Bảng tính kết cấu áo đường

BẢNG TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (Theo quy trình 22TCN 211-06) Địa điểm: Quận Liên Chiểu - TP. Đà Nẵng I. TÍNH SỐ TRỤC XE TÍNH TOÁN: I.1. Số liệu ban đầu: - Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn Ptt (kN):100 - Tính Ntt để thiết kế kết cấu:Áo đường - Số làn xe thiết kế nlàn (làn):2 - Giải phân cách giữa:Không có giải phân cách - Hệ số phân phối số trục xe tính toán trên mỗi làn xe fL =0.55 II. TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: II.1. Số liệu chung: - Đối tượng tính toán:Áo đường - Loại đường:Đường đô thị - Cấp đường:Đường phố - Loại tầng mặt thiết kế:Cấp cao A1 - Độ tin cậy thiết kế:0.90 - Thời hạn thiết kế t (năm): II.2. Nền đường: - Đất đắp nền đường:Á cát - Module đàn hồi Eo (MPa):49 - Lực dính C (MPa):0.02 - Góc ma sát j (độ):30 II.3 Tải trọng: - Tải trọng tác dụng:Cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) - Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P (kN):100 - Áp lực tính toán lên mặt đường p (MPa):0.6 - Đường kính vệt bánh xe D (cm):33 II.4. Xác định module đàn hồi yêu cầu Eyc: - Module đàn hồi yêu cầu dùng để tính toán: Eyctt = max(Eyc, Eyc min) =120(MPa) II.5. Kết cấu áo đường: Tổng số lớp áo đường:4lớp Bảng 3: Bảng các lớp kết cấu áo đường STTLớp vật liệu (từ trên xuống)H (cm)Ev (MPa)Etr (MPa)Eku (MPa)Rku (MPa)C (MPa)j (độ) 1BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%)542030018002.400 2BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 35%)735035016001.600 3Cấp phối đá dăm loại I153003003000.000 4Cấp phối đá dăm loại II152502502500.000 III. KIỂM TOÁN: III.1. Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi đối với kết cấu áo đường: a.Quy đổi về hệ 2 lớp: Việc quy đổi từng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo công thức sau: E''''tb = E1.[(1+k.t1/3)/(1+k)]3(3.5) Trong đó: k = h2/h1; t = E2/E1 htb = h1 + h2 Kết quả tính đổi thể hiện ở bảng sau: STTLớp vật liệu (từ trên xuống)Ev (MPa)t = E2/E1hi (cm)k = h2/h1Htb (cm)E''''tb (MPa) 1BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%)4201.46050.13542301.63 2BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 35%)3501.27670.23337287.61 3Cấp phối đá dăm loại I3001.200151.00030274.24 4Cấp phối đá dăm loại II2500.000150.00015250.00 b.Tính Etbđc: H/D= 42 / 33 =1.273 Tra bảng 3-6, hệ số điều chỉnh b: b=1.140 Từ bảng kết quả tính đổi trên, ta có: E''''tb=301.63(MPa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính toán: Etbđc= b * E''''tb =343.86(MPa) Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về hệ 2 lớp, với lớp trên: - Chiều dày:H= 42(cm) - Module đàn hồi trung bình:Etbđc= 343.86(MPa) c.Tính Ech.m của kết cấu: E1= Etbđc =343.86 E0/E1= 49 / 343.86 =0.143 H/D= 42 / 33 =1.273 Tra toán đồ 3-1, với các thông số H/D và E0/E1 ở trên, ta xác định được: Ech.m/E1=0.468 Module đàn hồi chung của kết cấu: Ech.m= 0.468 * 343.86 =160.93(MPa) d.Kiểm tra điều kiện về độ võng đàn hồi: Độ tin cậy thiết kế= 0.90 Tra bảng 3-2 được hệ số cường độ về độ võng: Kcđđv= 1.10 Kcđđv * Eyc= 1.10 * 120 =132.00(MPa) Ech.m =160.93>Kcđđv * Eyc =132.00(MPa) Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi. III.2. Kiểm tra tiêu chuẩn cắt trượt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết: a.Kiểm tra đất nền: Tính đổi các lớp bên trên về 1 lớp, thể hiện ở bảng sau: STTLớp vật liệu (từ trên xuống)Etr (MPa)t = E2/E1hi (cm)k = h2/h1Htb (cm)E''''tb (MPa) 1BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%)3001.04350.13542289.06 2BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 35%)3501.27670.23337287.61 3Cấp phối đá dăm loại I3001.200151.00030274.24 4Cấp phối đá dăm loại II2500.000150.00015250.00 H/D= 42 / 33 =1.273 Tra bảng 3-6, ta được hệ số điều chỉnh b: b=1.140 Từ bảng kết quả tính đổi trên, ta có: E''''tb=289.06(MPa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính toán: Etbđcb * E''''tb =329.53(MPa) Sử dụng toán đồ hình 3-2, với các thông số sau: H/D= 42 / 33 =1.273 E1= Etbđc =329.53(MPa) E2= E0 =49(MPa) E1/E2= 329.53 / 49 =6.725 j= 30 (độ) Tra toán đồ, ta được: Tax/p=0.0218 p=0.6(MPa) Ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax= 0.0218 * 0.6 =0.0131(MPa) Sự dụng toán đồ hình 3-4, với các thông số: H =42 (cm)vàj =30 (độ) Tra được ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu gây ra: Tav=-0.0017(MPa) Lực dính tính toán:Ctt = C.K1.K2.K3 Trong đó:C=0.02(MPa) K1=0.60Kết cấu áo đường Ntt=28(trục/làn.ngày đêm) K2=1(tra bảng 3-8) Đất nền là:Á cát Do đó:K3=1.5 Vậy:Ctt= 0.02*0.6*1*1.5 =0.018(MPa) Độ tin cậy thiết kế= 0.90 Tra bảng 3-7, ta được hệ số cường độ về cắt trượt: Kcđtr= 0.94 Kiểm tra điều kiện về cắt trượt: Tax + Tav= 0.0131 + (-0.0017) =0.0114(MPa) Ctt/Kcđtr= 0.018 / 0.94 =0.019(MPa) Tax + Tav= 0.0114