CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ NỀN - MẶT ĐƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG Chương 5: I GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ THIẾT KẾ NỀN - MẶT ĐƯỜNG Yêu cầu đường : Nền đường công trình đất có tác dụng : Khắc phục đòa hình thiên nhiên nhằm tạo nên dải đủ rộng dọc theo tuyến đường có tác tiêu chuẩn bình đồ, trắc dọc (độ dốc)…, trắc ngang đáp ứng điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận, kinh tế Làm sở cho áo đường : lớp phía đường với áo đường chòu đựng tác dụng xe có ảnh hưởng lớn đến cường độ tình trạng khai thác kết cấu áo đường Để bảo đảm làm tốt yêu cầu nói trên, thiết kế xây dựng đường cần phải đạt yêu cầu sau : Nền đường phải đảm bảo ổn đònh toàn khối : nghóa kích thước hình học hình dạng đường hoàn cảnh không bò phá hoại biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe Nền đường phải bảo đảm có cường độ đònh : tức đủ độ bền chòu cắt trượt không bò biến dạng nhiều (hay không tích lũy biến dạng) tác dụng áp lực bánh xe chạy qua Nền đường phải đảm bảo ổn đònh cường độ : nghóa cường độ đường không thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết cách bất lợi II Yêu cầu kết cấu áo đường mềm: Mặt đường lớp vật liệu chòu ảnh hưởng trực tiếp lực thẳng đứng lực ngang xe chòu tác dụng nhân tố thiên nhiên (độ ẩm, nước mưa, nắng, nhiệt độ thay đổi …) Tầng mặt phải đủ bền suốt thời kỳ sử dụng phải phẳng, đủ độ nhám, chống thấm nước, biến dạng dẻo nhiệt độ cao Tuỳ theo cấp hạng kỹ thuật tuyến đường ,tuỳ vào công nghệ thi công ,điều kiện vật tư mà ta đưa phương án chọn tầng mặt cho thích hợp Trong kết cấu áo đường tầng mặt đắt tiền nên sử dụng phải thiết kế cho lớp tầng mặt có chiều dày tối thiểu theo điều kiện mun đàn hồi chung (Ech) kết cấu áo đường Đối với tầng móng phải tận dụng vật liệu đòa phương Chất lượng bề mặt áo đường mềm tốt chi phí vận doanh giảm thời hạn đònh kỳ sửa chữa vừa trình khai thác tăng lên Thiết kế kết cấu áo đường theo Quy trình thiết kế áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG III GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Loại tầng mặt mô đun đàn hồi yêu cầu kết cấu áo đường: Mô đun đàn hồi yêu cầu mặt đường: Theo 22TCN 211-06 tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn qui đònh trục đơn ôtô có trọng lượng 100 kN tất loại áo đường mềm đường ôtô cấp thuộc mạng lưới chung + p lực tính toán lên mặt đường: p = 0.6 Mpa + Đường kính vệt bánh: D = 33cm Trọng lượng trục Pi (kN) Trục Trục trước sau Loại xe Xe Tải nhẹ Tải trung Tải nặng 20 25 40 Số trục sau 50 60 100 1 Số bánh cụm bánh trục sau Khoảng cách trục sau (m) Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Lượng xe ni xe/ngđ 3m, việc chuyển đổi thực riêng trục, tức c1 = Khi khoảng cách trục K cd × E yc = 1.1 ×180.94 = 199.03 Mpa Cho thấy kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chòu cắt trượt đất: a/ Tính Etb lớp kết cấu: Ei Lớp kết cấu CPĐD loại II (MPa) 250 CPĐD loại I 300 BTN hạt trung 250 BTN hạt mòn 300 t= E i +1 Ei 300 = 1.2 250 250 = 0.933 268.04 300 = 1.13 265.41 hi (cm) 30 k= h i +1 hi H tb E tb (cm) 26 (Mpa) 250 46 268.04 54 265.41 60 268.64 18 = 0.6 30 = 0.167 48 = 0.107 56 18 Xét hệ số điều chỉnh β: Tỉ số bề dày kết cấu áo đường kích thước vệt bánh xe: H 62 = = 1.88 D 33 ⇒ β = 1.204 ⇒ E dc = β × E tbi = 1.204 × 268.64 = 323.44(Mpa) tb b/ Xác đònh ứng suất cắt hoạt động tải tọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây đất Tax : E 323.44 H 62 = 6.34 = = 1.88 tb = E0 51 D 33 Với góc nội ma sát đất φ = 17 T Tra toán đồ hình 3.3 ta ax = 0.018 p ⇒ Tax= 0.018 x 0.6 = 0.011 Mpa c/ Xác đònh ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu áo đường gây đất Tav Tra toán đồ hình 3.4 ta Tav =-0.0001 d/ Trò số lực dính tính toán đất C tt Ctt= c k1.k2.k3 c : lực dính tính toán đất c =0.036 k1 : hệ số xét đến suy giảm sức chống cắt trượt đất chòu tải trọng động gây giao động, k1 =0.6 với kết cấu áo đường cho phần xe chạy k : Hệ số xét đến yếu tố tạo làm việc không đồng kết cấu, yếu tố ảnh hưởng nhiều lưu lượng xe chạy lớn Do k xác đònh tuỳ thuộc vào số trục xe qui đổi mà kết cấu phải chòu đựng ngày đêm SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Tra bảng 3.8 ta k =0.8 k : Hệ số xét đến gia tăng sức chống cắt đất điều kiện chúng làm việc kết cấu khác với mẫu thử, hệ số xét đến khác biệt điều kiện tiếp xúc thực tế lớp kết cấu áo đường với đất so với điều kiện xem chúng dính kết chặt Trò số xác đònh tuỳ thuộc loại đất khu vực tác dụng đường Đối với đất dính k =1.5 Vậy Ctt = 0.036 x 0.6 x 0.8 x 1.5 = 0.026 Mpa Ctt e/ Kiểm toán điều kiện: Tax + Tav ≤ tr k cd Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu 0.9 theo bảng 3.7: kcd =0.94 C 0.026 Tax + Tav = 0.011 − 0.0001 = 0.0109 Mpa ≤ trtt = = 0.0277 Mpa 0.94 k cd tr Kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn cắt trượt đất Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn lớp bê tông nhựa: a/ Tính ứng suất kéo uốn lớn đáy lớp bê tông nhựa: - Đối với bê tông nhựa lớp dưới: Qui đổi lớp bê tông nhựa lớp: h1 = 14cm E1 = 1600 × + 1800 × = 1685.71Mpa 8+6 Trò số Etb lớp cấp phối đá dăm I cấp phối đá dăm II Etb = 268.04 Mpa (tính bảng phía ) với bề dày lớp H = 48 cm trò số phải xét đến hệ số điều chỉnh β : H 48 = = 1.455 D 33 Tra bảng 3.6 β = 1.17 ⇒ E dc = β × E tbi = 1.17 × 268.04 = 313.61(Mpa) tb Với E0 51 = = 0.163 dc E tb 313.61 Tra toán đồ hình 3.1 E chm = 0.53 Edc tb ⇒ E chm = 0.53 × 313.64 = 166.21 Mpa σ ku : ứng suất kéo uống đơn vò đáy lớp bê tông nhựa lớp cách tra toán đồ hình 3.5 với: SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ E 1685.71 H1 14 = 10.14 = = 0.424 = E chm 166.21 D 33 Tra toán đồ σ ku =1.653 k b : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất kết cấu áo đường tác dụng tải trọng tính toán bánh đơn hay bánh đôi Khi kiểm tra với cụm bánh đôi trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn k b = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối (theo CT 3.10) σ ku = σ ku × p × k b = 1.653 × 0.6 × 0.85 = 0.843 - Đối với bê tông nhựa lớp trên: h1 = 6cm E1 = 1800Mpa Ei Lớp kết cấu CPĐD loại II CPĐD loại I BTN hạt trung t= (MPa) 250 E i +1 Ei hi (cm) 30 300 300 = 1.2 250 18 1600 1600 = 5.97 268.04 k= h i +1 hi 18 = 0.6 30 = 0.16 48 H tb E tb (cm) 30 (Mpa) 250 48 268.04 56 373.06 Trò số Etb lớp Etb = 373.06 Mpa với bề dày lớp H = 56cm trò số phải xét đến hệ số điều chỉnh β : H 56 = = 1.697 D 33 Tra bảng 3.6 β = 1.194 ⇒ E dc = β × E tbi = 1.194 × 373.06 = 445.434(Mpa) tb Với E0 51 = = 0.1145 dc E tb 445.434 Tra toán đồ hình 3.1 E chm = 0.4943 Edc tb ⇒ E chm = 0.4943 × 445.434 = 220.18Mpa σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vò đáy lớp bê tông nhựa lớp cách tra toán đồ hình 3.5 với: E 1800 H1 = 8.18 = = 0.182 = E chm 220.18 D 33 SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Tra toán đồ σ ku =2.08 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối σ ku = σ ku p.k b = 2.08×0.6×0.85 = 1.061 Mpa b/ Kiểm toán theo điều kiện chòu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa: R ttku σ ku ≤ ku K cd K cdku : hệ số cường đo chòu kéo uốn tuỳ thuộc vào độ tin cậy thiết kế K cdku =0.94 tra bảng 3.7 cho trường hợp đøng cấp ứng với đô tin cậy 0.9 Rttku : cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa Rttku = k1.k Rku Rku : cường độ chòu kéo uốn giới hạn nhiệt độ tính toán k1 : hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bò mỏi tác dụng tải trọng trùng phục.Đối với vật liệu bê tông nhựa: 11.11 11,11 k1 = N 0,22 = 1.848 × 106  0.22 = 0.465 e   k : hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết Với bê tông nhựa chặt loại I k =1 Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp dưới: Rttku = k1.k Rku = 0.465 x x = 0.93 Mpa Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp trên: Rttku = k1.k Rku = 0.465 x x 2.8 = 1.3 Mpa Kiểm toán: Với lớp bê tông nhựa lớp dưới: σ ku = 0.843 MPa < 0.93 =0,99 Mpa 0.94 Với lớp bê tông nhựa lớp trên: σ ku = 1.061 MPa < 1.3 =1.383 Mpa 0.94 Kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn lớp bê tông nhựa Kết luận: SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Các kết kiểm toán theo trình tự tính toán cho thấy kết cấu dự kiến đẩm bảo tất điều kiện cường độ, chấp nhận làm kết cấu thiết kế VI Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 2: Các đặc trưng tính toán lớp kết cấu: Lớp kết cấu ( từ lên) Bề dày lớp (cm) - Đất bazan Tây Nguyên độ ẩm tương đối 0.55 - Cấp phối đá dăm loại I Mun E (Mpa) Độ Kéo Trượt võng uốn Rku c (Mpa) (Mpa) 51 0,036 18 300 300 300 (Cường độ chòu nén tuổi 14 28 ngày ≥ 4Mpa) 600 600 600 0.8 - Bê tông nhựa chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) (lớp dưới) 350 250 1600 2.0 - Bê tông nhựa chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) (lớp trên) 420 300 1800 2.8 ϕ (độ) 17 - Đá dăm gia cố xi măng Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi: a/ Chuyển hệ nhiều lớp hệ hai lớp cách đổi kết cấu áo đường hai lớp từ lên theo công thức: E dh tb  + kt1/3  = Ei  ÷  1+ k  Với: k= h i +1 E i +1 t = hi Ei SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Kết tính đổi theo bảng: Ei Lớp kết cấu CPĐD loại I t= (MPa) 300 Đá gia cố xi măng BTN hạt trung BTN hạt mòn 600 E i +1 Ei 600 =2 300 350 = 0.84 414.63 hi (cm) 18 14 350 420 420 = 1.047 401.11 k= h i +1 hi 14 = 0.78 18 = 0.25 32 = 0.15 40 H tb E tb (cm) (Mpa) 20 300 32 414.63 40 401.11 46 403.54 b/ Xét hệ số điều chỉnh β: Tỉ số bề dày kết cấu áo đường kích thước vệt bánh xe: H 46 = = 1.394 D 33 Tra bảng 3.6 β = 1.16 ⇒ E tttb = β × E tbi = 1.16 × 403.54 = 468.11(Mpa) c/ Tra toán đồ 3.1 để xác đònh Ech mặt đường: Từ tỉ số: H = 1.394 , D Ta xác đònh được: E0 51 = 0.109 dc = E tb 468.11 E ch = 0.432 E dc tb ⇒ E ch = 0.432 × 468.11 = 202.22 Mpa dv d/ Kiểm toán điều kiện: Ech ≥ K cd E yc Vì đường cấp III, xe nên theo bảng 3.3, chọn độ tin cậy thiết kế 0.9, dv theo bảng 3.2 xác đònh hệ số cường độ K cd =1,1 Kết nghiệm toán: dv Ech= 202.22 Mpa > K cd × E yc = 1.1 × 180.94 = 199.03 Mpa Kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chòu cắt trượt đất: a/ Tính E tb lớp kết cấu: Ei (((MPa) Lớp kết cấu CPĐD loại I 300 Đá dăm gia cố xi măng 600 BTN hạt trung 250 BTN hạt mòn 300 t= E i +1 Ei 600 =2 300 250 = 0.6 414.63 300 = 0.796 377.21 hi (cm) 18 14 k= h i +1 hi H tb E tb (cm) 18 (Mpa) 300 32 414.63 40 377.21 46 366.5 14 = 0.78 18 = 0.25 32 = 0.15 40 Xét hệ số điều chỉnh β: Tỉ số bề dày kết cấu áo đường kích thước vệt bánh xe: H 46 = = 1.394 D 33 Tra bảng 3.6 β = 1.16 ⇒ Edctb = β × E itb = 1.16 × 366.5 = 425.14(Mpa) b/ Xác đònh ứng suất cắt hoạt động tải tọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây đất Tax : E 425.14 H 46 = 7.73 = = 1.394 tb = E0 55 D 33 Với góc nội ma sát đất φ = 17 T Tra toán đồ hình 3.3 ta ax = 0.0249 p ⇒ Tax= 0.0249 x 0.6 = 0.01494 Mpa c/ Xác đònh ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu áo đường gây đất Tav Tra toán đồ hình 3.4 ta Tav =0 d/ Trò số lực dính tính toán đất C tt Ctt= c k1.k2.k3 c : lực dính tính toán đất c =0.036 k1 : hệ số xét đến suy giảm sức chống cắt trượt đất chòu tải trọng động gây giao động k1 = 0.6 với kết cấu áo đường cho phần xe chạy k : hệ số xét đến yếu tố tạo làm việc không đồng kết cấu, yếu tố ảnh hưởng nhiều lưu lượng xe chạy lớn Do k xác đònh tuỳ thuộc vào số trục xe qui đổi mà kết cấu phải chòu đựng ngày đêm Tra bảng 3.8 ta k =0.8 SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ k : hệ số xét đến gia tăng sức chống cắt đất điều kiện chúng làm việc kết cấu khác với mẫu thử, hệ số xét đến khác biệt điều kiện tiếp xúc thực tế lớp kết cấu áo đường với đất so với điều kiện xem chúng dính kết chặt Trò số xác đònh tuỳ thuộc loại đất khu vực tác dụng đường Đối với đất dính k =1.5 Vậy Ctt = 0.038 x 0.6 x 0.8 x 1.5 = 0.026 MPa Ctt e/ Kiểm toán điều kiện: Tax + Tav ≤ tr k cd Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu 0.9 theo bảng 3.7: kcd =0.94 C 0.026 Tax + Tav = 0.01494 − = 0.01494 ≤ trtt = = 0.0277 Mpa 0.94 k cd tr Kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chòu cắt trượt đất Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn lớp bê tông nhựa đá gia cố xi măng: a/ Tính ứng suất kéo uốn lớn đáy lớp bê tông nhựa: - Đối với bê tông nhựa lớp dưới: Qui đổi lớp bê tông nhựa lớp: h1 = 14cm E1 = 1600 × + 1800 × = 1685.71Mpa 8+6 Trò số Etb cấp phối đá dăm I đá gia cố xi măng Etb = 414.63 Mpa (tính bảng trên) với bề dày lớp H = 32cm trò số phải xét đến hệ số điều chỉnh β : H 32 = = 0.97 D 33 Tra bảng 3.6 β = 1.102 ⇒ E dc = β × E itb = 1.102 × 414.44 = 456.92(Mpa) tb Với: E0 51 = = 0.112 dc E tb 456.92 Tra toán đồ hình 3.1 E chm = 0.35 Edc tb ⇒ E chm = 0.35 × 456.92 = 159.92 Mpa σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vò đáy lớp bê tông nhựa lớp cách tra toán đồ hình 3.5 với: SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ E 1685.71 H1 14 = 10.54 = = 0.424 = E chm 159.92 D 33 Tra toán đồ σ ku =1.679 k b : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất kết cấu áo đường tác dụng tải trọng tính toán bánh đơn hay bánh đôi Khi kiểm tra với cụm bánh đôi trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn k b =0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối σ ku = σ ku p.k b = 1.679 × 0.6 × 0.85 = 0.856 Mpa - Đối với bê tông nhựa lớp trên: h1 = 6cm , E1 = 1800Mpa Ei Lớp kết cấu CPĐD loại I Đá gia cố xi măng BTN hạt trung (MPa) 300 600 1600 t= E i +1 Ei 3.861 hi (cm) 18 14 k= h i +1 hi 0.78 0.25 H tb E tb (cm) 18 32 40 (Mpa) 300 414.63 572.58 Trò số E tb lớp E tb = 572.58 Mpa với bề dày lớp H = 40cm trò số phải xét đến hệ số điều chỉnh β : H 40 = = 1.212 D 33 Tra bảng 3.6 β = 1.132 i ⇒ E dc tb = β × E tb = 1.132 × 572.58 = 648.16(Mpa) Với: E0 51 = = 0.079 dc E tb 648.16 Tra toán đồ hình 3.1 E chm = 0.342 Edc tb ⇒ E chm = 0.342 × 648.16 = 221.67Mpa σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vò đáy lớp bê tông nhựa lớp cách tra toán đồ hình 3.5 với: E 1800 H1 = 8.12 = = 0.182 = E chm 221.67 D 33 Tra toán đồ σ ku =2.069 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối: σ ku = σ ku p.k b = 2.069 × 0.6 × 0.85 = 1.055 Mpa SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ b/ Kiểm toán theo điều kiện chòu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa: R ttku σ ku ≤ ku K cd K cdku : hệ số cường đo chòu kéo uốn tuỳ thuộc vào độ tin cậy thiết kế ku K cd =0.94 tra bảng 3.7 cho trường hợp đøng cấp ứng với đô tin cậy 0.9 R ttku : cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa R ttku = k1 k R ku R ku : cường độ chòu kéo uốn giới hạn nhiệt độ tính toán k1 : hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bò mỏi tác dụng tải trọng trùng phục.Đối với vật liệu bê tông nhựa: 11,11 11.11 k1 = N 0,22 = 1.884 × 106  0.22 = 0.465 e   k : hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết Với bê tông nhựa chặt loại I, k =1 Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp dưới: R ttku = k1 k R ku = 0.465 x x = 0,93 Mpa Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa lớp trên: R ttku = k1 k R ku = 0.465x x 2.8 = 1.3 Mpa Kiểm toán: Với lớp bê tông nhựa lớp dưới: σ ku = 0,856 MPa < 0.93 =0,99 Mpa 0.94 Với lớp bê tông nhựa lớp trên: σ ku = 1.055 MPa < 1.3 =1.383 Mpa 0.94 Kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn lớp bê tông nhựa c/ Kiểm tra điều kiệm chòu kéo uốn đáy lớp móng đá gia cố xi măng: Đổi lớp phía kể từ mặt lớp đá gia cố xi măng trở lên lớp ta có: h1 = 6+8 = 14cm E1 = 1600 × + 1800 × = 1685.71Mpa 8+6 Tính Ech lớp phía lớp đá gia cố xi măng E =300 Mpa H=18 cm (của lớp cấp phối đá dăm) m SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG Với: GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ E 51 H 18 = 0.17 = = 0.545 dc0 = E tb 300 D 33 Tra toán đồ hình 3.1 E chm = 0.315 Edc tb ⇒ E chm = 0.315 × 300 = 94.5Mpa σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vò đáy lớp đá gia cố xi măng cách tra toán đồ hình 3.6 với: H1 14 + + = = 0.848 D 33 E1 1685.71 = = 2.81 E2 600 E 600 = =2 E3 300 Tra toán đồ hình 3.6 σ ku = 0.158 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối σ ku = σ ku p.k b = 0.158 × 0.6 × 0.85 = 0.081 Mpa Kiểm toán theo điều kiện chòu kéo uốn đáy lớp đá gia cố xi măng: σ ku ≤ R ttku ku K cd Rttku : cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp bê tông nhựa Rttku = k1.k Rku k1 : hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bò mỏi tác dụng tải trọng trùng phục.Đối với vật liệu đa dăm gia cố xi măng: 2.86 2.86 k1 = N 0,11 = (1.848 × 106 )0.11 = 0.585 e k : hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân shậu thời tiết Với đá gia cố xi măng: k =1 Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp đá gia cố xi măng: Rttku = k1.k Rku =0.585 x x 0.8 = 0,468 Mpa Như vậy: Rttku 0.448 σ ku = 0.081 MPa < ku = =0.476 Mpa K cd 0.94 Cho thấy kết cấu dự kiến đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn lớp đá gia cố xi măng SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Kết luận: Các kết kiểm toán theo trình tự tính toán cho thấy kết cấu dự kiến đẩm bảo tất điều kiện cường độ, chấp nhận làm kết cấu thiết kế VII So sánh chọn lựa hai phương án áo đường: Cả hai phương án tuyến có số liệu đầu vào giống điều kiện đòa chất, khí hậu, thuỷ văn lưu lượng xe thiết kế nên bước thiết kế ta chọn phương án áo đường để sử dụng chung cho hai phương án tuyến Vì ta so sánh hai phương án áo đường chiều dài tuyến km đường Xác đònh chi phí xây dựng mặt đường: Phân tích đơn giá theo hạng mục công việc:  Mã hiệu (ĐM) AD Thành phần chi phí CPĐD loại Đơn giá 100m3 11212 Vật liệu AD Đơn Định vị mức m Vật liệu Thành tiền Nhân công 14,445,518 179,182 142 Máy 1,179,496.5 14,445,518 Nhân công 4/7 công 3.9 Máy ủi 110CV ca 0.42 937,087 393,576.54 Máy san 110CV ca 0.08 817,979 65,438.32 Máy lu rung 25T Máy lu bánh lốp 16T Máy lu 10T ca ca ca 0.21 0.34 0.21 1,538,836 604,875 404,491 323,155.56 205,657.5 84,943.11 Ô tô tưới nước m3 ca 0.21 480,273 100,857.33 Máy khác % CPĐD loại 100m 11222 Vật liệu Nhân công 4/7 179,182 0.5 5,868.14 14,445,518 202,154 1,153,131.61 m công 142 4.4 Máy rải 50-60m /h ca 0.21 1,830,434 384,391.14 Máy lu rung 25T ca 0.21 1,538,836 323,155.56 Máy lu bánh lốp 16T ca 0.42 604,875 254,047.5 Máy lu 10T ca 0.21 404,491 84,943.11 ca ca 0.21 0.5 480,273 100,857.33 5,736.97 Ô tô tưới nước m Máy khác Đá dăm gia cố XM 6% 100m2 Cấp phối đá dăm Xi măng Vật liệu khác Nhân công 4/7 Trạm trộn SVTH: NGUYỄN THANH SƠN 14,445,518 202,154 22,860,817 1,332,376 2,964,287.595 m2 1.42 10,172,900 14,445,518 kg 9902 827 8,188,954 % 226,344.7 công 29 1,332,376 ca 0.51 2,047,057 1,043,999.07 Trang 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG Mã hiệu (ĐM) Thành phần chi phí Máy ủi 110CV Máy lu 8.5T Máy đầm bánh lốp 16T Máy san 110CV Máy khác AD BTN hạt trung 23226 Vật liệu Nhân công 4/7 Máy rải 130-140CV Máy lu 10T Máy đầm báh lốp 16T Máy khác AD BTN hạt mòn 23234 Vật liệu Nhân công 4/7 Máy rải 130-140CV Máy lu 10T Máy đầm báh lốp 16T Máy khác GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Đơn Định vị mức ca ca ca ca % 0.95 0.245 0.37 0.75 Đơn giá Thành tiền Nhân công Vật liệu 937,087 353,953 734,405 817,979 100m2 Máy 890,232.65 86,718.485 271,729.85 613,484.25 58,123.29 8,341,000 19 8,341,000 m công 2.92 ca 0.0695 2,601,798 ca 0.12 404,491 ca 0.064 604,875 % 134,156 273,437.4 100m2 6,543,000 6,543,000 m2 14.54 công 2.22 ca 0.0504 2,601,798 ca 0.12 404,491 ca 0.064 604,875 % 134,156 180,824.96 48,538.92 38,712 5,361.52 101,996 222,749.17 101,996 131,130.62 48,538.92 38,712 4,367.63 So sánh chọn phương án áo đường đưa vào thi công  Đònh Hạng mục công việc mức Đơn Khối vị Lượng Đơn giá Thành tiền 9,514,177,744.62 Phương án AD11212 Cấp phối đá dăm loại m3 12283.9 158041.97 1,941,371,755.87 AD11222 Cấp phối đá dăm loại m3 7370.34 158008.04 1,164,572,978.14 AD23226 Bê tông nhựa hạt trung m2 41035.44 87485.93 3,590,023,631.41 AD23234 Bê tông nhựa hạt mòn m2 41035.44 68677.45 9,135,526,801.14 Phương án AD11222 Cấp phối đá dăm loại Đá dăm gia cố XM 6% AD23226 Bê tông nhựa hạt trung m3 7386.38 m3 5744.96 m2 41035.44 AD23234 Bê tông nhựa hạt mòn m2 41035.44 2,818,209,379.2 158008.04 1,167,107,427.14 271574.8 1,560,186,363.39 87485.93 3,590,023,631.41 68677.45 2,818,209,379.2 Cả hai phương án đảm bảo điều kiện chòu lực, phù hợp với khu vực tuyến qua, phương án tiết kiệm phương án phương án lại có ưu điểm dễ thi công Kiến nghò chọn phương án SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG VIII GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ Thiết kế kết cấu lề đường gia cố: Khi tính toán lề gia cố N tt lấy 35-50% N tt xe chạy kế bên , kiến nghò lấy 50% (3.3.3 trang 129, 22TCN211_06), ta kiến nghò sử dụng kết cấu áo đường làm kết cấu lề gia cố SVTH: NGUYỄN THANH SƠN Trang 70 [...]... lu bánh lốp 16 T Máy lu 10 T ca ca ca 0. 21 0.34 0. 21 1,538,836 604,875 404,4 91 323 ,15 5.56 205,657.5 84,943 .11 Ô tô tưới nước 5 m3 ca 0. 21 480,273 10 0,857.33 Máy khác % CPĐD loại 1 100m 11 222 Vật liệu Nhân công 4/7 17 9 ,18 2 0.5 5,868 .14 14 ,445, 518 202 ,15 4 3 1, 153 ,13 1. 61 m công 14 2 4.4 3 Máy rải 50-60m /h ca 0. 21 1,830,434 384,3 91. 14 Máy lu rung 25T ca 0. 21 1,538,836 323 ,15 5.56 Máy lu bánh lốp 16 T ca 0.42... 734,405 817 ,979 10 0m2 Máy 890,232.65 86, 718 .485 2 71, 729.85 613 ,484.25 58 ,12 3.29 8,3 41, 000 19 8,3 41, 000 m công 2.92 ca 0.0695 2,6 01, 798 ca 0 .12 404,4 91 ca 0.064 604,875 % 2 13 4 ,15 6 273,437.4 2 10 0m2 6,543,000 6,543,000 m2 14 .54 công 2.22 ca 0.0504 2,6 01, 798 ca 0 .12 404,4 91 ca 0.064 604,875 % 13 4 ,15 6 18 0,824.96 48,538.92 38, 712 5,3 61. 52 10 1,996 222,749 .17 10 1,996 2 13 1 ,13 0.62 48,538.92 38, 712 4,367.63... vị Lượng Đơn giá Thành tiền 9, 514 ,17 7,744.62 Phương án 1 AD 112 12 Cấp phối đá dăm loại 2 m3 12 283.9 15 80 41. 97 1, 9 41, 3 71, 755.87 AD 112 22 Cấp phối đá dăm loại 1 m3 7370.34 15 8008.04 1, 164,572,978 .14 AD23226 Bê tông nhựa hạt trung m2 410 35.44 87485.93 3,590,023,6 31. 41 AD23234 Bê tông nhựa hạt mòn m2 410 35.44 68677.45 9 ,13 5,526,8 01. 14 Phương án 2 AD 112 22 Cấp phối đá dăm loại 1 Đá dăm gia cố XM 6% AD23226... E i +1 Ei 600 =2 300 350 = 0.84 414 .63 hi (cm) 18 14 350 4 8 420 420 = 1. 047 4 01. 11 6 k= h i +1 hi 14 = 0.78 18 8 = 0.25 32 6 = 0 .15 40 H tb E tb (cm) (Mpa) 20 300 32 414 .63 40 4 01. 11 46 403.54 b/ Xét hệ số điều chỉnh β: Tỉ số giữa bề dày kết cấu áo đường và kích thước vệt bánh xe: H 46 = = 1. 394 D 33 Tra bảng 3.6 được β = 1. 16 ⇒ E tttb = β × E tbi = 1. 16 × 403.54 = 468 .11 (Mpa) c/ Tra toán đồ 3 .1 để... 254,047.5 Máy lu 10 T ca 0. 21 404,4 91 84,943 .11 ca ca 0. 21 0.5 480,273 10 0,857.33 5,736.97 3 Ô tô tưới nước 5 m Máy khác 3 Đá dăm gia cố XM 6% 10 0m2 Cấp phối đá dăm Xi măng Vật liệu khác Nhân công 4/7 Trạm trộn SVTH: NGUYỄN THANH SƠN 14 ,445, 518 202 ,15 4 22,860, 817 1, 332,376 2,964,287.595 m2 1. 42 10 ,17 2,900 14 ,445, 518 kg 9902 827 8 ,18 8,954 % 1 226,344.7 công 29 1, 332,376 ca 0. 51 2,047,057 1, 043,999.07 Trang... cùng chiều dài tuyến là 1 km đường Xác đònh chi phí xây dựng mặt đường: Phân tích đơn giá theo hạng mục công việc:  Mã hiệu (ĐM) AD Thành phần chi phí CPĐD loại 2 Đơn giá 10 0m3 11 212 Vật liệu AD Đơn Định vị mức m 3 Vật liệu Thành tiền Nhân công 14 ,445, 518 17 9 ,18 2 14 2 Máy 1, 179,496.5 14 ,445, 518 Nhân công 4/7 công 3.9 Máy ủi 11 0CV ca 0.42 937,087 393,576.54 Máy san 11 0CV ca 0.08 817 ,979 65,438.32 Máy lu... điều chỉnh β : H 40 = = 1. 212 D 33 Tra bảng 3.6 được β = 1. 132 i ⇒ E dc tb = β × E tb = 1. 132 × 572.58 = 648 .16 (Mpa) Với: E0 51 = = 0.079 dc E tb 648 .16 Tra toán đồ hình 3 .1 được E chm = 0.342 Edc tb ⇒ E chm = 0.342 × 648 .16 = 2 21. 67Mpa σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vò ở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bằng cách tra toán đồ hình 3.5 với: E 18 00 H1 6 = 8 .12 = = 0 .18 2 và 1 = E chm 2 21. 67 D 33 Tra toán đồ được... 250 BTN hạt mòn 300 t= E i +1 Ei 600 =2 300 250 = 0.6 414 .63 300 = 0.796 377. 21 hi (cm) 18 14 8 6 k= h i +1 hi H tb E tb (cm) 18 (Mpa) 300 32 414 .63 40 377. 21 46 366.5 14 = 0.78 18 8 = 0.25 32 6 = 0 .15 40 Xét hệ số điều chỉnh β: Tỉ số giữa bề dày kết cấu áo đường và kích thước vệt bánh xe: H 46 = = 1. 394 D 33 Tra bảng 3.6 được β = 1. 16 ⇒ Edctb = β × E itb = 1. 16 × 366.5 = 425 .14 (Mpa) b/ Xác đònh ứng suất... nhựa về 1 lớp: h1 = 14 cm E1 = 16 00 × 8 + 18 00 × 6 = 16 85.71Mpa 8+6 Trò số Etb của 2 cấp phối đá dăm I và đá gia cố xi măng là Etb = 414 .63 Mpa (tính ở bảng trên) với bề dày 2 lớp này là H = 32cm trò số này còn phải xét đến hệ số điều chỉnh β : H 32 = = 0.97 D 33 Tra bảng 3.6 được β = 1. 102 ⇒ E dc = β × E itb = 1. 102 × 414 .44 = 456.92(Mpa) tb Với: E0 51 = = 0 .11 2 dc E tb 456.92 Tra toán đồ hình 3 .1 được... m3 5744.96 m2 410 35.44 AD23234 Bê tông nhựa hạt mòn m2 410 35.44 2, 818 ,209,379.2 15 8008.04 1, 167 ,10 7,427 .14 2 715 74.8 1, 560 ,18 6,363.39 87485.93 3,590,023,6 31. 41 68677.45 2, 818 ,209,379.2 Cả hai phương án đều đảm bảo các điều kiện chòu lực, phù hợp với khu vực tuyến đi qua, tuy phương án 2 tiết kiệm hơn phương án 1 nhưng phương án 1 lại có ưu điểm là dễ thi công Kiến nghò chọn phương án 1 SVTH: NGUYỄN