22 TCN 211-06-Ao duong mem-Cac yeu cau va chi dan thiet ke

Bộ Giao thông Vận tải Số: 52/2006/QĐ-BGTVT cộng hoà xà héi chđ nghÜa viƯt nam §éc lËp - Tù - Hạnh phúc Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2006 Quyết định Ban hành Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 211 06 áo đờng mềm Các yêu cầu dẫn thiết kế Bộ trởng giao thông vận tải Căn Luật Ban hành văn quy phạm pháp luật ngày 12 tháng 11 năm 1996 Lt sưa ®ỉi bỉ sung mét sè ®iỊu cđa Lt Ban hành văn quy phạm pháp luật ngày 16 tháng 12 năm 2002; Căn Luật Giao thông đờng ngày 29 tháng 06 năm 2001; Căn Pháp lệnh Chất lợng hàng hóa ngày 24 tháng 12 năm 1999; Căn Nghị định số 34/2003/NĐ-CP ngày 04 tháng 04 năm 2003 Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Bộ Giao thông vận tải; Theo đề nghị Vụ trởng Vụ Khoa học-Công nghệ , Quyết định: Điều Ban hành kèm theo Quyết định Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 211 - 06 áo đờng mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế Điều Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày đăng Công báo thay Quyết định số 1293/KHKT ngày 29 tháng năm 1993 Bộ Giao thông vận tải ban hành Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 211 - 93 Quy trình thiết kế áo đờng mềm Điều Chánh Văn phòng Bộ, Chánh Thanh tra Bộ, Vơ trëng Vơ Khoa häc - C«ng nghƯ, Cơc trëng Cục đờng Việt Nam, Giám đốc Sở Giao thông vận tải, Sở Giao thông công Thủ trởng quan, tổ chức cá nhân có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định Nơi nhận: - Nh Điều 3; - Các Vụ, Cục thuộc Bộ; - Cục Kiểm tra văn (Bộ T pháp); - Công báo; KT Bộ trởng Thứ trởng - Website ChÝnh phđ; - Lu: VT, KHCN TrÇn Do·n Thä Mục Lục CHơng Quy định chung 12 1.1 Phạm vi áp dụng .12 1.1.1 Tiªu chuẩn quy định yêu cầu thiết kế cấu tạo tính toán cờng độ áo đờng mềm đờng ô tô cao tốc, đờng ô tô cấp hạng thiết kế khác nhau, đờng đô thị, đờng ô tô chuyên dụng trờng hợp áo đờng làm trờng hợp nâng cấp, cải tạo áo đờng cũ với định nghĩa áo đờng mềm nh mục1.2.1 (áp dụng cho loại kết cấu áo đờng làm loại vật liệu khác nhau, không áp dụng cho trờng hợp kết cấu áo đờng cứng có tầng mặt làm bê tông xi măng) .12 1.1.2 Tiêu chuẩn đợc dùng làm sở tính toán đánh giá khả làm việc kết cấu áo đờng mềm tuyến đờng hữu nhằm phục vụ cho việc tổ chức khai thác, sửa chữa, bảo trì đờng .12 1.1.3 Cïng víi tiªu chn này, thiết kế áo đờng mềm áp dụng tiêu chuẩn quy trình khác đợc chấp thuận chủ đầu t quan có thẩm quyền định .12 1.1.4 Khi áp dụng quy trình đồng thời phải tuân thủ yêu cầu thiết kế đà nêu Điều TCVN 4054 : 2005 yêu cầu vật liệu tiêu chuẩn ngành công nghệ thi công nghiệm thu loại lớp kết cấu áo đờng vật liệu khác 12 1.2 Các thuật ngữ 12 1.2.1 Kết cấu áo đờng mềm 12 1.2.2 Khu vùc tác dụng đờng .13 1.2.3 Kết cấu áo đờng (Hình 1-1) 13 1.2.4 Lớp đáy móng 13 Líp đáy móng có chức sau: .13 1.2.5 Mãng mÒm 14 1.2.6 Mãng nöa cøng 14 1.2.7 VËt liƯu h¹t 14 1.2.8 Tầng mặt cấp cao A1 .15 1.2.9 TÇng mỈt cÊp cao thø u A2 15 1.2.10 Tầng mặt cấp thấp B1 15 1.2.11 TÇng mỈt cÊp thÊp B2 15 1.2.12 Sè trơc xe tiªu chn tÝch l xe suốt thời hạn thiết kế .15 1.2.13 Lợng giao thông gia tăng bình thờng 15 1.2.14 Lợng giao thông hấp dẫn .15 1.2.15 Lỵng giao thông phát sinh 16 1.3 Yêu cầu kết cấu áo đờng mềm phần lề đờng có gia cố 16 1.3.1 Các yêu cầu 16 1.3.2 Thêi h¹n thiÕt kÕ ¸o ®êng mỊm 16 1.3.3 Yêu cầu độ phẳng 17 1.3.4 Yêu cầu độ nhám 17 1.3.5 VỊ ®é lún cho phép kết cấu áo đờng .18 1.4 Nội dung công tác thiết kế áo ®êng mỊm 19 1.5 Néi dung vµ yêu cầu công tác điều tra thu thập sè liÖu thiÕt kÕ 20 1.5.1 Néi dung ®iỊu tra 20 1.5.2 Điều tra dự báo lu lợng giao thông 20 1.5.3 Yêu cầu việc điều tra khả tác động nguồn g©y Èm .21 1.5.4 Yêu cầu việc điều tra loại đất đặc trng lý cđa ®Êt nỊn 22 1.5.5 Yêu cầu việc điều tra thử nghiệm vật liệu làm lớp ¸o ®êng: 23 CH¬ng ThiÕt kÕ cÊu tạo kết cấu áo đờng 24 2.1 Nguyên tắc thiết kế 24 2.1.1 Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể áo đờng, tức trờng hợp phải trọng biện pháp nâng cao cờng độ ổn định cờng độ khu vực tác dụng để tạo điều kiện cho đất tham gia chịu lực với áo đờng đến mức tối đa, từ giảm đợc bề dày áo đờng hạ giá thành xây dựng Đồng thời, phải sử dụng biện pháp tổng hợp khác (biện pháp sử dụng vật liệu tổ hợp thành phần vËt liƯu, biƯn ph¸p tho¸t níc cho c¸c líp cã khả bị nớc xâm nhập) để hạn chế tác dụng ẩm nhiệt đến cờng độ độ bền tầng, lớp kết cấu áo đờng đặc biệt biện pháp hạn chế tợng phá hoại bề mặt lớp mặt xe chạy gây 24 2.1.2 Phải chọn bố trí tầng, lớp vật liệu kết cấu áo đờng cho phù hợp với chức tầng, lớp bảo đảm kết cấu đáp ứng đợc yêu cầu theo mục 1.3.1 đồng thời phù hợp với khả cung ứng vật liệu, khả thi công khả khai thác tu, sửa chữa, bảo trì sau 24 2.1.3 Cần đề xuất từ đến phơng án cấu tạo kết cấu áo đờng Khi đề xuất phơng án thiết kế cần phải trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trờng, yêu cầu bảo đảm an toàn giao thông yêu cầu bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho ngời thi công 24 2.1.4 Cần xét đến phơng án phân kỳ đầu t thiết kế cấu tạo kết cấu áo đờng Trên sở phơng án cho quy hoạch tơng lai cần dự tính biện pháp tăng cờng bề dày để tăng khả phục vụ áo đờng phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần theo thời gian Riêng áo đờng cao tốc đờng cấp I cấp II không nên xét đến phơng án phân kỳ xây dựng áo đờng 25 2.1.5 Đối với đoạn đờng có tầng mặt loại cấp cao A1 nhng qua vùng đất yếu có khả phát sinh độ lún lớn kéo dài thiết kế kết cấu áo đờng theo nguyên tắc phân kỳ xây dựng sở đảm bảo cho tầng mặt cấp cao A1 không bị h hại lún Lúc thiết kế phải dựa vào lợng giao thông cuối thời hạn thiết kế để thiết kế kết cấu bề dày nhng thi công giảm bớt bề dày tầng mặt tơng ứng với thời gian phân kỳ, đợi sau đờng vào ổn định rải tiếp lớp mặt bê tông nhựa cấp cao A1 lớp tạo phẳng, tạo nhám 25 2.2 Cấu tạo tầng mặt yêu cầu thiết kế 25 2.2.1 Chức phân loại tầng mặt: 25 2.2.2 Chọn loại tầng mặt: 25 2.2.3 Bè trÝ lớp tạo nhám tầng mặt cấp cao A1 27 2.2.4 Bố trí lớp hao mòn, tạo nhám, tạo phẳng tầng mặt cấp cao A2 .27 2.2.5 Bố trí lớp hao mòn lớp bảo vệ mặt đờng cấp thấp: 28 2.2.6 Bố trí lớp tầng mặt cấp cao A1 .28 2.2.7 Bố trí tầng mặt cấp cao A2 29 2.2.8 Bè trí tầng mặt cấp thấp B1, B2 29 2.2.9 Bề dày tối thiểu tầng mỈt cÊp cao A1 29 2.2.10 Líp nhùa dÝnh b¸m 30 2.2.11 Líp nhùa thÊm b¸m .30 2.3 ThiÕt kÕ cÊu tạo tầng móng 31 2.3.1 Nguyên tắc bố trí cấu tạo tầng móng: 31 2.3.2 Chọn loại tầng móng .31 2.3.3 BÒ réng c¸c líp mãng 34 2.4 Bề dày cấu tạo lớp kết cấu áo đờng .34 2.4.1 Nguyên tắc thiết kÕ bỊ dµy 34 2.4.2 BỊ dµy tèi thiĨu vµ bỊ dµy thêng sư dụng cho lớp kết cấu 34 2.4.3 Bề dày đầm nén có hiệu lớn nhất: 35 2.5 Yêu cầu thiết kế ®èi víi khu vùc t¸c dơng cđa nỊn ®êng: 35 2.5.1 Yêu cầu chung 35 2.5.2 ThiÕt kÕ bè trÝ líp ®¸y mãng 37 2.5.3 Các giải pháp hạn chế nớc mao dẫn từ mức nớc ngầm, nớc đọng xâm nhập vào khu vực tác dơng 38 2.5.4 Gi¶i pháp hạn chế nớc ngập hai bên đờng thấm ngang vào khu vực tác dụng .40 2.5.5 Các giải pháp hạn chế nớc ma, nớc mặt xâm nhập vào khu vùc t¸c dơng 40 2.6 ThiÕt kÕ tho¸t níc cho kết cấu áo đờng lề đờng .40 2.6.1 Yêu cầu thiết kế .40 2.6.2 Thoát nớc bề mặt áo ®êng .40 2.6.3 Tho¸t nớc mặt áo đờng đờng cấp cao có nhiều xe có dải phân cách 41 2.6.4 Tho¸t níc ma xâm nhập vào kết cấu áo đờng từ mặt đờng 42 2.6.5 TÝnh to¸n thiÕt kÕ hệ thống thoát nớc mặt 42 2.6.6 Các giải pháp hạn chế nớc mao dẫn từ mức nớc ngầm, nớc đọng xâm nhập vào khu vực tác dông (xem môc 2.5.3) 43 2.7 KÕt cấu áo đờng phần lề gia cố, lớp phủ dải phân cách phận kh¸c .43 2.7.1 KÕt cÊu áo đờng phần lề gia cố 43 2.7.2 Kết cấu áo đờng phần dải an toàn đờng cao tốc 44 2.7.3 Kết cấu lớp phủ dải phân cách 44 2.7.4 Kết cấu áo đờng lµn xe phơ (lµn xe phơ leo dèc, lµn chun tốc) đờng nhánh nút giao thông đờng nhánh vào khu dịch vụ dọc tuyÕn 44 2.7.5 KÕt cÊu áo đờng cầu .44 2.7.6 Kết cấu áo đờng trạm thu phí 44 2.7.7 KÕt cÊu ¸o ®êng cđa ®êng bªn 45 CHơng Tính toán cờng độ bề dày kết cấu áo đờng 46 3.1 Các yêu cầu nguyên tắc tính toán: 46 3.1.1 Yêu cầu tính toán 46 3.1.2 Các tiêu chuẩn cờng độ 46 3.1.3 C¬ së phơng pháp tính toán: 46 3.1.4 Về yêu cầu tính toán theo điều kiện giới hạn .47 3.1.5 Các thông số tính toán cờng độ bề dày áo đờng mềm 47 3.2 Tải trọng trục tính toán cách quy đổi số trục xe khác số tải trọng trục tÝnh to¸n 48 3.2.1 Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: 48 3.2.2 T¶i träng trơc tÝnh toán đờng có nhiều xe nặng lu thông48 3.2.3 Quy đổi số tải trọng trục xe khác số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn (hoặc quy đổi tải trọng tính toán xe nặng nhất) 49 3.3 Số trục xe tính toán xe kết cấu áo lề có gia cè 50 3.3.1 Định nghĩa .50 3.3.2 HÖ sè fl xe phần xe chạy: .50 3.3.3 Số trục xe tính toán kÕt cÊu lÒ cã gia cè: .50 3.4 Tính toán cờng độ kết cấu áo đờng kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn ®é ®µn håi cho phÐp .51 3.4.1 §iỊu kiƯn tÝnh to¸n 51 3.4.2 Xác định hệ số cờng độ chọn độ tin cậy mong muốn 51 3.4.3 Xác định trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc 52 3.4.4 Các trờng hợp tính toán, phơng pháp tính toán cách xác định Ech 53 3.4.5 Cách xác định trị số mô đun đàn hồi trung bình Etb trị số mô đun đàn hồi chung Ech kết cấu áo đờng có nhiều lớp 55 3.4.6 Xác định trị số mô đun đàn hồi E0 phạm vi khu vực tác dụng đất dới áo đờng 56 3.4.7 Xác định trị số mô đun đàn hồi lớp vật liệu kết cấu áo đờng 57 3.5 Tính toán cờng độ kết cấu áo đờng kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt đất lớp vật liệu dính kết .58 3.5.1 §iỊu kiƯn tÝnh to¸n : .58 3.5.2 Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn Tax 59 3.5.3 Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lợng thân Tav 61 3.5.4 Xác định trị số lực dÝnh tÝnh to¸n Ctt 62 3.5.5 Xác định thông số phục vụ việc tính toán theo điều kiện chịu cắt trợt 63 3.6 TÝnh to¸n cờng độ kết cấu áo đờng kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn chịu kéo n c¸c líp vËt liƯu liỊn khèi .63 3.6.1 Điều kiện tính toán: 63 3.6.2 Xác định u 63 3.6.3 Xác định 66 3.6.4 Xác định thông số phục vụ việc tính toán theo điều kiện chịu kéo uốn 67 CHơng Thiết kế tăng cờng, cải tạo áo đờng cũ 68 4.1 Các nội dung, yêu cầu nguyên tắc thiết kế .68 4.1.1 Các trờng hợp áp dụng 68 4.1.2 Các yêu cầu chung thiết kế tăng cờng, cải tạo áo đờng cũ 68 4.1.3 Các nguyên tắc thiết kế 68 4.2 Yêu cầu việc thiết kế cấu tạo tăng cờng mở rộng kết cấu ¸o ®êng cị 69 4.2.1 Líp bï vªnh .69 4.2.2 CÊu t¹o lớp kết cấu tăng cờng nằm lớp bù vênh 69 4.2.3 Kết cấu áo đờng mềm tăng cờng kết cấu cũ mặt đờng bê tông xi măng kết cấu cũ có lớp gia cố chất liên kết vô 70 4.2.4 Yêu cầu cấu tạo kết cấu mở rộng mặt đờng cũ 70 4.2.5 Yêu cầu cấu tạo chuyển tiếp đoạn có bề dày lớp kết cấu khác .71 4.3 §iỊu tra thu thập số liệu phục vụ thiết kế tăng cờng, cải tạo áo đờng cũ .71 4.3.1 Phân đoạn đờng cị ®Ĩ ®iỊu tra 71 4.3.2 Thử nghiệm đánh giá cờng độ kết cấu áo đờng cũ thu thập số liệu phục vụ thiÕt kÕ 73 4.4 Tính toán cờng độ (bề dày) kết cấu tăng cờng cải tạo.74 4.4.1 Việc tính toán cờng độ (bề dày) kết cấu tăng cờng cải tạo mặt đờng cũ phải tuân theo yêu cầu nguyên tắc nêu Khoản 3.1 dẫn khác nêu Khoản 2.3, 3.3, 3.4, 3.5 3.6 74 4.4.2 Tính toán bề dày tăng cờng mặt kết cấu áo đờng cũ trớc hết đợc thực theo toán đồ Hình 3-1 với trị số mô đun đàn hồi chung đặc trng cho kết cấu cũ phân đoạn Ech cũ đóng vai trò Eo sơ đồ tính toán đồ Sau đó, lần lợt kiểm tra đất lớp kết cấu khác theo dẫn Khoản 3.5 vµ 3.6 74 PHơ LơC A : VÝ dơ tính toán quy đổi số trục xe khác số trục xe tính toán, tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy cách tính tải trọng trục tơng đơng nỈng nhÊt cđa xe nhiỊu trơc 74 A.1.Ví dụ tính toán quy đổi số trục xe kh¸c vỊ sè trơc xe tÝnh to¸n 74 A.1 Ví dụ tính toán quy đổi số trục xe khác vỊ sè trơc xe tÝnh to¸n 74 A.2.TÝnh sè trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kÕ 75 A.2 TÝnh sè trơc xe tiªu chn tÝch lịy thêi h¹n thiÕt kÕ .75 A.3.Cách xác định tải trọng trục tính toán xe nặng (hoặc rơ mooc) có nhiều trục theo mục 3.2.2: .76 A.3 Cách xác định tải trọng trục tính toán xe nặng (hoặc rơ mooc) có nhiỊu trơc theo mơc 3.2.2: 76 PHụ LụC B : Xác định đặc trng tính toán đất phạm vi khu vực T¸c dơng 77 B.1.Xác định độ ẩm tơng đối tính toán phạm vi khu vực tác dụng đất .77 B.1 Xác định độ ẩm tơng đối tính toán phạm vi khu vực tác dụng đất 77 B.2.Các trị số tham khảo đặc trng dùng tính toán ®Êt nÒn 79 B.2 Các trị số tham khảo đặc trng dùng tính toán đất 79 B.3.X¸c định số sức chịu tải CBR sức chịu tải trung bình CBRtb đặc trng cho phạm vi khu vực tác dụng đất 80 B.3 X¸c định số sức chịu tải CBR sức chịu tải trung bình CBRtb đặc trng cho phạm vi khu vực tác dụng đất .80 B.4.Các tơng quan thực nghiệm mô đun đàn hồi Eo với số sức chịu tải CBR 81 B.4 Các tơng quan thực nghiệm mô đun đàn hồi Eo với số sức chịu t¶i CBR 81 B.5.Các phơng pháp xác định trị số mô đun đàn hồi EO đất cách thử nghiệm phßng (theo mơc 3.4.6) 81 B.5 C¸c phơng pháp xác định trị số mô đun đàn hồi EO đất cách thử nghiệm phòng (theo mục 3.4.6) 81 B.6.Xác định đặc trng sức chống cắt đất (theo mục 3.5.5) .83 B.6 X¸c định đặc trng sức chống cắt đất (theo môc 3.5.5) 83 PHụ LụC C : Xác định đặc trng tính toán vật liệu làm lớp kết cấu áo đờng .83 C.1.Các đặc trng tính toán bê tông nhựa hỗn hợp đá nhựa .83 C.1 Các đặc trng tính toán bê tông nhựa hỗn hợp đá nhựa .83 C.2.Các đặc trng tính toán loại vật liệu khác 84 C.2 Các đặc trng tính toán loại vật liệu khác .84 C.3.Thí nghiệm phòng để xác định đặc trng tính toán vật liệu cã sư dơng chÊt liªn kÕt .85 C.3 Thí nghiệm phòng để xác định đặc trng tính toán vật liệu có sử dụng chÊt liªn kÕt 85 C.4.Thư nghiƯm phòng để xác định trị số mô đun đàn hồi vật liệu hạt không sử dụng chất liên kết (cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên ) 88 C.4 Thư nghiƯm phòng để xác định trị số mô đun đàn hồi vật liệu hạt không sử dụng chất liên kết (cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên ) 88 PHô LôC D : PHƯƠNG PHáP THử NGHIệM XáC ĐịNH MÔ ĐUN ĐàN HồI CủA ĐấT Và VậT LIệU áO Đờng trờng máng thí nghiệm 88 D.1.Xác định thí nghiệm đo ép ép lớn 88 D.1 Xác định thí nghiệm đo ép ép lớn .88 D.2 Xác định phơng pháp dùng cần đo võng Benkelman 90 D.2 Xác định phơng pháp dùng cần đo võng Benkelman .90 PHơ LơC E : C¸c vÝ dơ tÝnh to¸n 91 E.1 VÝ dụ I: Thiết kế kết cấu áo đờng có tầng mỈt cÊp cao A1 91 E.1 VÝ dô I: Thiết kế kết cấu áo đờng có tầng mặt cấp cao A1.91 E.2.VÝ dơ II: ThiÕt kÕ kÕt cÊu ¸o ®êng mỊm cho ®êng cÊp IV cã hai lµn xe, mặt đờng cấp cao A2 97 E.2 Ví dụ II: Thiết kế kết cấu áo đờng mềm cho đờng cấp IV có hai xe, mặt ®êng cÊp cao A2 .97 PHụ LụC F : Biểu thức giải tích gần tính mô đun đàn hồi Ech ứng suất kéo uốn đơn vị hệ hai lớp 100 F.1.Biểu thức giải tích gần tính mô ®un ®µn håi Ech .100 F.1 BiĨu thøc gi¶i tích gần tính mô đun đàn hồi Ech 100 F.2.Biểu thức giải tích gần để tính ứng suất kéo uốn đơn vị 101 F.2 BiĨu thøc gi¶i tÝch gần để tính ứng suất kéo uốn đơn vị .101 10 ... nhựa, 22 TCN 249) 1.2.9 Tầng mặt cấp cao thứ yếu A2 Là loại tầng mặt có lớp mặt bê tông nhựa chặt loại II trộn nóng (theo Quy trình công nghệ thi công nghiệm thu mặt đờng bê tông nhựa, 22 TCN 249)... công nghiệm thu mặt đờng đá dăm thấm nhập nhựa", 22 TCN 270) hay lớp láng nhựa (theo "Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đờng láng nhựa", 22 TCN 271) 1.2.10 Tầng mặt cấp thấp B1 Là loại... thiểu quy định thông qua tiêu chi? ??u sâu rắc cát trung bình tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu mức độ nguy hiểm đoạn đờng thiết kế nh Bảng 1-2 dới theo quy trình 22 TCN - 278: Bảng 1-2: Yêu cầu độ