Đề cương ôn thi môn xây dựng bề mặt đường

Câu 1: Nêu khác biệt làm việc KC áo đường ngược xuôi ADM? Để phát huy lực chịu tải, hợp lý cần lựa chọn lớp thỏa mãn đk gì? * Kết cấu ngược: Các lớpvật liệu có mô đun đàn hồi tăng dần từ xuống dưới, gọi kết cấu ngượ c *Kết cấu xuôi: Các lớp vật liệu có mô đun đàn hồi giảm dần từ xuống dưới, gọi kết cấu xuôi *Khác biệt: mô hình làm việc: Trong trường hợp bố trí lớp móng có cường độ cao lớp mặt ( kết cấu ngược) sơ đồ làm việc hệ nhiều lớp bị phá vỡ, *Để phát huy lực chịu tải ADM kết cấu đạt hợp lý chiều dày lớp vật liệu không nên dày Đây vấn đề đảm bảo yêu cầu kỹ thuật-kinh tế Khi chọn chiều dày lớp vật liệu lớn dẫn đến tình trạng dư thừa cường độ số lớp mà tác dụng làm tăng cường độ chung kết cấu Trong thực tế, việc lựa chọn chiều dày cường độ lớp vật liệu thỏa mãn đường cong Kogan, cần xem xét lựa chọn chiều dày vật liệu xuất phát từ điều kiện thiết bị thi công thực tế, điều kiện vật liệu địa phương để có phương án cấu tạo hợp lý, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật kinh tế kết cấu lựa chọn Câu 2: Hãy nêu mô hình hệ số mô hình bán không gian đàn hồi đồng nhất, tuyến tính Phạm vi ứng dụng mô hình tính toán thiết kế mặt đường nêu quan hệ mô đun đàn hồi hệ số Trả lời: 2.1 Mô hình hệ số Mô hình học mô hình hệ số, Winkler (1867) đề nghị, thay liên kết công trình với nền, hệ lò xo đàn hồi, độc lập với theo phương thẳng đứng, biến dạng xảy đáy công trình Đối với loại đất nền, độ lớn độ võng mặt tác dụng áp lực, tỉ lệ với độ lớn áp lực Gọi C hệ số nền, p(x,y) áp lực tác dụng lên mặt nền, wo độ lún mặt nền, ta có: p(x,y) = Cw0(x,y) Ý nghĩa mô hình hệ số, ép xuống lực có độ lớn P (N, KN), đơn vị diện tích (cm2, m2), làm cho mặt bị lún xuống đơn vị chiều dài (cm, m), hệ số có độ lớn P Đơn vị hệ số Mpa/cm, MPa/m Do mô hình hệ số đơn giản tính toán, nên ứng dụng rộng rãi thực tế tính toán thiết kế: quy trình thiết kế mặt đường cứng sân bay Việt nam, Liên xô (cũ), ICAO, quy trình thiết kế áo đường cứng đường ô tô Mỹ (AASHTO) - Mô hình hệ số có kể thêm thành phần ứng suất tiếp phân tố đất, đất thể khả chịu lực tốt hơn, so với mô hình hệ số Ứng suất kéo uốn bê tông mặt đường, tính theo mô hình hai hệ số giảm trung bình 4-6% so với ứng suất tính với mô hình hệ số - Mô hình hệ số có kể đến hệ số thứ ba hệ số xét đến cản trở chuyển dịch bê tông Mô hình thứ ba, thực tế thường áp dụng tính toán ứng suất nhiệt bê tông, lực ma sát đáy gây bị co dãn thay đổi nhiệt độ, tính toán bê tông chịu uốn bê tông đặt trực tiếp mặt nền, chúng không bố trí lớp cách ly Sử dụng toán với mô hình hai hệ số ba hệ số cho lời giải sát với điều kiện làm việc nền, song mức độ phức tạp toán, nên mô hình thường chủ yếu dùng tính toán nghiên cứu có yêu cầu độ xác cao 2.2 Mô hình bán không gian đàn hồi đồng tuyến tính Nền đất xem môi trường liên tục Các đặc trưng lý mô đun đàn hồi hệ số Poisson Chuyển vị mặt tác dụng tải trọng lên kết cấu, xác định theo lý thuyết đàn hồi Theo quan niệm này, đất xem bán không gian đàn hồi, đồng nhất, tuyến tính biến dạng mặt kết cấu chịu áp lực không phạm vi bên kết cấu mà kết cấu Theo J Boussinesq chuyển vị Wo điểm có toạ độ x,y mặt nền, cách điểm đặt lực tập trung P khoảng r, xác định theo công thức: w0(x,y)= đó: Eo,µo- tương ứng mô đun đàn hồi hệ số poisson đất Mô hình bán không gian đàn hồi tuyến tính ứng dụng rộng rãi quy trình thiết kế áo đường mềm nước 2.3 Quan hệ hệ số mô đun đàn hồi Sự đơn giản tính toán đàn hồi theo giả thiết Winkler thể chỗ, thuận tiện công thức tính toán so với toán mà đó, đất xem bán không gian đàn hồi Trong số trường hợp thực tế, đòi hỏi cần thiết phải quy đổi giá trị hệ số mô đun đàn hồi với Các kết nghiên cứu cho thấy, chuyển đổi giá trị hệ số mô đun đàn hồi nền, cần xem xét phụ thuộc chúng với độ cứng kết cấu mặt đường phía Theo N.M Gersevanov, có quan hệ sau: C= (1) Theo Gluscov ta có: E0=1,8 (2) với E0,C- tương ứng mô đun đàn hồi (daN/cm2), hệ số (daN/cm3) lớp móng tương đương; E,h- mô đun đàn hồi bê tông chiều dày bê tông Công thức quy đổi (1), Ivanov sử dụng để chuyển đổi công thức tính ứng suất kéo uốn bê tông Westergaad, từ tính theo mô hình hệ số, sang mô hình bán không gian đàn hồi, ứng dụng số quy trình thiết kế áo đường cứng Cần lưu ý công thức chuyển đổi xây dựng sở thực nghiệm.Công thức (1) có xét ảnh hưởng độ cứng lớp mặt đến sức chịu tải nền, công thức (2) không xét Đây công thức mang tính tham khảo, kết tính toán theo công thức cho giá trị khác Khi cần thiết kế tính toán kết cấu áo đường, cần tiến hành khảo sát thực tế Câu Mặt đường cứng, phân loại mặt đường cứng, nguyên tắc thiết kế cấu tạo mặt đường cứng?, phải phân nhỏ bê tông, loại liên kết cạnh Các tiêu kiểm toán mặt đường BTXM gồm tiêu nào, sao? Trả lời: Mặt đường cứng kết cấu mặt đường có lớp mặt lớp móng làm bê tông xi măng - loại vật liệu có độ cứng cao Mặt đường cứng thiết kế dựa theo lý thuyết “tấm đàn hồi” đồng thời có xét đến thay đổi cảu nhiệt độ nhân tố khác gây bê tông Phân loại mặt đường cứng: - Theo phương pháp thi công: + Mặt đường BTXM đổ chỗ; + Mặt đường BTXM lắp ghép - Theo loại BTXM: + Mặt đường BTXM Không có cốt thép; + Mặt đường BTXM cốt thép; + Mặt đường BTXM cốt thép ƯST; + Mặt đường BTXm sợi kim; +Mặt đường BTXM hỗn hợp (2 lớp Bê tông khác Nguyên tắc thiết kế cấu tạo mặt đường cứng: Để thiết kế mặt đường cứng cần phải điều tra khảo sát thu thập số liệu sau: - Qui mô giao thông đường năm tính toán tương lại - Điều tra, thí nghiệm, quan trắc để xác định thong số tính toán đất (hoặc kết cấu mặt đường cũ - Điều tra vật liệu xây dựng dọc tuyến, khả cung cấp xi măng có mác yêu cầu Điều tra điều kiện khí hậu (nhiệt độ), địa chất thủy văn, điều kiện phương tiện thi công - Điều tra thu thập số liệu phục vụ luận chứng hiệu kinh tế Thiết kế mặt đường cúng gồm nội dung: - Thiết kế cấu tạo nhằm chọn bố trí hợp lý kích thước tấm, khe liên kết khe tấm, chọn vật liệu lớp móng, vật liệu chèn khe, vật liệu lớp tạo phẳng bố trí mặt cắt ngang kết cấu áo đường, chọn biện pháp tăng cường cường độ ổn định cường độ đất lớp móng - Tính toán kiểm tra cường độ (bề dày) bê tông xi măng lớp móng tác dụng tải trọng tác dụng nhiệt Phân nhỏ bê tông có tác dụng giảm nứt mặt đường bê tông co ngót (giãn nở) nhiệt độ thay đổi Các loại liên kết cạnh tấm: - Liên kết có truyền lực; - Liên kết tự (không có truyền lực Các tiêu kiểm toán mặt đường BTXM gồm: - Kiểm toán độ võng: wt ≤ wcp + wt Độ võng tính toán + wcp Độ võng cho phép - Kiểm toán ứng suất kéo uốn: t ≤ Rcp + t Ứng suất tính toán + Rcp Cường độ giới hạn cho phép chịu kéo uốn bê tông - Kiểm toán ứng suất cắt: ≤ cp +  Ứng suất cắt tính toán +cp Ứng suất cắt cho phép Câu 4: Hãy nêu phân tích bình luận tiêu kiểm toán tính toán thiết kế mặt đường mềm? Tại cần kiểm toán tiêu này? Trả lời: Các tiêu kiểm toán KCAD mềm Theo quy trình thiết kế VN kiểm toán kết cấu áo đường mềm cần kiểm toán tiêu sau: + Chỉ tiêu độ võng đàn hồi mặt đường: w < [w]; + Chỉ tiêu ứng suất cắt đất lớp vật liệu dính: τ < [C]; + Chỉ tiêu ứng suất kéo uốn lớp vật liệu liền khối σku < [Rku] - Tùy thuộc vào loại mặt đường mà người ta ưu tiên lựa chọn tiêu để kiểm toán: + Đối với mặt đường cấp cao A1, A2 cần phải kiểm toán tiêu theo thứ tự: tiêu độ võng đàn hồi, tiêu trượt tiêu chịu ứng suất kéo uốn + Đối với mặt đường cấp B1, B2 kết cấu tăng cường cần kiểm toán tiêu độ võng đàn hồi + Độ võng đàn hồi có quan hệ tỉ lệ nghịch bậc với mô đun đàn hồi chung kết cấu tiêu tương đương với tiêu mô đun đàn hồi yêu cầu Sự cần thiết phải kiểm toán KCAD mềm theo tiêu - Khi bánh xe tác dụng lên mặt đường sinh vùng biến dạng sau: - - + Tại vùng 4: Nền đất phía mặt đường bị nén ép lại làm lớp mặt đường bị võng xuống Khi độ võng mặt đường vượt giới hạn gây phá hủy kết cấu mặt đường + Tại vùng 3: Lớp vật liệu liền khối bị uốn phạm vi chậu võng chia làm phần: phần chịu nén uốn phần chịu kéo uốn Khi ứng suất kéo uốn vượt qua cường độ kéo uốn vật liệu gây nứt lớp vật liệu liền khối + Tại vùng 1: Trong lớp đất lớp vật liệu dính xuất ứng suất cắt Khi giá trị ứng suất cắt vượt giới hạn lực dính cho phép gây tượng trượt trồi lớp lớp vật liệu dính Như tính toán kết cấu mặt đường cần phải xem xét tiêu Câu 5: Phân tích cần tính toán đường tác dụng tải trọng động mà không nên quy đổi tải trọng tĩnh tương đương? Trong quy trình thiết kế tải trọng động xét đến nào? Trả lời: Sự cần thiết phải tính toán với tải trọng động Tải trọng tác dụng đường ô tô bao gồm tải trọng tĩnh tải trọng động + Tải trọng tác dụng coi tải trọng tĩnh thời gian tác dụng từ 10 phút trở lên (các bãi đỗ xe ô tô, bến xe) + Khi xe chạy đường với tốc độ khai thác tải trọng tác dụng lên kết cấu tải trọng động Đối với loại tải trọng vật liệu làm kết cấu áo đường lại có ứng xử khác Ứng xử vật liệu với tải trọng động có khác biệt so với tải trọng tĩnh sau: + Tải trọng động tác dụng làm kết cấu áo đường đường dao động với gia tốc định Khi gia tốc vượt giá trị giới hạn làm giảm số tiêu học đất lực dính + Đất vật liệu đàn nhớt nên chịu tác dụng tải trọng động đất không biến dạng mà thể tính biến dạng trễ Còn chịu tải trọng tĩnh tính nhớt đất độ lớn biến dạng lớn chịu tác dụng tải trọng động hay mô đun động lớn mô đun tĩnh + Khi xe chạy thùng xe dao động theo phương thẳng đứng gây thêm tải trọng xung tác dụng xuống đường Xe chạy với tốc độ cao, độ phẳng lực xung lớn - - => Như tính toán kết cấu áo đường việc quy đổi tải trọng động tải trọng tĩnh tương đương không phản ánh đầy đủ khả làm việc vật liệu Dẫn đến chiều dày kết cấu áo đường tính thừa thiếu so với yêu cầu thực tế Xét ảnh hưởng động tải trọng quy trình hiên nay: - Trong t/chuẩn thiết kế áo đường cứng VN nay: tải trọng tính toán = tải trọng trục tiêu chuẩn nhân thêm hệ số xung kích từ 1,15 đến 1,2 - Trong t/chuẩn thiết kế áo đường mềm VN nay: xét ảnh hưởng động tải trọng gây dao động làm suy giảm lực dính đất việc nhân thêm với hệ số suy giảm sức kháng cắt trượt K1=0.6 - Như tất quy trình VN chưa phản ảnh đầy đủ ảnh hưởng động tải trọng việc tính toán kết cấu áo đường Câu 6: Hãy nêu ưu điểm, hạn chế phân tích nguyên tắc, yêu cầu cấu tạo kết cấu áo đường cứng áo đường mềm đường ô tô? Trả lời: Ưu điểm nhược điểm loại kết cấu áo đường: a Mặt đường cứng: - Ưu điểm: + Tấm BTXM có mô đun đàn hồi lớn nên có khả chịu tải trọng lớn, mặt đường cứng có tuổi thọ cao nhiều so với mặt đường mềm + Mặt đường cứng bị hư hỏng so với mặt đường mềm + Mặt đường cứng làm việc phụ thuộc vào đất chịu lực chủ yếu, đất có tác dụng chống đỡ - Nhược điểm: + Mặt đường BTXM thông thường bắt buộc phải phân phân khe làm giảm độ êm thuận xe chạy Mặt đường BTCT liên tục lưới thép liên tục phân phân khe giá thành cao + Móng mặt đường cứng phải móng cứng như: móng cát gia cố xi, CPĐD gia cố xi … nên không tận dụng vật liệu địa phương + Hư hỏng mặt đường cứng mặt đường mềm khó sửa chữa, kỹ thuật sửa chữa chưa hoàn chỉnh hiệu sửa chữa thấp b Mặt đường mềm - Ưu điểm: + Mặt đường mềm phân phân khe mặt đường cứng + Móng mặt đường mềm dùng móng cứng móng mềm tận dụng vật liệu địa phương + Mặt đường mềm dễ sửa chữa mặt đường cứng, kỹ thuật sửa chữa đơn giản hiệu Vật liệu tái sử dụng - Nhược điểm: + Tuổi thọ mặt đường mềm thấp, mặt đường mềm có nhiều hư hỏng so với mặt đường cứng + Độ cứng mặt đường mềm nhỏ nhiều so với mặt đường BTXM chiều dày kết cấu thường lớn tốn nhiều vật liệu + Tuổi thọ khả làm việc mặt đường mềm phụ thuộc nhiều vào chất lượng đất Nguyên tắc yêu cầu cấu tạo loại kết cấu áo đường - - Nguyên tắc: Kết cấu áo đường phải đủ khả chịu tải trọng xe, cường độ chuyển động tải trọng trục tính toán suất thời gian khai thác ( Phải đảm bảo tiêu cường độ, độ võng, trượt lớp vật liệu rời rạc, trượt lớp BTN) Yêu cầu cấu tạo: Kết cáo áo đường thường có cấu tạo làm nhiều lớp chia làm tầng móng tầng mặt + Tầng mặt: Tầng mặt chịu ứng suất nén ứng suất kéo lớn nên yêu cầu tầng mặt sử dụng vật liệu liền khối có mô đun đàn hồi lớn có sức kháng cắt cao như: BTN, BTXM, BTCT … + Tầng móng: Do đặc điểm ứng suất nén ứng suất cắt tải trọng xe gây giảm dần theo chiều sâu ứng suất cắt giảm nhanh yêu cầu vật liệu làm lớp móng cần vật liệu có mô đun đàn hồi cao sử dụng vật liệu rời rạc CPĐD, CPSC … riêng mặt đường cứng yêu cầu lớp móng phải lớp móng cứng cát gia cố xi, CPĐD gia cố xi + Đối với kết cấu áo đường mềm để tăng khả làm việc kết cấu yêu cầu lớp vật liệu phải liên kết tốt với + Đối với mặt đường cứng để giảm ảnh hưởng ứng suất nhiệt yêu cầu phải có lớp phân cách lớp để giảm ma sát lớp vật liệu xác định mô đun đàn hồi tương đương (mô đun đàn hồi chung) kết cấu mặt đường Mô đun đàn hồi chung kết cấu cần thỏa mãnn không nhỏ mô đun đàn hồi yêu cầu kết cấu đưa theo điều kiện tải trọng tính toán lưu lượng khai thác Câu 14: Hãy nêu phân tích tiêu kiểm toán tính toán thiết kế mặt đường BTXM ? Mặt đường mềm? Tại phải kiểm toán tiêu (câu 14= câu + câu 11) Câu 15: ứng dụng thiết bị FWD xác định tiêu mô đun đàn hồi chung tĩnh áo đường mềm không? Tại sao? - Theo tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm nước ta thiết kế theo Mô dun đàn hồi tính xác định thí nghiệm nén ép xác định theo công thức: E= π p.D(1− μ ) ; (MPa ) l Trong đó: + l biến dạng hồi phục đo thực nghiệm tương ứng với cấp tải trọng p Khi ÷ thực nghiệm thường dùng p=0,5 0,6 MPa trường hợp đo ép mặt lớp vật liệu ÷ 0,20 0,25 MPa mặt đất + D đường kính ép, điều kiện cho phép dùng ép cứng đường kính từ 30-40cm đất vật liệu (nếu có điều kiện nên dùng ép đường kính 76cm) + m hệ số Poisson, lấy 0,35 đất nền; 0,25 vật liệu 0,30 kết cấu áo đường - Hoặc thí nghiệm cần benkemam xác định theo công thức: E = 0,693 p.D(1− μ ) ; ( MPa) ldt Trong đó: + P: áp lực bánh xe tiêu chuẩn xuống mặt đường (p=6daN/cm2); + D: đường kính tương đương vệt bánh xe tiêu chuẩn (D=33cm); + µ: hệ số poatxong (µ=0,3) + Lđt: độ võng đàn hồi đặc trưng Với thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi chung cho kết cấu áo đường theo quy trình thiết kế Việt nam Đó mô đung đàn hồi tĩnh Thiết bị FWD thiết bị đo mô đun đàn hồi động dùng việc xác định tiêu mô đun đàn hồi chung tĩnh áo đường mềm Câu 16: nêu sở xác định phạm vi tác dụng tải trọng bánh xe xuống đường? tính toán sức chịu tải kết cấu áo đường người ta sử dụng tham số cường độ tham số nào, phạm vi chiều sâu nền? Trả lời: - Cơ sở để xác định phạm vi tác dụng tải trọng bánh xe xuống đường phân bố ứng suất theo chiều sâu tải trọng bánh xe gây ra: Biểu đồ giảm theo chiều sâu xác định theo công thức thực nghiệm Iacunhin: = Với Ztđ: chiều dầy tương đương lớp vật liệu Theo tính toán, kết cấu mặt đường mềm ô tô có mô đun đàn hồi chung từ 105-180Mpa chiều sâu 1.0 đến 1.2m 0.01-0.12Mpa chiếm 1-2% độ lớn giá trị ắp lực bánh xe lên mặt đường 0.6 Mpa Vì độ sâu xem hết phạm vi tác dụng tải trọng bánh xe Đối với mặt đường mềm sân bay phạm vi tác dụng lên tới 2.5-3m - Các tham số cường độ phụ thuộc vào mô hình sử dụng: + Mô hình hệ số nền: C + Mô hình bán không gian đàn hồi đồng tuyến tính: E, µ: E: Mô đun đàn hồi; µ: Hệ số poisson Câu 17: Hãy phân tích ưu điểm, hạn chế loại kết cấu áo đường cứng áo đường mềm? điều kiện đất yếu, nên áp dụng loại kết cấu sao? Đường bê tông xi măng Ưu điểm : điể Ưu Điểm :m :Độ bền tuyệt vời Độ bền thấp Tầm nhìn tốt Tầm nhìn Nhược điểm : Nhược điểm : Thời gian bảo dưỡng dài Có thể đưa vào sử dụng nhanh Cảm giác lái xe không thoải mái mối Cảm giác lái xe thoải mái nối Dễ sửa chữa Khó sửa chữa Thiết bị đơn giản Y Yêu cầu máy móc thiết bị nhiều Độ bền thấp m nhìn Nhược điểm đường nhựa asphalt Vệt lún Hỗn hợp asphalt có độ kháng yếu phá hủy nhiệt độ cao tốc độ thấp dễ bị hư hỏng chẳng hạn xe dừng lại đường nhiệt độ cao vào mùa hè Các hư hỏng tích lũy tải trọng lặp xe cộ tốc độ cao, cuối làm xuất vệt lún hư hỏng nghiêm trọng khác + Bong tróc phá hùy cùa môi trường tác động ánh mặt trời, không khí yếu tố khí hậu khác làm thay đổi thành phần hóa học nhựa asphalt, làm cứng giòn (lão hóa asphalt) Tiếp xúc với nước hay ầm độ làm tách hỗn hợp nhựa asphalt cốt liệu Kết bong tróc củaasphalt + Nứt mỏi ứng suất tạo tải trọng đơn nhỏ nhiều so với cường độ kéo, tải trọng lặp lại mười ngàn lần gây nên vết nứt mỏi Ưu điểm mặt đường bê tông xi măng • Đô bền - Đường bê tông cỏ độ bền cao Thời gian sử dụng trung bình 30 năm, tuổi thọ dài giải pháp mạnh để hợp lý hóa việc bảo trì đường, giảm ứng suất môi trường kết hợp với làm việc kết cấu, đáp ứng vấn đề phát sinh - Đường sử dụng lâu - Bê tông chịu tải trọng nặng Không cần lo lắng hiệu ứng võng lún, gợn sóng hay gờ đường asphalt - Tỉnh cứng theo thời gian - Bê tông đông cứng với thời gian Sau tháng đổ, bê tông tiếp tục phát triển cường độ từ từ đến 10% vòng đời sử dụng - Vượt tuồi thọ dự tính - Đường bê tông thường tồn lâu thiết kế mong • An toàn muốn + Tầm nhìn tốt - Bê tông phản xạ ánh sáng, giúp cải thiện tầm nhìn giảm chi phí đèn đường + Giảm văng nước - Bê tông không lún Không có rủi ro đọng nước xe chạy vùng nước đọng + Độ bám đường tốt - Đường bê tông dễ tạo “độ nhám" xây dựng làm cho bề mặt có độ bám bánh xe tốt + Đường bê tông xi măng cỏ nguy gây tai nạn, trường hợp mặt đường trơn đọng nước + nguy gây lún đọng nước + Không có nguy “chảy nhựa” đường BTN + Vỏ xe dính bám với mặt đường tốt • Đường bê tông xi măng quan sát tốt vào buổi tối + Bê tông xi măng có màu sáng + Mặt đường phản chiếu lai ánh đèn xe Khả quan sát cải thiện giúp cho đường bê tông xi măng an toàn lưu thông • Tỉnh trơn láng + Bê tông giữ trơn láng lâu - Độ cứng đường bê tông giúp giữ đưực mật đường trơn láng lâu dài sau xây dựng + Sự trơn láng yếu tẩ quan trọng cho người sứ dụng - Đường trơn láng giúp an toàn, tiện nghi cho mặt đường vận tải • Tính linh hoạt + Có thể lình động thời hạn sử dụng - Đường bê tông thiết kế với thời hạn sử dụng từ 10 đến 50 năm, tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống đường + Ý tưởng cho đường asphalt hỏng - tráng lớp mặt, tráng lớp mỏng bê tông cốt sợi lớp nhựaasphalt sửa chữa, có tính kinh tế, phương pháp hữu ích để phục hồi đường cũ • Duy tu bảo dưỡng + Giá trị dài hạn - Đường bê tông có giá trị sử dụng lâu tuổi thọ cao yêu cầu bảo dưỡng thấp + Dễ sửa chữa - Độ bền bê tông giảm thiểu yêu cầu bảo dưỡng hàng năm Khi cần sửa chữa, phạm vi sửa chữa so với đường asphalt + Đường tiết kiệm xăng - Mặt đường bê tông cứng giúp bánh xe dễ lăn Các nghiên cứu cho thấy điều giúp tăng hiệu sử dụng xăng xe • Kinh tế: + Đường bê tông sử dụng xi măng có sẵn nước lợi có quan ngại giá dầu thô biến động dễ dàng tăng cao, xu hướng tăng giá xu hướng sản xuất dầu + Đường bê tông gồm chi phí ban đầu cao đường asphalt, có LCC thấp khoảng 20% so với asphalt (sau 25 năm sử dụng) + Đường tiết kiệm xăng - Mặt đường bê tông cứng giúp bảnh xe dễ lăn hon Các nghiên cứu cho thấy điều giúp tăng hiệu sử dụng xăng xe • Giảm tiêu thụ xăng dầu xe cộ + Tổ chức quốc gia Canada (NRC) tiến hành khảo sát phần kế hoạch hành động nhà nước năm 2000 biến đổi khí hậu báo cáo kết (tháng 1- 2006, v.v )+ Báo cáo nói rằng, so sánh với đường asphalt, lượng tiêu thụ nhiên liệu xe tải đường bê tông giảm từ 0,8 đến 6,9% + Hiệp hội xi măng Nhật Bản nghiên cứu quan hệ độ bám đường xe tải lớn mặt đường: - Đường nội Cảng hàng không quốc tế Narita; - Cao tốc quốc gia - Thử nghiệm viện đất quốc gia ban quản lý hạ tầng ( NILIM ) Báo cáo cho lượng tiêu thụ nhiên liệu giảm từ 0,8 % đến 4,8 % mặt đường bê tông so với mặt đường asphalt… Trong điều kiện đất yếu, nên áp dụng loại kết cấu sao? Trong điều kiện đất yếu nên sử dụng BTN, tính Câu 18: Hãy phân tích ảnh hưởng động tải trọng đến sức chịu tải đường? quy trình Việt Nam (22TCN211-06) người ta tính ảnh hưởng nào? Bạn có ý kiến quy định nêu quy trình ? Trả lời : Ảnh hưởng động tải trọng đến sức chịu tải đường Nền đất xem vật liệu rời Khung chịu lực hạt đất, hạt đất có lực liên kết chủ yếu chịu lực nén, khả chịu kéo, cường độ chống cắt đất phụ thuộc lực dính ma sát hạt đất trượt lên • Khi tải trọng bánh xe di chuyển mặt đường, gây dao động cho lớp mặt đường truyền xuống đường làm cho dao động theo Xét khả chống trượt đường (c, ϕ) Với lực dính C Ta có công thức thực nghiệm V.Ersov Sê Đin Y : Cđ = Ct e-x(a-a0) Trong : Ct - lực dính trạng thái tĩnh, xác định thực nghiệm Cđ- lực dính đất trạng thái động x – số thực nghiệm a – gia tốc trải trọng gây a0 – Gia tốc giới hạn, a > ao đất bắt đầu suy giảm Với góc ma sát ϕ : tgϕ = (tgϕt -tgϕgh)e-β.η+ tgϕgh ϕt - trạng thái tĩnh ϕgh - giá trị giới hạn bé ma sát β - số (=0.23) η = a/g với g gia tốc trọng trường Nhận xét thấy : gia tốc a tăng, ϕ giảm, C giảm mà ta có τam+τav ≤ Ct K1 K2 K3 (*) Vậy ta có nhận xét : Khi τam tăng Cđ giảm, a tăng phương trình (*) nhanh đạt tới trạng thái giới hạn  nhanh đến biến dạng trượt , suy giảmcường độ chống cắt, làm suy giảm khả chịu tải đường • Quy trình Việt Nam (211-06) người ta tính ảnh hưởng thếnào? Trong tiêu chuẩn 22TCN211-06, người ta dùng công thức sau để kiểm toán tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất C tt Tax + Tav≤ K cdtr Trong đó, với : - Tax : ứng suất cắt hoạt động lớn tải trọng bánh xe tính toán gây đất lớp vật liệu dính (MPa) Tav : ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp vật liệu nằm gây điểm xét (MPa) tr cd • K hệ số cường độ chịu cắt trượt chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế Ctt = Ctt = C K1 K2 K3 lực dính tính toán Ý kiến quy định nêu quy trình: Ctt = C K1 K2 K3 , C lực dính đất, K2 : hệ số xét đến yếu tố tạo làm việc không đồng kết cấu K3 : hệ số xét đến gia tăng sức chống cắt trượt đất vật liệu dính điều kiện chúng làm việc kết cấu khác với mẫu thử , K1 : hệ số xét đến suy giảm sức chống cắt trượt đất vật liệu dính chịu tải trọng động gây dao động Với kết cấu áo đường phần xe chạy lấy K 1=0,6; với kết cấu áo lề gia cố lấy K1 = 0,9 để tính toán Như vậy, lấy K1 = 0.6 để tính chung cho phần đường xe chạy 0.9 cho lề gia cố không hợp lý, xe chạy, dao động, biết trên, C, ϕ phụ thuộc vào gia tốc dao động nền, mà gia tốc phụ thuộc vào vận tốc xe chạy, nên hệ số phải tính riêng cho công trình ứng với vận tốc ( phụ thuộc cấp đường) Câu 19: Hãy phân tích kết cấu ngược khác kết cấu xuôi AĐM điểm nào? Trong trường hợp nên sử dụng kết cấu ngược sao? Ý nghĩa hệ số xung kích quy đổi tải trọng động bánh xe tải trọng tĩnh tương đương tính toán kết cấu áo đường? - Kết cấu ngược khác kết cấu xuôi đặc điểm kết cấu xuôi cường độ chịu lực lớp vật liệu giảm dần từ xuống dưới, kết cấu ngược cường độ chịu lực lớp cao cường độ lớp - Trường hợp xây dựng đường đất yếu cần mặt lớp móng có cường độ cao để phục vụ cho trình thi công làm kết cấu ngược - Ý nghĩa hệ số xung kích quy đổi tải trọng động bánh xe tải trọng tĩnh tương đương tính toán kết cấu áo đường: + Thể tăng độ lớn tải trọng động so với tải trọng tĩnh; + Hệ số xung kích hực chất xét đến tăng độ lớn tải trọng, mặt đường không phẳng gây ra, mà chưa xét đến đặc tính đàn nhớt vật liệu mặt đường từ bê tông nhựa, làm thay đổi trạng thái ứng suất- biến dạng lớp vật liệu, chưa xét ảnh hưởng yếu tố động lực học gia tốc dao động đến sức chịu tải đất Câu 20: khái niệm tải trọng trùng phục xét đến ntn thiết kế áo đường mềm? tiêu chuẩn 22TCN211-06 mô đun đàn hồi yêu cầu đề cập ntn : Trả lời: a,Trong tính toán thiết kế áo đường mềm, người ta xét đến ảnh hưởng tải trọng trùng phục tính toán mô đun đàn hồi chung áo đường qua công thức: Ech,N== Với Ech,N : mô đun đàn hồi chung chịu tác động N trục xe/ngày đêm Ech: mô đun đàn hồi chung tính điều kiện tải trọng tĩnh cho áo đường xây dựng; KN=a+blgN: hệ số kể đến lưu lượng lưu lượng trục xe tính toán A,b: tham số đặc trưng cho trình tích lũy biến dạng dư vật liệu áo đường xác định thực nghiệm Và điều kiện tính toán thiết kế áo đường mềm : Ech,N>=Eyc b, tiêu chuẩn 22TCN211-06 mô đun đàn hồi yêu cầu xác định cách lấy giá trị lớn theo cách sau: - Eyc xác định phụ thuộc vào số lượng trục xe tính toán loại tầng mặt đường( cấp cao,A1,A2, cấp thấp B1 Eyc xác định phụ thuộc vào cấp đường(đường oto có đường cao tốc cấp I, đường cấp II,III,IV,V,VI; đường đô thị có Đường cao tốc trục chính,Đường khu vực,Đường phố,Đường công nghiệp kho tàng,Đường xe đạp, ngõ Câu 21:Trong quy trình quy định mác bê tông tối thiểu để làm j?hãy phân tích phạm vi sử dụng mác nén, kéo uốn vật liệu BTXM quy trình? Trong quy trình người ta quy định với việc tính toán với tải trọng động Trả lời: quy trình quy định mac bê tông tối thiểu gồm mác chịu nén chịu kéo uốn mác chịu nén không nhỏ 300daN/cm2, mác chịu kéo uốn không nhỏ 40daN/cm2 mác chịu nén nhằm để mặt đường không bị biến dạng,bong bật bề mặt tác dụng tải trọng trình khai thác Mác kéo uốn nhằm chịu kéo uốn bê tông tác dụng tải trọng, nhiệt độ gây Trong quy trình may mác nén,kéo uốn bê tông xi măng sử dụng việc tính toán chiều dầy mặt đường bê tông theo công thức h= h: chiều dầy bê tông; PII: tải trọng bánh xe tính toán nhân với hệ số xung kích; : cường độ chịu uốn bê tông; : hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt tải trọng tỉ số E: mô đun đàn hồi bê tông : mô đun đàn hồi chung lớp mặt lớp móng R: bán kính diện tích vệt bánh xe tính toán Trong quy trình việc tính toán với tải trọng động quy định sau: (trùng câu 23) Câu 22: Tính toán thiết kế áo đường mềm với tải trọng tĩnh động khác điểm nào? Trong quy trình 22TCN 211-06, quy định tính toán với tải trọng tĩnh hay động? Trong thực tế, kết cấu mặt đường chịu tác dụng tải trọng bánh xe không hoàn toàn tải trọng tĩnh Lý thuyết tính toán mặt đường chịu tải trọng tĩnh phù hợp với kết cấu mặt đường bến xe, trạm đỗ ô tô Kết cấu mặt đường xe chạy, chịu tác động tải trọng động bánh xe di chuyển mặt đường với vận tốc định Sự khác biệt ứng xử kết cấu mặt đường chịu tải trọng động, khác tải trọng tĩnh chỗ, mặt, bánh xe di chuyển bề mặt đường, tải trọng động gây dao động cho kết cấu mặt đường với gia tốc dao động Do đất vật liệu có liên kết yếu, gia tốc vượt giới hạn cho phép loại đất, làm suy giảm tiêu học đất lực dính C góc ma sát φ Mặt khác, xem đất vật liệu đàn nhớt, chịu tác dụng tải trọng động, đất không biến dạng mà thể tính biến dạng trễ, làm thay đổi độ lớn độ võng mặt so với việc xem đàn hồi Ngoài ra, bánh xe di chuyển bề mặt đường không phẳng, thành phần tải trọng bánh xe, mặt đường chịu tác dụng thêm phần tải trọng xung tải trọng thùng xe dao động theo phương đứng gây ra, độ lớn lực xung phụ thuộc mức độ lồi lõm mặt đường vận tốc xe chạy Hiện nay, số quy trình thiết kế, để tính đến ảnh hưởng động tải trọng, người ta đề nghị nhân tải trọng tĩnh với hệ số xung kích Ptt, tđ = Pt.Kxk Trong Kxk= 1,15 ÷ 1,2: Hệ số xung kích kể đến tác dụng xe chạy mặt đường không phẳng Sự khác thể modun đàn hồi chung mà: 2 π qDqd (1 − µ ) π qDqd (1 − µ ) Et = Eđ = wt wđ ; Từ công thức ta thấy Wt < Wđ nên Et > Eđ Trong quy trình 22TCN 211-06, quy định tính toán với tải trọng tĩnh Câu 23: Bạn nêu, quy trình thiêt kế nay, người ta quy định việc tính toán với tải trọng động? quy định tính có ưu điểm, hạn chế gì? Khi tính toán kết cấu mặt đường chịu tải trọng động, cần tính trạng bề mặt mặt đường, phẳng hay không phẳng, để lựa chọn mô hình tải trọng động cho phù hợp Dưới xem xét hai mô hình tải trọng động thường sử dụng tính toán thực tế: Mô hình tải trọng di động bề mặt đường phẳng: Mô hình áp dụng để xác định tải trọng động P(t) thay đổi theo thời gian, trường hợp bánh xe di chuyển bề mặt đường phẳng Giả thiết độ võng tải trọng tác dụng, dạng nửa sóng sin - Sinusôit, ta có độ • lớn tải trọng động: P(t) = P sin mt Trong đó: m - tần số ( tần số võng) dao động cưỡng tải trọng: m= πV Dcvtt Po - biên độ tải trọng (lấy lớn bằng tải trọng tĩnh); V - vận tốc di chuyển bánh xe; Dcvtt - đường kính chậu võng tính toán, xét đặc trưng biến dạng mặt đường, lấy 0,75 D cv, Dcv đường kính chậu võng thực tế mặt đường, mặt đường bê tông xi măng, lấy gần 5L, với L đặc trưng đàn hồi bê tông Khi xe chuyển động mặt đường gây dao động kêt cấu làm cho C, φ giảm T tăng dẫn đến dễ xảy trượt Việt Nam xem xét cách đưa hệ số 0,6 vào tính [C] điều không thực tế loại đường khác hệ số phải khác [C] = Ct.K1.K2 K3 • Mô hình tải trọng di động bề mặt đường không phẳng: M Z(M) Cn Kn Z(m) m ho h(t) Cl X=V.t L Mặt đường ô tô sân bay sau thời gian khai thác, thường xuất hiện tượng gồ ghề, lồi lõm, lún không chênh cao mép bê tông Ngoài độ lớn tải trọng với tải trọng tĩnh bánh xe, xuất lực xung lực quán tính khối lượng thùng xe chuyển động theo phương đứng bánh xe chạy bề mặt gồ ghề gây Ptt = Po.Kxk Trong đó: Kxk hệ số xung kích xác định + Nếu ho = ÷ 2cm Kxk =1,2 ÷ 1,25 + Nếu ho = ÷ 3cm Kxk = 1,25 ÷ 1,4 Phương pháp tính thực chất xét đến tăng độ lớn tải trọng, mặt đường không phẳng gây ra, mà chưa xét đến đặc tính đàn nhớt vật liệu mặt đường từ bê tông nhựa, làm thay đổi trạng thái ứng suất- biến dạng lớp vật liệu, chưa xét ảnh hưởng yếu tố động lực học gia tốc dao động đến sức chịu tải đất ... BTXM đổ chỗ; + Mặt đường BTXM lắp ghép - Theo loại BTXM: + Mặt đường BTXM Không có cốt thép; + Mặt đường BTXM cốt thép; + Mặt đường BTXM cốt thép ƯST; + Mặt đường BTXm sợi kim; +Mặt đường BTXM hỗn... theo công thức cho giá trị khác Khi cần thi t kế tính toán kết cấu áo đường, cần tiến hành khảo sát thực tế Câu Mặt đường cứng, phân loại mặt đường cứng, nguyên tắc thi t kế cấu tạo mặt đường. .. tông, loại liên kết cạnh Các tiêu kiểm toán mặt đường BTXM gồm tiêu nào, sao? Trả lời: Mặt đường cứng kết cấu mặt đường có lớp mặt lớp móng làm bê tông xi măng - loại vật liệu có độ cứng cao Mặt