.cosα ±G.sinα Dấu "+" : trường hợp cấu tạo bình thường mặt đường hai mái xe chạy Dấu "-" : trường hợp cấu tạo độ dốc siêu cao α: góc nghiêng mặt đường so với phương nằm ngang h : chiều cao trọng tâm xe tới mặt đường b : chiều rộng hai bánh xe Y tổng lực ngang G trọng lượng tơ Vì góc α nhỏ => cosα =1; sinα = tgα = in độ dốc ngang mặt đường => Y = ± G in đặt = µ => = ± in = µ hệ số lực ngang đặc trưng cho lực ngang tác dụng lên đơn vị trọng lượng xe => bán kính đường cong nằm R= (m) v: (m/s) R= (m) V: (km/h) “+” xe chạy phía bụng đường cong “-” xe chạy phía lưng đường cong Câu 3.Lựa chọn hệ số lực ngang a.Điều kiện ổn định chống lật : Y.h ≤ G ( - ∆) => µ = ≤ h chiều cao trọng tâm xe ; b kcach tim bánh xe ∆ : độ dịch ngang than xe ô tô so với bánh thường lấy ∆ =0,2b ; thông thường : = – xe du lịch = 1,7 – xe bus Nếu lấy b/h = µ ≤0,6 Như µ ≤0,6 đk ln đảm bảo b.Đk ổn định chông trượt ngang : φ1 hệ số bám theo chiều dọc bánh xe với mặt đường φ2 hệ số bám theo chiều ngang bánh xe với mặt đường Q= = G.φ G : tải trọng tác dụng lên bánh xe Chống trượt Q ≤ G φ ; φ1= (0.7 ÷ 0.8) φ ; φ2 = (0.6 ÷ 0.7)φ ; Ta có đk hệ số µ sau : -mặt đường khơ µ ≤ 0,36 ; - mặt đường khơ ẩm µ ≤ 0,24 ; - mặt đường bùn bẩn µ ≤ 0,12 c.Đk êm thuận tiện nghi với hành khách Sau điều tra thực nghiệm ta có kq sau : µ ≤ 0,1 ko cảm thấy xe chạy đường cong ; µ =0,15 cảm thấy xe chạy đường cong ; µ = 0,2 cảm thấy khó chịu ; µ = 0,3 cảm thấy bị xơ dạt phía Trong đk khó khăn cho phép µ = 0,21 d.Đk tiết kiệm nhiên liệu săm lốp δ= với δ góc lệch săm lốp , Kn : hệ số biến dạng lốp xe.Góc δ lớn tiêu hao nhiên liệu nhiều hao mòn lốp xe nhanh nên sd µ ≤ 0,1 * Thơng thường nên đảm bảo µ ≤ 0,1 Trường hợp khó khăn lấy µ =0,15 Trường hợp đặc biệt µ = 0,2 trg hợp đg cao tốc µ = 0,03 ÷ 0,08 Câu 4.Siêu cao a, Siêu cao tác dụng siêu cao µ= ± in Để hệ số µ nhỏ, ta cho bk R lớn, giảm vận tốc xe chạy.Vì ta sdung pp tạo siêu cao,tức mặt đg nằm nghiêng phía bụng đg cong * Đ/n : SC cấu tạo đặc biệt đường cong có bán kính nhỏ gần đường phía lưng đường cong nâng cao để mặt đường có độ dốc ngang mái nghiềng phía bụng đường cong để xe chạy an toàn êm thuận *Tác dụng : -giảm lực ngang,giảm tác hại lực li tâm đảm bảo xe chạy an tồn đường cong -tạo tâm lí cho người lái , người lái tự tin điều khiển xe chạy đường cong -tạo mặt mỹ quan quang học ,làm cho mặt đường không bj thu hẹp giả tạo vào đg cong * Độ dốc s/c v2 v2 µ= - isc  isc= -µ g R g R *Đoạn nối sc , phương pháp nối sc isc.B L1= L1 : đoạn nối sc ; B : bề rộng xe chạy B = ∑ B ; ip ip: độ dốc dọc phụ : vào đường cong từ in đến isc tạo thêm độ dốc ( cao ) -thơng thường bố trí đoạn nối sc trùng với đường cong chuyển tiếp Trường hợp đường cong trịn ta bố trí nửa đường thẳng , nửa đường cong, * phương pháp nấng siêu cao - pp quay quanh tim : +cao độ trắc dọc ko thay đổi +hay sử dụng, sử dụng phổ biến nhất, ko làm thay đổi độ dốc dọc trục - pp quay quanh mép đương ; thay đổi cao độ trắc dọc  sử dụng ; -nhiều đường phải tạo nhiều tâm quay -pp quay quanh trục ảo : tạo trục ảo mép đường quay quanh tim quay quanh mép đường Câu Lựa chọn bán kính đường cong nằm R v2 v2 v2 + M= ; R= − in  R = g ( M + in ) g ( M + isc ) g R (Chọn R: tùy địa hình , đảm bảo đường đồng mức) -Khi tke cần chọn bán kính đường cong nằm hợp lí để đảm bảo diều kiện: + bám sát địa hình để khối lượng đào đắp + Đảm bảo chế độ xe chạy tốt *Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ trường hợp ko có sc v2 Chọn M = 0.08 : R = g ( M + in ) * xác định Rmin có siêu cao M= 0,15 : Rmin sc = v2 g ( M + isc ) Rsctt = * Rmin có sc thơng thường M= 0,08 : v2 g ( M + isc ) *Nguyên tắc lựa chọn bk đường cong nằm -Lớn giá trị giới hạn -Phù hợp với địa hình , giá trị lớn tốt - Đảm bpar nối tiếp đường cong liên tiếp - Đảm bảo bố trí yếu tố cong đường cong chuyển tiếp,siêu cao - Đảm bảo phối hợp hài hòa yếu tố tuyến , phối hợp với cảnh quan Câu : Đường cong chuyển tiếp? Khi xe chạy vào đường cong tròn phải gặp thay đổi : - R = + ∞ đạt R = Rtkế - Lực li tâm từ giá trị tới C = - Góc α tăng dần từ giá trị đến α ( α : góc hợp bánh xe với trục trước xe )  Những thay đổi đột ngột gây cảm giác khó chịu cho người lái Vì để đảm bảo có chuyển biến hài hịa người ta bố trí thêm đường cong chuyển tiếp.Ngồi tác dụng mặt học đường cong chuyển tiếp tạo tuyến hài hịa khơng gãy khúc, đảm bảo tầm nhìn, tăng mức độ tiện nghi, an toàn * Xác định chiều dài đ/c chuyển tiếp: - Giả thiết V= const v2 I= tR I: Độ tăng gia tốc li tâm t: Thời gian xe chạy từ đầu đến hết đ/c chuyển tiếp ( Từ Nđ đến Tđ ) Lct V3 t= V  Lct = I R * Các dạng hình học đ/c chuyển tiếp: - Đ/c Clothoid - Đ/c parabol bậc 3,4 * Đk lựa chọn đường cong: - Dạng đ/c phù hợp với quỹ đạo chuyển động xe - Tính tốn cắm đường cong thực đơn giản,dễ dàng Câu Mở rộng phần xe chạy đường cong -Khi xe chạy đường cong,trục sau xe hướng tâm, trục trc xe hợp với trục xe góc α nên xe yêu cầu chiều rộng lớn đường thẳng e1 = L : chiều dài tính từ trục sau xe tới giảm xóc phía trước e1 : Độ mở rộng xe ; Hai xe : e = e1 + e2 = 2e1 Công thức xét khả thực tế xe chạy bị lắc ngang sang hai bên, phải bổ sung số hạng hiệu chỉnh e1 = + L2 0,1 v ; Có thể tính gần theo cơng thức e1 = R + R -Đối với đường cấp cao bán kính lớn, bố trí nhiều đường cong chuyển tiếp phù hợp với quĩ đạo chạy xe nên ko cần phải bố trí độ mở rộng phần xe chạy - Bố trị mở rộng mặt đường cong: độ mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao đường cong chuyển tiếp khơng có yếu tố này, đoạn nối đc cấu tạo: nửa nằm đường thẳng nửa đường cong, đoạn nối mở rộng (tuyến tính) mở rộng m chiều dài tối thiểu 10m - Độ mở rộng bố trí hai bên lưng bụng đường cong, gặp khó khăn bố trí bên Câu : Sự nối tiếp đường cong : *T/d nối tiếp đg cong nằm -Tránh bất ngờ cho ng lái -Khi btrí đg cong bk nhỏ khu vực  làm ng lái giảm tốc độ, tập trung ý -Tránh cho xe phải thay đổi lực ngang nhiều -Tăng tính an toàn, êm thuận cho tuyến đg *Cách thức nối tiếp đg cong nằm -Các bk đg cong cạnh ko nên chênh lệch quá, tốt ko 1,5 lần bk đg cong Sau đoạn thẳng dài ko nên btrí đg cong có bk nhỏ Các bk nhỏ tốt nên tập trung khu vực, khu ng lái giảm tốc & tập trung ý Về mặt lkết kthuật cần có ý cho t/hợp sau +Nối tiếp đg cong chiều *2 đg cong chiều ( ko có siêu cao hay siêu cao) nối trực tiếp với *2 đg cong chiều nằm gần mà chiều dài đoạn ko có or ko đủ để btrí đg cong chuyển tiếp đoạn nối siêu cao tốt thay đổi bk để đg cong nối tiếp với & có độ dốc siêu cao, độ mở rộng *2 đg cong chiều có đoạn chêm ngắn địa hình ko thể dùng đg cong ghép mà phải giữ đoạn chênh lệch thiết kế đoạn chêm có m/c ngang mái (siêu cao) từ cuối đg cong đến đầu đg cong *2 đg cong chiều có đoạn chêm lớn sau btrí đoạn đg cong chuyển tiếp (or nối siêu cao) đoạn lại tkế cắt ngang mái *2 đg cong chiều, liền kề, có bk nhỏ mà ko có đoạn chêm thay đg cong có bk lớn +Khi đg cong trái chiều: *2 đg cong ngược chiều có bk lớn mà ko u cầu làm siêu cao nối trực tiếp với *2 đh cong ngược chiều có siêu cao yêu cầu đoạn chêm đủ dài để btrí đg cong chuyển tiếp or đoạn nối siêu cao or đoạn nối mở rộng: m >= (L1+L2)/2 với (L1,L2 chiều dài đg cong chuyển tiếp or nối mở rộng, or nối siêu cao) *2 đg cong ngược chiều có siêu cao mà đoạn chêm ko đủ giải cách tăng bk cho đg cong tiếp giáp (2 đg cong trùng tim) Câu : Bảo đảm tầm nhìn đường cong bán kính nhỏ : Khi xe chạy vào đường cong bk nhỏ tầm nhìn bị hạn chế chiếm bề rộng mặt đg xe chạy ngồi đg thẳng trục sau bánh xe ln hg tâm cịn trước tạo với bk góc α ≠ để đảm bảo an tồn ng lái ln đc đảm bảo nhìn thấy đường chiều dài định phía tr’c để người lái xe kịp sử lý tr’c trướng ngại vật tầm nhìn mặt đc đảm bảo cho ko bị vách đá, nhà cửa, cối che khuất *Các biện pháp đảm bảo: +Pải dỡ bỏ chướng ngại vật : chặt cây, đào mái taluy… chướng ngại vật phải thấp tia nhìn 0.3m trường hợp khó khăn dùng gường cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ biển cấm vượt xe… +Mở rộng phần xe chạy đg cong: -T/hợp phải btrí mở rộng phần xe chạy : Khi xe chạy từ đg thẳng vào đg cong Trong t/hợp có thể, nên tận dụng btrí mở rộng phía bụng đg cong, xe có xu hg cắt đg cong T/hợp cần thiết btrí phía lưng or btrí phần phía lưng & phần phía bụng -Xđ chiều dài tối thiểu đoạn nối mở rộng phần xe chạy Lnmr=Max (Lnsc;Lct) Trong đó: Lnsc= isc.(B+Δ)/ip: đoạn nối siêu cao Lct=V2/(23,5.R) đoạn chuyển tiếp cần thiết Nếu btrí theo đg thẳng mở rộng theo tỷ lệ 1:10 (1 m rộng – 10m dài) -Cách btrí đoạn nối mở rộng Khi có đg cong chuyển tiếp lấy trung với đg cong chuyển tiếp & đoạn nối siêu cao Ưu tiên: Mở rộng phía bụng t/hợp bất khả kháng  mở rộng phía lưng đg cong Nếu mở rộng mặt đg làm thu hẹp lề đg (lề đất) phải mở rộng lề cho đạt trị số tối thiểu quy trình 10 15.Khái niệm, yêu cầu thiết kế đường, nội dung thiết kế đường * KN: Nền đường tơ cơng trình kết cấu đất đá đào đắp, dựa vị trí tuyến đường mặt đất - Tác dụng: + Khắc phục địa hình thiên nhiên, nhằm tạo nên dải đất đủ rộng dọc theo tuyến đường, đáp ứng tiêu chuẩn bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đkiện xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế → Làm sở cho áo đường : ảnh hưởng tới cường dộ tình trạng khai thác kết cấu áo đường * Yêu cầu chung đường: - Luôn ổn định tồn khối, kích thước hinh học hình dạng đường ko bị phá hỏng, biến dạng hoàn cảnh ( tượng ổn định, sạt lở, lún, dịch chuyển….) - Đảm bảo đủ cường độ định, không bị biến dạng nhiều (cường độ) tác dụng xe chạy - Đảm bảo ổn định cường độ, không thay đổi thời gian, khí hậu * Nguyên nhân phá hoại đường - Phá hoại thiên nhiên: mưa, nước tích tụ bên đường làm giảm cường độ đường, gây sói lở bề mặt, chân ta luy dẫn đến ổn định toàn khối, ổn định cường độ ( Đây nguyên nhân chủ yếu) - Điều kiện địa chất thủy văn tồn khối khơng tốt - Tác dụng tải trọng xe chạy - Tác dụng tải trọng thân đường (đắp cao, đào sâu) - Do thi công không đảm bảo chất lượng * Hệ số ổn định toàn khối đường: K od = k1 k k k k k pp Trong trường hợp tính toán, yêu cầu ổn định đường thể qua hệ số ổn định toàn khối đường - k1 : độ tin cậy đặc trưng học đất k1 = ÷ 1,1 - k : Hệ số xđ ý nghĩa CT đường, tùy theo cấp hạng tuyến đường CấpI,II k = 1,03 cấp lại k = - k : Hệ số xét đến mức độ tổn thất kinh tế QDân Nếu ct bị phá hoại bị gián đoạn giao thông k = ÷ 1,2 - k : Hệ số xét đến mức độ phù hợp sơ đồ tính tốn với đk địa chất, thủy văn chỗ xây dựng k = ÷ 1,05 - k : Hệ số xét đến loại đất làm việc kết cấu đường k =1 ÷ 1,05 - k pp : Hệ số xét đến mức độ tin cậy phương pháp tính tốn ổn định - Nói chung, k od =1 ÷ 1,5 17 16 cấu tạo đường: a) Nền đắp Nền đường mặt đỉnh đường cao mặt đất tự nhiên Nền đắp thấp: h< 1m - Thường sử dụng mát taluy 1:1.25 - Thương đào hai bên đắp thành đường ( phần bị đào lên tạo thành thùng đấu) - Nếu đào thấp phải có rãnh dọc hai bên để đảm bảo nước * Nền đắp vừa.h= 1->6 m * Nền đắp cao h= 6->12 m * Nền đắp cao 12m Sử dụng cho qua bãi sông , phải đắp cao để tránh ngập úng vào mùa lũ Các ý: -nền không cao lớn 10m so với đất 20 m so với đá – với đường đầu cầu dịng sơng, phải có cấu tạo chân dốc taluy cho cao mực nước thiết kế 0.5m đồng thời phải có biện pháp gia cố taluy, thiết kế phòng hộ - Khi xây dựng đắp sườn dóc, phải có biện pháp cấu tạo chống đỡ: + vét hữu + tạo ma sát + kè chống - Nếu độ dốc sườn < 20% cần áp dụng biện pháp vét hữu cơ, để tránh tương xói đáy - độ dốc = 20 đến 50% phải sử dụng biện pháp đánh cấp - i>50 % sử dụng biện pháp kè chống đỡ( tường chắn, xếp đá, rọ đá ) b) Nền đào: 18 - Có hai kiểu đào: đào hoàn toàn đào chữ L - Đặc điểm: + chân mái ta luy phải bố trí rãnh biên để thoát nước mặt thoát nước mái ta luy + sử dụng đường đào phá hoại cân tự nhiên + mái taluy đào phải có độ dốc định để đảm bảo ổn đinh cho ta luy sườn núi Độ dốc mái taluy thiết kế theo phương pháp phân tích đk địa chất cơng trình bao gồm: Thành phần tính chất đất đá; nằm phát triển loại đất ; ngun nhân hình thành địa chất; tính chấn kết cấu mức độ phong hóa; chiều cao mái dốc; hướng phương vị mái dốc; c) Nền nửa đào nửa đắp: - đường mà mặt cắt ngang vừa đào vừa đắp - Đặc điểm: độ dốc tương đối lớn ; cao độ thiết kế tim đường xấp xỉ cao độ tự nhiên; đường tương đối rộng; 19 17 Tính tốn ổn định đường sườn dốc (mặt trượt phẳng, gãy khúc) 20 18.Khái niệm yêu cầu chung thiết kế áo đường + Khái niệm Áo đường cơng trình xây dựng đường nhiều lớp vật liệu, có cường độ lớn so với cường độ đất để phục vụ xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng của: tải trọng xe chạy, phá hoại thường xuyên nhân tố thiên nhiên + Yêu cầu a) Áo đường phải có đủ cường độ độ ổn định cường độ: -Cường độ thể qua khả chống biến dạng thằng đứng, bd trượt, bd co giãn, đồng thời phải có sức chống chịu tác dụng phá hoại bề mặt xe cộ thiên nhiên -Ổn định cường độ tức cđ áo đường bị thay đổi theo điều kiện khí hậu thời tiết b) Mặt đường phải đảm bảo độ phẳng định, nhằm giảm sức cản lăn, giảm sóc xe chạy c) Bề mặt áo đường có đủ độ nhám định để nâng cao hệ số nhám bánh xe mặt đường d) Mặt đường phải hạn chế tác động với mơi trường: khơng gây nhiễm nước mặt, ko khí độc, hút ồn mật độ nước nhẹ Áo đường sản sinh bụi tốt 21 19.Cấu tạo áo đường * Sự làm việc áo đường tác dụng tải trọng: - Lực tác dụng lên áo đường gồm thành phần: + Lực thẳng đứng tải trọng bánh xe gây σ z + Lực nằm ngang sức kéo, lực hãm σ x - Lực ngang chủ yếu tác dụng lên bề mặt áo đường, không truyền sâu xuống lớp nên sử dụng loại vật liệu có tính dính cao, tránh xơ trượt, long bật lớp phía - Lực thẳng đứng: giảm dần theo chiều sâu, cần cấu tạo lớp phía có cường độ cao giảm dần mặt cường độ theo chiều sâu Cấu tạo kết cấu áo đường: ?p hao mòn ?p hao mịn ?p m?t ?p m?t du?i ?p móng ?p móng du?i ?ng m?t ?ng móng ?p dáy áo du?ng ?n du?ng d?t *Tầng đáy áo đường: - Lớp đất : Nền đất xem phận kết cấu áo đường đất tham gia chịu lực thằng đứng với áo đường - Lớp đáy áo đường: tạo đất đồng có sức chịu tải cao, ngăn chặn nguồn ẩm từ xuống từ lên, tạo hiệu ứng đe, giúp cho chất lượng lu lèn Lớp đáy áo đường thường dùng vật liệu đất, bề dày 30 ÷ 50 cm, độ chặt cao k=0,98 *Tầng móng: chịu lực thằng đứng - Nhiệm vụ tầng móng: truyền phân bố tải trọng thẳng đứng cho truyền tới đất ứng suất thẳng đứng giảm tới mức độ đủ để đường chịu - Do tải trọng thẳng đứng xuống sâu nhỏ nên tầng móng gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau, có cường độ giảm dần theo chiều sâu - Do ko phải chịu td phá hoại bề mặt tầng mặt nên cấu tạo tầng móng vật liệu rời rạc, kích cỡ lớn, chịu bào mịn - Yêu cầu với tầng móng: Đảm bảo độ cứng độ chặt định * Tầng mặt: - Là phận trực tiếp chịu td bánh xe ảnh hưởng yếu tố thiên nhiên Tầng mặt phải chịu lực thẳng đứng lực ngang lớn tầng mặt đòi hỏi phải 22 làm vật liệu có cường độ cao có sức liên kết tốt Kích cỡ hạt cốt liệu làm tầng mặt nên sử dụng cỡ nhỏ vừa nhằm tránh bong bật - Lớp hao mòn: thường làm vật liệu cát to sỏi rời rạc, lớp mỏng từ 0,5-1 cm, rải lên khắp mặt nhằm tăng độ phẳng, bảo vệ lớp mặt - Lớp mặt : Thường làm vật liệu có tính dính kết (bê tơng nhựa chặt), chiều dày lớp h> 3cm - Lớp mặt dưới: Thường làm vật liệu bê tông nhựa rỗng * Chú ý: Lớp bảo vệ lớp hao mịn thuộc loại định kỳ, làm lại q trình khai thác Lớp hao mòn ko kể đến q trình tính tốn bề dày cường độ kết cấu áo đường 23 20 Phân loại áo đường Trả lời: Phân loại theo đặc trưng học.Mođun đàn hồi lớp mặt so với lớp móng a) áo đường cứng: áo đường có độ cứng lớn, cường độ chống biến dạng cao hẳn so với mặt đất có khả năg chịu uốn lớn - áo đường BTXM loại áo đường cứng, tầng móng đất tham gia chiuj tải b) áo đường mềm: kết cấu với tầng lớp có khả chịu uốn nhỏ, chịu nén, cắt trượt chủ yếu - cường độ kn chống biến dạng phụ thuộc thay đổi nhiêtj độ độ ẩm Do thiết kế áo đường mềm, đất tham gia chịu tải - Áo đường mềm bao gồm tất loại áo đường làm vl khác trừ BTXM Phân loại theo cấu tạo tầng mặt đặc trưng khai thác sử dụng a) áo đươgnf cấp cao A1: ađ ko phát sinh biến dạng dư tác dụng tải trọng xe chạy(ko tích lũy biến dạng dư) cho phép ađ làm vệc hoàn toàn giai đoạn đàn hồi đảm bảo thời gian trì chất lượng khai thác cao, tốc độ cao, kéo giài thời gian kì sửa chữa tầng mặt Sử dụng: đường cao tốc, cấp 60 trở lên b) ađ cc A2( ađ cc thứ yếu) ko tích lũy biến dạng dư, làm việc gđ đàn hồi, giảm bớt mức dự trữ cường độ so với A1, thời gian kì sửa chữa ngắn chi phí rẻ SD: đường cấp 40 trở lên, đường đô thị loại c) Ađ cấp thấp B1 Thường bao gồm loại vật liệu cấp phối, có lớp hao mòn bảo vệ SD cho đường cấp 20 trở lên d) Ađ cấp thấp B2: vật liệu phế liệu công nghiệp, vật liệu chỗ (lớp hao mịn ko có nhựa) pvSD: ko thuộc cấp đường cả, đường dân sinh, đường tạm Phân loại theo vật liệu cấu trúc vật liệu: a) Áo đường làm vật liệu đất đá thiên nhiên khơng có chất liên kết *Cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá: +được hình thành theo cấu trúc keo tụ + điển hình cho nguyên lý lớp áo đường đá dăm + đá dăm nước đc cấu trúc từ đá dăm có hình dạng vng thành sắc canh, cường độ tương đối cứng, kích cỡ tương đối đồng đều, thơng qua trình lu lèn kèm theo tưới nước để đá khỏi bị vỡ sớm đạt đc độ chặt -ưu điểm: +pp thi cơng đơn giản, +cốt liệu kích cỡ, nên dễ khống chế chat lượng trình chế tạo vật lieu dễ ktra trình thi cơng - Nhược điểm: +địi hỏi cao hình dạng kích cỡ hạt đá cường độ đá,+ tốn công lu lèn +súc chịu bong bật -Phạm vi sử dụng: Nên dùng làm tầng phủ áo đường B1 * Cấu trúc theo Nguyên lý cấp phối: lớp áo đường cấp phối đc cấu trúc từ hạt đá, sỏi, cuội, cát, đất có KT khác nhau, cách liên tục, phối hợp với theo tỷ lệ định Sauk hi lu lèn, hỗn hợp có độ rỗng nhỏ, cường độ cấp phối đc hình thành từ lực dính ma sát hạt -ưu điểm:+ sử dụng vật liệu chỗ, thuận lợi + cường độ hạt ko đòi hỏi cao +ít tốn cơng lu lèn -Nhược điểm: + mùa mưa dễ bị lầy lội ổn định nước +đòi hỏi cơng nghệ chế tạo vật liệu chặt chẽ(khó sử dụng) - Phạm vi: làm tầng mặt cho áo đường cấp thấp B1(phải bố trí lớp hao mịn) ; làm tầng móng cho áo đường cấp cao A1 A2 b) Áo đường vật liệu đất thiên nhiên có lket vô or hữu cơ(xi măng, vôi) 24 - Cấu trúc theo nguyên lý chèn đá nly cấp phối, trộn thêm tỷ lệ định chất lk vô dạnh vữa bột/ - Cường độ tính ổn định nước tăng lên sức chịu tác dụng phá hoại bề mặt thấp - Điển hình loại áo đường này: + đát gia cố vôi, xi măng + đá gia cố vôi, xi măng -PvSD: +tầng mặt áo đường cấp thấp B1(phải làm lớp hao mịn) +dùng làm lớp móng A1 A2 c) Loại vật liên đất đá TN có chất lk hữu cơ: - Cấu trúc theo nguyên lý có thêm tỷ lệ nhựa (tưới trộn) dạng nhựa đặc đun nóng- nhựa lỏng- nhũ tương -Điển hình: áo đường thấm nhập nhựa+ áo đường láng nhựa -ưu điểm+ cường độ cao, chịu bong bật mài mòn tốt+dễ tạo phẳng, bụi -Nhược điểm: phải nghiên cứu lượng nhựa thích hợp để giải vấn đề ổn định nhiệt pvSd: thường sd tầng mặt, áo đường cấp cao 25 Câu 21: tượng phá hoại áo đường mềm, đk TTGH ? Trả lời : * tác dụng tải trọng xe chạy,khi đạt đến cường độ giới hạn kết cấu áo đường mềm xảy tượng hình vẽ : ?t n ?t + mặt t/x bánh xe với mặt đường kết cấu áo đường bị nén,xung quanh chỗ tiếp xúc chỗ bánh xe với mặt đường phát sinh trượt ( ưs cắt ) +trên mặt đường cong xung quanh chỗ t/x xuất đường nứt hướng tâm.vật liệu thường đc đẩy trồi lên.mặt đường thường bị vỡ nứt bề mặt +dưới đáy k/c áo đường bên bánh xe bị nứt ưs kéo Như để đạt đc yêu cầu áo đường mềm ( mặt cường độ ) cần phải đảm bảo tượng phá hoại ko xảy ra, thõa mãn điều kiên sau : -đk1: đk cắt trượt ζ ≤ ζ cp -> Ktr ζ ≤ ζ cp Trong : ζ ưs cắt điểm đất áo đường lớp áo đường tải trọng xe chạy tính tốn gây ζ cp ưs cắt giới hạn đất vật liệu lớp áo đường Ktr hệ số cường độ trạng thái giới hạn trượt (.) k/c đất áo đường ktr lớn độ bền vững tin cậy cao -đk 2: điều kiện chịu kéo uốn σku ≤ Rku -> Kku σku ≤ Rku Trong : σku ưs kéo uốn lớn phát sinh đáy áo đường tải trọng xe chạy tính toán gây Rku ưs kéo uốn giới hạn cho phép ổn định vật liệu áo đường Kku hệ số cường độ trạng thái giới hạn kéo uốn -đk 3: đk độ võng giới hạn đàn hồi Lđh ≤ Lgh -> Kđh Lđh ≤ Lgh Lđh độ võng đàn hồi biến dạng thẳng đứng kết cấu áo đường t/d tải trọng xe chạy tính tốn Lgh độ võng đàn hồi g/h cho phép Egh = ( PD ) / Lgh P: tải trọng phân bố xe tính tốn D : diện tích bánh xe quy đổi Kđh ≤ Ech/ Eyc Ech : mô đun đàn hồi chung k/c áo đường Eyc : mô đun đàn hồi y/c k/c áo đường Mục đích việc quy đổi độ võng giới hạn : làm giảm biên độ dao động thẳng đứng vật liệu k/c áo đường từ hạn chế phát triển tượng mỏi nâng cao cường độ k/c áo đường 26 Câu 22: tính tốn áo đường mền theo t/c độ võng đàn hồi giới hạn ? Trả lời : a, ngun lý tính tốn Kđv ≤ Ech/ Eyc Ech mô đun đàn hồi chung k/c áo đường Eyc mô đun đàn hồi y/c kết cấu áo đường Kđv hệ số độ võng b, xđ Ech * đ/v hệ lớp Ech/E1 = f.( h/d, Eo/E1) Eo mô đun đ/hồi đất E1 mô đun đ/hồi lớp k/c áo đường lớp h : bề dày lớp k/c áo đường D : đường kính quy đổi * đ/v hệ lớp: + p2 quy đổi : để đơn giản người ta tìm cách quy đổi hệ lớp hệ lớp để tính Ech nguyên tắc : sở để đổi hệ lớp hệ lớp mô đun đàn hồi Ech đc tính giảm hệ lớp PA : áp dụng cho H/D ≤ H = ∑ hi tính Ech hệ lớp bao gồm lớp mỏng áo đường với đất ta đc giá trị Ech1 xem toàn phần bán ko gian bên lớp mặt áo đường hệ lớp từ sd toán đồ ta xđ e ,ch hệ lớp -> Ech tồn k/c PA 2: H/D >1 p2 giáo sư đặng hữu Ech = β.E1( ( + K1/3 ) / ( 1+ K) )3 K = h1/h2 , t = E2/E1 β = 1,114.( H/D )0,12 β : hệ số hiệu chỉnh giáo sư dương ngọc hải lớp trở lên ta có E , ch = E1( ( + K1/3 ) / ( 1+ K) )3 theo quy trình 22TCN211-93 cách xđ công thức giáo sư đặng hữu sau: đổi lớp từ lên thành lớp có giá trị đàn hồi Ech coi lớp Ech đc quy đổi lớp ta tiếp tục quy đổi với lớp thành lớp ta đc E , ch cuối xét hệ lớp gồm toàn k/c áo đường quy đổi lớp áo đường quy đổi đất Trong trình quy đổi lớp từ lên đc phép đưa hệ số điều chỉnh β vào cơng thức tính Ech cịn lại lớp áo đường cuối Eyc = ( (PD(1-μ2))/Lgh) c, xđ lưu lượng xe trục tính tốn : lưu lượng xe loại quy đổi loại xe có tải trọng trục tiêu chuẩn chạy ngày đêm ( ) tương lai xe nặng vào thời kỳ lợi lưu lượng xe tương lai lưu lượng xe đc dự đoán xuất cuối thời hạn sd tuyến đường hệ số quy đổi : a = ( Qi/Qtt )4,4 Qi tải trọng trục sau loại xe i cần quy đổi Qtt tải trọng trục sau loại xe i cần tính tốn Lưu lượng xe trục tính tốn Ntt1 = γ ∑ Ni.ai ( xe trục tính tốn/ng đêm ) Ni số xe loại i vào thời kỳ bất lợi năm tương lai hệ số quy đổi xe trục tiêu chuẩn tương ứng γ hệ số xét đến phân bố xe chạy xe d, kiểm toán Kđv ≤ Ech/ Eyc e, trình tự k tốn áo đường mềm theo t/c độ võng g/hạn - xđ lưu lượng xe trục tính toán - xđ trị số Eyc theo lưu lượng xe trục tính tốn - kiến cấu tạo lớp áo đường cố gắng thiết kế bề dày lớp nhỏ - quy đổi lớp từ lên theo p2 kogem p2 giáosư đặng hữu,từ xđ Ech k/c áo đường so sánh Ech với Eyc : + Ech > Eyc từ 0÷10% k/c đạt y/c chịu lực + 10% k/c áo đường dư thừa mặt cường độ ,cần điều chỉnh lại 27 Câu 23 : nêu điều kiện cắt trượt ,đk kéo uốn Trả lời : * đk cắt trượt a, ngun lý tính tốn ζ amax ≤ C -> ζ amax ≤ ζ am + ζ ab Trong : ζ amax ưs cắt hoạt động lớn ζ am ưs cắt hoạt động lớn tải trọng bánh xe tính tốn gây ζ ab ưs cắt hoạt động lớn Pg lớp thân điểm xét gây b,xđ ζ am : trị số ζ am tải trọng bánh xe gây tầng móng hệ lớp thường đạt cực đại gần sát mặt t/x giữ lớp ζ am = f ( ε ,h/d , E1/E2 ) E1 mơ đun đh tồn lớp áo đường phía E2 mơ đun đh tồn lớp áo đường phía c,cách xđ ζ ab : ζ ab = γh/ 2cosφ ( 1- ( μ2/(1- μ2)) – (( + (μ2/(1- μ2)))sinφ) ) h: bề dày toàn áo đường lớp bên lớp móng γ : trọng lượng riêng toàn vật liệu áo đường μ2 = 0,35 hệ số wotsong đất d, xđ thông số khác ζ amax ≤ C.k , với k, = ( k1.k2)/ ( ktr.m.n ) c : lực dính đất vL áo đường mà ta cần kiểm toán k, : hệ số tổng hợp ktr hệ số cường độ trạng thái giới hạn trượt n : hệ số xét đên tảido xe gây n = 1,15 m :hệ số xét đến đk tiếp xúc lớp k/c m = 0,65 đất dính.m = 1,15 đất dính k1 hệ số xét đến sức giảm sức chống cắt lớp đất t/d tải trọng trùng phục chấn động xe gây k1 = 0,6 k2 hệ số xét đến đk làm việc k đồng thi công k đồng đều,do yếu tố thiên nhiên vàcác yếu tố bất lợi khác • đk kéo uốn : a, ngun lý tính tốn : kku σku ≤ Rku σku: ưs kéo uốn lớn phát sinh đáy áo đường tải trọng xe chạy tính tốn gây Rku: ứng suất kéo uốn giới hạn cho phép vật liệu áo đường k: hệ số cường độ TTGH kéo uốn b, xđ Rku : cường độ giới hạn chịu kéo uốn lớp VL xét xđ = thí no xét đến tượng mỏi c, xđ σku σku = 1,15 p σ –ku 1,15 hệ số xét đến tác dụng động xung kích xe chạy đường σ –ku trị số ưs đơn vị kéo uốn lớp xét P : tải trọng phân bố p = P/F 28 Câu 24 :Kn,phân loại so sánh ưu nhược điểm áo đường cứng áo đường mềm,PVSD ? Trả lời : k/n : để có c/s cho việc thiết kế cấu tạo áo đường, biết đc kết cấu áo đường làm vật liệu nào,cấu trúc lớp sao,có đặc điểm tính tốn cường độ khác nhau,đặc tính sd ưu khuyết điểm,các tiêu kinh tế kỹ thuật khác • phân loại: chia làm loại + phân loại theo đặc trưng học : áo đường cứng áo đường mềm - áo đường cứng : k/c có độ cứng lớn, cường độ chống biến dạng cao hẳn so với đất có khả chịu uốn lớn.áo đường BTXM loại áo đường cứng tầng móng đất tham gia chịu tải - áo đường mền : k/c với tầng lớp có khả chịu uốn nhỏ,chỉ chịu nén,chịu cắt trượt chủ yếu.cường độ khả chống biến dạng áo đường mềm phụ thuộc vào thay đổi t0 độ ẩm.do k/c áo đường mềm, đất phải tham gia chịu tải.áo đường mềm bao gồm tất loại áo đường = VL khác trừ mặt đường BTXM + phân loại theo cấu tạo tầng mặt đặc trưng khai thác sd có loại - áo đường cấp cao A1: đảm bảo cho áo đường ko phát sinh biến dạng dư tác dụng xe chạy tức phi phối áo đường làm việc hoàn toàn g/đ đàn hồi pvsd : dùng cho đường cao tốc,đường cấp 60 trở lên - áo đường cấp cao A2 : áo đường cấp cao thứ yếu đảm bảo áo đường làm việc đk ko tích lũy biến dạng dư Pvsd : sử dụng cho đường cấp 40 trở lên,đường đô thị loại… - Áo đường cấp thấp B1 cấp thấp B2 : thường bao gồm loại vật liệu cấp phối.cho phép tích lũy biến dạng dư tác dụng xe chạy,ở mức độ định Phạm vi sd : đường dân sinh,đường huyện xã + phân loại theo VL cấu trúc VL : - áo đường làm VL đất đá tự nhiên,ko có chất liên kết nguyên lý đá chèn đá : đc hình thành theo cấu trúc keo tụ điểm hình theo nguyên lý đá chèn đá lớp áo đường đá dăm Pvsd : dùng làm tầng phủ áo đường cấp thấp độ B1 nguyên lý cấp phối: lớp áo đường cấp phối đc cấu trúc từ hỗn hợp đá, sỏi cọi,cát đất có kích thước khác cách liên tục,phối hợp với theo tỉ lệ định,sau lu lèn cường độ cấp phối đc hình thành Pvsd : làm tầng mặt cho áo đường cấp thấp B1,nên dùng làm tầng mỏng cho cấp cao A1,A2 - áo đường làm từ vật liệu đất đá thiên nhiên khơng có chất liên kết vơ :có cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá thêm tỉ lệ định chất l/k vô dạng vữa bột có cường độ tính ổn định với nước tăng sức chịu t/d phá hoại bề mặt thấp Pvsd : sd làm tầng mặt áo đường cấp thấp B1 nên dùng làm lớp móng cấp cao A1 A2 - áo đường làm từ VL đất đá thiên nhiên ko có chất liên kết hữu : theo nguyên lý đá chèn đá cấp phối, tưới trộn theo tỉ lệ định nhựa pvsd :thường đc sd làm tầng mặt, đc sd nhìu đường cấp cao • ưu nhược điểm : + áo đường cứng : ưd mô đun đàn hồi cao, ổn định nhiệt,ổn định nước,chiều dày mỏng Nhược điểm : công nghệ thi công phức tạp,giá thành cao hơn, lại gây tiếng ồn,bảo dưỡng khó.ảnh hưởng nhiệt độ theo mùa ngày đêm 29 + áo đường mềm : ưd êm thuận xe chạy,thi công nhanh,công nghệ đơn giản,giảm tiếng ồn rẻ đường BTXM.thi cơng xong lại luôn.duy tu bảo dưỡng dễ hơn.chống thấm nước nhược điểm độ ổn định nhiệt kém,bề dày lớn,ổn định nước kém,chịu ảnh hưởng lục ngang 30 Câu 25 : cấu tạo BTXM bố trí chung BTXM mặt bằng, Trả lời : * cấu tạo BTXM : + VL BTXM : BTXM áo đường cứng phải có cường độ cao để hạn chế nứt chống hao mòn đc phép sd BT có cường độ chịu kéo uốn cường độ chịu kéo cao Rku >= 40 kg/cm2 , Rn >= 300 kg/cm2 +bề dày BTXM: đc xđ theo tính tốn ko đc nhỏ chiều dày tối thiểu sau : -bản tải trọng trục 10 hmin = 22cm -bản tải trọng trục 12 hmin = 24cm +k/thước mặt tấm: bề rộng tấm: thường từ 3-5m thường cấu tạo bề rộng xe Chiều dài L đc khống chế theo đk hạn chế số ưs uốn vồng lớn +cấu tạo :hình vẽ *bố trí BTXM mặt bằng: hình vẽ Cách bố trí thơng thường hình vẽ có hình chữ nhật scác khe ngang thẳng hàng vng góc với khe dọc +các loại khe nối:-khe dọc đc bố trí dọc theo đường k/c giữ khe dọc bề rộng xe,khe dọc làm theo kiểu khe có truyền lực,có khe ngàm để đảm bảo việc truyền tải trọng đ/v đề phòng chuyển vị ngang -khe ngang: khe co: đc bố trí với BTXM liền kề để giảm bớt ưs kéo BT bị co lại.thực chất khe co dạng chủ động tạo trước vết nứt cho khối BT XM Khe dãn : từ 3-4 BTXM ta bố trí khe giãn nhằm mục đích giúp BT giãn nở,như giữ khe dãn liên tiếp có nhiều khe co giãn 31 ... tạo lớp vật liệu áo đường gọi gia cố 16 15.Khái niệm, yêu cầu thiết kế đường, nội dung thiết kế đường * KN: Nền đường ô tơ cơng trình kết cấu đất đá đào đắp, dựa vị trí tuyến đường mặt đất - Tác... trình thiết kế đường oto nước ta, cao độ đường đáp cầu nhỏ cống tính theo lũ có tần suất qui định sau:- Đường cao tốc: 1% - Đường oto cấp 80 : 2 %Đường cấp: 4% Ở nơi mạng lưới đường dày dùng đường. .. mặt đường khu vực bên đường Đảm bảo yêu cầu tối thiểu cho đường khô ráo.không nên đắp cao, đào sâu để tránh phải xây thêm cơng trình chống đỡ Nên bố trí đỉnh đường cong đứng trùng với đỉnh đường