ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG PHẦN MỞ ĐẦU.

PHẦN I: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM. CHƯƠNG I: THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG. 1. Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm. 1.1.Yêu cầu. a Yêu cầu chung đối với kết cấu áo đường: Áo đường phải đủ cường độ và ổn định cường độ (cường độ ít thay đổi hoặc không thay đổi khi chịu tác dụng của các điều kiện bất lợi). Mặt đường phải đảm bảo đủ độ bằng phẳng nhất định để: + Hệ số sức cản lăn giảm (tốc độ xe chạy tăng cao, giảm thời gian xe chạy, giảm lượng tiêu hao nhiên liệu). + Tăng tuổi thọ của phương tiện (hạ giá thành vận chuyển). Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám để nâng cao hệ số bám giũa bánh xe với mặt đường nhằm tăng mức độ an toàn xe chạy. Áo đường càng ít sinh bụi càng tốt để: + Tầm nhìn của người lái xe tăng. + Đảm bảo vệ sinh môi trường. b Yêu cầu riêng đối với kết cấu áo đường: Các lớp mặt: + Là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng bánh xe và chịu ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên. Do đó tầng mặt đòi hỏi được làm bằng các vật liệu có cường độ cao. + Chiều dày các lớp mặt phụ thuộc vào tính toán cường độ, thường làm bằng các vật liệu có gia cố chất liên kết, có kích thước hạt nhỏ. Các lớp móng: + Chủ yếu chịu tác dụng của lực thẳng đứng, truyền và phân bố lực thẳng đứng để khi truyền xuống nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến mức độ đất nền đường có thể chịu đựng được. + Chiều dày các lớp móng phụ thuộc vào tính toán cường độ, thường làm bằng các vật liệu rời rạc, có kích thước lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết. Lớp đáy áo đường: + Vật liệu: đất cấp phối thiên nhiên, đất gia cố vôi hoặc xi măng. + Độ chặt: K=0.981.02. + Chiều dài tối thiểu sau lu lèn 30cm. + Chiều rộng: phải rộng hơn lớp móng mỗi bên 15cm ( nên làm cả nền đường) + Mô đun đàn hồi: vật liệu làm lớp đáy áo đường phải có mô đun đàn hồi tối thiểu 500daNcm2(50 Mpa) 1.2.Nguyên tắc thiết kế cấu tạo áo đường: Tuân thủ nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường nhằm tăng cường độ của nền đất, tạo điều kiện thuận lợi để nền đất cùng tham gia chịu lực với áo đường ở mức tối đa. Cấu tạo các lớp tầng mặt trên cơ sở cấp đường, lưu lượng xe chạy, tốc độ thiết kế, điều kiện tự nhiên, điều kiện khai thác … 1.2.1: Nguyên tắc thiết kế tầng mặt: Căn cứ: + Cấp đường (Vtk),để cân nhắc chọn loại mặt đường (A1, A2, B1, B2) + Vật liệu địa phương. + Tải trọng, thành phần xe tải nặng...để chọn lớp mặt cho hợp lý. + Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật... + Tầng mặt phải kín (không thấm nước). Đủ cường độ và ổn định cường độ. Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật(vật liệu hạt nhỏ và có chất liên kết). Tầng mặtít sinh bụi,phải kín (ít hoặc không thấm nước ) Tầng mặt phải đảm bảo độ bằng phẳng ,đảm bảo hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường. Trong điều kiện không đảm bảo các yêu cầu phải có lớp bảo vệ ,lớp hao mòn. Đối với tầng mặt không yêu cầu các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu như tầng móng. 1.2.2: Nguyên tắc thiết kế tầng móng: Căn cứ: + Điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, điều kiện thuỷ văn. + Điều kiện vật liệu địa phương, trên tuyến cho phép sử dụng các đoạn tuyến khác nhau có các tầng móng khác nhau. Đủ cường độ và đẩm bảo cường độ. Tầng móng có thể chọn vật liệu rời rạc, hạt lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết. Chọn vật liệu sao cho cường độ (mođun đàn hồi) phải giảm dần theo chiều sâu(không giảm đột ngột). Chú ý : Khi xác định chiều dày các lớp vật liệu phải đảm bảo chiều dày tối thiểu (hmin=1,4Dmax ). Tỷ số mođun đàn hồi giữa hai lớp liên tiếp không lớn hơn 3 lần. 1.3.Quy trình tính toán và tải trọng tính toán: Quy trình thiết kế tính toán theo: 22TCN 21106: Áo Đường MềmCác Yêu Cầu Và Chỉ Dẫn Thiết Kế. 1 Tải trọng tính toán tiêu chuẩn: + Tải trọng trục tính toán(trục đơnbánh đôi) Q=10T + Áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường p =6(daNcm2) =0,6 (MPa). + Đường kính vệt bánh xe là D=33cm.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

PHẦN MỞ ĐẦU.

*********

1 Nội dung:

- Thiết kê nền mặt đường và tính các chỉ tiêu khai thác của tuyến

2 Tiêu chuẩn thiết kế:

- 22TCN 211-2006

3 Các số liệu ban đầu:

- Bình đồ tỉ lệ: 1/20.000

- Khu vực thiết kế thuộc tỉnh- thành phố: Quảng Ngãi

- Đường đồng mức chênh nhau: 10m

Trọng lượng trục

sau

Trụctrước Trục sau

Trụctrước Trục sau

PHẦN I: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM.

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG.

1 Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm.

1.1.Yêu cầu.

a/ Yêu cầu chung đối với kết cấu áo đường:

- Áo đường phải đủ cường độ và ổn định cường độ (cường độ ít thay đổi hoặckhông thay đổi khi chịu tác dụng của các điều kiện bất lợi)

- Mặt đường phải đảm bảo đủ độ bằng phẳng nhất định để:

+ Hệ số sức cản lăn giảm (tốc độ xe chạy tăng cao, giảm thời gian xe chạy,giảm lượng tiêu hao nhiên liệu)

+ Tăng tuổi thọ của phương tiện (hạ giá thành vận chuyển)

- Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám để nâng cao hệ số bám giũa bánh xe với mặtđường nhằm tăng mức độ an toàn xe chạy

- Áo đường càng ít sinh bụi càng tốt để:

+ Tầm nhìn của người lái xe tăng

+ Đảm bảo vệ sinh môi trường

b/ Yêu cầu riêng đối với kết cấu áo đường:

+ Chủ yếu chịu tác dụng của lực thẳng đứng, truyền và phân bố lực thẳng đứng

để khi truyền xuống nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến mức độ đất nền đường có thểchịu đựng được

+ Chiều dày các lớp móng phụ thuộc vào tính toán cường độ, thường làm bằngcác vật liệu rời rạc, có kích thước lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết

- Lớp đáy áo đường:

+ Vật liệu: đất cấp phối thiên nhiên, đất gia cố vôi hoặc xi măng

+ Độ chặt: K=0.98-1.02

+ Chiều dài tối thiểu sau lu lèn 30cm

+ Chiều rộng: phải rộng hơn lớp móng mỗi bên 15cm ( nên làm cả nền đường)+ Mô đun đàn hồi: vật liệu làm lớp đáy áo đường phải có mô đun đàn hồi tốithiểu 500daN/cm2(50 Mpa)

1.2.Nguyên tắc thiết kế cấu tạo áo đường:

- Tuân thủ nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường nhằm tăng cường độ của nềnđất, tạo điều kiện thuận lợi để nền đất cùng tham gia chịu lực với áo đường ở mức tốiđa

- Cấu tạo các lớp tầng mặt trên cơ sở cấp đường, lưu lượng xe chạy, tốc độ thiết kế,điều kiện tự nhiên, điều kiện khai thác …

1.2.1: Nguyên tắc thiết kế tầng mặt:

- Căn cứ:

+ Cấp đường (Vtk),để cân nhắc chọn loại mặt đường (A1, A2, B1, B2)

+ Vật liệu địa phương

+ Tải trọng, thành phần xe tải nặng để chọn lớp mặt cho hợp lý

+ Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật

+ Tầng mặt phải kín (không thấm nước)

- Đủ cường độ và ổn định cường độ

- Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật(vật liệu hạt nhỏ và

có chất liên kết)

- Tầng mặtít sinh bụi,phải kín (ít hoặc không thấm nước )

- Tầng mặt phải đảm bảo độ bằng phẳng ,đảm bảo hệ số bám giữa bánh xe và mặtđường

* Trong điều kiện không đảm bảo các yêu cầu phải có lớp bảo vệ ,lớp hao mòn

* Đối với tầng mặt không yêu cầu các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiềusâu như tầng móng

1.2.2: Nguyên tắc thiết kế tầng móng:

- Căn cứ:

+ Điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, điều kiện thuỷ văn

+ Điều kiện vật liệu địa phương, trên tuyến cho phép sử dụng các đoạn tuyến khácnhau có các tầng móng khác nhau

-Đủ cường độ và đẩm bảo cường độ

-Tầng móng có thể chọn vật liệu rời rạc, hạt lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết.-Chọn vật liệu sao cho cường độ (mođun đàn hồi) phải giảm dần theo chiều sâu(khônggiảm đột ngột)

* Chú ý : Khi xác định chiều dày các lớp vật liệu phải đảm bảo chiều dày tối thiểu(hmin=1,4Dmax )

- Tỷ số mođun đàn hồi giữa hai lớp liên tiếp không lớn hơn 3 lần

1.3.Quy trình tính toán và tải trọng tính toán:

- Quy trình thiết kế tính toán theo: 22TCN 211-06: Áo Đường Mềm-Các YêuCầu Và Chỉ Dẫn Thiết Kế [1]

- Tải trọng tính toán tiêu chuẩn:

+ Tải trọng trục tính toán(trục đơn-bánh đôi) Q=10T+ Áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường p =6(daN/cm2) =0,6 (MPa).+ Đường kính vệt bánh xe là D=33cm.

1.4.Xác định Môđun đàn hồi yêu cầu:

1.4.1:Xác định số trục xe tính toán /làn xe sau khi quy đổi về trục tiêu chuẩn:

1.4.1.1 Đối với phần xe chạy:

-Số trục xe tính toán trên 1 làn xe Ntt là tổng số trục xe đã được qui đổi về trục tính

toán tiêu chuẩn sẽ thông qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế trong 1 ngày đêm trên

1 làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kì bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế tùy thuộcloại tầng mặt dự kiến chọn cho KCAĐ

Dự kiến chọn KCAĐ cấp A1, mặt đường bê tông nhựa chặt hai lớp lớp mặtbêtông nhựa chặt C12,5 (hàm lượng đá dăm >50%) Tuổi thọ công trình 15 năm kể từnăm khai thác

-Xác định lưu lượng tính toán trên 1 làn xe theo biểu thức:

Ni là lưu lượng của loại xe i theo cả 2 chiều ở năm tính toán (xe/ng.đêm)

k số trục xe tính toán (những trục nhỏ hơn 2,5T thì bỏ qua)

pi tải trọng trục của loại xe i (chỉ tính với những trục tính toán >= 2,5T)

ptt tải trọng trục của loại xe tính toán

Đường 2-3 làn không có dải phân cách giữa 0,55

Đường 4 làn có dải phân cách giữa 0,35Đường ≥ 6 làn, có dải phân cách giữa 0,30Đường cấp 4, 2 làn xe, không có dải phân cách giữa lấy f=0,55

-Bảng tính trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn.

Bảng 1.1:Tính số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn ở năm khảo sát(2013).

Trục

sau 0,7

Bánhđơn

-Lưu lượng trục xe tính toán đã xét hệ số làn xe ở năm khai thác (2016) (trục xe/ng.đ).

* Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế N e :

Trường hợp biết số trục dự báo ở năm đầu của thời hạn thiết kế Ntt(trục/làn.ngày đêm) thì tính Ne theo biểu thức:

Trong đó

+ N0 tt :lưu lượng trục xe tính toán ở năm đầu tiên.

+ Ne: số trục xe tiêu chuẩn tích lũy ở cuối thời hạn thiết kế

+ Hệ số tăng xe hằng năm: q =11%

+ Thời gian khai thác của áo đường (năm)

- Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy năm thứ 15 ở phần xe chạy là:

1.4.1.2 Đối với phần lề gia cố:

Theo 3.3.3 (22TCN 211-2006): Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế KCAĐ trong trườnghợp giữa phần xe chạy và lề đường không có dải phân cách bên ,được lấy bằng 30-50% số trục xe tính toán của làn xe cơ giới liền kề tùy thuộc vào việc bố trí phần xechạy chính

tầng mặt của KCAĐ thiết kế Trị số tối thiểu mođun đàn hồi được xác định tùy thuộcvào loại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế.

Trị số Eyc thiết kế :Eyc = max { Eyc min , Eyc llxc }

+ Xác định Eycmin :

Dựa vào bảng3.5 của [1] (với Đường cấp IV) ta có :

Eycmin( cấp cao A1) = 130 (Mpa) cho phần xe chạy

= 110 (Mpa) cho phần lề gia cố

+ Xác định Eycllxc :

Sau khi biết tải trọng xe tính toán, cấp áo đường, lưu lượng trục xe tính toán trên một

làn xe trong một ngày đêm ta tra bảng 3.4 (22TCN 211-06) xác định được Eycllxc

Bảng 1.2 : Mô đun đàn hồi yêu cầu.

Vị trí Năm thiết

kế

Ntt(Trục/làn ngàyđêm)

Loại tầngmặt

Nhận xét: Môdun đàn hồi phần lề gia cố và phần mặt đường chênh lệch nhau không

nhiều Mặc khác, để dễ dàng trong quá trình thi công một cách đồng bộ Hơn nữa, đôikhi xe có thể chạy vào phần lề gia cố trong 1 số trường hợp bất lợi Chính vì thế mà tathiết kế đồng bộ phần chiều dày kết cấu áo đường của cả phần xe chạy và phần lề giacố

1.5 Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường.

1.5.1:Quan điểm thiết kế cấu tạo :

- Xác định tên tuổi và sắp xếp thứ tự trên, dưới của các lớp vật liệu trong các

phương án kết cấu áo đường trên cơ sở chức năng và nhiệm vụ của mỗi lớp để đảmbảo cả kết cấu áo đường thoả mãn cơ bản các yêu cầu chung

- Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, tạo điều kiện để nềnđất tham gia chịu lực cùng với kết cấu áo đường đến mức tối đa

- Cấu tạo lớp mặt và trong một số trường hợp còn có lớp bảo vệ trên lớp mặtnhằm hạn chế tác hại của ngoại lực đến lớp chịu lực chủ yếu của tầng mặt

- Phải chú ý sử dụng tối đa các vật liệu tại chỗ, phế thải công nghiệp

- Phải phù hợp với khả năng thi công thực tế, tăng nhanh tốc độ dây chuyền thicông, cơ giới hóa, công nghiêp hóa trong quá trình xây dựng áo đường, góp phần giảm

1.5.2 Đề xuất các phương án cấu tạo áo đường:

Đầu tư xây dựng một lần Eyc = 176(Mpa)

+ Phương ánI-a:

PHƯƠNG ÁN IA

E4=420Mpa E3=350Mpa E2=350Mpa

1.Cấp phối thiên nhiên loại A ,dày 34cm

2 cát gia cố xi măng 8% ,dày 17 cm

3.Bê tơng nhựa chặt loại I (đá dăm >=30%), dày 6cm

4.Bê tơng nhựa chặt loại I (đá dăm >=50%), dày 5cm

+ Phương ánI-b:

PHƯƠNG ÁN IB

E4=420Mpa E3=350Mpa E2=350Mpa

1.Cấp phối đá dăm loại 2,dmax37.5, dày 28cm

2 cát gia cố xi măng 8% ,dày 14 cm

3.Bê tơng nhựa chặt loại I (đá dăm >=30%), dày 6cm

4.Bê tơng nhựa chặt loại I (đá dăm >=50%), dày 5cm

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG.

2.1 Đặc trưng tính toán của đất nền:

Đất nền là loại đất á sét lẫn sỏi sạn.Tra bảng B-3 phụ lục B [1] có độ ẩm tương đối

a= 0,65; mođun đàn hồi Eo=53 Mpa; c=0,028;  = 210

2.2.Các đặc trưng tính toán của vật liệu áo đường và nền đất:

Bảng2.1:Các đặc trưng cường độ của hai lớp bê tông nhựa.

Modul đàn hồi E(Mpa) ở nhiệt độ

Cường độ chịu kéo uốn R ku (Mpa) 10-15 0 C 30 0 C 60 0 C

1 Bê tông nhựa chặt loại I,

R u (Mpa)

C (Mpa)

2.3: Tính toán phương án Ia:

2.3.1: Tính toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.

Bảng 2.3: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu phương án Ia:

Lớp vật liệu E i t= E 2 /E 1 h i (cm) k= h 2 /h 1 H tb (cm) E tb (Mpa)

Cấp phối thiên nhiên

Bê tông nhựa chặt loại I

- Theo toán đồ KOGAN 

E ch

E tb c

=0,55Vậy Ech = 0,55x352,05=193.28 MPa

Chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp đường K= 0,90

Từ độ tin cậy thiết kế xác định được hệ số cường độ về độ võng là K cd dv =1,10

Vậy: Ech = 193.28(Mpa) >K cd dv x Eyc = 1,10x176=193.6 (Mpa) =>Đạt

2.3.2: Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt

trong nền đất.

-Kết cấu nền áo đường có tầng mặt là loại A1, A2 và B1 được xem là đủ cường

độ khi thoả mãn biểu thức :

1 k.t

1 k

Bê tông nhựa chặt loại I

Ec tb = Etb x  = 275,027 x1,2= 330.03(Mpa)

+)Tính ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong nền đất T ax :

ϕ H D

+ H : Tổng chiều dày của các lớp áo đường tính đến vị trí tính toán

+ Echm : Mô đun đàn hồi của nền đất và các lớp vật liệu phía dưới vị trítính toán, Echm = E0 = 53 Mpa

+ Etb : Mô đun đàn hồi của các lớp áo đường phía trên vị trí tính toán

ax

ax tb

a) Điều kiện tính toán :

Theo tiêu chuẩn này, kết cấu được xem là đủ cường độ khi thỏa mãn điều kiện (3.9)dưới đây:

- Tính toán ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức(3.10):

*) Đối với bê tông nhựa lớp dưới :

+ Độ dày và moodul đàn hồi của khối bê tông nhựa:

Tính echm của các lớp cấp phối dưới bê tông nhựa:

Bảng 2.5: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu phương án Ia

E

E =0.51

Vậy Echm = 0,51x 331.07=168.85( MPa)

-Tìm ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ:

**) Đối với lớp bê tông nhựa trên cùng

+ Độ dày và moodul đàn hồi của khối bê tông nhựa:

Hbt=5 (cm)

Ebt=1800 (Mpa)

+Tính echm của các lớp cấp phối dưới bê tông nhựa:

Bảng 2.6: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu phương án Ia

Lớp vật liệu E i t= E 2 /E 1 h i (cm) k= h 2 /h 1 H tb (cm) E tb (Mpa)

Cấp phối thiên nhiên

Bê tông nhựa chặt loại I

- Theo toán đồ KOGAN 

chm c tb

E

E =0,47

Vậy Echm = 0,47x427.12=200.74( MPa)

-Tìm ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ:

+Rku: cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán,

Rku =1,8 đối với lớp bê tông nhựa dưới

Rku = 2,6 đối với lớp bê tông nhựa trên

+k2:hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các nhân tố khí hậu thờitiết, với bê tông nhựa chặt loại I lấy k2 =1,0

+k1: hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải trọngtrùng phục;k1 được lấy theo biểu thức dưới đây:

-Đối với vật liệu bê tông nhựa:

11,11 11,11

0.52(1.149.10 )

***) Đối với đá gia cố xi măng :

Đổi các lớp phía trên(kể từ mặt lớp đá gia cố xi măng trở lên về 1 lớp) ta có:

h1=5+6=11cm

E1=

1600 6 1800 5

1690.9 11



Mpa-Tính Ech của các lớp phía dưới lớp đá gia cố xi măng:

Tra toán đồ 3-1 để tìm Echm với

32 0.97 33

H

D   và

0 1

E

E =20053 =0.265Tra toán đồ hinh 3-1 ta được

1690.9

2.82600

E

2 3

6005.45110

E

Kết quả tra toán đồ hình 3.6 được ku =0.465

Với p=0.6 tính ứng suất kéo uốn lớn nhật phát sinh ở đáy lớp đá gia cố xi măng theocông thức:

Kếtluận:

Kết cấu dự kiến đảm bảo được tất cả các điều kiện kiểm tra,do đó có thể chấp nhận làm kết cáu thiết kế

2.4: Tính toán phương án Ib:

2.6.1: Tính toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hailớp một từ dưới lên theo công thức:

Etb= E1

3 1/3

1 k.t

Chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp đường K= 0,90

Từ độ tin cậy thiết kế xác định được hệ số cường độ về độ võng là K cd dv =1,10

Vậy: Ech = 197,96(Mpa) >K cd dv x Eyc = 1,10x176=193,6 (Mpa) =>Đạt

2.4.2: Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt

trong nền đất.

-Kết cấu nền áo đường có tầng mặt là loại A1, A2 và B1 được xem là đủ cường

độ khi thoả mãn biểu thức :

Moodun đàn hồi Ei của các lớp được lấy ở 60oC

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượthai lớp một từ dưới lên theo công thức:

Etb= E1

3 1/3

1 k.t

T T p

 

Trong đó :

+ φ : Góc nội ma sát của nền đất   210

+ H : Tổng chiều dày của các lớp áo đường tính đến vị trí tính toán

+ Echm : Mô đun đàn hồi của nền đất và các lớp vật liệu phía dưới vị trítính toán, Echm = E0 = 53 Mpa

+ Etb : Mô đun đàn hồi của các lớp áo đường phía trên vị trí tính toán

Trang 20

o

tb chm

H D E E

a) Điều kiện tính toán :

Theo tiêu chuẩn này, kết cấu được xem là đủ cường độ khi thỏa mãn điều kiện (3.9)dưới đây:

- Tính toán ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức(3.10):

*) Đối với bê tông nhựa lớp dưới :

+ Độ dày và moodul đàn hồi của khối bê tông nhựa:

0

21 55

Bảng 2.9: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu phương án Ib

Lớp vật liệu Ei t= E2/E1 hi (cm) k= h2/h1 Htb(cm) Etb(Mpa)Cấp phối đá dăm loại II

- Theo toán đồ KOGAN 

chm c tb

E

E =0,51

Vậy Echm = 0,51 x312,86=159,56 ( MPa)

-Tìm ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ hình 3.5 trang 5022TCN211-06:

E

E =

1683.3159,5610.55Kết quả tra toán đồ hinh 3-5 được ku =1,81 và với p=0,6 Mpa theo (3.10) ta có:

ku

 =1,81x0,6x0,85=0,923(Mpa)

**) Đối với lớp bê tông nhựa trên cùng

+ Độ dày và moodul đàn hồi của khối bê tông nhựa:

Hbt=5 (cm)

Ebt=1800 (Mpa)

+Tính echm của các lớp cấp phối dưới bê tông nhựa:

Bảng 2.10: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu phương án Ib

Lớp vật liệu Ei t= E2/E1 hi (cm) k= h2/h1 Htb(cm) Etb(Mpa)

Cấp phối đá dăm loại II

- Theo toán đồ KOGAN 

chm c tb

E

E =0,45

Vậy Echm = 0,45x456,424=205,39 ( MPa)

-Tìm ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bằng cách tra toán đồ:

E

E =

1800205,39  8.76Kết quả tra toán đồ hình 3-5 được ku =1,87 và với p=0,6 Mpa theo (3.10) ta có:

+Rku: cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán,

Rku =1,8 đối với lớp bê tông nhựa dưới

Rku = 2,6 đối với lớp bê tông nhựa trên

+k2:hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các nhân tố khí hậu thờitiết, với bê tông nhựa chặt loại I lấy k2 =1,0

+k1: hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải trọngtrùng phục;k1 được lấy theo biểu thức dưới đây:

-Đối với vật liệu bê tông nhựa:

1 0,22 6 0,22

11,11 11,11

0,52(1.149.10 )

***) Đối với lớp cát gia cố xi măng:

Đổi các lớp phía trên(kể từ mặt lớp cát gia cố xi măng trở lên về 1 lớp) ta có:

Tra toán đồ 3-1 để tìm Echm với

E

E =25053 =0,212Tra toán đồ hinh 3-1 ta được 1

chm

E

E =0,475 vậy được Echm=0,475x250=118,75 Mpa

Tìm ku ở đáy lớp cát gia cố xi măng bằng cách tra toán đồ hinh 3-6 với

4.81350

E

2 3

350

2.95118,75

E

Kết quả tra toán đồ hình 3-6 được ku =0,27

Với p=0,6 tính ứng suất kéo uốn lớn nhật phát sinh ở đáy lớp cát gia cố xi măng theocông thức: ku=0,27x0,6x0,85=0,1337 (Mpa)

Cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối của tầng móng được xác địnhtheo biểu thức (3.11):

Kếtluận:

Kết cấu dự kiến đảm bảo được tất cả các điều kiện kiểm tra,do đó có thể chấp nhận làm kết cáu thiết kế