Lý thuyết tính toán kết cấu áo đường cứng và ví dụ tính toán

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG Kết cấu mặt đường Cấu tạo mặt cắt ngang bê tông xi măng mặt đường Cường độ bê tông .6 Liên kết khe bê tông 4.1 Kích thước truyền lực 4.2 Kích thước ngàm khe kiểu ngàm 4.3 Khoảng cách khe co dãn 4.4 Chiều rộng khe co, dãn yêu cầu vật liệu chèn khe Cấu tạo kích thước bê tông trường hợp đặc biệt 10 Tải trọng tính toán, lưu lượng xe chạy tính toán hệ số chiết giảm cường độ tính toán 10 Tính toán cường độ mặt đường bê tông xi măng mặt bê tông nhựa 12 7.1 Tính toán chiều dày xi măng theo công thức sau: .12 7.2 Kiểm toán chiều dày bê tông tác dụng xe nặng cá biệt .16 Kiểm toán với ứng suất nhiệt 20 Thiết kế lớp móng bê tong xi măng mặt đường bê tong nhựa 23 10 Xác định mô đun đàn hồi chung mặt lớp móng 23 11 Tính chiều dày lớp móng mặt đường bê tông xi măng 24 Cấu tạo mặt đường bê tông lắp ghép .26 Tính toán bê tông lắp ghép 27 Để xác định diện tích cốt thép cần thiết phải tính giá trị hệ số β1 theo công thức: .29 A.1 Thiết kế Chiều dày mặt đường BTXM cho đường cấp III, lưu lượng 2146 xe/ngày đêm với thành phần xe cho bảng Mặt đường rộng 7,0m Nền đường đất sét k=0,98, đảm bảo thóat nước tốt .30 A.2 Bảng lưu lượng thành phần xe loại 30 A.3 Loại xe .30 A.4 N1 30 A.5 Trục xe .30 A.6 Xe loại 30 A.7 700 .30 A.9 Xe buýt trục 4,5T .31 A.10 500 31 A.11 4,5 31 A.12 Xe tải trục 5,6T 31 A.13 450 31 A.14 5,6 31 A.15 Xe tải trục 6,9T 31 A.16 375 31 A.17 6,9 31 A.18 Xe tải trục 10T 31 A.19 83 .31 A.20 10,0 31 A.21 Xe tải trục 9,4T 31 A.22 38 .31 A.23 2x9,4 31 Định kết cấu xác định tham số tính toán 31 A.25 Căn yêu cầu, tình hình xe vật liệu xây dựng, khả thi công, chọn kết cấu mặt đường sau: .31 A.26 -Lớp mặt đường BTXM M.350 không cốt thép, đổ chổ với kích thước mặt 6mx3,5m 31 A.27 Cường độ chịu kéo uốn Rku = 45daN/cm2 mô đun đàn hồi E =33.104daN/cm2, hệ số poisson μ = 0,15 31 A.28 -Lớp móng: cát gia cố 8% xi măng M.400, dày 15cm có E = 2800daN/cm2 .31 A.29 -Đất đường: có E0 = 300daN/cm2, φ = 17o , C = 0,28daN/cm2 31 A.30 -Tải trọng tính toán: Trục tính toán 10T, tải trọng bánh xe p = 5000daN, hệ số xung kích 1,20 31 A.31 Vậy tải trọng bánh xe tính toán Ptt = 5000.1,2 = 6000daN .31 A.32 Đường kính vệt bánh xe tương đương: D = 33cm → R = 16,5cm 31 A.33 Bảng 5-38: Quy đổi lưu lượng xe/ngày đêm trục tính toán 10T 31 A.34 Loại xe .31 A.35 Nt .31 A.36 Trục xe .31 A.37 31 A.38 Nqd 31 A.39 Xe loại 31 A.40 700 31 A.42 .31 A.43 .31 A.44 Xe ca trục 4,5T 31 A.45 500 31 A.46 4,5 31 A.47 0,03 31 A.48 15 .31 A.49 Xe tải trục 5,6T 31 A.50 450 31 A.51 5,6 31 A.52 0,08 31 A.53 36 .31 A.54 Xe tải trục 6,9T 32 A.55 375 32 A.56 6,9 32 A.57 0,34 32 A.58 128 32 A.59 Xe tải trục 10T 32 A.60 83 .32 A.61 10,0 32 A.62 1,0 32 A.63 83 .32 A.64 Xe tải trục 9,4T 32 A.65 38 .32 A.66 2x9,4 32 A.67 2x0,66 32 A.68 50 .32 A.69 Tổng cộng 32 A.70 2146 32 A.73 312 32 A.74 Đối với đường xe, lưu lượng xe chạy tính toán/làn: 32 A.75 Ntt = 0,55x312 =172 trục tính toán/làn 32 Tính chiều dày BTXM: 32 A.76 -Giả định chiều dày bê tông: h = 24cm .32 A.77 Dm = D + h = 33 + 24 = 57cm 32 A.78 -Tính mô đun đàn hồi tương đương mặt lớp móng Echm: .32 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG Kết cấu mặt đường Kết cấu mặt đường bê tông xi măng đổ chỗ gồm lớp mặt, lớp tạo phẳng, lớp móng, đất Mặt đường BTXM loại mặt đường cứng, bê tông ;ớp chịu lực chủ yếu mặt đường (chứ lớp móng với mặt đường mềm) chịu uốn tác dụng tải trọng xe chạy Tùy theo vị trí tải trọng bánh xe tác dụng mép tâm bê tông mà ứng suất kéo phần phần bê tông mặt đường Mặt đường BTXM bị biến dạng nhiệt độ độ ẩm thay đổi bê tông bị co rút Biến dạng nhiệt độ, độ ẩm thay đổi va bê tông co rút làm xuất nội ứng suất bê tông ma sát mặt bê tông lớp móng làm cản trở thay đổi tự kích thước mặt đường Để giảm nội ứng suất bê tông mặt đường không bị nứt theo hướng bất kỳ, người ta xây dựng khe biến dạng, khe chia mặt đường thành hình chữ nhật kích thước từ 5x3,5 đến 6x3,5 có bố trí cốt thép thường cốt thép ứng suất trước kích thước bê tông chiều dài tấm, tăng lên hàng chục mét Độ dốc ngang mặt đường bê tông xi măng từ 15-20%o Bề rộng lớp móng Bm phải xác định tùy thuộc vào phương pháp tổ hợp máy thi công, trường hợp rộng mặt bên từ 0,3 – 0,5m Trong trường hợp 30 cm đất lớp móng phải đầm chặt K>=0.98; tiếp 30cm phải đầm chặt đạt K>= 0.95 Đối với đoạn đường mà tình hình thủy văn, địa chất không tốt trước xây dựng mặt đường phải sử dụng phiện pháp xử lý đặc biệt (thay đất, thoát nước gia cố) Lớp móng bố trí để giảm áp lực tải trọng ô tô đất, để hạn chế nước ngầm qua khe xuống đất, giảm tích lũy biến dạng góc cạnh tầm, tạo điều kiện bảo đảm độ phẳng, ổn định, nâng cao cường độ khả chống nứt mặt đường đồng thời đảm bảo cho ô tô máy rải bê tông chạy lớp móng thời gian thi công Lớp móng làm bê tông nghèo, đá gia cố xi măng, cát gia cố xi măng, đất gia cố xi măng vôi Trên đường địa phương đường nội xe chạy làm móng đá dăm xỉ cát Bề dày móng phải xác định tính toán không nhỏ bề dày tối thiểu bảng Bảng : bề dày tối thiểu lớp móng áo đường cứng Loại vật liệu móng Hmin (cm) Bê tông nghèo 14 Đất, cát đá gia cố 15 – 16 Cát hạt trung, hạt to 20 Lớp tạo phẳng giấy dầu, cát trộn nhựa dầy 2-3 cm Lớp cấu tạo để đảm bảo độ phẳng lớp móng, bảo đảm dịch chuyển nhiệt độ thay đổi Cấu tạo mặt cắt ngang bê tông xi măng mặt đường Mặt cắt ngang bê tông mặt đường phải có bề dày không đổi Bề dày bê tông xi măng phải xác định theo tính toán, có lưu ý đến kinh nghiệm khai thác đường không nhỏ trị số bảng Ngoài bề dày tối thiểu tùy thuộc tải trọng trục thiết kế sau: Bề dày BTXM tối thiểu (cm) tùy thuộc lưu lượng xe tính toán Vật liệu lớp móng (xe/ngày đêm) >10000 - đá, cát, đất gia cố 7000- 5000- 3000- 2000- 1000- 10000 7000 5000 3000 2000 24 22 22 20 18 18 - đá dăm xỉ, sỏi, cuội - - 22 20 18 18 - cát, cấp phối - - 22 20 18 chất liên kết vô - Trục đơn 9,5T bề dày tối thiểu 18cm - Trục đơn 10,0T bề dày tối thiểu 22cm - Trục đơn 12,0T bề dày tối thiểu 24cm Cường độ bê tông Bê tông làm lớp mặt phải có cường độ chịu uốn giới hạn không nhỏ 40daN/cm2 (cường độ chịu nén giới hạn không nhỏ 300 daN/cm 2) Đối với đường cấp I, II trị số phải không nhỏ 45 daN/cm (cường độ chịu nén giới hạn không nhỏ 350 daN/cm2) Bê tông làm lớp móng mặt đường bê tông nhựa phải có cường độ chịu uốn giới hạn không nhỏ 25daN/cm2 (cường độ chịu nén giới hạn không nhỏ 170 daN/cm2) Các tiêu cường độ môdun đàn hồi bê tông làm đường cho bảng Bảng Các lớp kết cấu Lớp mặt Cường độ giới hạn sau 28 ngày Mô đun đàn hòi E (daN/cm2) (daN/cm2) Cường độ chịu kéo Cường độ chịu uốn nén 50 400 35.104 45 350 33.104 40 300 31,5.104 Lớp móng 35 250 29.104 mặt đường bê 30 200 26,5.104 tông nhưa 25 170 23.104 Liên kết khe bê tông Các khe bê tông chia làm hai loại: khe ngang khe dọc Các khe ngang lại chia làm hai loại: khe dãn khe co Khe dọc khe ngang phải thẳng góc với khe ngang hai xe phải thẳng hàng với (cả đường thẳng đường cong) đoạn có nhánh đường rẽ chéo đầu khe ngang rẽ đầu đầu khe ngang thẳng phải bố trí trùng Khe dọc làm theo kiểu ngàm kiểu có truyền lực Khe dãn thương bố trí theo kiểu truyền lực, khe co thường làm kiểu khe giả Với mặt đường bê tông có hai nhiều xe cần phải bố trí khe dọc theo tim đường song song với tim đương Cự ly khe dọc không vượt qua 4,5m thường bề rộng xe Khe dọc làm theo kiểu khe co kiểu khe ngàm 4.1 Kích thước truyền lực Khoảng cách từ truyền lực đến mép mặt đường (của khe dãn, khe co) không lớn ½ đến ¼ khoảng cách hai truyền lực Bảng : kích thước truyền lực Chiều dày Đường kính Chiều dài bê truyền truyền lực (cm) Nhỏ 20 22-30 25 Khoảng cách truyền lực (cm) Trong khe dãn Trong khe co 50 30 65 (100)* 50 30 65 (100)* Ghi chú: Các số ngoặc đơn ứng với trường hợp bê tông đặt lớp móng gia cố chất liên kế vô Thanh truyền lực khe dọc thường có đường kính từ 10 -1 mm chiều dài 75cm, đặt cách 100cm 4.2 Kích thước ngàm khe kiểu ngàm Bảng : Các kích thước ngàm Chiều dày bê Các kích thước ngàm tông (cm) a b c l  18 6 3,5 1,5 20 7 1,5 22 7,5 7 1,5 24 8 1,5 26 9 4,5 1,5 28 9,5 9,5 4,5 1,5 30 10 10 10 1,5 4.3 Khoảng cách khe co dãn Khoảng cách khe ngang (khe co dãn) lấy theo số liệu bảng Bảng Loại kết cấu mặt đường kiểu Chiều dày Nhiệt độ không khí đổ bê tông (độ khe bê tông Mặt đường bê tông không cốt c) 5-15 10 - 25 >= 25 24 48 60 Cuối ca thi 20 – 22 36 42 công 18 25 30 42 20 – 24 6 40 18 5 (mm) thép móng cát hỗn hợp cát sỏi: Khe dãn Khe co Mặt đường bê tông không cốt thép móng cát gia cố xi măng loại móng gia cố chất liên kết vo khác Khe dãn Khe co 24 54 72 Cuối ca thi 20 – 22 42 54 công 18 25 35 20 – 24 6 45 18 5 4.4 Chiều rộng khe co, dãn yêu cầu vật liệu chèn khe Chiều rộng khe co dãn tính theo công thức: b =  L ∆t 1000 (cm) Trong đó: ∆t – hiệu số nhiệt độ cao không khí cao địa phương làm đường so với nhiệt độ đổ bê tông  - hệ số ép co vật liệu chèn khe, chèn khe mattic nhựa lấy  = 2,0; L – khoảng cách hai khe dãn, m;  – hệ số dãn nở bê tông, thường lấy  = 0,00001 Chiều rộng khe co chèn khe mattic nhựa thường lấy từ – 12mm Vật liệu chèn khe phải đảm bảo tính đàn hồi lâu dài, dính bám chặt với bê tông không thám nước, trời lạnh không dòn, trời nóng không chảy Cấu tạo kích thước bê tông trường hợp đặc biệt Trên đường cấp I, II, chiều dài (cự ly khe co ngang) nên giảm đến 3,5m; 4,0m 5m tương ứng với bề dày 18, 20 >=22 cm trường hợp sau đề phòng lún không đều: - đắp cao từ – 5m - đoạn chuyển tiếp từ đắp sang đào phạm vi chuyển tiếp 20 – 40m Trên đoạn đắp qua vùng đất yếu than bùn đắp cao 5,0m đoạn dự đoán lún không (như đoạn lân cận hai bên cống sau mố cầu ) bê tông xi măng cần bố trí thêm lưới thép từ 1,6 đến 2,3 kg/m2 Khi xây dựng mặt đường BTXM móng cát cấp phối cát sỏi mép tiếp xúc với lề đường nên bó trí hai thép gờ Þ 12 Chúng đặt cao đáy 5cm, thứ dặt cách mép 10cm, thứ hai đặt cách thứ 20cm đầu cốt thép đặt cách khe ngang 50cm Tải trọng tính toán, lưu lượng xe chạy tính toán hệ số chiết giảm cường độ tính toán Tải trọng tính toán tiêu chuẩn kết cấu áo đường cứng quy định thống tính toán thiết kế áo đường mềm tính toán tải trọng bánh xe nhân thêm với hệ số xung kích bảng 10 Lực phụ them tác dụng lên dải rộng 100cm gần cạnh mà cốt thép phải thu nhận xác định dựa giả thiết ứng suất σ2 cạnh giảm dần đến σ1 (trong phạm vi 100cm đó) tính theo công thức: σ +σ2 h Q= − σ  100  4 Nếu xem σ2 = 1,5 σ1 (4.13) (4.14) Q = 6,25 σ1 h Thì (σ1 ,σ2 - Ứng suất tải trọng gây bê tong trường hợp tải trọng tác dụng tám cạnh tấm) Diện tích tiết diện cốt thép cần thiết để thu nhận lực phụ them là: F= Q [σ ] (4.15) Với [σa ] ứng suất chịu phép cốt thép (daN/cm²) Căn vào F(cm²) để tính số cốt thép cần phải bố trí phạm vi 80cm jể từ mép vào thường dung cốt thép có đừng kính từ 10 ÷14mm Trường hợp tổng diện tích cốt thép nên sử dụng loại cốt thép tiết diện nhỏ với số tương đối nhiều, phải đảm bảo bố trí khoảng cách cốt thép không nhỏ 10cm, lớp bảo hộ cốt thép cách đáy bê tông h không nhỏ 5cm, sơ đồ bố trí cốt thép mép vẽ hình 4.5 22 Thiết kế lớp móng bê tong xi măng mặt đường bê tong nhựa Việc tính toán bề dày lớp móng bê tông xi măng lớp bê tông nhựa tiến hành sau: Đầu tiên theo công thức (4.1) xác định chiều dày bê tông xi măng h td sau định chiều dày lớp bê tông nhựa theo cấu tạo, tính chiều dày lớp móng bê tông xi măng theo công thức: Hbx= htd - hbtn Ebtn Ebx (4.16) Trong đó: hbx hbtn - Chiều dày lớp móng bê tông nhựa, (cm) Ebx Ebtn - Mô đun đàn hồi bê tông xi măng bê tông nhựa, (daN/cm²) 10 Xác định mô đun đàn hồi chung mặt lớp móng E m ch Lớp móng đất xem hệ bán không gian đàn hồi lớp việc tính mô đun đàn hồi chung mặt lớp móng tiến hành theo hướng dẫn điều 3.10 với toán đồ hình 3.3 “ tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm” 22TCN-211-93 Chú ý áp dụng toán đồ nói để tính toán trị số D - đường kính tương đương vệt bánh xe tính toán phải thay trị số D m xác định theo công thức sau để xét đến phân bố tải trọng bê tông xi măng trên: Dm = D + h (cm) Với: h - Bề dày bê tông xi măng (cm) Khi tính toán E m ch trị số mô đun đàn hồi vật liệu móng đất xác định phụ lục III II tiêu chuẩn 22TCN-211-93 23 11 Tính chiều dày lớp móng mặt đường bê tông xi măng Dưới tác dụng lặp lại tải trọng, đất đường bị biến dạng dẻo Lớp móng mặt đường bê tông xi măng phải bảo đảm cho đất đường phía không xuất biến dạng dẻo (không bị trượt) với điều kiện: τam + τab ≤ kC Trong đó: τam - Ứng suất cắt (trượt) hoạt động lớn hoạt tải gây ra; τab - Ứng suất tĩnh tải ( trọgn lượng thân lớp kết cấu phía trên) gây ra; C - Lực dính tiêu chuẩn đất (sử dụng xác định phụ lục II tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN-211-93); k - Hệ số tổng hợp đặc trưng cho điều kiện làm việc kết cấu mặt đường: k = k1k’ với k’ - hệ số xét đến ảnh hưởng lặp lại tải trọng ( bảng 4-8), k hệ số xét đến không đồng điều kiện làm việc mặt đường cứng theo chiều dài đường, lấy theo bảng Bảng 17: Giá trị hệ số k1 loại móng Giá trị k1 liên kết truyền lực kiểu ngàm cốt liệu đá gia cố xi măng 0,65 0,75 cốt liệu đá gia cố nhựa 0,55 0,65 Bảng 18: Giá trị hệ số k’ số ô tô tính toán ngày đêm xe K’ Dưới 1000 10 3000 0,85 Trên 3000 0,75 τam - xác định theo toán đồ Hình 4.6 với thông tính toán đất móng xác định theo phụ lục II tiêu chuẩn 22TCN211-93 24 τab - xác định theo toán Hình 4.7 Ứng suất cắt hoạt động chiều sâu z, kG/cm² THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG LẮP GHÉP 25 Cấu tạo mặt đường bê tông lắp ghép Mặt đường bê tông lắp ghép làm hình chữ nhật, hình vuông, hình cạnh phải vào yếu tố hình học tuyến đường, yêu cầu xe chạy điều kiện thi công ( khả cần trục) để chọn hình dạng kích thước Các bê tông lắp ghép phải liên kết tốt với nhau, bảo đảm truyền tải trọng từ sang kia, bảo đảm mặt đường phẳng, ổn định chịu lực ngang Có thể liên kết theo hình thức đây: Liên kết khớp ( hình 5.1a) Liên kết cứng ( hình 5.1b) Liên kết tuyệt đối cứng (hình 5.1c) Tấm bê tông phải tiếp xúc tốt với móng, thường đặt bê tông lên cát đệm vữa xi măng chấn động cho nằn lớp Các bê tông lắp ghép làm bê tông thường, bê tông cốt thép bê tông cốt thép dự ứng lực, thường dùng bê tông cốt thép Cường độ bê tông yêu cầu phải tuân theo qui định điều 2.4 tiêu chuẩn 26 Tính toán bê tông lắp ghép Mô men uốn phụ thuộc vào số độ mềm S tấm: S= 3(1 − µ b2 ) E chm r (1 − µ m2 ) E b h (5.1) Trong đó: Echm - Mô đun đàn hồi chung mặt lớp móng (daN/cm²), xác định hướng dẫn điều 4.5 µ m - Hệ số Poisson tương đương mặt lớp móng ( µ m = 0,30) Eb , µ b - Mô đun đàn hồi (daN/cm²) hệ số poisson bê tong, ( Eb xem bảng 2.2, µ b = 0,15) h - chiều dày bê tông (cm) r - Bán kính tròn nửa cạnh ngắn chữ nhật (cm) Trường hợp S> 10, xem vô hạn dùng công thức tính toán bê tong xi măng đổ chỗ chương IV Trường hợp 0,5 ≤ S ≤ 10, xem hữu hạn xác định mô mem uốn theo công thức: Mtt = P( Μ A + Μ B ) (5.2) Trong đó: P - Tải trọng bánh tính toán (bảng 3.1), daN/cm² Μ A , Μ B - Các trị số cho bảng 5.1 Trường hợp S α3 > α1 nên ta tính chiều dày theo α2 ( tải trọng tác dụng cạnh tấm) Xác định hệ số giảm cường độ: n = 0,5 Vậy ta có: h= α Ptt [ σ] với [σ] = Rku.n h= 2,053x 6000 = 23,4 cm 45x 0,5 Ta chấp nhận h = 24cm giả định ban đầu Kiểm toán với xe trục 13T; Xe trục 13T có P = 6500daN, R = 18cm Hệ số xung kích kđ = 1,15 Khoảng cách cặp bánh trục sau 1,7m Để xác định mô men uốn sinh bánh xe tính toán, ta cần xác định: h Eb 33.104 24 = = 693 = = 1,33 Echm 476 R 18 Từ tra bảng aR = 0,157, tra bảng, ta c = 0,188 Ptt = p.kđ = 6500x1,15 = 7475daN Ta được: MF = MT = 0,188 x7475(1 + 0,15) C.Ptt (1 + µ ) = 1639,1daN cm / cm = x3,14 x0,157 2π.aR Tìm mô men uốn tải trọng tập trung bánh xe bên cạnh gây ra: Xác định: h Eb 33.104 24 = = 693 = = 0,14 E chm 476 R 170 Tra bảng, được: ar = 1,640 Tra bảng, được: A = 0,030 B = -0,019 MF = (A +μB)Ptt = (0,025 – 0,15x0,019).7475 = 203 daN.cm/cm MT = (B +μA)Ptt = (-0,019 + 0,15x0,030).7475 = -108 daN.cm/cm 33 Vậy: ∑MF = 1639 + 203 = 1842 daN.cm/cm ∑MT = 1639 - 108 = 1531 daN.cm/cm Vì ∑MF > ∑MT nên ta tính với ∑MF ứng suất kéo uốn xuất bê tông tác dụng xe nặng trục 13T σ= 6∑ M F h = 6x1842 = 19,19 daN/cm2 24 Ứng suất cho phép bê tông M350 kiểm toán với xe nặng: [σ] = 0,6Rhu = 0,6x45 = 27 daN/cm2 Vì σ = 19,19 daN/cm2 < [σ] = 27 daN/cm2 nên bê tông chịu tải trọng xe nặng 13T Kiểm toán với trường hợp chịu tác dụng đồng thời tải trọng nhiệt độ: - Chênh lệch nhiệt độ bề mặt nhiệt độ đáy (∆t) tính theo công thức: ∆t = 0,84h = 0,84x 24 = 20,16oC - Đặc trưng đàn hồi bê tông tính theo công thức: l = 0.6h Eb 33.10 = 0.6 x 24 = 127,4 E chm 476 - Xác định tỷ số: L/l = 600/127,4 = 4,71 B/l = 350/127,4 = 2,75 - Tra toán đồ, được: Cx = 0,62; Cy = 0,15 - Ứng suất chênh lệch nhiệt độ gây theo hướng dọc: σt = E t α.∆t (C +µCy) 2(1 − µ 2b ) x 198.10 x10 −5 = x20,16(0,62 + 0,15x0,15) = 13,12 daN/cm2 2(1 − 0,15 ) - Ứng suất chênh lệch nhiệt độ gây theo hướng ngang tấm: 34 σn = E t α.∆t (C +µCx) 2(1 − µ 2b ) y = 198.10 x10 −5 x20,16(0,15 + 0,15x0,62) = 4,96 daN/cm2 2(1 − 0,15 ) - Ứng suất chênh lệch nhiệt độ gây theo hướng dọc cạnh tấm: σc = E t α.∆t 198.10 x10 −5 C = x20,16x0,62 =12,66 daN/cm2 2(1 − µ 2b ) x 2(1 − 0,15 ) - Ứng suất tổng cộng tải trọng nhiệt độ tác dụng gây mặt cắt theo hướng dọc: σd = σ1 + σt Trong σ1 ứng suất tải trọng gây tấm: σ1 = Ta được: α1 Ptt 1,35x 6000 = = 14,06 daN/cm2 2 h 24 σd = σ1 + σt = 27,18 daN/cm2 - Ứng suất tổng cộng tải trọng nhiệt độ tác dụng gây cạnh tấm: σC = σ2 + σc Trong σ2 ứng suất tải trọng gây cạnh tấm: σ2 = Ta được: α Ptt 2,053x 6000 = = 21,39 daN/cm2 h2 24 σC = σ2 + σc = 34,05 daN/cm2 Ta thấy σC > σd nên kiểm toán theo σC Trong trường hợp này: [σ] = 0,85.Rku = 0,85x45 = 38,25 daN/cm2 σC = 34,05 daN/cm2 < [σ] = 38,25 daN/cm2 Vậy bê tông làm việc an toàn tác dụng tổng hợp tải trọng nhiệt độ Kiểm tra chiều dày lớp móng: 35 Chiều dày lớp móng mặt đường BTXM phải bảo đảm để đất không phát sinh biến dạng dẻo Tam + Tab ≤ kC = k’.k1.C Lượng ô tô tính toán ngày dêm xe Ntt[...]... độ n: khi tính toán cường độ kết cấu áo đường cứng, cường độ chịu uốn cho phép của bê tông xi măng được xác định bằng cường độ chịu uốn giới hạn nhân với hệ số chiết giảm cường độ n qui định tùy thuộc tổ hợp tải trọng tính toán: Bảng 10: giá trị hệ số triết giảm cường độ n Hệ số chiết giảm Tổ hợp tải trọng tính toán cường độ (n) Tính với tải trọng thiết kế Hệ số an toàn k = 1/n 0,5 2 Kiểm toán với xe... lớp kết cấu phía trên) gây ra; C - Lực dính tiêu chuẩn của đất (sử dụng và xác định như ở phụ lục II của tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN-211-93); k - Hệ số tổng hợp đặc trưng cho điều kiện làm việc của kết cấu mặt đường: k = k1k’ với k’ - hệ số xét đến ảnh hưởng của sự lặp lại tải trọng ( bảng 4-8), k 1 hệ số xét đến sự không đồng nhất của điều kiện làm việc của mặt đường cứng theo chiều dài đường, ... tải trọng tính toán tiêu chuẩn và hệ số xung kích Tải trọng trục tiêu Tải trọng bánh tiêu Tại trọng bánh tính chuẩn (daN) chuẩn (daN) 10000 5000 1,2 6000 12000 6000 1,15 6900 9500 4750 1,20 5700 Hệ số xung kích toán (daN) Sau khi đã tính toán với tải trọng tiêu chuẩn, phải kiểm toán lại với xe nặng nhất có thể chạy trên đường, kiểm toán với xe nhiều bánh 80 tấn, với xe xích T60 (khi trên đường có thể... 10,0 A.21 Xe tải trục 9,4T A.22 38 A.23 2x9,4 A.24 1 Định kết cấu và xác định các tham số tính toán A.25 Căn cứ yêu cầu, tình hình xe và vật liệu xây dựng, khả năng thi công, chọn kết cấu mặt đường như sau: A.26 -Lớp mặt đường BTXM M.350 không cốt thép, đổ tại chổ với kích thước tấm trên mặt bằng 6mx3,5m A.27 Cường độ chịu kéo uốn Rku = 45daN/cm2 và mô đun đàn hồi E =33.10 4daN/cm2, hệ số poisson μ =... M.400, dày 15cm và có E = 2800daN/cm 2 A.29 -Đất nền đường: có E0 = 300daN/cm2, φ = 17o , C = 0,28daN/cm2 A.30 -Tải trọng tính toán: Trục tính toán 10T, tải trọng bánh xe p = 5000daN, hệ số xung kích 1,20 A.31 Vậy tải trọng bánh xe tính toán Ptt = 5000.1,2 = 6000daN A.32 Đường kính vệt bánh xe tương đương: D = 33cm → R = 16,5cm A.33 Bảng 5-38: Quy đổi lưu lượng xe/ngày đêm ra trục tính toán 10T A.34... Kiểm toán với xe nặng 0,59 – 0,65 1,7 – 1,53 Kiểm toán với xe xích 0,65 1,54 0,85 – 0,90 1,18 – 1,11 Tác dụng đồng thời của hoạt tải và của ứng suất nhiệt 7 Tính toán cường độ mặt đường bê tông xi măng dưới mặt bê tông nhựa 7.1 Tính toán chiều dày tấm xi măng theo công thức sau: h= Trong đó : α Ptt [σ ] H : chiều dày tấm Ptt – tải trọng bánh xe tính toán (đã nhân với hệ số xung kích) daN/cm2 [] – cường... 1.52 1.41 1.26 1.08 0.84 0.54 Để tính chiều dày tấm bê tông theo công thức trên cần phải dùng phương pháp thử dần; đầu tiên giả định h, tìm h/R rồi tra các hệ số a trong bảng trên và thay vào công thức Nếu trị số h tìm ra không phù hợp với giả thuyết thì phải giả định chiều dày cho đến khi kết quả tính toán và kết quả giả định gần hoặc hoàn toàn phù hợp mới thôi Chiều dày tính không được nhỏ hơn chiều... Ebx và Ebtn - Mô đun đàn hồi của bê tông xi măng và bê tông nhựa, (daN/cm²) 10 Xác định mô đun đàn hồi chung trên mặt lớp móng E m ch Lớp móng và nền đất được xem như một hệ bán không gian đàn hồi 2 lớp và việc tính mô đun đàn hồi chung trên mặt lớp móng được tiến hành theo hướng dẫn ở điều 3.10 với toán đồ hình 3.3 ở “ tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm” 22TCN-211-93 Chú ý rằng trong khi áp dụng toán. .. tông lắp ghép phải liên kết tốt với nhau, bảo đảm truyền tải trọng từ tấm này sang tấm kia, bảo đảm mặt đường bằng phẳng, ổn định khi chịu lực ngang Có thể liên kết theo các hình thức dưới đây: Liên kết khớp ( hình 5.1a) Liên kết cứng ( hình 5.1b) Liên kết tuyệt đối cứng (hình 5.1c) Tấm bê tông phải tiếp xúc tốt với móng, thường đặt tấm bê tông lên cát đệm hoặc vữa xi măng và chấn động cho tấm nằn... toán đồ nói trên để tính toán thì trị số D - đường kính tương đương của vệt bánh xe tính toán phải thay bằng trị số D m xác định theo công thức sau để xét đến sự phân bố tải trọng của tấm bê tông xi măng ở trên: Dm = D + h (cm) Với: h - Bề dày tấm bê tông xi măng (cm) Khi tính toán E m ch các trị số mô đun đàn hồi của vật liệu móng và của nền đất cũng xác định như ở các phụ lục III và II ở tiêu chuẩn ... trọng tính toán, lưu lượng xe chạy tính toán hệ số chiết giảm cường độ tính toán Tải trọng tính toán tiêu chuẩn kết cấu áo đường cứng quy định thống tính toán thiết kế áo đường mềm tính toán tải... + h = 33 + 24 = 57cm 32 A.78 -Tính mô đun đàn hồi tương đương mặt lớp móng Echm: .32 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG Kết cấu mặt đường Kết cấu mặt đường bê tông xi măng đổ chỗ gồm lớp... chiều dày kết tính toán kết giả định gần hoàn toàn phù hợp Chiều dày tính không nhỏ chiều dày tối thiểu quy định 7.2 Kiểm toán chiều dày bê tông tác dụng xe nặng cá biệt Khi kiểm toán tác dụng xe