ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

Phương pháp phân mảnh cổ điển đối với mặt trượt trụ tròn:Phương pháp mặt trượt trụ tròn được ứng dụng để tính toán ổn định mái dốc khi: Máidốc đồng nhất, cấu tạo từ đất dính với giả thiế

CHƯƠNG 1 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TALUY NỀN ĐƯỜNG

1 Tổng quan về các dạng phá hoại của mái dốc nền đường:

Căn cứ vào phương thức dịch chuyển của đất đá trên sườn dốc hoặc mái dốc, nềnđường trên sườn dốc có thể bị phá hoại theo các hình thức dưới đây:

 Trượt theo vòng cung phức tạp:

1.3. Trượt dòng:

Là bản thân khối trượt bị xáo động và di chuyển một phần hay toàn bộ như một chấtlỏng Trượt dòng thường xảy ra trong đất yếu bão hoà nước khi áp lực lỗ rỗng tăng đủ đểlàm mất toàn bộ độ bền chống cắt Mặt trượt thực hầu như không có hay chỉ biểu hiện từnglúc (Hình 5)

2 Các phương pháp đánh giá ổn định mái dốc taluy nền đường:

2.1. Phương pháp phân mảnh cổ điển đối với mặt trượt trụ tròn:

Phương pháp mặt trượt trụ tròn được ứng dụng để tính toán ổn định mái dốc khi: Máidốc đồng nhất, cấu tạo từ đất dính với giả thiết khi mất ổn định mái dốc sẽ trượt theo mặttrượt trụ tròn hoặc gần giống trụ tròn

li : chiều dài của phần đất trên đoạn mặt trượt thuộc phạm vi mảnh thứ i

ci : lực dính của phần đất trên đoạn mặt trượt thuộc phạm vi mảnh thứ i

tangφi : hệ số ma sát của phần đất trên đáy mặt trượt thuộc phạm vi mảnh thứ i

Wi = (0.1 ÷ 0.2).Pi : tuỳ theo ý nghĩa quan trọng của công trình khi thiết kế phải xác địnhlực động đất này theo “ Quy chuẩn Xây dựng “ hoặc theo Tiêu chuẩn ngành (22TCN –

221 – 95) Ta cũng có căn cứ thêm vào tiêu chuẩn 22TCN-262-2000 để xác định chínhxác hơn

Nhằm đơn giản hoá, Bishop đã giả thiết các lực: Ei+1 = Ei-1 và khi ở trạng thái cân bằngthì:

E

Hệ số ổn định K được tính toán theo công thức:

n n

Theo công thức trên chúng ta có thể tính được hệ số ổn định của taluy ứng với một mặt

trượt tròn đã cho theo phương pháp Bishop

2.2. Lựa chọn phương pháp đánh giá ổn định nền đường:

Việc lựa chọn phương pháp để đánh giá độ ổn định của nền đường phụ thuộc vào mức

độ quan trọng của đường, phụ thuộc vào địa hình thiên nhiên và phụ thuộc vào địa chất của

nền đường Trên thực tế thường sử dụng phương pháp phân mảnh cổ điển để nghiệm toán

mức độ ổn định cơ học và thiết kế độ dốc mái taluy Phương pháp này do W.Fellenius ngườiThụy Điển đề xuất năm 1926 với các giả thiết cụ thể:

- Khối đất trên taluy khi mất ổn định sẽ trượt theo mặt trượt hình trụ tròn.

- Cả khối trượt sẽ cùng trượt 1 lúc do đó giữa các mảnh không có lực ngang tác dụnglên nhau (không xô đẩy, cản trở nhau)

- Trạng thái giới hạn chỉ xảy ra trên mặt trượt

Theo kinh nghiệm phương pháp phân mảnh cổ điển tương đối phù hợp với trường hợp taluyđất dính (c>0) Ngoài ra đây là phương pháp cơ bản vì nó có thể dùng trong mọi trường hợpđất không đồng nhất, trường hợp mái taluy có độ dốc cấu tạo thay đổi, trường hợp đánh giá

ổn định một sườn dốc tự nhiên

Để xét đến thực tế các khối trượt có tác dụng lên nhau Bishop (1955) đã thêm các lực đẩyngang Ei+1 và Ei-1 tác dụng từ 2 phía của mảnh trượt không quan tâm đến vị trí điểm đặt củalực ngang đó

Phương pháp Bishop chính xác hơn phương pháp phân mảnh cổ điển của Fellenius Phươngpháp này cũng cho kết quả phù hợp với thực tế, là phương pháp đơn giản cho việc tính toán

bằng thủ công Đây cũng là phương pháp được kiến nghị kiểm toán mặt trượt trong22TCN262 – 2000

này

3 Trình tự tính toán theo phương pháp Fellenius:

 Bước 1: Quy đổi tải trọng xe về tải trọng đất đắp Hx.

Tải trọng xe cộ được xem là tải trọng của số xe nặng tối đa cùng 1 lúc có thể đỗ kín khắp bề rộng nền đường phân bố trên 1m bề dài đường tải trọng này được quy đổi tương đương thành 1 lớp đất đắp có chiều cao Hx được xác định trong công thức sao:

l - Phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc (m)

Có thể lấy l = 4,2m với xe G = 13 Tấn, lấy l = 6,6m với xe G = 30 Tấn, lấy l = 4,5m với xe xích G = 80 Tấn

b= 1,8m với các loại ôtô, b = 2,7m với xe xích;

d là khoảng cách ngang tối thiểu giữa các xe (thường lấy d = 1,3m);

e bề rộng lốp đôi hoặc vệt bánh xích (thường lấy e = 0,5-0,8m);

n được chọn tối đa nhưng phải đảm bảo B tính được theo công thức trên vẫn phải nhỏ hơn bề rộng nền đường

Như vậy khi tính toán có xét đến tải trọng xe cộ thì tải trọng đắp xem như được cao them một trị số hx.

 Bước 2: Xác định đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm

Dựa theo kinh nghiệm nghiệm toán ổn định vô số các mái taluy người ta đã tổng kếtmột số cách tìm ra vị trí mặt trượt nguy hiểm nhất nhằm giảm thời gian mò mẫmtrong quá trình tìm Kmin

Đối với nền đắp các giá trị α và β tra trong Bảng 8 – 9 Sách Thiết kế đường ôtô tập 2.

Đối với nền đắp các giá trị α, β và γ tra trong Bảng 8 – 10 Sách Thiết kế đường ôtô

tập 2

 Bước 3 : Chọn ra 1 số tâm trượt trên đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm Với mỗi

tâm trượt cần tìm ra trị số Kmin của tâm trượt đó Với các tâm trượt khác nhau sẽ tìm

ra được các trị số Kmin khác nhau Cách xác định K như sau:

o Chia nhỏ khối trượt thành các khối trượt

o Dùng thước,đo độ hoặc có thể dùng Autocad để tính toán các thông số hình học

o Thay các thông số hình học và địa chất vào công thức:

RR

(với L là chiều dài cung trượt của cả khối trượt)

chọn 3 đến 5 điểm trên đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm làm tâm trượt và từcông thức trên ta xác định được các hệ số Kmin Sau khi đã tìm được các Kmin củamỗi tâm trượt ta biểu diễn chúng như hình vẽ dưới để tìm được Kmin nhỏ nhất

 Sau khi có hệ số ổn định Kmin phải lớn hơn 1,2 theo phương pháp Fellenuius thìthoả mãn mái dốc ổn định.

Ở đồ án này tính toán với 3 mặt trượt ứng với 3 tậm trượt

Kết quả tính toán như sau:

Tính chiều cao quy đổi tải trọng xe về tải trọng đất đắp là:

Trong bài toán này ta chọn được 3 xe xếp kín trên bề rộng nền đường với sơ đồ xếpnhư sau:

Vậy ta tính theo công thức được:

B = 3×1.8 + (3 - 1) ×1.3 + 0.5 = 8.5 mChiều cao Hx quy đổi là:

Hx= (13×3)/(1.7×8.5×4.2) = 0.642 m

Chọn mặt trượt tâm O1 bán kính R1= 14.915m, mặt cắt đi qua điểm 1/2 bề rộng nền đường

Chọn phân tố thứ 3 có:

+ Sđắp = 6.443 (m2)+ Snền = 0 (m2);

CHƯƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG

1 Quy trình, quy phạm áp dụng để thiết kế

+ Thiết kế đường ô tô tập 2[2]

+ Áo đường mềm - các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế: 22 TCN 211 - 06 [3]

2 Thiết kế các phương án kết cấu áo đường

Mặt đường là bộ phận trực tiếp chịu sự phá hoại thường xuyên của các phương tiện giao thông và các yếu tố của môi trường tự nhiên, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vận hành và khai thác của đường cũng như giá thành xây dựng công trình

Yêu cầu đối với áo đường:

Đối với đường cấp IV vùng đồi thấp, tốc độ thiết kế V=60 Km/h:

- Độ nhám: Lớp trên cùng phải có một lớp tạo nhám để đảm bảo chiều sâu rắc cát trung bình Htb (mm) đạt tiêu chuẩn quy định theo Bảng 28[1]

Bảng 2.1: Yêu cầu về độ nhám của mặt đường

- Độ bằng phẳng: phải đảm bảo đủ thông qua chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (mm/Km) được quy định ở Bảng 29 [1]

Bảng 2.2: Yêu cầu về độ bằng phẳng của mặt đường theo chỉ số IRI

Độ bằng phẳng cũng được đánh giá bằng thước dài 3,0 m theo 22TCN16-79 Đối với mặt đường cấp cao A1: 70% số khe hở phải dưới 5 mm và 30% số khe hở còn lại phải dưới

7 mm

Tính toán kết cấu áo đường mềm theo 22 TCN 221-06

Sử dụng đơn giá xây dựng cơ bản tỉnh Hà Tĩnh quý II năm 2015

2.1 Xác định các số liệu phục vụ tính toán

2.1.1 Tải trọng

a Tải trọng tính toán

+ Tải trọng trục tiêu chuẩn 100kN

+ Áp lực tính toán lên mặt đường p= 0,6 MPa

+ Đường kính vệt bánh xe D= 33cm

Các số liệu tính toán:

- Lưu lượng xe năm thứ 15 là 1370 xe/ngđ.

Trong đó:

Xe con : 45%.

Xe tải nặng : 5% (trục trước 48,2 kN, trục sau 100 kN, bánh đôi)

- Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm : q = 6%

- Đặc trưng của các loại xe thiết kế chỉ xét đến các trục có trọng lượng trục từ 25 kN trở lên, nên ta chỉ xét tới các loại xe tải trong thành phần dòng xe

Bảng 2.3: Sự phân bổ tải trọng lên các trục của các loại xe tải

Số bánh củamỗi cụm bánh ởtrục sau

K/c giữacác trụcsau (m)

-b Tính toán lưu lượng xe

Công thức tính lưu lượng theo thời gian: Nt = N0.(1+q)t (xe/ngày đêm)

Lưu lượng xe năm thứ nhất (N0) :

c Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN

Việc tính toán quy đổi được thực hiện theo biểu thức (3.1) [3]

4.4 tt

1 i 2 k

1 i

P

P (

.n C C

N 



Trong đó:

ni- là lưu lượng loại xe thứ i thông qua mặt cắt ngang điển hình của đoạn đường thiết

kế trong một ngày đêm cho cả 2 chiều xe chạy

C1- hệ số trục được xác định theo biểu thức sau :

C1= 1 + 1,2(m-1)

Với m - số trục của cụm trục i (cụm trục có thể gồm m trục có trọng lượng mỗi trục như nhau với các cụm bánh đơn hoặc cụm bánh đôi (m= 1, 2, 3).

Bất kể xe gì khi khoảng cách giữa các trục ≥ 3,0m thì việc quy đổi thực hiện riêng rẽ đối với từng trục

Khi khoảng cách giữa các trục < 3,0m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổigộp m trục có trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xét đến hệ số trục C1 như công thức trên

bánh lấy C2 = 6,4; với các cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì lấy C2 = 1,0; với cụm bánh có 4 bánh lấy C2 = 0,38

Các xe tính toán có trục trước có 1 bánh, trục sau có cụm bánh đôi

Bảng 2.5: Bảng tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN năm thứ 15

fL là hệ số phân phối số trục xe tính toán trên mỗi làn xe Với đường cấp IV trên phần

xe chạy có 2 làn xe, không có dải phân cách thì lấy f L = 0,55.

Ntk là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán trong một ngày đêm trên cả 2 chiều xe chạy ở cuối năm cuối của thời hạn thiết kế

 Ntk = N15 = 200 (trục xe tiêu chuẩn / ngày đêm)

Vậy Ntt = 2000,55 = 110 (trục/ làn.ngđ).

Tương tự tính toán cho các năm thứ 5, kết quả cho trong bảng 2.6:

Bảng 2.6: Tính toán số trục xe tính toán trên 1 làn cho các năm

15 200 110

e.Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính toán 15 năm

Tỷ lệ tăng xe tải hàng năm là q= 0,06 ta tính Ne theo biểu thức (A-3) [3]

t 1

t

t

q) (1 q

1 q) (1

1 ) 06 , 0 1 (

+ Cấp thiết kế của đường là cấp IV đồi thấp, Vtk = 60Km/h

+ Thời hạn thiết kế là 15 năm

+ Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong thời hạn thiết kế là 0,41410 6

(trục xe tiêu chuẩn/làn)

Dựa vào bảng 2-1 [3] và xét về mức độ quan trọng của tuyến đường với năm thiết kế

là năm thứ 15 nên chọn kết cấu mặt đường cấp cao A1

+ Bê tông nhựa chặt AC 9,5 làm lớp mặt trên

+ Bê tông nhựa chặt AC 12,5 làm lớp mặt dưới

f Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1

Dự kiến tầng mặt cấp cao A1 đặt trên lớp móng là cấp phối đá dăm loại I thì tổng bề dày tầng mặt lấy theo bảng 2-2 [3]

Do tổng số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong 15 năm trên 1 làn xe:

N e = 0,41410 6 > 0,1106 nên bề dày tối thiểu của 2 lớp bê tông nhựa là 7cm.

2.1.2 Đất nền

Theo kết quả khảo sát, đất nền là loại đất á sét, có loại hình chế độ thủy nhiệt và điều kiện gây ẩm loại II Các tính chất cơ lý và chế độ thủy nhiệt của loại đất này sau khi được đầm lèn với độ ẩm tốt nhất và đạt được độ chặt yêu cầu đối với nền đường Các đặc trưng

cơ bản của nền đất như sau:

Bảng 2.7: Bảng thông số đặc trưng của nền đất

Độ ẩm tươngđối a=Wnh W

E(MPa)

Lực dínhC(MPa)

Góc ma sát(độ)

2.1.3 Vật liệu

Để phù hợp với cấp đường đã chọn và nguồn nguyên liệu của địa phương cũng như trình độ thi công của nhà thầu ta có thể dùng một số vật liệu làm áo đường có các đặc trưng tính toán như sau:

Bảng 2.8:Bảng các đặc trưng của kết cấu áo đường

Tính vềtrượt

Tính kéo

Bêtông nhựa AC 9,5Bêtông nhựa AC 12,5Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

Cấp phối sỏi đồiĐất nền á sét

28035030025020042

20025030025020042

1200160030025020042

1,62,0

Tính toán sử dụng đơn giá xây dựng cơ bản tỉnh Hà Tĩnh quý II năm 2015

2.2 Thiết kế kết cấu áo đường

Nhận thấy trong những năm đầu khi đưa đường vào khai thác, lưu lượng xe chạy chưa đáng kể Tuy nhiên xét về mức độ quan trọng của tuyến đường và chi phí xây dựng ta đưa ra các phương án thiết kế kết cấu áo đường cho phù hợp

Kiến nghị: Đưa ra hai phương án thiết kế kết cấu áo đường:

- Phương án 1 : Do mức độ quan trọng của tuyến đường nên chọn giải pháp đầu tư

tập trung, dùng mặt đường cấp cao A1

- Phương án 2: Chọn giải pháp phân kỳ đầu tư Trong những năm đầu khi lưu lượng

xe chưa lớn nên chọn mặt đường cấp A2, những năm sau khi lưu lượng xe đã lớn thì làm thêm tầng mặt cấp cao A1

2.2.1 Xác định môđun đàn hồi yêu cầu theo số trục xe tính toán

Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu đựơc xác định theo bảng 3-4 và bảng 3-5 [3], tuỳ thuộc vào Ntt và tuỳ thuộc vào tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế

Bảng 2.9: Xác định môđun đàn hồi ứng với từng giai đoạn

TT

Loạimặt

Số trục xe xe/ngđ.làn

E =max{Eyc,Emin}

MPa

2.2.2 Phương án đầu tư tập trung (15 năm)

a Dự kiến kết cấu áo đường

Tầng mặt gồm hai lớp bêtông nhựa AC9,5 và AC12,5 là hai lớp đắt tiền, nên khi thiết

kế nếu quá dày sẽ không kinh tế Vì vậy, ta cố định chiều dày của các lớp bêtông nhựa theo

bề dày tối thiểu đảm bảo cấu tạo, cường độ và thi công rồi thay đổi và tính toán chiều dày các lớp dưới Tổng bề dày tối thiểu của tầng mặt phải tuân thủ quy định trong 2.2.9 (TCVN

4054-2005) Theo tổng số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm trên 1 làn xe N e =

0,41410 6 thì tổng bề dày tối thiểu 2 lớp bê tông nhựa phải là 7cm Chọn phương án tổng

bề dày tầng mặt là 7cm, trong đó lớp bêtông nhựa AC 9,5 phía trên dày 3cm và lớp bêtông nhựa AC12,5 phía dưới dày 4cm :

Phương án 1:Chọn móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I và móng dưới bằng cấp

phối đá dăm loại II Tầng mặt bằng 2 lớp bê tông nhựa chặt loại 1 có tổng bề dày là 7cm.

Phương án 2:Chọn móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I và móng dưới bằng cấp

phối sỏi đồi Tầng mặt bằng 2 lớp bê tông nhựa chặt loại I, bề dày là 9cm.

Đề ra các giải pháp thiết kế kết cấu áo đường rồi so sánh môđun đàn hồi chung của

cả kết cấu áo đường với môđun đàn hồi yêu cầu và so sánh chi phí xây dựng ban đầu giữa các giải pháp Từ đó chọn ra giải pháp rẻ nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu đề ra

b Mô đun chung của kết cấu áo đường

Điều kiện tính toán :

Theo tiêu chuẩn 22 TCN211-06 kết cấu áo đường được xem là đủ cường độ khi trị

cd

định tuỳ theo độ tin cậy mong muốn

EchKdvcd.Eyc

Xác định hệ số cường độ và chọn độ tin cậy mong muốn :

+ Xác định môđun yêu cầu của lớp móng

2 BTN AC 12,5 E2 = 350MPa 4

theo sơ đồ tính dưới đây:

0909 , 0 33 3

c Cấu tạo tầng móng và chọn phương án móng

Móng phải đảm bảo các yêu cầu về cường độ, công nghệ thi công đơn giản, tận dụng được vật liệu tại chỗ, hạ giá thành, phù hợp với cấp áo đường và tầng mặt

Các phương án và các giải pháp được lựa chọn dựa trên giá thành xây dựng Phương

án và giải pháp nào rẻ nhất sẽ được sử dụng Xác định giá thành xây dựng các lớp móng dựatrên đơn giá xây dựng cơ bản tỉnh Hà Tĩnh

Bảng 2.10:Đơn giá XDCB tỉnh Hà Tĩnh

Hai phương án móng đã được đề xuất:

 Phương án I

4 Cấp phối đá dăm loại 2 h4 250

Thay đổi chiều dày lớp 3, tính toán chiều dày lớp 4 để đáp ứng được Ech2 = 148,75 (MPa) Các bước tính toán và lựa chọn chiều dày lớp 4 ta làm tương tự như trên và tra toán

đồ Kogan (toán đồ hình 3-1 [3]) từ đó có bảng kết quả tính toán 2.11

Việc tính giá thành cho các phương án móng có kể đến số lượng các lớp thi công (phụ thuộc vào loại vật liệu và các thiết bị lu lèn) Thường thì đối với các lớp có chiều dày h= 20-40 (cm) ta chia ra làm 2 lớp: Lớp trên dày 0,4h; lớp dưới dày 0,6h với chiều dày lớp dưới không quá 20 (cm)

Đối với các vật liệu hạt không gia cố chất liên kết thì chiều dày đầm nén có hiệu quả nhất là không quá 18cm mục 2.4.3[3]

Bảng 2.11: Bảng tính toán chiều dày các lớp vật liệu phương án móng I

Sử dụng đơn giá xây dựng cơ bản tỉnh Hà Tĩnh quý II năm 2015

Dưới đây là bảng giá thành các giải pháp:

Bảng 2.12: Bảng giá thành các giải pháp của phương án móng I

Giải pháp

Tổng giáthành (đ/m2)

Kiến nghị chọn giải pháp có giá thành trên 100m2 là rẻ nhất và tiện cho thi công nhất:

này cũng là phương án thuận lợi cho thi công, bởi lớp dưới có thể phân thành 2 lớp mỗi lớp

có chiều dày 15cm và 16cm, với chiều dày này máy thi công hoàn toàn có thể đầm nén đạt hiểu quả tốt.

Phương án II

Kiến nghị chọn giải pháp có giá thành trên 100m2 là rẻ nhất: giải pháp 3 có h3=

17cm; h4= 35m; có giá thành là 78 918 đồng/m2 Phương án này, lớp móng dưới cần phân thành 2 lớp thi công là 17cm và 18cm, chiều dày các phân lớp nhỏ hơn quy định tối thiểu

đối với cấp phối đá dăm là 12cm vì vậy mà hiệu quả đầm nén được đảm bảo khi chọn giải pháp này.

Kết luận : Qua so sánh giá thành các phương án móng :

Phương án I: lớp móng trên là CP đá dăm loại I có chiều dày h3=16cm; móng dưới là CP đá

Phương án II: lớp móng trên là đá dăm loại I dày h3=17cm; lớp móng dưới là cấp

Nhận xét: giá thành hai phương án chênh lệch nhau ít, không đáng kể, để thuận lợi cho việc cung cấp vật liệu thi công thì kiến nghị chọn phương án I: lớp trên là cấp phối đá

dăm loại I có chiều dày h3=16cm; lớp dưới là cấp phối đá dăm loại II có chiều dày h4= 31

cm để đưa vào xây dựng.

Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung

Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung được trình bày dưới đây:

Eyc= 148,3MPa

d Tính toán kiểm tra kết cấu áo đường

 Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn

Để kiểm tra tính ổn định của kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn, điều kiện kiểm tra là:

EchKdvcd Eyc

- Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ 2 lớp bằng cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên theo công thức:

3 1/3 1

tb

k 1

k.t 1 E

BTN AC 9,5 280 1,028 3 0,059 54 272,781Với H/D = 54/33 = 1,636 nên trị số Etbtt của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnhb= f

yc cd ch

E K

E K

Kết luận: Kết cấu áo đường thoả mãn điều kiện độ võng đàn hồi.

 Kiểm tra theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Để kiểm tra tính ổn định của kết cấu áo đường theo điều kiện cân bằng giới hạn về trượt trong nền đất, điều kiện là:

tr cd

tt av ax

K

CT

Với H/D =54/33 =1,636 nên trị số Etbtt của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnh b

 Xác định ứng suất cắt hoạt động T av do trọng lượng bản thân mặt đường

Từ H = 54cm , = 240® Tra toán đồ Hình 3-4[3] (toán đồ tìm ứng suất cắt chủ động do trọng lượng bản thân mặt đường) có :

k1: Hệ số xết đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải trọng động và

k2: Hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất của kết cấu K2 được xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi theo bảng 3-8[3]

 k2= 0,8 (Ntt = 110 trục < 1000 trục/ngđ/làn)

k3 : là hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính trong điều kiện chúng làm việc khác với mẫu thử, trị số k3 tùy thuộc loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường, lấy k3 = 1,5 do đất nền là á sét

C lực dính của đất nền, C = 0.032 MPa (đất á sét)

Kiểm toán lại điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

tr cd

tt av ax

K

CT

Với đường cấp IV, độ tin cậy yêu cầu ở bảng 3-3 [3] bằng 0,9 do vậy Kcdtr = 0,94

0,94

0,02304K

Ctr cd

Điều kiện: tax + tav = 0,0089  0,025 = tr

cd

ttK

C

được đảm bảo

Kết luận: Nền đất đảm bảo điều kiện chống trượt.

 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn các lớp bê tông nhựa

Điều kiện:

cd

ku ttKR

Trong đó:

ku cd

như với trị số tr

cd

K ;

ku tt

ku- ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dưới tác dụng của tải trọng bánh xe;

 Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê BTN theo biểu thức (3-10) [3]

- Đối với bê tông nhựa lớp dưới:

4 1600 3

Với = 0,136; tra toán đồ Kogan được = 0,479

 Ech.m = 309,5670,479 = 148,298(MPa)

Tìm σ kuở đáy lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ 3.5[3]:

212.033

7D

- Đối với lớp bê tông nhựa lớp trên:

H1 = 3 (cm); E1 = 1200 (MPa) trị số Etb’ của 3 lớp phía dưới được xác định theo bảng sau:

H



dc tb

3D

= 0,646 (với Ne = 0,414106)