giáo trình Lý thuyết thiết kế

CHNG 1 Quy trình khảo sát: + Quy trình khảo sát thiết kế đờng Ô tô 22TCN 263 2000 + Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 82 85 + Quy trình khảo sát địa chất 22TCN 27 82 Quy trình thiết kế: + Tiêu chuẩn thiết kế đờng Ô tô TCVN 4054 - 05 + Quy trình thiết kế áo đờng mềm 22TCN 211 - 06 + Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 Bộ GTVT + Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng thiết kế thi công TCVN 4252-88 +Quy trình tính toán dòng chảy lũ ma rào lu vực nhỏ Viện thiết kế giao thông 1979 1 IU KIN T NHIấN KHU VC TUYN I QUA 8.1 :Điều kiện khí hậu, thủy văn 8.1.1 Khí hậu a Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình năm khoảng 240C, biên nhiệt độ ngày đêm chênh lệch gần 50 Mùa nóng từ tháng đến tháng 10, mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng Nhiệt độ cao co lên đến 400C b Độ ẩm, mây, nắng Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 80%, độ ẩm cao vào tháng lên tới 92% c Ma Mùa ma tháng kết thúc vào tháng 10 Mùa khô hanh từ tháng 10 đến tháng Lợng ma trung bình năm khoảng 200mm với số ngày ma khoảng 130 ngày Lợng ma mùa ma chiếm 80% lợng ma năm d Gió, bão Qua tài liệu thu thập đợc trạm khí tợng thuỷ văn, tập hợp thống kê đợc số liệu yếu tố khí hậu theo bảng sau: Bảng 8.1 Bảng thống kê nhiệt độ, độ ẩm tháng năm Tháng 10 11 12 Nhiệt độ 21 22 28 34 34 39 40 37 35 32 28 22 Nhiệt độ Min 17 20 23 26 30 31 29 27 25 24 22 16 độ 19 21 25 30 32 35 37 33 28 23 18 Max 0C C Nhiệt tbình 3 26 Độ ẩm W % 65 68 75 83 88 90 92 91 85 81 73 68 Độ ẩm W % 65 68 75 83 88 90 92 91 85 81 73 68 Biểu 8.1 Biểu đồ nhiệt độ - độ ẩm t há ng - đ ng biểu diễn nhiệt độ - đ ng biểu diễn độ ẩm Bảng 8.2.Bảng thống kê tần suất gió trung bình năm Hớng gió Số ngày gió Tỷ lệ số ngày gió năm (%) (ngày) B 25 6,6 B - ĐB 11 4,1 ĐB 15 5,2 Đ - ĐB 13 4,7 Đ 25 6,6 Đ - ĐN 15 5,2 ĐN 41 12,3 N - ĐN 27 6,8 N 35 8,2 N TN 17 5,8 TN 30 7,7 T TN 17 5,2 T 18 5,8 T - TB 11 4,1 TB 31 7,8 B TB 3,6 Không gió 0,5 Tổng 365 100% Bảng 8.3 Bảng lợng ma, ngày ma tháng năm t há ng số ngày m a l ợ ng m a 7 Biểu 8.2 t há ng -đ ng biểu diễn l ợ ng bốc -biểu đồ l ợ ng m a Bảng 8.4 Bảng lợng bốc tháng năm t há n g l ợ ng bố c 8.1.2 Thủy văn Nghĩa Đàn nằm lu vực sông Hiếu, nhánh sông lớn hệ thống sông Cả, bắt nguồn từ biên giới Việt Lào, qua Quế Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp Nghĩa Đàn, Tân Kỳ, gặp sông Cả Cây Chanh (huyện Anh Sơn) Sông Hiếu có chiều dài 217 km, đoạn chạy qua Nghĩa Đàn dài 44 km (từ ngã ba Dinh đến Khe Đá) Ngoài sông Hiếu, Nghĩa Đàn 48 chi lu lớn nhỏ Trong có nhánh chính: Sông Sào: Bắt nguồn từ vùng núi Nh Xuân -Thanh Hoá qua xã Nghĩa Sơn, Nghĩa Lâm, Nghĩa Trung, Nghĩa Bình (dài 34 km), lu vực sông có nhiều hồ đập lớn nhỏ Đặc biệt công trình 9 thuỷ lợi Sông Sào với diện tích lu vực 160km2, dung tích hồ chứa từ 45 - 60 triệu m3 nớc Khe Cái: Bắt nguồn từ vùng núi Quỳnh Tam chảy qua xã Nghĩa Lộc, Nghĩa Long sông Hiếu (dài 23 km) Khe Ang: Bắt nguồn từ vùng núi Nghi Xuân - Thanh Hoá, chảy qua Nghĩa Mai, Nghĩa Hồng, Nghĩa Thịnh sông Hiếu (dài 23 km) Khe Diên: Bắt nguồn từ Thanh Hoá qua Nghĩa Yên, Nghĩa Thịnh Sông Hiếu (dài 16 km) Khe Đá: Bắt nguồn từ vùng núi Tân Kỳ qua Nghĩa An, Nghĩa Đức, Nghĩa Khánh chảy vào sông Hiếu (dài 17 km) Đặc điểm khe suối huyện Nghĩa Đàn, nói chung mùa ma giao thông lại khó khăn phải qua nhiều tràn, ngầm bị ngập nớc gây ách tắc có đến - ngày 8.2.Địa hình Nghĩa Đàn huyện có điều kiện địa hình thuận lợi so với huyện trung du miền núi tỉnh Đồi núi không cao, chủ yếu thấp thoải dần, bao quanh huyện từ phía Tây sang phía Bắc, Đông Đông Nam dãy núi tơng đối cao Một số đỉnh có độ cao từ 300 đến 400 m nh: Dãy Chuột Bạch, dãy Bồ Bố, dãy Cột Cờ, Khu vực phía Tây Nam phần lớn xã huyện đồi thoải Xen kẽ đồi núi thoải thung lũng có độ cao trung bình từ 50 - 70m so với mực nớc biển Địa hình toàn huyện đợc phân bố nh sau: - Diện tích đồi núi thoải chiếm 65% Đồng thung lũng chiếm 8% - Đồi núi cao chiếm 27% Ngoài ra, đặc điểm kiến tạo địa hình, Nghĩa Đàn có vùng đất tơng đối phẳng, có quy mô diện tích lớn, đồi núi thấp thoải điều kiện thuận lợi để phát triển nông - lâm nghiệp phong phú 11 11 8.3 Địa chất công trình tuyến Địa chất chủ yếu sét pha lẫn sỏi sạn, phía lớp hữu 0.2m, sau lớp đất phong hóa dày từ 0.3ữ18m, phía dới lớp đá gốc Cấu tạo địa chất khu vực tuyến qua tơng đối ổn định, vị trí qua khu vực có hang động castơ khu vực đất yếu, tợng trồi sụt cấu tạo nằm lớp đá gốc phía dới Vì vậy, xử lí đặc biệt Phơng án tuyến chủ yếu ven sờn núi, cắt qua nhiều khe tụ thuỷ nên cấu tạo đất có đầy đủ loại đờng đặc trng đào hoàn toàn, đào chữ L, nửa đàonửa đắp, đắp hoàn toàn Với đắp trớc đắp cần phải bóc bỏ lớp đất hữu với chiều dày từ 0,2 phía dới lớp đất hữu đất sét điều kiện địa chất tốt cho việc xây dựng đờng vị trí tuyến cắt qua đồi (đào) đất đào chủ yếu đá phong hoá có thành phần lẫn sỏi sạn Tầng đá gốc sâu bên dới việc thi công đào không gặp khó khăn 8.4: Vt liu xõy dng Do tuyn nm khu vc i nỳi nờn vt liu xõy dng tuyn tng i sn khu vc xõy dng tuyn ó cú sn m t cú th khai thỏc vi tr lng ln cú th m bo cht lng cho vic xõy dng nn ng Vt liu cp phi ỏ dm cú th mua nh mỏy khai thỏc ỏ gn ú Núi túm li, vt liu xõy dng ng õy tng i thun li cho cụng tỏc xõy dng 8.5: Giỏ tr nụng lõm nghip khu vc tuyn i qua Ch yu l loi cõy ngụ, mớa vi din tớch khỏ ln 8.6: Nhng gũ bú thit k tuyn ng Do tuyn di i qua nhiu sụng sui nờn phi cú cụng trỡnh cu v h thng thoỏt nc tt m bo cho cụng trỡnh s dng lõu di 13 13 15 15 QUY Mễ V TIấU CHUN K THUT TUYN Vận tốc thiết kế Cấp hạng kỹ thuật đờng cấp IV, địa hình ng bng nên Vtk = 60 Km/h Xác định độ dốc dọc lớn b Xác định độ dốc dọc theo quy trình Đối chiếu với quy phạm đờng cấp IV ng bng vận tốc thiết kế V=60km/h độ dốc lớn toàn tuyến imax= % Xác định bán kính đờng cong nằm tối thiểu bình đồ Tại vị trí tuyến đờng đổi hớng ngoặt phải trái , ta phải bố trí đờng cong có bán kính đủ lớn để hạn chế lực đẩy ngang gây nguy hiểm cho lái xe hành khách nh chuyển động xe.Tuy nhiên điều kiện địa hình bị hạn chế nên ta bố trí đơng cong có bán kính lớn việc thi công khó khăn khối lợng thi công tăng lên nhiều làm tăng giá thành công trình Từ vấn đề trên, ta cần phải xác định bán kính tối thiểu đờng cong cách hợp lí a Bán kính đờng cong nằm nhỏ (m) : Rmin V2 = 127.( max + isc max ) Trong : V- tốc độ xe chạy tính toán (km/h) , V = 60 km/h max - hệ số lực ngang lớn = 0.15 Isc max - độ dốc siêu cao lớn = 0.07 Rmin 60 = 128,85(m) 127 ( , 15 + 07 ) = Mặt khác theo TCVN 4054-05 đờng cấp III-miền núi có V = 60km/h bán kính đờng cong nhỏ giới hạn 125 m Vậy ta chọn bán kính đờng cong nằm nhỏ Rmin = 125 m 17 17 b Bán kính đờng cong thông thờng (m) : Rttmin Trong : V2 = 127.( + i sctt ) V- tốc độ xe chạy tính toán (km/h) , V = 60 km/h - hệ số lực ngang, = 0.05 -:- 0.08, địa hình không thuận lợi ta chọn =0.08 isctt = độ dốc siêu cao tính toán = 4% Rmin 60 = 236,2(m) 127 ( 08 + 04 ) = Mặt khác theo TCVN 4054-05 đờng cấp IV có V = 60km/h bán kính đờng cong thông thờng 250 m Vậy ta chọn bán kính đờng cong thông thờng Rttmin = 250m c Bán kính đờng cong nằm tối thiểu không cần bố trí siêu cao (m) : Rksc V2 = 127.( in ) Trong : V- tốc độ xe chạy tính toán (km/h) , V = 60 km/h - hệ số lực ngang, = 0.003 - 0.05, chọn = 0.05 in - độ dốc ngang mặt đờng , in = 2% Rksc 60 = 944,89( m) 127 ( 05 02 ) = Mặt khác theo TCVN 4054-05 đờng cấp IV có V = 60km/h bán kính đờng cong tối thiểu không cần bố trí siêu cao 1500m Vậy ta chọn bán kính đờng cong tối thiểu không càn bố trí siêu cao Rksc = 1500m Xác định độ mở rộng đờng cong đoạn nối mở rộng a Xác định độ mở rộng 19 19 4.Thit k cỏc yu t hỡnh hc a Những yêu cầu thiết kế Căn vào điều kiện cụ thể đoạn tuyến từ Km0 + 00,00 Km 2+225.3 (PA1) ,Km0+00 Km2+199.7(PA2) với bình đồ tỉ lệ 1:10000, địa hình đợc thể rõ ràng tơng đối xác xác định đợc cao độ tự nhiên cọc Km, H Trên đờng đen biểu diễn cao độ tự nhiên dọc theo đoạn tuyến, phối hợp với bình đồ vẽ trắc ngang để tiến hành thiết kế đờng đỏ theo số nguyên tắc sau: Đảm bảo tuyến lợn đều, thay đổi độ dốc sử dụng độ dốc nhỏ toàn tuyến Có hệ thống đảm bảo thoát nớc tốt từ khu vực bên đờng lề đờng, ngăn ngừa phá hoại nớc mặt công trình mặt đờng Đảm bảo cao độ đợc xác định trớc điểm khống chế Cao độ đắp vị trí đặt cống lớn cao độ đỉnh cống 0,5m Đảm bảo lợn trắc dọc vị trí đặt cống Rãnh dọc có độ dốc tối thiểu 0,5%, đảm bảo thoát nớc tốt không bị bồi lắng chỗ tuyến đờng thay đổi độ dốc, hiệu số đại số độ dốc lớn 1% phải thiết kế đờng cong đứng Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công giới Các số liệu cụ thể: Cự ly, cao độ, vị trí cống đợc thể rõ vẽ trắc dọc có tỉ lệ 1/200 1/2000 59 59 b Bố trí đờng cong đứng trắc dọc Sau xác định đợc trị số độ dốc vị trí đổi dốc ,đờng cong đứng đợc bố trí với độ đổi dốc lớn 1% Trị số bán kính đờng cong đứng Căn vào điều kiện đảm bảo tầm nhìn ngời lái xe đờng Căn vào tiêu chuẩn thiết kế đờng 4054-2005 GTVT với đờng cấp IV, vận tốc xe chạy 60 Km/h quy định Rmin = 2500m Dựa vào tiêu chuẩn trên, chọn Rmin = 2500m Xác định yếu tố đờng cong đứng Sau chọn bán kính đờng cong đứng yếu tố lại đờng cong đợc xác định theo công thức sau: Chiều dài đờng cong K = R.(i1 - i2) Tiếp tuyến đờng cong Độ dài phân cự (m) i1 i T = R.( ) T2 P = 2R (m) (m) Tung độ điểm trung gian đờng cong có hoành độ X đợc X2 xác định theo công thức: Y = 2R Trong đó: R : Bán kính đờng cong điểm gốc toạ độ đỉnh đờng cong dấu (+) ứng với đờng cong đứng lồi dấu (-) ứng với đờng cong đứng lõm i1,i2 : Độ dốc hai đoạn nối đờng cong đứng dấu (+) ứng với lên dốc dấu (-) ứng với xuống dốc 61 61 Bảng 10.2.Bảng tổng hợp kết thiết kế bố trí cong đứng tuyến đờng ST Lý trình R T đỉnh (ĐCĐ) (m) Km + 180 3000 0.02 0.11 25.81 Km + 340 2000 0.04 0.43 41.41 Km + 500 3000 0.02 0.16 30.79 Km + 680 3000 0.02 0.15 30.27 Km + 880 3500 0.01 0.08 23.78 Km + 60 3500 0.01 0.06 20.58 Km + 240 2500 0.02 0.16 28.18 Km + 411 1500 0.04 0.26 27.69 Km + 580 2500 0.02 0.17 28.92 10 Km + 740 3500 0.01 0.07 21.52 11 Km + 940 2500 0.03 0.22 33.41 Di P T=K/2 (m) 10.1.3 Thiết kế trắc ngang Gii phỏp thit k Căn vào đặc điểm địa hình, địa mạo địa chất, khí hậu, thuỷ văn vào quy mô cấp hạng đờng Mặt cắt ngang đợc thiết kế cho toàn tuyến B - D nh sau: - Bề rộng đờng Bn= 9.0 m + Bề rộng phần xe chạy là: 2x3.5 =7,0(m) + Bề rộng lề gia c : + Bề rộng lề t : 2x0.5 =1(m) 2x0,5 =1(m) - Độ dốc ngang mặt đờng lề gia cố: in=2% - Độ dốc ngang phần lề đất = 4% - Độ dốc mái ta luy đào 1:1 - Độ dốc mái ta luy đắp 1:1,5 63 63 a Các dạng trắc ngang điển hình *.Nền đắp 1:1.5 0,5m > 0,5m 1:2 * Nền đào Đối với đờng đào xây dựng phá hoại cân tầng đất thiên nhiên, trờng hợp đào sờn dốc tạo nên tợng sờn dốc bị chân, mái ta luy đào phải có độ dốc định để bảo đảm ổn định cho ta luy cho sờn núi H 67 67 Theo qui phạm 4054-05 giao thông, mái dốc ta luy đào đợc thiết kế theo giá trị ghi bảng sau: Chiều Loại đất đá cao tối đa(m) Đá cứng - có phong hoá nhẹ - dễ phong hoá Độ dốc mái taluy đào 16 : 0,2 16 1: 0,5 ữ 1:1,5 Các loại đá bị phong hoá 1:1 ữ 12 : 1,5 12 : 1,5 mạnh Đá rời rạc Đất cát, sét trạng thái cứng, dẻo chặt * Nền nửa đào, nửa đắp 1:1 1:1.5 Tính khối lợng đào đắp đờng + Trong thiết kế lập dự án khả thi phải tính đợc khối lợng đờng để tiến hành so sánh phơng án tuyến thiết kế để thiết kế tổ chức thi công đờng, bố trí thi công cụ thể, để tính đợc giá thành, lập dự toán công trình Cơ sở để tính toán khối lợng đào đắp vẽ trắc dọc, trắc ngang bình độ địa hình 69 69 + Để tính toán khối lợng đào đắp xác phức tạp phải tính tích phân Trong dự án khả thi cho phép tính theo phơng pháp gần Nội dung phơng pháp nh sau: - Chia tuyến thành nhiều đoạn nhỏ với điểm chia cọc địa hình vị trí điểm xuyên - Trong đoạn, giả thiết mặt đất phẳng tính khối lợng đào đắp nh thể tích lăng trụ: Vđào= (F1đào + F2đào).Ltb/2 Vđắp= (F1đắp + F2đắp).Ltb/2 Trong đó: Vđào, Vđắp thể tích đất phải đào, đắp đoạn F1đào, F1đắp, F2đào , F2đắp diện tích đào, đắp đầu cuối đoạn Ltb cự ly trung bình hai mặt cắt tính toán Thit k yu t hỡnh hc Căn vào số liệu khảo sát lơng lợng xe lớn, vào dự án đầu t ,căn vào đờng cũ, đờng đỏ trắc dọc kỹ thuật, xác định đợc cao độ đào đắp tim đờng cọc chi tiết ,tôi tiến hành thiết kế trắc ngang đờng với kỹ thuật sau: Bề rộng phần xe chạy : x 3,5 (m) Bề rộng lề đờng (m) Độ dốc ngang mặt đờng : 2% Độ dốc ngang lề đờng : 4% Bề rộng đờng Độ dốc ta luy đắp Độ dốc ta luy đào :2x1 : 9.0 (m) : 1/1,5 : 1/1,0 Kích thớc rãnh dọc, rãnh hình thang 40 x 40 (cm), lấy theo kích thớc 71 71 định hình 10.1.4 Thit k nn ng a Tác dụng đờng - Khắc phục đờng thiên nhiên tạo nên dải đủ rộng dọc theo tuyến đờng có tiêu chuẩn bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng đợc điều kiện xe chạy an toàn, êm thuận kinh tế - Làm sở cho áo đờng: lớp phía đờng với áo đờng chịu tác dụng xe chạy đờng có ảnh hởng lớn đến cờng độ chất lợng khai thác đờng b Yêu cầu cầu chung đờng Nền đờng phải tảng vững phần xe chạy phải đảm bảo trì yếu tố hình học tuyến nh thiết kế qui định Vì đờng không đợc biến dạng lớn phải có cờng độ ổn định cao - Về mặt hình học đờng phải có hình dáng kích thớc phù hợp yêu cầu tuyến ổn định - Về mặt học phải bảo đảm đờng ổn định, biến dạng nguy hiểm không đợc lún nhiều dới tác dụng xe cộ trọng lợng thân - Về mặt vật lý phải đảm bảo tốt đờng không ẩm, không giảm cờng độ thời kỳ ẩm ớt, phải có biện pháp kỹ thuật đảm bảo trì đợc cờng độ cao suốt trình sử dụng c Đất đắp đờng + Đất đắp đờng đợc lấy từ mỏ đất, từ thùng đấu, từ đào Thùng đấu phải thiết kế có hình dáng hình học hoàn chỉnh không làm xấu cảnh quan tận dụng đợc sau làm đờng Đất từ nguồn phải đợc làm thí nghiệm 73 73 Các lớp đợc đắp xen kẽ nhng lớp thoát nớc khó thoát nớc mặt lớp dới phải làm dốc ngang - 4% để thoát nớc + Khi đờng đắp cát, đờng phải đợc bao phủ để chống xói lỡ bề mặt đồng thời đảm bảo nớc đờng thoát đợc Nếu bao đất dính, số dẻo Ip >17 chiều dày bao phủ 0,5m phải làm tầng lọc ngợc nớc thoát đợc + Khi tự nhiên có dốc ngang dới 20% đợc phép đào bỏ lớp đất hữu đắp trực tiếp Khi tự nhiên có độ dốc ngang từ 20% - 50% phải đào thành bậc cấp trớc đắp đờng Khi đất tự nhiên có độ dốc ngang lớn 50% phải thiết kế công trình chống đỡ (tờng chắn ) + Độ chặt k = 0,98 * Sự phá hoại đờng làm cho đờng không đạt đợc yêu cầu thờng nguyên nhân sau : - Sự phá hoại thiên nhiên nh ma, tích nớc hai bên đờng làm giảm cờng độ đất taluy đờng bên đờng dới phần xe chạy, tợng nớc ma nớc chảy lở bề mặt chân taluy gây ổn định toàn khối - Điều kiện địa chất thuỷ văn chỗ không tốt cấu tạo tầng lớp, mức độ phong hoá, đặc biệt phá hoại nớc ngầm (nớc ngầm chảy lôi theo đất đá gây nên tợng xói ngầm, thấm ẩm, giảm cờng độ) - Tác dụng tải trọng xe chạy (bao gồm chấn động xe chạy gây ra) - Tác dụng tải trọng thân đờng nh trờng hợp ổn định taluy có độ dốc lớn trờng hợp đờng đắp đất yếu có tải trọng vợt sức chịu đựng đất yếu phía dới 75 75 - Thi công không đảm bảo chất lợng : đắp không qui tắc, lèn ép không đủ, dùng chất xấu để đắp khiến cho đất trạng thái dễ thấm nớc dẫn đến cờng độ độ ổn định - Quá trình vật lý: đờng lúc khô lúc ẩm, trình dễ làm cho đất lở co vào đất đắp đờng cần phải đầm nén chặt Trong nguyên nhân nói tác dụng phá hoại nớc đờng nguyên nhân chủ yếu Nh nội dung thiết kế đờng nhằm giải vấn đề : thiết kế đảm bảo ổn định toàn khối, thiết kế tăng cờng đảm bảo ổn định cờng độ đờng Để giải đợc vấn đề trớc hết cần nắm vững điều kiện thiên nhiên chỗ d Các loại đất làm đờng Đất vật liệu chủ yếu để xây dựng đờng Tính chất trạng thái đất (độ ẩm độ chặt) ảnh hởng lớn đến cờng độ mức độ ổn định đờng Có số loại đất sau: * Đất cát Đất cát có cờng độ cao ổn định tốt nớc (hệ số ma sát cát tơng đối lớn, tính thấm thoát nớc tốt mao dẫn kém) Nhng đất cát rời rạc, không dính nên phải có lớp đất dính bọc xung quanh để giữ cho đờng không bị phá hoại ma, gió Ta dùng sét trộn vào cát để tăng độ dính đất cát Vì u điểm nh trên, đất cát thờng đợc dùng để đắp đờng qua vùng đất yếu, lầy lội * Đất sét Đất sét hạt nhỏ nên tính chất hoàn toàn ngợc lại đất cát, thấm ớt khó khô, thể tích dễ bị thay đổi theo trạng thái khô ẩm, chiều cao mao dẫn lại lớn tính ổn định nớc đất sét Đất sét khô lại cứng, khó đập vỡ làm nhỏ, ớt lại nhão nên dễ phát sinh tợng cao su khó đầm nén chặt 77 77 Vì đất sét dợc dùng nơi đắp cao, thoát nớc tốt đặc biệt phải có biện pháp đầm nén chặt * Đất bụi Đất bụi có cỡ hạt 0,005 ữ 0,05 mm, dính ổn định nớc kém, độ mao dẫn lớn 0,8 ữ1,5 m Loại có hàm lợng bụi lớn thờng ma nhão dễ xói chảy, khô rời rạc hay sinh bụi Vì loại đất bất lợi xây dựng đờng nên dùng để xây dựng lớp dới đờng ( dới khu vực tác dụng) Tóm lại, loại đất cát vật liệu xây dựng đờng thích hợp nhất, tốt Sau loại đất sét Đất cát có số hạt lớn định nên đạt yêu cầu cờng độ độ ổn định nớc tốt Đồng thời lại gồm số hạt nhỏ định (có số dẻo định) nên không bị rời rạc dễ đầm nén chặt e.Thit k yu t hỡnh hc nn ng Nền đờng tảng vững phần xe chạy đó, đờng phải có cờng độ lớn, không đợc biến dạng và ổn định cao Về mặt hình học đờng phải có hình dáng kích thớc phù hợp với yêu cầu tuyến Về mặt học phải đảm bảo đờng ổn định biến dạng nguy hiểm không đợc lún nhiều dới tác dụng tải trọng xe cộ trọng lợng thân Về mặt vật lí phải đảm bảo đất đờng không ẩm, không giảm cờng độ thời gian ẩm ớt phải có biện pháp kỹ thuật đảm bảo trì đợc cờng độ cao suốt trình sử dụng 79 79 Đất vật liệu chủ yếu để xây dựng đờng Tính chất trạng thái đất ảnh hởng lớn đến cờng độ mức độ ổn định đờng Qua hồ sơ khảo sát đoạn đờng đất có Eo > 50 MPa, đất đất cát Căn vào tiêu, tính chất lí loại đất tận dụng vật liệu địa phơng sẵn có chọn loại đất cát để đắp đờng Loại Chỉ số dẻo IP đất Đất sét 12 ữ 27 Hàm lợng cát (% trọng lợng ) > 40 C (Mpa) 0,023 18 10.1.5 Thit k ỏo ng Yêu cầu chung kết cấu áo đờng Mặt đờng công trình bao gồm nhiều lớp vật liệu có độ cứng cờng độ lớn so với đất nền, đợc xây dựng đờng nhằm để tạo nên độ phẳng loại trừ biến dạng có hại xe chạy, với đờng chịu lực để bảo vệ cho đờng chịu lực lớn dẫn đến phá hoại *Yêu cầu kết cấu mặt đờng: - Phải có đủ cờng độ chung ổn định cờng độ Cờng độ mặt đờng đợc đặc trng khả chống nén lún - Mặt đờng phải phẳng suốt thời kỳ tính toán độ phẳng ảnh hởng đến tốc độ xe, tuổi thọ xe, chi phí nhiên liệu, chi phí vận hành - Mặt đờng không phát sinh vết nứt gây tâm lý khó chịu cho ngời sử dụng mỹ quan - Mặt đờng phải đủ độ nhám để đảm bảo tốc độ xe chạy an toàn giao thông - Mặt đờng phải bụi, tiếng ồn - Mặt đờng phải chịu bào mòn tốt 81 81 Các nguyên tắc thiết kế mặt đờng Kết cấu mặt đờng phận đắt tiền đờng ô tô nớc ta, chi phí xây dựng áo đờng chiếm tới 45% - 65% (đối với tuyến đờng vùng đồng đô thị), với 30 - 40% (đối với tuyến vùng núi) giá thành xây dựng đờng ô tô Đồng thời áo đờng trực tiếp ảnh hởng nhiều đến điều kiện chạy xe Tiền bỏ để sữa chữa mặt đờng gần chiếm hầu hết chi phí tu, bảo dỡng đờng ô tô hàng năm với khối lợng vật liệu dùng để sữa chữa lớn Do việc thiết kế áo đờng hợp lý có ý nghĩa to lớn kinh tế kỹ thuật * Căn vào kết phân tích thực tế lý thuyết bố trí phù hợp lớp kết cấu tuân theo nguyên tắc sau: + Theo nguyên tắc thiết kế tổng thể tuyến đờng, đờng mặt đờng: Tiêu chuẩn thiết kế tuyến, mặt đờng phải phù hợp với tức thiết kế tuyến nên xét tới cờng độ độ ổn định đờng, cờng độ độ ổn định đờng để thiết kế kết cấu bề dày mặt đờng + Chọn vật liệu hợp lý, thích hợp với điều kiện chỗ, nhằm giảm chi phí vận chuyển hạ giá thành công trình tức nên dùng kết cấu nhiều lớp để tận dụng khả chịu lực vật liệu, cờng độ vật liệu lớp giảm dần theo chiều sâu Đặc biệt tận dụng vật liệu dùng làm lớp móng, lớp đệm.Tuy nhiên không nên dùng kết cấu nhiều lớp làm cho việc thi công phức tạp + Thi công thuận tiện, có lợi cho công tác bảo dỡng Nên xét đến lực lợng kỹ thuật thiết bị máy móc thi công để bố trí lớp kết cấu đề xuất yêu cầu kỹ thuật thi công phức tạp + Phân kỳ xây dựng, bớc nâng cao Để sử dụng nguồn vốn có hạn cách hợp lý, vào yêu cầu ngắn hạn để tiến hành thiết kế mặt đờng, sau tuỳ theo mức độ tăng xe hàng năm lợng giao thông bớc nâng cao dần 83 83 + Chú ý kết hợp tốt việc thiết kế thoát nớc 3.Tính toán thiết kế áo đờng Việc lựa chọn kết cấu áo đờng đợc dựa yếu tố sau: + Đối với mặt đờng - ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật đờng - Lu lợng xe chạy thiết kế - Tốc độ xe chạy tính toán Khả cung cấp vật liệu, phơng tiện thi công, điều kiện khí hậu điều kiện để tu bão dỡng + Đối với móng đờng - Điều kiện địa chất thuỷ văn, thổ nhỡng - Tình hình nguyên vật liệu có sẵn * Chọn vật liệu cho tầng mặt áo đờng Vật liệu làm lớp mặt chủ yếu cần dùng loại không thấm nớc, có cờng độ tính ổn định cờng độ nớc nhiệt cao, đặc biệt có khả chống tác dụng phá hoại bề mặt nh chịu bào mòn tốt Vì vậy, nên dùng vật liệu có cấu trúc liên kết tốt (dùng thêm chất liên kết) có độ chặt lớn, có cốt liệu đợc chọn lọc hình dạng tình trạng bề mặt để bảo đảm cờng độ (c ) cần thiết kích cỡ hạt nhỏ để đảm bảo chống bong bật tốt Chọn bê tông afphan làm cốt liệu cho lớp mặt * Chọn vật liệu cho tầng móng áo đờng Vật liệu tầng móng dùng loại cấu trúc rời rạc, kích cỡ lớn, chịu đợc bào mòn nh lớp đá dăm, cấp phối, đất đá gia cố chất liên kết vô cơ, sỏi cuội, đá ba, phế liệu công nghiệp, gạch vỡ Cờng độ lớp móng phía dới có cờng độ thấp để phù hợp với quy luật truyền ứng suất hoạt tải Đối với khí hậu Việt Nam (nhiệt đới) không nên chọn cát làm lớp móng dới cát rỗng tạo điều kiện thuận lợi cho việc 85 85 tích tụ ẩm, đồng thời cát có cờng độ thấp không góp phần vào việc chịu tải đáng kể, lại gây khó khăn cho việc thi công lớp bên Nếu dùng cát làm lớp đệm phải xây dựng hệ thống rãnh xơng cá thật tốt để thoát nớc lòng đờng Chọn lớp móng cấp phối đá dăm loại II Ta dùng lớp cấp phối đá dăm gia cố xi măng để tăng cờng độ cho đờng Lớp mặt ta chọn gồm có hai lớp: sử dụng BTN hạt nhỏ BTN hạt thô Sau lựa chọn kết cấu áo đờng ta tiến hành kiểm tra xem xét kết cấu chọn theo trạng thái giới hạn đạt yêu cầu quy định cha Đồng thời tính toán xác định lại bề dày cần thiết lớp cấu tạo Việc tính toán kết cấu áo đờng gồm nội dung kiểm toán theo tiêu chuẩn trạng thái giới hạn dới đây: + Tính toán độ võng đàn hồi thông qua khả chống biến dạng (biểu thị trị số mô đun đàn hồi) kết cấu áo đờng trị số mô đun đàn hồi kết cấu phải lớn trị số mô đun đàn hồi yêu cầu (Ech > Egc) + Tính toán ứng suất trợt đất lớp vật liệu yếu xem có vợt trị số giới hạn cho phép không + Tính toán ứng suất kéo uốn phát sinh đáy lớp vật liệu toàn khối nhằm khống chế không cho phép nứt lớp 87 87 ... thiết kế trắc dọc Căn vào đờng đen trắc dọc phối hợp với địa hình bình đồ ta tiến hành thiết kế đờng đỏ theo ba phơng pháp sau: Phơng pháp thiết kế đờng bao địa hình: Tức cho đ- - ờng thiết kế. .. phần thiết kế bình đồ cao độ - dọc tuyến thay đổi tuyến vạch qua vùng dân c, đồng ruộng vùng đồi thấp Chính phơng pháp thiết kế đờng đỏ phơng pháp thiết kế bao Căn vào cao độ mực nớc thiết kế để... cong đứng điểm nối dốc cho hợp lý Dựa vào nguyên tắc trên, hớng tuyến từ B đến D chọn điểm khống chế để tiến hành thiết kế bình đồ Kết đợc thể tập vẽ Quy định thiết kế bình đồ Ngoài yêu cầu đảm