BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL

BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL .BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL BANG TINH KET CAU AO DUONG MEM BANG TRA TU DONG EXCEL

: Không - Dải phân cách giữa: Xe loại Xe buýt loại nhỏ Xe buýt loại lớn Xe tải nhẹ Xe tải vừa Xe tải nặng Xe tải nặng 2 (1) Loại xe 23.1 45.4 25.8 18.0 45.0 18.0 (2) Trục trước 73.2 90.0 69.6 56.0 90.0 45.2 (3) Trục sau Trọng lượng trục Pi (kN) 1 1 (4) (trục) sau Số trục 2 2 2 (5) 1.4 (6) sau Ltr (m) 6178 2928 3788 6877 2710 9442 20320 (7) (Xe/ngđêm) chiều trục cụm bánh trục sau nb Khoảng cách Lưu lượng xe Số bánh Bảng 1: Dự báo thành phần xe thông qua mặt cắt ngang điển hình năm cuối thời hạn thiết kế STT :4 - Số xe thiết kế nlàn (làn) = 0.00 : áo đường - Tính Ntt để thiết kế kết cấu => Hệ số phân phối số trục xe tính toán xe fl : 100 - Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn Ptt (kN) Số liệu ban đầu: CÔNG TRÌNH: NÂNG CẤP MỞ RỘNG ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG - TRẦN PHÚ THEO QUI TRÌNH 22 TCN 211-06 BẢNG TÍNH SỐ TRỤC XE TÍNH TOÁN Ntt Ntt Số trục xe tính toán Ntt: 12 = 80 = 9742 * = Ntk * fl Trục sau Trục trước 11 Xe tải nặng Trục sau 10 Trục trước Xe tải nặng Trục sau Trục trước Xe tải vừa Trục sau Trục trước Xe tải nhẹ Trục sau Trục trước Xe buýt loại lớn Trục trước Trục sau Xe buýt loại nhỏ Loại xe STT 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 1 1 1 1 1 (truïc) nb 2 2 2 (baùnh xe) (3-2) (3-1) (trục/làn.ngày đêm) Tổng số trục xe sau qui đổi Ntk (trục/ngày đêm) 73.2 23.1 90.0 45.4 69.6 25.8 56.0 18.0 90.0 45.0 45.2 100 (kN) (kN) 18.0 Ptt Pi m ni: số lần tác dụng loại tải trọng trục cần qui đổi m: số trục xe cụm trục C1 = 1+1.2*(m-1) (Trục/ngày đêm) Bảng 2: Bảng tính số trục xe quy đổi số trục xe tính toán Trong đó: Ntk = ΣNi = ΣC1*C2*ni*(Pi/Ptt)4.4 Công thức tính: Tổng số trục xe sau qui đổi trục xe tính toán Ntk: 6178 6178 2928 2928 3788 3788 6877 6877 2710 2710 9442 9442 (trục/ngđêm) ni 1.4 0 0 0 0 0 (m) Ltr 2.2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 C1 1.0 6.4 1.0 6.4 1.0 6.4 1.0 6.4 1.0 6.4 1.0 6.4 C2 9742 3444 1842 580 769 62 536 1705 517 287 (trục/ngđêm) Ni BẢNG TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THEO QUI TRÌNH 22 TCN 211-06 CÔNG TRÌNH: NÂNG CẤP MỞ RỘNG ĐƯỜNG HÙNG VƯƠNG - TRẦN PHÚ HẠNG MỤC: MẶT ĐƯỜNG LÀM MỚI I SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Số liệu chung: - Đối tượng tính toán : áo đường - Loại, cấp hạng đường : Đường đô thò: Đường khu vực - Loại tầng mặt thiết kế : Cấp cao A1 - Độ tin cậy thiết kế : 0.90 - Thời hạn thiết kế t (năm) : 10 - Số trục xe tính toán Ntt (trục/làn.ngày đêm): 80 - Tỷ lệ tăng trưởng xe trung bình năm q (%) : 10 (ở năm cuối thời hạn thiết kế) Nền đường: - Đất đắp đường : Đất cát - Module đàn hồi E0 (Mpa) : 38 - Lực dính C (Mpa) - Góc ma sát ϕ (độ) : 0.01 : 27 Tải trọng: - Tải trọng trục tác dụng : cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) - Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P (kN) : 100 - p lực tính toán lên mặt đường p (Mpa) : 0.6 - đường kính vệt bánh xe D (cm) : 33 Xác đònh module đàn hồi yêu cầu Eyc: - Tra Bảng 3-4 với: Ptt = 100; mặt đường Cấp cao A1; số trục xe tính toán Ntt = 80, ta được: Eyc = 141 (Mpa) - Tra Bảng 3-5 với: Đường đô thò: Đường khu vực; mặt đường Cấp cao A1 ta module đàn hồi tối thiểu: Eyc = - Module đàn hồi yều cầu dùng để tính toán: Eyc = max(Eyc ,Eyc min) = Kết cấu áo đường: Tổng số lớp áo đường STT Lớp vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ 155 (Mpa) 155 (Mpa) :6 H (cm) 20 10 10 10 Ev (Mpa) 280 350 600 160 160 160 Etr (Mpa) 200 350 600 160 160 160 Eku (Mpa) 1200 1600 600 160 160 160 Rku (Mpa) 1.6 0.8 0 C (Mpa) 0 0.5 0.5 0.5 ϕ (độ) 0 0 0 II TÍNH TOÁN: Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi kết cấu áo đường: a) Quy đổi hệ lớp: Việc quy đổi lớp từ lên thực theo công thức sau: Etb' = E1.[(1+k.t1/3)/(1+k)]3 (3.5) Trong đó: k = h2/h1 ; t = E2/E1 htb = h1 + h2 Kết tính đổi thể bảng sau: STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ b) Tính Etbđc: H/D = 62 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điềβu chænh: hi (cm) htb (cm) k t Evi (Mpa) Etbi (Mpa) 20 10 10 10 62 57 50 30 20 10 0.088 0.140 0.667 0.500 1.000 0.000 0.938 1.200 3.750 1.000 1.000 0.000 280 350 600 160 160 160 296.86 298.37 291.57 160.00 160.00 160.00 ≤ 1.204 1.879 = E'tb Từ bảng kết tính đổi ta có: = 296.86 (Mpa) = 357.47 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Evi) = 600 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 357.47 Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp, với lớp có : - Chiều dày: H = 62 (cm) - Module đàn hồi trung bình: Etbđc c) Tính Ech kết cấu: E1 = Etbđc = 357.47 (Mpa) 357.47 (Mpa) E0/E1 = 38 / 357.47 = 0.106 H/D = 62 / 33 = 1.879 ≤ (Mpa) Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.496 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = 0.496 Module đàn hồi chung kết cấu : Ech = 0.496 * 357.47 = ẩn 177.3 (Mpa) = (1.05*E0) / {(1+E0/E1)/[1+4*(H/D)2*(E0/E1)-0.67]0.5 + E0/E1} Ech ẩn = (1.05*38)/{(1+0.106)/[1+4*(1.879)^2 * (0.106)^(-0.67)]^0.5+0.106} ẩn = 163.74 (Mpa) = 180.11 (Mpa) Echđc Mô đun đàn hồi chung mặt lớp vật liệu STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Nền hi (cm) 20 10 10 10 d) Kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi: Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) Tra bảng 3-2 Hệ số cường dộ độ võng: Kcđđv = 1.10 Evi (Mpa) 280 350 600 160 160 160 = 0.90 H/D 0.152 0.212 0.606 0.303 0.303 0.303 E0/E1 0.650 0.477 0.126 0.393 0.314 0.238 Ech/E1 0.67 0.52 0.278 0.473 0.393 0.314 Ech (Mpa) 187.60 182.00 166.80 75.68 62.88 50.24 38.00 Kcññv*Eyc Ech = 177.30 ==> = 1.1*155 = > Kcđđv*Eyc = 170.50 (Mpa) 170.50 (Mpa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Kiểm tra tiêu chuẩn chòu cắt trượt đất lớp vật liệu dính kết: Sơ đồ tính: STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ hi Etr C ϕ Kiểm tra (cm) 20 10 (Mpa) 200 350 600 160 (Mpa) 0 0.5 (độ) 0 0 (C / K) 10 10 160 160 38 0.5 0.5 0.01 0 27 C C C Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Nền Đất cát K K C a) Kiểm tra đất nền: Tính đổi lớp bên lớp, thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật liệu hi (cm) htb (cm) k t Etri (Mpa) Etbi (Mpa) 20 10 10 10 62 57 50 30 20 10 0.088 0.140 0.667 0.500 1.000 0.000 0.670 1.200 3.750 1.000 1.000 0.000 200 350 600 160 160 160 289.45 298.37 291.57 160.00 160.00 160.00 Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ H/D = 62 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = ≤ 1.879 1.204 289.45 (Mpa) 348.55 (Mpa) 600 (Mpa) 348.55 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Etri) = Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = Sử dụng toán đồ Hình 3-3, với tỷ số sau: H/D = 62 / 33 = E1 = Etbñc = E2 = E0 E1/E2 ϕ = 348.55 / 38 = 1.879 = 348.55 (Mpa) 38 (Mpa) 9.17 = 27 (độ) E1/E2 = 10 20 30 30 50 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 Tra được: Tax/p = 2.0 0.2 0.008 p = 0.6 (Mpa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 0.6*0.008 = 0.0048 Sử dụng toán đồ Hình 3-4, với thông số sau: ϕ= H= 62 (cm) ; (Mpa) 27 (độ) 0.004 ϕ = 5o 0.003 ϕ = 10o 0.002 ϕ = 13o 0.001 0.000 20 40 60 80 100 -0.001 ϕ= -0.002 -0.001922 20o -0.003 -0.004 ϕ = 30o -0.005 -0.006 ϕ = 40o -0.007 -0.008 Tra Ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = -0.001922 (Mpa) Ctt = C*K1*K2*K3 (Mpa) Trong đó: C K1 = 0.01 (Mpa) = 0.60 (Kết cấu áo đường phần xe chạy) Ntt = 80 (trục/làn/ngày đêm) K2 = 1.00 (Tra bảng 3-8) Lực dính tính toán: => Đất đắp là: K3 => Vậy Ctt Đất cát = 1.50 = 0.01*0.6*1*1.5 Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ cắt trượt: Kcđtr Tax + Tav ==> (Mpa) = 0.94 Kiểm tra điều kiện cắt trượt: Tax + Tav = 0.0048+(-0.001922) Ctt / Kcñtr = 0.009 = 0.90 = 0.009 / 0.94 = 0.0029 < = 0.0029 (Mpa) = 0.010 (Mpa) Ctt / Kcđtr = 0.010 Đất đảm bảo điều kiện cân trượt b) Kiểm tra lớp 6: Cấp phối sỏi đỏ: Tính đổi lớp bên lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật lieäu hi htb k t Etri Etbi H / D T a STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ (cm) (cm) 20 10 10 52 47 40 20 10 H/D = 52 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 1.576 0.106 0.175 1.000 1.000 0.000 0.596 1.051 3.750 1.000 0.000 (Mpa) (Mpa) 200 350 600 160 160 320.43 335.53 333.04 160.00 160.00 ≤ 1.184 320.43 (Mpa) 379.41 (Mpa) 600 (Mpa) 379.41 (Mpa) 160.00 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=1÷5) Emax = max (Etri) = Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = Xác đònh Ech mặt lớp Cấp phối sỏi đỏ: E1 = Etr6 = E0/E1 = 38 / 160 = 0.238 H/D = 10 / 33 = 0.303 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : ≤ 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.314 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = Module đàn hồi chung kết cấu : 0.314 Ech = 0.314 * 160 = 50.24 Sử dụng toán đồ Hình 3-3, với tỷ số sau: H/D = 52 / 33 = 1.576 E1/E2 ϕ dc = Etb /Ech = 379.41 / 50.24 = (Mpa) 7.55 = (độ) E1/E2 = 10 20 30 50 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 Tra được: Tax/p = 0.0385 p = 0.6 (Mpa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 0.6*0.0385 = 0.0231 Sử dụng toán đồ Hình 3-4, với thông số sau: ϕ= H= 52 (cm) ; (Mpa) (độ) 0.004 ϕ = 5o 0.003 0.002 0.00182 0.001 0.000 20 40 60 ϕ = 10o ϕ = 13o 80 -0.001 100 ϕ = 20o -0.002 -0.003 -0.004 ϕ = 30o -0.005 -0.006 ϕ = 40o -0.007 -0.008 Tra Ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = 0.00182 (Mpa) Lực dính tính toán: Trong đó: C Ctt = C*K1*K2*K3 (Mpa) = (Mpa) 0.5 2.0 0.2 H / D T a E1 = Etbñc E0/E1 = 38 / 160 = = 160.00 (Mpa) 0.238 H/D = 20 / 33 = 0.606 Tra toaùn đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : ≤ 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.416 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = 0.416 Module đàn hồi chung kết cấu : Ech = 0.416 * 160 = 66.56 Sử dụng toán đồ Hình 3-2, với tỷ số sau: H/D = 42 / 33 = 1.273 E1/E2 ϕ dc = Etb /Ech = 421.84 / 66.56 = (Mpa) 6.34 = (độ) E1/E2 = 10 10 20 30 50 0.0 0.1 0.2 0.01 0.3 0.02 0.03 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 Tra được: Tax/p = 0.0485 p = 0.6 (Mpa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 0.6*0.0485 = 0.0291 Sử dụng toán đồ Hình 3-4, với thông số sau: ϕ= H= 42 (cm) ; (Mpa) (độ) 0.004 ϕ = 5o 0.003 ϕ = 10o 0.002 0.00147 0.001 0.000 20 40 ϕ = 13o 60 80 -0.001 ϕ= 100 20o -0.002 -0.003 -0.004 ϕ = 30o -0.005 -0.006 ϕ = 40o -0.007 -0.008 Tra Ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = 0.00147 (Mpa) Ctt = C*K1*K2*K3 (Mpa) Trong đó: C K1 = 0.5 (Mpa) = 0.60 (Kết cấu áo đường phần xe chạy) Ntt = 80 (trục/làn/ngày đêm) K2 = 1.00 (Tra bảng 3-8) Lực dính tính toán: => Đất đắp là: K3 => Vậy Ctt Đất cát = 1.50 = 0.5*0.6*1*1.5 = 0.450 Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ cắt trượt: Kcđtr = 0.94 Kiểm tra điều kiện cắt trượt: Tax + Tav = 0.0291+(0.00147) ==> (Mpa) = 0.90 Ctt / Kcñtr = 0.45 / 0.94 Tax + Tav = 0.0306 < = 0.0306 (Mpa) = 0.479 (Mpa) Ctt / Kcñtr = 0.479 Lớp Cấp phối sỏi đỏ đảm bảo điều kiện cân trượt d) Kiểm tra lớp 4: Cấp phối sỏi đỏ: Tính đổi lớp bên lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) 2.0 0.2 H / D T a STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia coá XM (Rn ≥ Mpa) hi (cm) htb (cm) k t Etri (Mpa) Etbi (Mpa) 20 32 27 20 0.185 0.350 0.000 0.380 0.583 0.000 200 350 600 461.32 526.48 600.00 k t Etri 0.500 1.000 0.000 1.000 1.000 0.000 H/D = 32 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 0.970 ≤ 1.102 461.32 (Mpa) 508.55 (Mpa) 600 (Mpa) 508.55 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=1÷3) Emax = max (Etri) = đc Etb dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = Xác đònh Ech mặt lớp Cấp phối sỏi đỏ: Tính đổi lớp 4÷6 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật liệu hi htb (cm) (cm) 10 10 10 30 20 10 Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ H/D = 30 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 0.909 ≤ 1.093 160.00 (Mpa) 174.91 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=4÷6) Emax = max (Etri) = 160 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 160.00 (Mpa) E1 = Etbñc 160.00 (Mpa) E0/E1 = 38 / 160 = = 0.238 H/D = 30 / 33 = 0.909 Tra toaùn đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 ≤ Etbi (Mpa) (Mpa) 160 160 160 160.00 160.00 160.00 0.45 0.40 0.35 0.30 0.501 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = 0.501 Module đàn hồi chung kết cấu : Ech = 0.501 * 160 = 80.16 Sử dụng toán đồ Hình 3-2, với tỷ số sau: H/D = 32 / 33 = 0.970 E1/E2 ϕ = Etbdc/Ech = 508.55 / 80.16 = (Mpa) 6.34 = (độ) E1/E2 = 10 20 30 50 0.0 0.1 0.01 0.2 0.3 0.02 0.03 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 Tra được: Tax/p = 0.0767 p = 0.6 (Mpa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 0.6*0.0767 = 0.0460 Sử dụng toán đồ Hình 3-4, với thông số sau: ϕ= H= 32 (cm) ; 0.004 ϕ = 5o 0.003 ϕ = 10o 0.002 0.001 0.00112 ϕ = 13o (độ) (Mpa) 2.0 0.2 H / D T a 0.000 20 40 60 80 -0.001 100 ϕ = 20o -0.002 -0.003 -0.004 ϕ = 30o -0.005 -0.006 ϕ = 40o -0.007 -0.008 Tra Ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = 0.00112 (Mpa) Ctt = C*K1*K2*K3 (Mpa) Trong đó: C K1 = 0.5 (Mpa) = 0.60 (Kết cấu áo đường phần xe chạy) Ntt = 80 (trục/làn/ngày đêm) K2 = 1.00 (Tra bảng 3-8) Lực dính tính toán: => Đất đắp là: K3 => Vậy Đất cát = Ctt 1.50 = 0.5*0.6*1*1.5 = 0.450 Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ cắt trượt: Kcđtr = 0.94 Kiểm tra điều kiện cắt trượt: Tax + Tav = 0.04602+(0.00112) Ctt / Kcñ tr Tax + Tav ==> (Mpa) = 0.90 = 0.45 / 0.94 = 0.0471 < = 0.0471 (Mpa) = 0.479 (Mpa) Ctt / Kcđtr = 0.479 Lớp Cấp phối sỏi đỏ đảm bảo điều kiện cân trượt Kiểm tra tiêu chuẩn chòu kéo uốn lớp vật liệu liền khối: Sơ đồ tính: STT Neàn hi (cm) 20 10 10 10 Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Đất cát Eku (Mpa) 1200 1600 600 160 160 160 38 Rku (Mpa) 1.6 0.8 0 0.01 Kieåm tra (C / K) C C C K K K a) Kiểm tra lớp 1: Bê tông nhựa chặt C12.5: Xác đònh Echm mặt lớp Bê tông nhựa chặt C19: Tính đổi lớp 2÷6 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ H/D = 57 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = hi htb (cm) (cm) 20 10 10 10 57 50 30 20 10 1.727 ≤ 1.196 381.56 (Mpa) 456.42 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=2÷6) Emax = max (Ekui) = 1600 Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbñc,Emax) = Etbñc E1 = E0/E1 = 38 / 456.42 = = 456.42 (Mpa) 456.42 (Mpa) 0.083 H/D = 57 / 33 = 1.727 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 (Mpa) ≤ k 0.140 0.667 0.500 1.000 0.000 t 5.488 3.750 1.000 1.000 0.000 Ekui Etbi (Mpa) (Mpa) 1600 600 160 160 160 381.56 291.57 160.00 160.00 160.00 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.429 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = 0.429 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.429 * 456.42 = Sử dụng toán đồ Hình 3-5, với thông số sau : E1 = Eku1 = 195.8 (Mpa) 1200 (Mpa) E1/Echm = 1200 / 195.8 = 6.129 h1/D = / 33 = 0.152 5.0 4.8 E1/Echm=100 4.6 50 4.4 30 4.2 4.0 20 3.8 3.6 3.4 3.2 15 3.0 2.8 12 2.6 2.4 10 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 3.5 1.2 1.0 2.5 0.8 0.6 1.5 0.4 0.2 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vò: σku = 1.73 Tải trọng trục tác dụng là: kb => = cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Bê tông nhựa chặt C12.5 : σku = σku *p*kb = 1.73*0.6*0.85 = 0.88 (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: Ne = {[(1+q)t-1]/[q*(1+q)(t-1)]}*365*Ntt (dùng công thức A-3, Phụ lục A) = {[(1+0.1)^10-1]/[0.1*(1+0.1)^(10-1)]}*365*80 = 1.97E+05 (trục) Vật liệu kiểm tra là: Bê tông nhựa chặt C12.5, tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 / (Ne)^0.22 k2 = 11.11 / (0.2E+6)^0.22 = 0.760 =1 Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp Bê tông nhựa chặt C12.5 : Rttku = k1*k2*Rku = 0.76*1*1.6 = 1.22 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) = 0.90 Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ chòu kéo uốn: Kcđku = 0.94 Kiểm tra điều kiện kéo uốn: Rttku / Kcñku = 1.22 / 0.94 σku = 0.88 ==> Rtt < (Mpa) = 1.30 ku /Kcñku = 1.30 (Mpa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chòu kéo uốn b) Kiểm tra lớp 2: Bê tông nhựa chặt C19: Xác đònh Echm mặt lớp Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa): Tính đổi lớp 3÷6 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật lieäu hi htb (cm) (cm) 20 10 10 10 50 30 20 10 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ H/D = 50 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 1.515 ≤ 1.179 291.57 (Mpa) 343.82 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = Module đàn hồi lớn lớp: (i=3÷6) Emax = max (Ekui) = 600 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 343.82 (Mpa) E1 = Etbñc 343.82 (Mpa) E0/E1 = 38 / 343.82 = = 0.111 H/D = 50 / 33 = 1.515 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 ≤ k 0.667 0.500 1.000 0.000 t 3.750 1.000 1.000 0.000 Ekui Etbi (Mpa) (Mpa) 600 160 160 160 291.57 160.00 160.00 160.00 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.449 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = 0.449 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.449 * 343.82 = (Mpa) 154.38 Sử dụng toán đồ Hình 3-6, với thông số sau : = Σhi h = 5+7 = 12.00 (cm) E1 = 1200.00 (Mpa) E2 = 1600.00 (Mpa) E3 = Echm h/D = 12 / 33 = 0.364 E1/E2 = 1200 / 1600 = 0.750 E2/E3 = 1600 / 154.38 = 10.364 = 154.38 (Mpa) E1/E2 = 15 10 15 10 25 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 0.4 0.3 0.2 0.1 0.7 1.0 1.1 0.5 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 0.7 0.6 1.7 1.8 1.9 2.0 0.9 0.8 1.0 H/D σku Tra Ứng suất kéo uốn đơn vò: σku = 0.621 Tải trọng trục tác dụng là: kb => = cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Bê tông nhựa chặt C19 : σku = σku *p*kb = 0.621*0.6*0.85 = 0.32 (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: Ne = {[(1+q)t-1]/[q*(1+q)(t-1)]}*365*Ntt (dùng công thức A-3, Phụ lục A) = {[(1+0.1)^10-1]/[0.1*(1+0.1)^(10-1)]}*365*80 = 1.97E+05 (trục) Vật liệu kiểm tra là: Bê tông nhựa chặt C19, tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 / (Ne)^0.22 k2 = 11.11 / (0.2E+6)^0.22 = 0.760 =1 Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp Bê tông nhựa chặt C19 : Rttku = k1*k2*Rku = 0.76*1*2 = 1.52 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) = 0.90 Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ chòu kéo uốn: Kcđku = 0.94 Kiểm tra điều kiện kéo uốn: Rttku / Kcđku = 1.52 / 0.94 σku = 0.32 ==> < = 1.62 (Mpa) Rttku/Kcđku = 1.62 (Mpa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chòu kéo uốn c) Kiểm tra lớp 3: Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa): Xác đònh Echm mặt lớp Cấp phối sỏi đỏ: Tính đổi lớp 4÷6 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục II.1.a) STT Vật liệu Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ Cấp phối sỏi đỏ H/D = 30 / 33 = Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: hi htb (cm) (cm) 10 10 10 30 20 10 0.909 ≤ 1.093 160.00 (Mpa) k 0.500 1.000 0.000 t 1.000 1.000 0.000 Ekui Etbi (Mpa) (Mpa) 160 160 160 160.00 160.00 160.00 Etbñc = β * E'tb = 174.91 Module đàn hồi lớn lớp: (i=4÷6) Emax = max (Ekui) = 160 Etbđc dùng (Mpa) (Mpa) để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = Etbñc E1 = E0/E1 = 38 / 160 = = 160.00 (Mpa) 160.00 (Mpa) 0.238 H/D = 30 / 33 = 0.909 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác đònh : ≤ 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.501 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 Ech/E1 = 0.501 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.501 * 160 = 80.16 Sử dụng toán đồ Hình 3-6, với thông số sau : = Σhi h = 5+7+20 E1 = 32.00 = Σ(Ei*hi) / Σhi (cm) = (1200*5+1600*7) / (5+7) = 1433.33 (Mpa) E2 = 600.00 E3 = Echm h/D = 32 / 33 = 0.970 E1/E2 = 1433.33 / 600 = 2.389 E2/E3 = 600 / 80.16 = 7.485 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vò: (Mpa) = 80.16 (Mpa) (Mpa) E1/E2 = 15 10 25 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 σku 0.7 0.3 0.2 0.1 0.6 = Tải trọng trục tác dụng laø: kb => = 0.8 0.9 0.4 1.0 1.1 0.5 1.2 0.6 1.3 1.4 1.5 0.7 1.6 1.7 0.8 1.8 1.9 0.9 0.367 cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) : σku = σku *p*kb = 0.367*0.6*0.85 = 0.19 (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, Phụ luïc A) Ne = {[(1+q)t-1]/[q*(1+q)(t-1)]}*365*Ntt = {[(1+0.1)^10-1]/[0.1*(1+0.1)^(10-1)]}*365*80 = 1.97E+05 (trục) Vật liệu kiểm tra là: Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa), tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.13) : k1 = 2.86 / (Ne)^0.11 k2 = 2.86 / (0.2E+6)^0.11 = 0.748 =1 Rttku = k1*k2*Rku Cường độ chòu kéo uốn tính toán lớp Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) : = 0.748*1*0.8 = 0.60 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) = 0.90 Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ chòu kéo uốn: 2.0 1.0 H/D σku Kcđku = 0.94 Kiểm tra điều kiện kéo uốn: Rttku / Kcđku = 0.6 / 0.94 σku = 0.19 ==> < = 0.64 (Mpa) Rttku/Kcñku = 0.64 (Mpa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chòu kéo uoán ... cầu Eyc: - Tra Bảng 3-4 với: Ptt = 100; mặt đường Cấp cao A1; số trục xe tính toán Ntt = 80, ta được: Eyc = 141 (Mpa) - Tra Bảng 3-5 với: Đường đô thò: Đường khu vực; mặt đường Cấp cao A1 ta module... K2 = 1.00 (Tra bảng 3-8) Đất đắp là: K3 => Vậy Ctt Đất cát = 1.50 = 0.5*0.6*1*1.5 = 0.450 Độ tin cậy thiết kế (xác đònh mục I) Tra bảng 3-7 Hệ số cường dộ cắt trượt: Kcđtr = 0.94 Kiểm tra điều... Kiểm tra tiêu chuẩn chòu cắt trượt đất lớp vật liệu dính kết: Sơ đồ tính: STT Vật liệu Bê tông nhựa chặt C12.5 Bê tông nhựa chặt C19 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối sỏi đỏ hi Etr C ϕ Kiểm tra