KCAD-AD-AASHTO

TK Toi uu Tuong chan (file excel).xlsKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTO

Trang 1

tRìNH Tự GIảI BàI TOáN

Bao gồm các bước sau:

I Tính lưu lượng xe

1 Chuẩn bị các số liệu tính toán

- Xác định thành phần dòng xe

- Đặc trưng của mỗi loại xe : số trục xe, tải trọng mỗi trục

- Lưu lượng xe chưa quy đổi tương ứng của mỗi chủng loại xe

2 Nhập các số liệu tính toán

3 Tính toán hệ số quy đổi về trục xe tiêu chuẩn (trục ESAL 18 kip)

4 Tính số trục xe ESAL 18 kip tương đương cho mỗi loại xe :

5 Tính lưu lượng xe tích luỹ : tổng số lần tác dụng của ESAL 18kip theo hai chiều xe chạy :

6 Tính lưu lượng xe tích luỹ : tổng số lần tác dụng của ESAL 18kip trên một làn xe :

II Tính toán chỉ số kết cấu SNyc :

1 Chuẩn bị các số liệu tính toán

- Xác định chỉ số mức độ phục vụ ở năm đầu và năm cuối

- Xác định Môđun đàn hồi hữu hiệu của đất nền MR

- Xác định độ tin cậy R

- Xác định sai số tiêu chuẩn tổng hợp So

2 Tính toán chỉ số kết cấu SNyc theo phương trình cơ bản (dùng hàm Solver )

III Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường :

1.Lựa chọn loại vật liệu cho lớp mặt (AC), lớp móng (Base), lớp móng dưới (Subbase).2.Lựa chọn chiều dày các lớp vật liệu tương ứng

3.Xác định đặc trưng vật liệu của mỗi loại vật liệu

IV Kiểm toán kết cấu áo đường đã chọn :

Tiêu chuẩn kiểm toán : SN > SNyc

4

2 ,

10

) 1 (

1094 4

, 0

5 , 1 2 , 4

+2,32 Log10MR - 8.07

học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá 8 trường đhgtvt

Trang 2

1 Căn cứ vào loại vật liệu, xác định hệ số lớp tương đương ai, hệ số thoát nước mi 2.Tính toán chỉ số kết cấu SNi của mỗi lớp vật liệu.

3.Tính toán chỉ số kết cấu SN của toàn kết cấu

4 So sánh giá trị SN tính toán được và SNyc

5 Kết luận về kết cấu áo đường đã chọn

V Thiết kế tối ưu chiều dày kết cấu áo đường :

Mục đích : làm cơ sở cho việc lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý

1.Lựa chọn lớp vật liệu cần thay đổi chiều dày (thường là lớp dưới cùng)

2 Căn cứ vào loại vật liệu, xác định hệ số lớp tương đương ai, hệ số thoát nước mi 3.Tính toán chỉ số kết cấu SNi của các lớp vật liệu đã biết chiều dày

4.Chọn chỉ số kết cấu của toàn bộ kết cấu là SN = Snyc

5.Tính toán chiều dày tối thiểu của lớp vật liệu còn lại

VI Lựa chọn kết cấu áo đường thích hợp, vẽ sơ đồ kết cấu :

Từ kết luận ở bước IV và V , lựa chọn kết cấu áo đường cho thích hợp

Trang 3

5 Tính lưu lượng xe tích luỹ : tổng số lần tác dụng của ESAL 18kip theo hai chiều xe chạy :

Trang 5

Hướng dẫn sử dụng chương trình

Toàn bộ chương trình tính nằm trong file có tên là : kcad-aashto.xls

Khi muốn sử dụng chương trình thì chỉ cần khởi động Exel để mở file trên

Trong file : kcad-aashto.xls có các Sheets sau :

- Giới thiệu : Nhằm giới thiệu về các bước giải bài toán

- Hướng dẫn :Đưa ra các hướng dẫn cần thiết cho người sử dụng

- Sơ đồ khối :Sơ đồ khối để tính toán

- Tính toán : Là phần chính của chương trình

Thực hiện toàn bộ quá trình tính toán từ : nhập số liệu, tính toán, vẽ kết cấu mặt đường

- Biểu đồ xe :Vẽ biểu đồ tăng trưởng xe theo thời gian

- Toán đồ : Đưa toán đồ của phương trình cơ bản để người dùng tiện đối chiếu

- Bảng tra : Các bảng tra các hệ số sử dụng trong chương trình, giúp người sử dụng tham chiếu.Lưu ý : Trong toàn bộ bảng tính, người sử dụng chỉ cần nhập số liệu vào các ô chữ màu xanh đậm.

Toàn bộ quá trình tính toán được thực hiện trên Sheet : Tinh toan theo trình tự như sau :

1.Tính toán lưu lượng xe ở năm đầu tiên :

Nhập tên các loại xe, số trục

Nhập tải trọng tương ứng trên mỗi trục xe : (tấn)

Nhập lưu lượng xe tương ứng của mỗi chủng loại xe : (xe/ngàyđêm)

2.Tính toán lưu lượng xe tích luỹ W18 :

Nhập thời gian tính toán cho kết cấu áo đường : t (năm)

Nhập hệ số tăng trưởng xe : g (%)

Nhập số làn xe trên 1 hướng : (làn)

Chương trình tự động tính :- hệ số phân phối theo chiều xe chạy : D d

- hệ số phân phối xe chạy theo làn xe : D l

- lưu lượng xe tích luỹ W18

3.Tính toán chỉ số kết cấu yêu cầu : SNyc

Nhập chỉ số mức độ phục vụ ở năm đầu : PSIo

Nhập chỉ số mức độ phục vụ ở năm cuối : PSIt

Nhập môđun đàn hồi hữu hiệu của đất nền : MR (psi)

Nhập sai số tiêu chuẩn tổng hợp : So

Nhập độ lệch tiêu chuẩn : ZR

Nhập giả định chỉ số SNyc (>0)

Chương trình tự động tính SNyc (dùng hàm Solver) mà không cần phải tra toán đồ.

Thao tác :

- Trên thanh menu chọn Tools -> chọn Solver -> Hộp thoại Solver Parameters hiện ra.

Trang 6

- Trong ô Set target Cell : nhập địa chỉ của ô kiểm tra ($D$55)

(giá trị của ô này chính là hiệu của vế phải và vế trái của phương trình cơ bàn)

- Trong ô Equal to : chọn mục value of và nhập giá trị là 0

- Trong ô By Changing Cells : chọn ô nhập giá trị SNyc ($C$55)

- Dùng chuột bấm vào nút Solve, Excel sẽ tự động dò tìm giá trị đúng của SNyc sao cho

phương trình đúng (vế trái = vế phải hay vế trái - vế phải =0)

4.Thiết kế chiều dày các lớp kết cấu áo đường

Yêu cầu : người sử dụng phải thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

Nhập tên các lớp vật liệu

Nhập đặc trưng mỗi lớp vật liệu

- Nếu là BTN : nhập môđun đàn hồi ở 20 độ C : (psi) ; ký hiệu là E

- Nếu là vật liệu không gia cố : nhập CBR ; ký hiệu là CBR

- Nếu là vật liệu gia cố : nhập cường độ chịu nén một trục ở 14 ngày tuổi (MPa); ký hiệu RTuỳ theo các ký hiệu là E, CBR, R : chương trình tự động tính hệ số lớp ai tương ứng

Nhập hệ số thoát nước mi

Chương trình tự động tính chỉ số kết cấu SN và so sánh với SNyc xem có đạt hay không

5.Thiết kế tối ưu chiều dày các lớp kết cấu áo đường

Nhập tên các lớp vật liệu

Nhập đặc trưng mỗi lớp vật liệu (riêng lớp cuối cùng không cần nhập chiều dày để chương trình tự tính )

- Nếu là BTN : nhập môđun đàn hồi ở 20 độ C : (psi) ; ký hiệu là E

- Nếu là vật liệu không gia cố : nhập CBR ; ký hiệu là CBR

- Nếu là vật liệu gia cố : nhập cường độ chịu nén một trục ở 14 ngày tuổi (MPa); ký hiệu RTuỳ theo các ký hiệu là E, CBR, R : chương trình tự động tính hệ số lớp ai tương ứng

Nhập hệ số thoát nước

Chương trình tự động tính chiều dày tối thiểu cho lớp chưa biết chiều dày

6 Lựa chọn kết cấu áo đường thích hợp

Trên cơ sở kết quả kiểm toán ở bước 4 và tính chiều dày tối thiểu ở bước 5 thì người kỹ sư có đủ cơ sở đểlựa chọn được kết cấu áo đường thích hợp

Trang 7

Thực hiện toàn bộ quá trình tính toán từ : nhập số liệu, tính toán, vẽ kết cấu mặt đường.

Các bảng tra các hệ số sử dụng trong chương trình, giúp người sử dụng tham chiếu

- Trên thanh menu chọn Tools -> chọn Solver -> Hộp thoại Solver Parameters hiện ra.

Trang 8

- Nếu là vật liệu gia cố : nhập cường độ chịu nén một trục ở 14 ngày tuổi (MPa); ký hiệu R

Nhập đặc trưng mỗi lớp vật liệu (riêng lớp cuối cùng không cần nhập chiều dày để chương trình tự tính )

- Nếu là vật liệu gia cố : nhập cường độ chịu nén một trục ở 14 ngày tuổi (MPa); ký hiệu R

Trên cơ sở kết quả kiểm toán ở bước 4 và tính chiều dày tối thiểu ở bước 5 thì người kỹ sư có đủ cơ sở để

Trang 9

sơ đồ khối tính toán chiều dày tối ưu kết cấu áo đường

theo hướng dẫn aashto

nhập số liệu đầu vào

nhập số liệu tính w18 nhập số liệu tính SN.yc

Tính sn yc (dùng hàm Solver)

thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

nhập số lớp, loại vật liệu mỗi lớp ; chỉ tiêu cơ lý (e, cbr, mr) ; chiều dày mỗi lớp (riêng lớp thứ i không nhập chiều dày

Di)

tính tối ưu di

sai kiểm tra theo điều kiện Di > Dimin

Đúng

kết luận để lựa chọn kết cấu tối ưu

học viên : nguyễn trọng hiep - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt

Trang 10

học viên : nguyễn trọng hiep - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt

Trang 11

chương trình thiết kế tối ưu kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn AASHTO

Bảng tính toán lưu lượng xe quy đổi năm đầu n1

(trục ESAL18kip/mặt cắt ngang trong 1 ngàyđêm)

STT Loại xe và cấu trúc Số trục Tải trọng 1

trục

Lưu lượng

xe (chưa quy đổi)

Hệ số qui

đổi về trục

18 kip

Ni

3 Xe tải I Trục trướcTrục sau 11 47 11021102 0,060,53 58562

4 Xe tải II Trục trướcTrục sau 12 67 890890 0,290,53 255473

5 Xe mooc Trục trướcTrục sau 14 87 150150 0,910,53 13680

Tổng số trục xe ESAL18kip tính ở năm đầu tiên N1 1626 Bảng tính lưu lượng xe tích luỹ w18

(Trục ESAL18kip/làn)

N1 Thời gian

tính toán

Hệ số tăng trưởng xe W*18

Số làn xe trên 1 hướng

Tính toán chỉ số kết cấu snyc

3 Số trục xe ESAL18kip tích luỹ W18 triệu lần/làn 12,703650

Log10W18=ZRxS0 + 9.36 Log10(SN+1)-0,20 +

19 , 5

10

) 1 (

1094 4

, 0

5 , 1 2 , 4

+2,32 Log10MR - 8.07

học viên : nguyễn trọng hiệp - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt

Trang 12

thiết kế tối ưu chiều dày các lớp áo đường

STT Loại vật liệu Đặc trưng vật liệu Chiều dày

lớp (cm) Hệ số lớp

Hệ số thoát nước Sni

Kết cấu mặt đường tối ưu

SN = 5,43 =SNyc

H= 71 cm

H= 5 cm BTN (Mịn) H= 7 cm BTN (Thô)

H= 34 cm CFĐD

Log10W18=ZRxS0 + 9.36 Log10(SN+1)-0,20 +

19 , 5

10

) 1 (

1094 4

, 0

5 , 1 2 , 4

+2,32 Log10MR - 8.07

Trang 13

Trang 14

Trang 15

Bảng tính lưu lượng xe tích luỹ w18

(Trục ESAL18kip/làn) N1 Thời gian tính toán Hệ số tăng trưởng xe W(18)

Số làn xe trên 1 hướng

Trang 16

Trang 17

Trang 18

Trang 20

Bảng tra hệ số thoát nước mi - bảng 2 Chất lượng % thời gian kết cấu áo đường chịu độ ẩm bao hoà

Trang 21

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	921,57 KB