Thiết kế mặt đường bê tông xi măng đường ôtô và mặt đường sân bay phạm huy khang

Trong điều kiện khí hậu ởViệt Nam với lượng mưa lớn, nhiệt độkhông khí vềmùa hè khá cao, bức xạmặt trời rất mạnh, chế độthuỷnhiệt của nền mặt đường ởmột sốnơi lại thường bất lợi... là những nhân tố ảnh hưởng không tốt đến cường độvà độ ổn định của mặt đường nhựa. Vì vậy muốn cải tạo chất lượng mặt đường ởnước ta, cần phải chú ý đẩy mạnh việc xây dựng mặt đường BTXM. Kinh nghiệm xây dựng và khai thác các đoạn đường BTXM trên QL3 đoạn Thái Nguyên – Bắc Cạn năm 1980, đường Quán Bánh – Cửa Lò năm 1979, QL18 đoạn Tiên Yên – Móng Cái năm 1991, đường vào cầu Nông Tiến, Tuyên Quang năm 1994 cho thấy làm mặt đường BTXM có những thuận lợi nhưsau: 1. Tận dụng được vật liệu tại chỗ: cát, sỏi sạn vốn rất sẵn ởcác sông suối vùng núi và trung du, sửdụng xi măng địa phương (NghệTĩnh, Tuyên Quang...) 2. Có thểthi công bằng phương pháp thủcông kết hợp cơgiới (khâu trộn và lu lèn) hoặc cũng có thểthi công hoàn toàn bằng thủcông với các đường địa phương. 3. Thích hợp với điều kiện khí hậu nước ta, thời gian sửdụng lâu và hầu nhưkhông phải bảo dưỡng, sửa chữa trong quá trình khai thác. Trong các năm 2000–2005 trên Quốc lộ1 và đường HồChí Minh hàng trăm km đường BTXM đã được xây dựng bằng các vật liệu chất lượng cao (tổng cộng gần 500 km). Trên QL18 một số đoạn nhưgần cầu PhảLại, đoạn qua dốc Ông Bụt – Quảng Ninh, hàng chục km đường bê tông cho hai chiều xe chạy đã được xây dựng và đang khai thác có hiệu quả. Hàng trăm km đường BTXM cũng được xây dựng cho vùng nông thôn, thực hiện bê tông hoá giao thông nông thôn, các tỉnh Thái Bình, Nam Định, Hà Nam, Thanh Hoá... đã có hệthống giao thông nông thôn khá hoàn thiện. Hiện tại tính quy đổi chúng ta có khoảng 2,5% sốmặt đườngđường QL bằng BTX

PGS.TS PHẠM HUY KHANG THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ MẶT ĐƯỜNG SÂN BAY NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI – 2008 http://www.ebook.edu.vn ã TKMĐBTXM THễNG TIN CHUNG V GIO TRèNH THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ MẶT ĐƯỜNG SÂN BAY PGS.TS Phạm Huy Khang Câu hỏi đánh giá: có file kèm theo File giáo trình: có file kèm theo Emai: phkhangdr@yahoo.com Phạm vi đối tượng sử dụng giáo trình: Giáo trình dùng xây dựng cơng trình giao thơng, cho sinh viên ngành Xây dựng đường ô tô sân bay, ngành Đường bộ, ngành Cơng trình giao thơng cơng số ngành cơng trình khác Các từ khóa: - Bê tơng xi măng - Phương pháp FAA - Phương pháp ACN – PCN - Sân bay - Mặt đường cứng - Hệ số - Độ tin cậy - Khe co - Khe giãn - Hệ số xung kích Kiến thức yêu cầu môn học trước: Yêu cầu sinh viên phải nắm vững môn học Lý thuyết đàn hồi, thiết kế đường ôtô sân bay F1, F2 Tên nhà xuất bản: Nhà xuất giao thông vân tải PHẦN I THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG DÙNG CHO ĐƯỜNG ÔTÔ Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Đ1 ĐẶC ĐIỂM CỦA MẶT ĐƯỜNG BTXM I ĐẶC ĐIỂM CỦA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG Về cường độ tuổi thọ – Mặt đường BTXM có cường độ chịu nén, kéo, uốn cao sử dụng cho đường có lưu lượng xe lớn tỷ lệ xe nặng cao – Tuổi thọ thường 30–50 năm, bị gián đoạn giao thơng sửa chữa Về mặt khai thác – Độ nhám mặt đường BTXM khống chế, độ bám tốt – Mặt đường có màu sáng, độ phản quang tốt chạy xe ban đêm – Cơng tác tu bảo dưỡng đơn giản, tốn kinh phí – Ít bị ảnh hưởng trời mưa Về thi cơng – Có thể giới hóa q trình thi cơng, tạo dây chuyền đồng dễ kiểm soát chất lượng – Tốc độ dây chuyền lớn, thuận lợi công tác lập tiến độ thi công Nhược điểm – Cơ mặt đường BTXM giá thành cao, dễ gây xóc nối khó đảm bảo giao thông đường khai thác II PHẠM VI ỨNG DỤNG Dùng nơi có lưu lượng xe xe nặng lớn Những nơi thường xun bị ngập lụt, khơng thích hợp với mặt đường mềm nơi chế độ thủy nhiệt phức tạp Những nơi địa hình dốc > 4% Những nơi không sẵn vật liệu truyền thống làm mặt đường nhựa nơi khơng có điều kiện tu bo dng http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã TèNH HÌNH SỬ DỤNG MẶT ĐƯỜNG BTXM TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở NƯỚC TA I LỊCH SỬ Vào cuối kỷ XIX, Châu Âu đời loại vật liệu mới: Chất kết dính vơ xi măng pc lăng, đồng thời việc xây dựng mặt đường cứng BTXM bắt đầu Năm 1856 Êcốt (Anh) mặt đường BTXM xây dựng; năm 1876 xây dựng gần nhà máy xi măng Grơnốp (Pháp); Đretslau (Đức) năm 1888, phát triển nhanh Mỹ (1892), Nga (1913) nhiều nước khác Đến 1925 Đức có 100.000m2, Mỹ có 600 triệu mét vuông mặt đường BTXM (riêng năm 1924–1925 thi công tới 124 triệu mét vuông) Đến năm 30 kỷ 20, sau tích luỹ kinh nghiệm cần thiết người ta bắt đầu xây dựng mặt đường BTXM quy mô lớn phát triển nhanh chất lượng số lượng Vào năm riêng nước Đức xây dựng 52 triệu mét vng vịng năm, có khoảng 40 triệu mét vng đường cao tốc (chiếm khoảng 90% diện tích mạng lưới đường cao tốc xây dựng trước đại chiến giới lần thứ 2) Ở Mỹ đến đầu năm 40 kỷ có khoảng 360 triệu mét vng mặt đường BTXM Trong đại chiến giới lần thứ 2, năm đầu sau chiến tranh, việc xây dựng mặt đường BTXM tiếp tục bị hạn chế xi măng dùng nhiều vào việc xây dựng công khôi phục, sửa chữa nhà Từ năm 60 kỷ 20 trở lại đây, tốc độ xây dựng mặt đường BTXM lại tiếp tục phát triển Ở Đức xây dựng khoảng 17 triệu mét vuông năm, Liên Xô cũ, Tiệp Khắc nhiều nước khác nhịp độ xây dựng không ngừng tăng lên Cùng với phát triển nhanh chóng quy mộ xây dựng, cơng nghệ thi cơng vấn đề cấu tạo phương pháp tính tốn mặt đường bêtơng có thay đổi II HIỆN TRẠNG Ở CÁC NƯỚC Hiện hầu phát triển phát triển người ta trọng xây dựng loại mặt đường – Ở Mỹ số nước châu Mỹ, loại mặt đường BTXM chiếm khoảng 85–90% đường cao tốc – Ở Pháp nước Tây Âu, tỷ lệ loại mặt đường 65–80% – Ở Trung Quốc, hầu hết đường trục chính, đường cao tốc BTXM – Ở Nhật 100% loại mặt đường nông thôn, đường phố BTXM – Ở Thái Lan, Malaixia 65% đường cao tốc BTXM III HIỆN TRẠNG Ở VIỆT NAM Mặt đường BTXM xây dựng nước ta từ trước năm 1945 cho số sân bay vài đoạn đường ôtô với kích có thước nhỏ (khoảng × 2m, dày từ 15 ÷ 18cm) bêtơng mác thấp (150 ÷ 200) thi công theo phương pháp thủ công kỹ thuật đơn giản Tuy thời gian sử dụng đoạn đường 20 ÷ 25 năm đoạn đường BTXM dài 100m quốc lộ 1A thuộc địa phận Kỳ Anh (Nghệ Tĩnh) năm 1970 cũn tn ti ã TKMĐBTXM T 1954 1975 miền Bắc tiếp tục khôi phục cải tạo làm số sân bay đường ôtô BTXM sân bay Nội Bài, đường ôtô thị trấn Xuân Hoà (Hà Nội), đường Hùng Vương quảng trường Ba Đình (Hà Nội) Bằng phương pháp thi công thủ công kết hợp với số thiết bị cải tiến, thi cơng loại mặt đường BTXM, kể mặt đường bêtông cốt thép đại đảm bảo chất lượng (như kết cấu mặt đường đường Hùng Vương) Ở miền Nam, Mỹ sử dụng mặt đường BTXM làm số sân bay vài đoạn đường ôtô BTXM Từ năm 1975 đến phải tập trung xi măng cho nhu cầu khôi phục kinh tế xây dựng nhà nên loại mặt đường BTXM chưa phát triển Hiện với phát triển kinh tế, mật độ xe chạy đường ngày tăng, trọng lượng xe giới ngày nặng, khả sản xuất xi măng nước ngày dồi Vì việc nghiên cứu áp dụng rộng rãi mặt đường BTXM vào xây dựng đường nước ta vấn đề quan trọng cấp thiết Trong điều kiện khí hậu Việt Nam với lượng mưa lớn, nhiệt độ khơng khí mùa hè cao, xạ mặt trời mạnh, chế độ thuỷ nhiệt mặt đường số nơi lại thường bất lợi nhân tố ảnh hưởng không tốt đến cường độ độ ổn định mặt đường nhựa Vì muốn cải tạo chất lượng mặt đường nước ta, cần phải ý đẩy mạnh việc xây dựng mặt đường BTXM Kinh nghiệm xây dựng khai thác đoạn đường BTXM QL3 đoạn Thái Nguyên – Bắc Cạn năm 1980, đường Quán Bánh – Cửa Lò năm 1979, QL18 đoạn Tiên n – Móng Cái năm 1991, đường vào cầu Nơng Tiến, Tuyên Quang năm 1994 cho thấy làm mặt đường BTXM có thuận lợi sau: Tận dụng vật liệu chỗ: cát, sỏi sạn vốn sẵn sông suối vùng núi trung du, sử dụng xi măng địa phương (Nghệ Tĩnh, Tuyên Quang ) Có thể thi cơng phương pháp thủ công kết hợp giới (khâu trộn lu lèn) thi cơng hồn tồn thủ cơng với đường địa phương Thích hợp với điều kiện khí hậu nước ta, thời gian sử dụng lâu bảo dưỡng, sửa chữa trình khai thác Trong năm 2000–2005 Quốc lộ đường Hồ Chí Minh hàng trăm km đường BTXM xây dựng vật liệu chất lượng cao (tổng cộng gần 500 km) Trên QL18 số đoạn gần cầu Phả Lại, đoạn qua dốc Ông Bụt – Quảng Ninh, hàng chục km đường bê tông cho hai chiều xe chạy xây dựng khai thác có hiệu Hàng trăm km đường BTXM xây dựng cho vùng nơng thơn, thực bê tơng hố giao thơng nơng thơn, tỉnh Thái Bình, Nam Định, Hà Nam, Thanh Hố có hệ thống giao thơng nơng thơn hồn thiện Hiện tính quy đổi có khoảng 2,5% số mặt đường/đường QL BTXM http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã Tng chiu di hin cú: 224.633 km Trong đó: – Quốc lộ: 17.295 km – Tỉnh lộ: 23.105 km – Đường liên xã: 124.943 km – Đường chuyên dụng: 7.622 km – Đường đô thị: 6.654 km – Đường huyện: 45.014 km Tổng số cầu: 35.181 với 4.239 cầu quốc lộ 30.942 cầu tỉnh lộ Loại mặt đường chia ra: 62,324 28,017 110,835 22,194 1,113 Cement Concrete Atphalt Concrete Gravel Earth Road Mặt đường BTXM: Mặt đường BTN: Mặt đường nhựa: Mặt đường vật liệu hạt: Mặt đường đất tự nhiên: Bituminous 1.113 km 22.194 km 28.017 km 62.324 km 110.835 km Đ3 VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN I TỔNG QUAN CHUNG Về phương pháp tính tốn mặt đường bêtơng, có phát triển hoàn chỉnh Trong giai đoạn đầu người ta khơng tính tốn thường lấy chiều dày bêtông từ 15 – 17,5cm, trực tiếp đặt đất, không xét đến loại đất điều kiện thoát nước Đến năm 1919, sau phát bêtơng bị nứt gãy góc tấm, Gônbêch (Golbek) đề công thức để tính chiều dày với quan niệm góc làm việc cơng son hồn tồn khơng tiếp xúc với đất Đến năm 1927 Oetterơgat (Westergaard) thông qua việc giải toán "Tấm đàn hồi" theo mơ hình hệ số Vincle (Wilkler) rút công thức để xác định ứng suất bêtông mặt đường cho trường hợp đạt tải trọng khác (ở giữa, cạnh góc tấm) Đến năm 1930 sau phát ảnh hưởng uốn vồng nhiệt độ đến ứng suất bêtông Oetterơgat Braburi (Brabbury) đề lần cơng thức tính ứng suất nhiệt mt ng BTXM 10 ã TKMĐBTXM Cng thi gian đó, Liên Xơ cũ Sêchchia (Shekter) thơng qua việc giải tốn tính đàn hồi theo mơ hình bán khơng gian đàn hồi, tìm công thức xác định mômen uốn trường hợp tải trọng tác dụng phần bêtông có xét đến ảnh hưởng bánh xe bên cạnh đến trị số mômen uốn xuất bánh xe tính tốn Sau Gorơbunơp – Posađơp, Babkơp đề công thức gần để xác định mômen uốn xuất mặt đường theo mơ hình bán không gian đàn hồi Các công thức Sêchchia, Gorơbunôp – Posađôp giáo sư N.N.Ivanôp, Mednicôp nhiều người khác đánh giá cao cho phản ánh xác tình hình làm việc thực tế mặt đường BTXM so với lời giải Oetterơgat dựa theo mơ hình Vincle sử dụng Liên Xô cũ từ trước đến Tuy nhiên mặt tốn học điều kiện biên mơ hình mơđun đàn hồi khơng xác định nên phương pháp Sêchchia Gorơbunơp – Posađơp khơng có cơng thức tính tốn lý thuyết để tìm ứng suất trường hợp tải trọng tác dụng cạnh góc Vì sau tìm ứng suất theo phương pháp phải nhân với hệ số thực nghiệm (ví dụ hệ số Manvelơp tìm ra) để xác định ứng suất cho trường hợp tải trọng cạnh góc Cũng nhận định mơ hình mơđun đàn hồi phản ánh xác thực tế so với mơ hình Vincle nên Mednicơp tìm cách biểu diễn cơng thức tính ứng suất Oetterơgat qua mơ hình mơđun đàn hồi Kết tìm công thức gần (công thức Oetterơgat – Sêchchia – Mednicơp) để tính ứng suất cho trường hợp tác dụng tải trọng theo mơ hình mơđun đàn hồi E0 Ở nước ta thời gian qua, sử dụng cơng thức tính tốn để thiết kế chiều dày mặt đường BTXM Do tăng tải trọng mật độ xe chạy đường người ta ý tới tác dụng trùng phục xe chạy Nếu trước người ta ý tới ảnh hưởng trùng phục đến tượng mỏi bêtơng, ngày người ta cịn ý đến tích luỹ biến dạng dư móng, khu vực khe ngang, tác dụng trùng phục gây Hiện tượng tích luỹ biến dạng dư móng (cịn gọi tượng lầy lún) R.Egat đề cập đến từ năm 1932 đến năm 1949 sau theo dõi đoạn đường thí nghiệm bang Merilan (Mỹ), người ta kết luận lầy lún xuất nghiêm trọng cạnh khe ngang nguyên nhân chủ yếu làm xuất đường nứt, đoạn mặt đường bêtơng xây dựng đất dính Kết theo dõi đường ôtô khai thác Liên Xơ cũ cho thấy có khoảng 50% đường nứt xuất khoảng phần ba chiều dài bêtơng gần mép dọc phía ngồi mặt đường khu vực thường xuyên ẩm ướt chịu tác dụng trùng phục trực tiếp xe chạy Các thực nghiệm tổ chức AASHTO tiến hành trường đến kết luận quan trọng là: "Các đường nứt mặt đường cứng phát triển với tăng tải trọng tăng số lần tác dụng tải trọng" tìm mối quan hệ số lần tác dụng tải trọng N với tiêu đường nứt C mặt đường BTXM khơng có cốt thép sau: IgN = 4, + 0,5lg C '− 2, 62 lg 2P h + 4,84 lg 0,96 0,54 2,54 http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 11 Trong đó: C' Chỉ tiêu đường nứt, tỷ số tổng chiều dài đường nứt loại diện tích mặt đường bêtơng có chiều dày h, theo AASHTO C' = 30m/100m2; P Tải trọng tác dụng Dựa vào kết thí nghiệm đây, tổ chức AASHTO, Viện nghiên cứu khoa học cầu đường Liên Xô cũ, trường đại học đường ôtô Matxcơva đề xuất phương pháp tính tốn mặt đường BTXM tác dụng tải trọng trùng phục Gần số tác giả đề phương pháp tính tốn bêtơng mặt đường theo tải trọng phá hoại (cịn gọi phương pháp tính đàn hồi ngồi giới hạn đàn hồi), nhằm mơ tả chất làm việc mặt đường cứng tác dụng xe chạy yếu tố môi trường, đặt sở cho việc chọn kết cấu hợp lý để tính đánh giá độ bền biết dự trữ cường độ mặt đường cứng Tuy nhiên, chưa giải đầy đủ vấn đề làm việc giai đoạn đàn hồi mặt đường cứng nên phương pháp tính tốn theo tải trọng phá hoại chưa sử dụng rộng rãi Phần lớn nước Âu Mỹ dùng phương pháp tính tốn Hiệp hội xi măng Pc – lăng (PCA)1 để tính chiều dày mặt đường bêtơng Phương pháp dựa công thức Pikêt công thức nửa thực nghiệm, tìm sở số liệu làm việc thực tế mặt đường kết thực nghiệm bang Arlinhton (Mỹ) Cơng thức Pikêt sử dụng tham số bán kính độ cứng bêtơng Oetterơgat với mơ hình hệ số Vincle Ngoài việc sử dụng lời giải tốn tính đàn hồi (mơ hình hai lớp: bán khơng gian đàn hồi), người ta cịn dùng lời giải tốn tính hệ nhiều lớp lý thuyết đàn hồi để xác định ứng suất chuyển vị (độ võng) khu vực bê tông mặt đường Các phương pháp Buarơmitstơ (Burmister) (Mỹ), Kogan (Liên Xô), phương pháp toán đồ Giuphoroy – Basơlê (Jeuffroy – Bechelez), chương trình tính mặt đường ALIZE3, ALIZE 4,5 Pháp giải vấn đề tính kết cấu mặt đường BTXM theo phương hướng Ưu điểm phương pháp tính tốn ứng suất chuyển vị bêtơng lớp móng kết cấu mặt đường Như với phát triển quy mơ xây dựng, phương pháp tính tốn mặt đường BTXM khơng ngừng phát triển Hiện giới tồn hàng chục phương pháp tính tốn, thiết kế khác nhau, chí nước sử dụng vài ba phương pháp tính tốn thiết kế khác nhau.Thơng qua tài liệu hội nghị quốc tế năm gần đường ơtơ sách báo tạp chí cơng bố liên quan đến tính tốn thiết kế cấu tạo mặt đường bêtơng xi măng, rút kết luận tương đối thống sau đây: Chiều dày bêtông xi măng đường trục ơtơ thường vào khoảng 22÷ 25cm Gầy số nước Pháp, Anh dùng bêtông dầy 25÷28cm khơng có cốt thép khơng đặt truyền lực khe co dãn Việc xuất 12 ã TKMĐBTXM loi kt cu ny chng t xu hướng đơn giản hố kết cấu mặt đường để sử dụng máy đổ bêtông ván khuôn trượt Phần lớn nước dùng bêtông mác cao, với cường độ chịu uốn Ru = 45÷55 kG/cm2 để làm mặt đường Loại kết cấu phổ biến mặt đường bêtơng xi măng khơng có cốt thép có bố trí truyền lực khe Hiện có xu hướng giảm khoảng cách khe co xuống cịn 5m, tăng đường kính truyền lực lên đến 25÷30mm, tăng khoảng cách khe dãn lên 100÷ 200m, chí bỏ khe dãn Một số nước sử dụng rộng rãi mặt đường bêtông cốt thép liên tục, loại mặt đường phẳng chịu tải cao Các kết cấu mặt đường bêtơng xi măng đại thường có tầng móng dày nhiều lớp làm vật liệu khác (hỗn hợp cát sỏi, bêtông nghèo) với tổng chiều dày từ 15 đến 60 cm dày tuỳ theo điều kiện địa phương Thường lớp móng mặt đường bêtông làm cát cấp phối đá gia cố xi măng, bêtông nghèo v.v để vừa đảm bảo khả ổn định lâu dài tác dụng tải trọng trùng phục, vừa bảo đảm cho ôtô vận chuyển phục vụ thi công, cho máy đổ bêtông vận hành thi công Các đường trục BTXM đại phải có độ phẳng cao độ nhám tốt Ở nhiều nước đề yêu cầu độ phẳng mặt đường sau: Khe hở mặt đường thước kiểm tra dài 3m, không lớn 3mm Để đảm bảo an toàn cho xe chạy đường cao tốc, thường phải tạo rãnh ngang để tăng độ nhám mặt đường Chiều sâu rãnh sau năm khai thác không nhỏ 1mm Để tăng khả chống mài mòn mặt đường, nhiều nước có xu hướng tăng cường độ bêtơng (dùng bêtông M500) – Cốt liệu bêtông phải có cường độ cao có thành phần cấp phối tốt (thường chia thành 3– nhóm hạt để đảm bảo thành phần cấp phối) Nhiều nước sử dụng chất phụ gia phương pháp khác để tăng cường độ độ ổn định bêtông Gần đây, nước công nghiệp phát triển, người ta sử dụng rộng rãi loại máy đổ bêtông có ván khn trượt chạy bánh xích, có hệ thống kiểm tra tự động, suất cao, đẩy nhanh tốc độ thi công (v ≥ 2km/ ca), mà đảm bảo chất lượng Nhiều nước áp dụng kỹ thuật làm khe đại: dùng máy xẻ khe có gắn đĩa dao kim cương nhân tạo để xẻ khe bêtông đông cứng dùng vật liệu pôlime để làm chất chèn khe Với kỹ thuật người ta làm khe rộng 2÷ 4mm tăng độ phẳng mặt đường lên nhiều Về kỹ thuật bảo dưỡng dùng phổ biến loại vật liệu tạo màng, phun thành màng mỏng bọc kín mặt đường bêtông làm chậm bốc bêtông, thay cho kỹ thuật bảo dưỡng cách tưới ẩm dùng trước Tóm tắt câu hỏi chương http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 13 II XC NH ACN CHO MT NG MỀM Có hai phương pháp để xác định ACN: * Sử dụng tốn đồ hình 15.1 xác định ACN mặt đường mềm biết chiều dày mặt đường CBR đường Hình 15.1 Tốn đồ xác định ACN mặt đường mềm Chiều dày mặt đường tính theo cơng thức: t= DSWL DSWL − C1.CBR C2 PA Trong đó: t – Chiều dày mặt đường tính tốn, cm; DSWL – Tải trọng bánh đơn quy đổi với áp lực bơm bánh 1,25 MPa; PA – Áp lực bơm bánh tiêu chuẩn, PA = 1,25 MPa; CBR – Chỉ số CBR đường tiêu chuẩn (3, 6, 10, 15%); C1, C2 hệ số, C1 = 0,5695; C2 = 32,035 * Sử dụng toán đồ xác định ACN hãng chế tạo máy bay cung cấp (xem phụ lục cuối chương) Hình 15.2 giới thiệu toán đồ xác định ACN mặt đường mềm máy bay B 747 – 400 hãng Boeing cung cấp Trong toán đồ trên: ⎡ ⎤ ⎛ t2 ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎢ ⎥ 1000 ⎠ ⎝ ⎢ ⎥ ACN = ⎢ 0,878 ⎥ − 0,01249 ⎥ CBR 276 ã TKMĐBTXM Trong ú: t – chiều dày mặt đường mềm, cm ACN = x tải trọng bánh đơn quy đổi với áp lực bơm bánh 1,25 MPa, ký hiệu DSWL = x DSWL Hình 15.2 Tốn đồ xác định ACN máy bay B747–400 Mặt đường mềm Các bước xác định ACN ca mt mỏy bay: http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 277 Sử dụng tốn đồ tính tốn chiều dày mặt đường cho (ví dụ tốn đồ hình 15–3 để xác định chiều dày mặt đường ứng với tải trọng máy bay cho, cấp cường độ đường với 10000 lần trùng phục tải trọng; Từ chiều dày mặt đường t(cm) xác định CBR tương ứng với cấp cường độ đường xác định tải trọng bánh đơn quy đổi DSWL toán đồ hình 15.1; Từ tốn đồ 15.1 trực tiếp xác định ACN, theo công thức ACN = x DSWL (tính 1000kg) với áp lực bơm bánh 1,25 MPa Các cấp cường độ đường quy định sau: – Cường độ cao: Đặc trưng đường có CBR = 15 đại biểu cho tất đường có CBR 13% – Cường độ trung bình: Đặc trưng CBR = 10 đại biểu cho đường có CBR từ đến 13% – Cường độ thấp: Đặc trưng CBR = đại biểu cho đường có CBR từ đến 8% – Cường độ thấp: Đặc trưng CBR = đại biểu cho đường có CBR 4% Hình 15.3 Toán đồ xác định chiều dày yêu cầu mặt đường mềm cho máy bay DC10–10 với 10000 lần tác dụng * Ví dụ áp dụng Xác định ACN máy bay DC 10–10, khối lượng 157400 kg mặt đường mềm với đường cường độ trung bình (CBR = 10), áp lực bơm bánh 1,28 MPa Bài giải a) Phương pháp – s dng toỏn 278 ã TKMĐBTXM T toỏn đồ 15–3 xác định chiều dày yêu cầu mặt đường mềm DC 10–10: ứng với khối lượng máy bay 157400 kg CBR = 10, tra chiều dày mặt đường 57cm – Từ toán đồ 15–1 với CBR = 10m chiều dày h = 57cm, tra ACN = 44 b) Phương pháp – Sử dụng bảng tra ACN cho loại máy bay điển hình ICAO (Phụ lục 5, Phần – Mặt đường, ICAO – 1983) Với máy bay DC 10–10: Khối lượng cất cánh lớn 196406 kg, Khối lượng thao tác rỗng 108940 kg, Nền đường cường độ trung bình CBR = 10, Tra ACN tương ứng 57 27 Xem ACN thay đổi tuyến tính khối lượng cất cánh lớn khối lượng thao tác rỗng để tiến hành nội suy ta được: ACN máy bay 196406 − 157400 × (57 − 27 ) 196406 − 108940 = 43,6 lμm trßn thμnh 44 DC10 − 10 = 57 − ACN = 44 III PCN CÔNG BỐ PCN số phân cấp biểu thị khối lượng mà mặt đường chịu đựng tác dụng tải trọng bánh đơn tiêu chuẩn (áp lực bơm bánh 1,25 MPa) Chỉ số PCN mặt đường cho biết mặt đường có khả tiếp nhận khơng hạn chế máy bay có ACN thấp số PCN PCN cơng bố dạng mã số có dạng sau (ví dụ): – Số PCN cơng bố số ACN cao máy bay cho phép khai thác cấp cường độ đường tương ứng – Loại mặt đường có hai loại: R – mặt đường cứng, F – mặt đường mềm – Cấp cng nn ng http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 279 Cú cấp: A – cao, B – trung bình, C – thấp, D – thấp – Cấp áp lực bơm bánh: Cấp áp lực bơm bánh lớn cho phép mặt đường Có cấp: W – cao (không hạn chế áp lực) X – vừa (áp lực hạn chế đến 1,5 MPa), Y – thấp (áp lực hạn chế đến 1,0 MPa), Z – thấp (áp lực hạn chế đến 0,5 MPa) – Phương pháp đánh giá Có phương pháp: T – đánh giá theo phương pháp kỹ thuật, V – đánh giá theo kinh nghiệm * Ví dụ áp dụng Hãy xác định ACN PCN kết cấu mặt đường mềm đặt CBR = 5%, máy bay thiết kế DC 10–10, áp lực bơm bánh: 1,28 MPa Bài giải Theo phụ lục 5, phần – Mặt đường, ICAO, 1983 (xem trích dẫn cuối chương trình này), với kiểu máy bay DC 10–10 ta có số ACN sau: Kiểu máy bay DC 10–10 Cấp đường mặt đường mềm Thấp (CBR 6%) Rất thấp (CBR 3%) ACN 68 ACN 93 ACN ứng với CBR = 5%: ACN = 68 + 93 − 68 × (6 − 5) = 76 6−3 – Cấp đường: Thấp (ký hiệu C); – Áp lực bơm bánh: Cao (không hạn chế áp lực, ký hiệu W) Vậy PCN = 76/F/C/W/T 280 ã TKMĐBTXM http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 281 282 • TKM§BTXM http://www.ebook.edu.vn TKM§BTXM • 283 284 • TKM§BTXM http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 285 286 ã TKMĐBTXM http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 287 Tóm tắt chương 15 Trong chương trình bày phương pháp thông báo cường độ mặt đường sân bay ICAO dựa số phân cấp máy bay (ACN) số phân cấp mặt đường (PCN), phương pháp cho phép nhà chức trách sân bay sử dụng phương pháp thiết kế đánh giá tùy theo lựa chọn Câu hỏi ôn tập 1- Khái niệm phươngpháp ACN – PCN ? 2- Sử dụng phương pháp ACN – PCN thông báo cường độ mặt đường sân bay số sân bay Việt Nam ? 288 • TKM§BTXM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS NGUYỄN QUANG CHIÊU Thiết kế xây dựng mặt đường sân bay Nhà xuất Xây dựng, 2005 [2] PGS.TS.VŨ ĐÌNH PHỤNG Quy hoạch,thiết kế khảo sát sân bay Nhà xuất Xây dựng, 2003 [3] Khảo sát thiết kế sân bay – “ốỗỷủờàớốÿ ố ùðợồờũốðợõàớốồ àýðợọðợỡợõ” GS.TSKH ó ố Ãởúứờợõà Nhà xuất “ũðớủùợðũ “1992” Àýðợọðợỡớỷồ ẽợờðỷũốÿ ẹợõðồỡồớớỷộ Âỗóởÿọ Â À ấúỹữốửờốộ À.Í ìồờợõ Nhà xuất Mockba ụốỗỡũởốũ 2002 [4] Pavmen analysis and design – Yang H.Huang Nhà xuất PEARSON , 2004 [5] Highway Engineering – Wright and Radnor J.paquette Nhà xuất bản: John Wiley and sons 1987 [6] Principles of Pavement Design E.J Yoder M.W.Witczak Nhà xuất bản: John Wiley and sons 1975 Planning and design of airports 1993–chỉnh sửa bổ xung 2003 Robert Horonjeff and Francis X McKelvey [7] Runway length requyiments for airport design (Adivisory circular – FAA) [8] Các tài liệu từ ICAO http://www.ebook.edu.vn TKMĐBTXM ã 287 Chu trỏch nhim xut bn Lấ T GIANG Biên tập THÂN NGỌC ANH VŨ VĂN BÁI Chế sửa XƯỞNG IN TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI 80B Trần Hưng Đạo – Hà Nội ĐT: 04 9423345 – Fax: 04 8224784 In 520 cuốn, khổ 19 x 27cm, Xưởng in Trường Đại học Giao thông vận tải Số đăng ký kế hoạch xuất số: 58-2008/CXB/84-51-79/GTVT In xong np lu chiu quý IV nm 2008 288 ã TKMĐBTXM ... Trạng thái mặt đường Mặt đường b? ?tông xi măng cũ khô Mặt đường bêtơng xi măng cịn ướt Mặt đường b? ?tông xi măng đổ khô Mặt đường bêtơng xi măng đổ cịn ướt Mặt đường b? ?tông xi măng sau khai thác năm... kết thiết kế mặt đường BTXM áp dụng Việt Nam gì? Chương KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG ĐỔ TẠI CHỖ Đ2.1 KẾT CẤU VÀ PHÂN LOẠI MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG XI MĂNG ĐỔ TẠI CHỖ I KẾT CẤU Mặt đường có lớp mặt. .. TRèNH THIT KẾ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ MẶT ĐƯỜNG SÂN BAY PGS.TS Phạm Huy Khang Câu hỏi đánh giá: có file kèm theo File giáo trình: có file kèm theo Emai: phkhangdr@yahoo.com Phạm vi