Nghiên cứu thành phần hạt của cốt liệu ảnh hưởng đến độ nhám yêu cầu của lớp mặt bê tông nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế 80kmh ≤ v ≤ 120kmh

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VÕ MINH CHÂU NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ NHÁM YÊU CẦU CỦA LỚP MẶT BÊ TÔNG NHỰA CHO ÁO ĐƯỜNG MỀM CÓ CẤP THIẾT KẾ 80KM/H ≤ V ≤ 120KM/H Chuyên nghành: Xây dựng đường ô tô đường thành phố Mã số ngành : 60 58 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2008 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN MẠNH HÙNG Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày … tháng … năm … Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VÕ MINH CHÂU Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 01-05-1982 Nơi sinh : Đà Lạt - Lâm đồng Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố MSHV : 00106003 Khoá : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ NHÁM YÊU CẦU CỦA LỚP MẶT BÊ TÔNG NHỰA CHO ÁO ĐƯỜNG MỀM CÓ CẤP THIẾT KẾ 80KM/H ≤ V ≤ 120KM/H 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Chương : Mở đầu Chương : Lý thuyết bê tông nhựa Chương : Nghiên cứu lớp mặt bê tông nhựa tạo nhám Chương : Nghiên cứu thí nghiệm phịng xác định thành phần hạt cốt liệu hợp lý cho lớp mặt đường bê tông nhựa tạo nhám Kết luận – Kiến nghị 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2008 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN MẠNH HÙNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TS Nguyễn Mạnh Hùng TS Lê Bá Khánh Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày… tháng 07 năm 2008 TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LỜI CÁM ƠN Trải qua thời gian tìm hiểu tài liệu, qua cơng tác thí nghiệm, luận văn thạc sĩ với đề tài “ Nghiên cứu thành phần hạt cốt liệu ảnh hưởng tới độ nhám yêu cầu lớp mặt đường bê tơng nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế 80 km/h ≤ V ≤ 120 km/h” hoàn thành Kết nghiên cứu tài liệu tham khảo hữu ích cho đơn vị thiết kế, quản lý khai thác độ nhám lớp mặt bê tông nhựa ngành cầu đường nước ta Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, Khoa sau đại học, Bộ mơn cầu đường, Phịng thí nghiệm trọng điểm đường III tất thầy cô giáo tận tình giúp đỡ truyền thụ kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho học tập Cảm ơn thầy Nguyễn Đình Huân giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi thực hành thí nghiệm Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Mạnh Hùng người trực tiếp hướng dẫn, bảo bước đi, kinh nghiệm quý báu, câu chữ luận văn cho tạo điều kiện cho tơi thực hành thí nghiệm q cơng ty Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2008 Võ Minh Châu Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngày này, ứng dụng thành tựu khoa học – kỹ thuật tiên tiến, đại mạng lưới đường giao thông phát triển mạnh mẽ đường bộ, đường thủy, đường hàng khơng… song bên cạnh tình hình tai nạn giao thông đường Việt Nam ngày gia tăng nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn người tiền bạc Một nguyên nhân gây tai nạn xe chạy đường bị trơn trượt mặt đường khơng đủ độ dính bám bánh xe mặt đường Độ dính bám hay độ nhám yếu tố kỹ thuật quan trọng mặt đường, mà với lớp mặt bê tông nhựa thông thường không đạt độ nhám yêu cầu đáp ứng hạn chế với tốc độ V< 80km/h Còn yêu cầu với tốc độ cao V= 80÷120km/h khó khăn Và mục tiêu mà đề tài “Nghiên cứu thành phần hạt cốt liệu ảnh hưởng tới độ nhám yêu cầu lớp mặt Bê tơng nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế 80km/h ≤ V ≤ 120km/h” nhằm tìm bê tông nhựa đáp ứng độ nhám yêu cầu mặt đường có tốc độ cao tăng mức độ an tồn xe lưu thơng đường Và kết nghiên cứu cho ta miền cấp phối liên tục thỏa mãn yêu cầu mà luận văn đưa Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only - Trang CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU 1.1 Mục đích nghiên cứu đề tài : - Trong trình hội nhập với kinh tế giới, giao thơng vận tải đóng vai trò to lớn phát triển chung kinh tế đất nước Những thành tựu khoa học – kỹ thuật tiên tiến, đại ứng dụng làm cho mạng lưới giao thông Việt Nam phát triển mạnh mẽ đường bộ, đường thủy, đường hàng không….Cùng với phát triển mạng lưới đường giao thơng, tình hình tai nạn giao thơng đường Việt Nam ngày gia tăng nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn người tiền bạc (Bảng 1.1) Bảng 1.1: Bảng tổng hợp tai nạn giao thông 22 tuyến quốc lộ thuộc phía Nam [12] Tổng số tai nạn Tháng xảy tháng Thiệt hại Chết người Bị thương Giá trị ước tính, (đồng) 164 64 221 102.650.000 224 446 279 156.350.000 149 82 164 7.250.000 204 87 269 24.250.000 222 100 250 56.900.000 232 114 283 178.900.000 135 71 144 64.300.000 187 90 251 309.800.000 176 88 218 81.900.000 10 168 64 205 45.100.000 11 205 81 268 30.300.000 12 153 76 185 51.450.000 Năm 2005 2219 vụ 1033 người 2737 người 1.109.150.000 Quý I năm 2006 264 vụ 286 người 657 người 404.000.000 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only - Trang - - Tai nạn giao thông làm cho người bị chết bị thương thiệt hại lớn cải vật chất làm ảnh hưởng đáng kể đến kinh tế quốc dân Chi phí hàng năm cho cơng tác điều trị nạn nhân bệnh viện chi phí sữa chữa phương tiện giao thông bị hư hỏng lớn Mặt khác, tai nạn làm mát nguồn lao động làm giảm khả lao động người bị tai nạn - Theo số liệu thống kê số nước tai nạn giao thơng sử dụng phương tiện giao thông cá nhân cao nhiều so với phương tiện giao thông công cộng (Bảng 1.2) Và mức độ tai nạn xảy cao người bộ, xe đạp xe gắn máy Đặc biệt, nước nghèo phát triển xe máy phương tiện giao thông phổ biến tai nạn giao thông xe gắn máy gây nhiều hơn, tăng lên theo số lượng xe máy Bảng 1.2 : Bảng so sánh mức độ nguy hiểm loại phương tiện giao thông số nước [12] Độ nguy hiểm tương đối bị thương nước khác Phương pháp di chuyển Độ nguy hiểm lái xe =1,0 Na Uy Đan Mạch Thụy Điển Hà Lan Đức Anh Đi 4,35 6,65 4,13 6,07 3,50 7,15 Xe đạp 3,90 7,76 5,73 5,67 9,50 14,02 Môtô xe máy 8,30 29,94 17,87 197,60 31,25 20,26 Lái xe ôtô 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Hành khách ôtô 0,75 1,94 0,87 1,13 1,50 1,25 Xe buýt 0,25 0,12 0,13 0,20 0,13 0,59 Xe điện 0,60 - 0,87 0,02 0,25 - Tàu hỏa 0,05 0,04 0,13 0,02 0,05 0,22 - Khi tai nạn xảy thường khơng thể ngun nhân mà nhiều nhân tố tác động gây nên Thông qua điều tra phân tích nguyên nhân gây tai nạn giao thơng, ta đưa số nguyên nhân sau : + Người tham gia giao thơng mà ngun nhân cẩu thả Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only - Trang - sai lầm người lái xe xe tốc độ, vượt xe không đúng… + Tình trạng kỹ thuật xe tham gia giao thông thắng xe bị hỏng, lốp xe bị mòn … + Điều kiện xe chạy đường : có liên quan đến đặc điểm thiết kế khai thác đường + Ảnh hưởng thiên nhiên, khí hậu tác động lớn đến an tồn xe chạy đường - Từ phân tích nguyên nhân trên, điều kiện đường bất lợi nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp gây tai nạn Nhằm nâng cao an toàn xe chạy, người ta đưa nhiều biện pháp khác có biện pháp nâng cao độ nhám mặt đường Độ nhám mặt đường không tương ứng với tốc độ thiết kế nguyên nhân gây tai nạn giao thông xe chạy đường Độ nhám giảm dễ đưa tới tượng xe bị trơn trượt bị lật hãm xe Nhất mặt đường bị ẩm ướt độ dính bám bánh xe mặt đường giảm hơn, làm tăng khả gây tai nạn lớn (bảng 1.3) Độ dính bám hay độ nhám yếu tố kỹ thuật quan trọng mặt đường bê tông nhựa Bảng 1.3 : Tai nạn tăng mặt đường trơn trượt [5] Trạng thái mặt đường Anh Mỹ Liên Xô CHLB Đức Số tai nạn trơn trượt , % Khô 15,5 0,1 5,5 13,2 Ướt 32,2 7,6 11,7 27,3 Bẩn - 17,6 - - Bẩn dầu mở rơi rớt - 26,3 - - Các nguyên nhân khác - 1,5 - - - Kết báo cáo thí nghiệm khảo sát đo độ nhám mặt đường bê tông nhựa số trục đường thành phố Hồ Chí Minh thiết bị lắc Anh [9] cho thấy: hệ số bám bánh xe mặt đường bê tông nhựa hay trị số kháng trượt Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only - Trang - trung bình BPN (với độ tin cậy 95%) đạt 39 – 41 (được qui đổi nhiệt độ chuẩn 200C nhỏ BPN yêu cầu ≥ 45), không đáp ứng yêu cầu độ nhám đáp ứng hạn chế với tốc độ xe chạy V< 50km/h mặt đường khơ (Bảng 1.4) Cịn u cầu với tốc độ cao khó khăn Do đó, mặt đường không khai thác hết suất phương tiện giao thông với tốc độ cao vấn đề an tồn giao thơng cần phải quan tâm nhiều Bảng 1.4: Hệ số bám đoạn đường trục Tp Hồ Chí Minh [10],[12] Stt Tên thành phố φtc φd φn Điện Biên Phủ 0,514 0,385 0,334 Hùng Vương 0,506 0,380 0,329 Cộng Hòa 0,524 0,393 0,341 Trường Sơn 0,531 0,399 0,345 Trần Hưng Đạo 0,520 0,390 0,338 Lê Đại Hành 0,523 0,392 0,340 Huỳnh Tấn Phát 0,513 0,385 0,334 Nguyễn Văn Linh 0,528 0,396 0,343 Lý Thường Kiệt 0,508 0,381 0,330 - Qua nhận xét cho phép đặt câu hỏi: + Độ nhám loại bê tông nhựa thiết kế phổ biến dùng làm kết cấu mặt đường có đáp ứng tiêu chuẩn yêu cầu với tốc độ khai thác không ? Đặc biệt tuyến đường cao tốc ? + Tại không tạo độ nhám mặt đường theo yêu cầu kỹ thuật từ thiết kế chế tạo bê tông nhựa, nhằm giảm bớt chi phí dùng lớp bê tơng nhựa tạo nhám vấn đề phù hợp với nước nghèo, phát triển nước ta - Đây mục đích nghiên cứu đề tài nhằm tạo Bê tông nhựa đáp ứng độ nhám yêu cầu áo đường mềm với tốc độ cao 80km/h ≤ V ≤ 120km/h Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only d) Kieåm tra điều kiện độ võng đàn hồi: Ech = 1824.8 (daN/cm2) > Eyc = 1780 (daN/cm2) ==> Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Kiểm tra tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất : Stt hi Vật liệu htb k t cm cm Etri Etbi daN/cm2 daN/cm2 BTN hạt mịn 62 0.088 0.749 2000 2609.8 BTN haït trung 57 0.928 2500 2668.5 Cấp phối đá dăm loại I 20 50 0.667 1.2 3000 2692.7 0.14 Với H/D = 62 / 33 = 1.879 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.204 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 2609.8 (daN/cm2) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc =β* E'tb = 3142.2 (daN/cm2) Sử dụng toán đồ Hình 3-3, với tỷ số sau: H/D = 62 / 33 = 1.879 E1 = Etbñc = 3142.2 (daN/cm2) ; E2 = E0 = 450 (daN/cm2) E1/E2 = 3142.2 / 450 = 6.98 φ =12 Tra được: Tax/p = 0.0194 p = (daN/cm2) - Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 6*0.0194 = 0.1164 (daN/cm2) Sử dụng toán đồ Hình 3-9, với thông số sau: H = 62 ; φ =12 Tra ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = 0.0096 (daN/cm2) - Ứng suất cắt hoạt động đất: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Tax + Tav = 0.1164 + 0.0096 = 0.126 (daN/cm2) - Ứng suất cho phép đất : [τ ] = K '.c với K '= K1K 0.6 x 0.8 x = x = 0.642 n.m Kt 1.15 x 0.65 Trong đó: K1 = 0.6; K2 = 0.8; n=1.15; m = 0.65; Kt = [τ ] = 0.642 x0.31 = 0.199 (daN/cm2) Tax + Tav = 0.1268 (daN/cm2) < [τ ] = 0.199 (daN/cm2) ==> Đất đảm bảo chống trượt Kiểm tra lớp vật liệu liền khối theo điều kiện chịu kéo uốn : - Đổi lớp bê tơng nhựa lớp tương đương : k= h2 E 15000 = = 0.71 ; t = = = 1.667 h1 E1 9000 (1 + 0.71(1.67) ) E 'tb' = 9000[ ] = 11254 (daN/cm2) (1 + 0.71) - Xác định Ech.m mặt lớp đá dăm loại II: H 20 + 30 = = 1.515 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.179 D 33 Etbtt = 2692.7 x1.179 = 3174.7 (daN/cm ) E1 = Etbtt = 3174.7 (daN/cm2) E0/E1 = 450 / 3174.7 = 0.142 H/D = 50 / 33 = 1.515 Tra toán đồ Hình 3-3, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.515 Ech.m = 0.515 * 3174.7 = 1635 (daN/cm2) - Xác định ứng suất kéo uốn: H/D = 12/33 =0.364 E1 = 11254 (daN/cm2) ; Ech.m = 1635(daN/cm2) E1/Ech.m = 11254/1635 = 6.88 − Tra tốn đồ hình 3-11 Ta σ u = 1.5 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only − σ u = 1.15 p σ = 1.15 x x1.5 = 10.35 (daN/cm2) Ứng suất kéo uốn xuất đáy lớp bê tông nhựa hạt trung 2 σ u = 10.35 (daN/cm ) < σ u = 12 (daN/cm ) nên lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chịu kéo uốn Kiểm tra điều kiện trượt lớp bê tông : - Đổi lớp bê tông nhựa lớp tương đương : k= h2 E 2000 = = 0.71 ; t = = = 0.8 h1 E1 2500 E 'tb' = 9000[ (1 + 0.71(1.08) ) ] = 2283 (daN/cm2) (1 + 0.71) - Xác định Ech.m mặt lớp đá dăm loại II: Ech.m = 1635 (daN/cm2) - Ta có sơ đồ tính : H/D = 12/33 =0.364 E1 = 2283 (daN/cm2) ; Ech.m = 1635 (daN/cm2) E1/Ech.m = 2283/1635 = 1.4 Tra toán đồ H.3-13, ta có : τ ax = 0.2 => τ ax = * 0.2 = 1.2 (daN/cm2) p [τ ] = K '.c = 1.6 x3 = 4.8 (daN/cm2) τ ax < [τ ] nên lớp bê tông nhựa bảo đảm điều kiện chống trượt Phụ lục 17 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only BẢNG TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (Theo qui trình 22 TCN 211-93) Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi kết cấu áo đường: a) Quy đổi hệ lớp: Việc quy đổi lớp từ lên thực theo công thức sau: E ''tb = E1[ (1 + kt ) ] ; htb = h1 + h2 (1 + k ) Trong đó: k = h2 E ;t= h1 E1 Kết tính đổi thể bảng sau: Stt Vật liệu hi htb k t cm cm Evi Etbi daN/cm2 daN/cm2 BTN coù độ nhám 60 0.091 1.114 3000 2718.1 BTN hạt mịn 55 0.1 1.003 2700 2693.4 Cấp phối đá dăm loại I 20 50 0.667 1.667 3000 2692.7 Cấp phối đá dăm loại II 30 30 2500 2500.0 b) Tính Etbtt : Với H/D = 60 / 33 =1.8182 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.201 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 2718.1 (daN/cm2) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbtt = β * E'tb = 3264.4 (daN/cm2) c) Tính Ech kết cấu: E1 = Etbtt = 3264.4 (daN/cm2) E0/E1 = 450 / 3264.4 = 0.138 H/D = 60 / 33 = 1.818 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.559 Module đàn hồi chung kết cấu : Ech = 0.559 * 3264.4 = 1824.8 (daN/cm2) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only d) Kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi: Ech = 1824.8 (daN/cm2) > Eyc = 1780 (daN/cm2) ==> Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Kiểm tra tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất : Stt Vật liệu hi htb k t cm cm Etri Etbi daN/cm2 daN/cm2 BTN có độ nhám 60 0.09 0.651 2100 2577.3 BTN hạt mịn 55 0.1 0.538 2000 2624.0 Cấp phối đá dăm loại I 20 50 0.667 1.667 3000 2692.7 Với H/D = 60 / 33 = 1.818 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.201 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 2577.3 (daN/cm2) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc =β* E'tb = 3095.3 (daN/cm2) Sử dụng toán đồ Hình 3-3, với tỷ số sau: H/D = 60 / 33 = 1.818 E1 = Etbñc = 3095.3 (daN/cm2) ; E2 = E0 = 450 (daN/cm2) E1/E2 = 3095.3 / 450 = 6.878 φ =12 Tra được: Tax/p = 0.0198 p = (daN/cm2) - Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 6*0.0198 = 0.1188 (daN/cm2) Sử dụng toán đồ Hình 3-9, với thông số sau: H = 60 ; φ =12 Tra ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = 0.008 (daN/cm2) - Ứng suất cắt hoạt động đất: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Tax + Tav = 0.1188 + 0.008 = 0.1268 (daN/cm2) - Ứng suất cho phép đất : [τ ] = K '.c K '= với K1K 0.6 x 0.8 x = x = 0.642 n.m Kt 1.15 x 0.65 Trong đó: K1 = 0.6; K2 = 0.8; n=1.15; m = 0.65; Kt = [τ ] = 0.642 x0.31 = 0.199 (daN/cm2) Tax + Tav = 0.1268 (daN/cm2) < [τ ] = 0.199 (daN/cm2) ==> Đất đảm bảo chống trượt Kiểm tra lớp vật liệu liền khối theo điều kiện chịu kéo uốn : - Đổi lớp bê tông nhựa lớp tương đương : k= h2 E 3000 = =1 ; t = = = 0.2 h1 E1 15000 (1 + 1(0.2) ) E 'tb' = 15000[ ] = 7463.2 (daN/cm2) (1 + 1) - Xác định Ech.m mặt lớp đá dăm loại II: H 20 + 30 = = 1.515 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.179 D 33 Etbtt = 2692.7 x1.179 = 3174.7 (daN/cm ) E1 = Etbtt = 3174.7 (daN/cm2) E0/E1 = 450 / 3174.7 = 0.142 H/D = 50 / 33 = 1.515 Tra toán đồ Hình 3-3, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.515 Ech.m = 0.515 * 3174.7 = 1635 (daN/cm2) - Xác định ứng suất kéo uốn: H/D = 10/33 =0.303 E1 = 7463.2 (daN/cm2) ; Ech.m = 1635 (daN/cm2) E1/Ech.m = 7463.2/1635 = 4.56 − Tra tốn đồ hình 3-11 Ta σ u = 1.35 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only − σ u = 1.15 p.σ = 1.15 x6 x1.35 = 9.315 (daN/cm2) Ứng suất kéo uốn xuất đáy lớp bê tông nhựa hạt mịn 2 σ u = 9.315 (daN/cm ) < σ u = 20 (daN/cm ) nên lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chịu kéo uốn Kiểm tra điều kiện trượt lớp bê tông : - Đổi lớp bê tông nhựa lớp tương đương : k= h2 E 2100 = =1 ; t = = = 1.05 h1 E1 2000 E 'tb' = 15000[ (1 + 1(1.05) ) ] = 2049.6 (daN/cm2) (1 + 1) - Xác định Ech.m mặt lớp đá dăm loại II: Ech.m = 1635 (daN/cm2) - Ta có sơ đồ tính : H/D = 10/33 =0.303 E1 = 2049.6 (daN/cm2) ; Ech.m = 1635 (daN/cm2) E1/Ech.m = 2049.6/1635 = 1.25 Tra tốn đồ H.3-13, ta có : τ ax = 0.16 => τ ax = *1.16 = 0.96 (daN/cm2) p [τ ] = K '.c = 1.6 x3 = 4.8 (daN/cm2) τ ax < [τ ] nên lớp bê tông nhựa bảo đảm điều kiện chống trượt Phụ lục 18 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only BẢNG TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (Theo qui trình 22 TCN 211-06) Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi kết cấu áo đường: Việc quy đổi lớp từ lên thực theo công thức sau: Etb' = E1.[(1+k.t1/3)/(1+k)]3 ; htb = h1 + h2 Trong đó: k = h2/h1 ; t = E2/E1 Kết tính đổi thể bảng sau: STT Vật liệu hi htb (cm) (cm) BTN có độ nhám 60 BTN hạt mịn 55 Đá dăm gia cố ximăng5% 20 50 Cấp phối đá dăm loại I 30 30 Evi Etbi (Mpa) (Mpa) 320 358.128 0.726 270 361.737 0.667 1.667 500 371.912 300 300.000 k t 0.091 0.885 0.1 1.2 Với H/D = 60 / 33 =1.8182 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.201 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 358.128 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = 430.112 (Mpa) Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Evi) = 500 (Mpa) Etbđc dùng tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 430.112 (Mpa) Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp, với lớp có : - Chiều dày: H = 60 (cm) - Module đàn hồi trung bình: Etbđc = 430.112 (Mpa) E1 = Etbñc = 430.112 (Mpa) H/D = 60 / 33 = 1.818 E0/E1 = 45 / 430.11= 0.105 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.51 Module đàn hồi chung kết cấu : Ech = 0.51 * 430.112 = 219.36 (Mpa) Độ tin cậy thieát keá = 0.95 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Tra baûng 3-2 Hệ số cường dộ độ võng: Kcđđv = 1.17 Kcññv*Eyc = 1.17*178 = 208.26 (Mpa) Ech = 219.36 > Kcđđv*Eyc = 208.26 (Mpa) ==> Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Kiểm tra tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất : STT hi Vật liệu htb k t (cm) (cm) Etri Etbi (Mpa) (Mpa) BTN có độ nhám 60 0.09 0.651 230 341.642 BTN hạt mịn 55 0.1 0.538 200 353.285 Đá dăm gia cố ximăng5% 20 50 0.667 1.667 500 371.912 Với H/D = 60 / 33 = 1.818 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.201 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 341.642 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc =β* E'tb = 410.312 (Mpa) Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Etri) = 500 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 410.312 (Mpa) Sử dụng toán đồ Hình 3-3, với tỷ số sau: H/D = 60 / 33 = 1.818 E1 = Etbñc = 410.312 (Mpa) ; E2 = E0 = 45 (Mpa) E1/E2 = 410.31 / 45 = 9.118 φ =12 Tra được: Tax/p = 0.0182 p = 0.6 (Mpa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 0.6*0.0182 = 0.01092 (Mpa) Sử dụng toán đồ Hình 3-4, với thông số sau: H = 60 ; φ =12 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only Tra ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = 0.008 (Mpa) Lực dính tính toán: Ctt = C*K1*K2*K3 (Mpa) Trong đó: C = 0.031 (Mpa) K1 = 0.6 (Kết cấu áo đường phần xe chạy) Với Ntt = 500 (trục/làn/ngày đêm) => K2 = 0.8 (Tra bảng 3-8) Đất đất Bazan => K3 =1.5 Vậy Ctt = 0.031*0.6*0.8*1.5 = 0.02232 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế : 0.95 => Kcđtr = (Tra bảng 3-7) Kiểm tra điều kiện cắt trượt: Tax + Tav = 0.01092+(0.008) = 0.01892 (Mpa) Tax + Tav = 0.01892 (Mpa) < Ctt / Kcđtr = 0.02232 (Mpa) ==> Đất đảm bảo điều kiện cân trượt Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp vật liệu liền khối: a) Kiểm tra lớp 1: BTN có độ nhám Xác định Echm mặt lớp BTN hạt mịn : STT Vật liệu hi htb k t Ekui Etbi (Mpa) (Mpa) 2.420 1500 435.224 0.667 1.667 500 371.912 300 300 (cm) (cm) BTN hạt mịn 55 Đá dăm gia cố ximăng5% 20 50 Cấp phối đá dăm loaïi I 30 30 0.1 0 H/D = 55 / 33 = 1.6667 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.192 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 435.224 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = b * E'tb = 518.787 (Mpa) Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Ekui) = 1500 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 518.787 (Mpa) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only E1 = Etbñc = 518.787 (Mpa) H/D = 55 / 33 = 1.6667 E0/E1 = 45 / 518.787 = 0.087 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.44 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.44 * 518.787 = 228.27 (Mpa) Sử dụng toán đồ Hình 3-5, với thông số sau : E1 = Eku1 = 530 (Mpa) E1/Echm = 530 / 228.27 = 2.322 h1/D = / 33 = 0.1515 − Tra ứng suất kéo uốn đơn vị: σ ku = 0.90 Tải trọng trục tác dụng cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) => kb = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTN có độ nhám : − σ ku = σ ku *p*kb = 0.90*0.6*0.85 = 0.459 (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: Ne = [(1 + p)t − 1] [(1 + 0.06)15 − 1] x 365 xN = = 1878834.6 (truïc) tt q (1 + q)t −1 0.06(1 + 0.06)14 tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 11.11 = = 0.463 ; 0.22 (Ne ) (1.88 E + 6)0.22 k2 =1 Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN có độ nhaùm : Rttku = k1*k2*Rku = 0.463*1*1.2 = 0.56 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế : 0.95 => Kcđku =1 (Tra bảng 3-7) Kiểm tra điều kiện kéo uốn: σ ku = 0.459 (Mpa) < Rttku/Kcñku = 0.56 (Mpa) ==> Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn b) Kiểm tra lớp 2: BTN hạt mịn Xác định Echm mặt lớp Đá dăm gia cố ximăng 5%: Tính đổi lớp 3÷4 lớp thể bảng sau: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only STT Vật liệu hi htb k t (cm) (cm) Đá dăm gia cố ximăng5% 20 50 Cấp phối đá dăm loại I 30 30 Ekui Etbi (Mpa) (Mpa) 500 371.912 300 300 0.667 1.667 0 H/D = 50 / 33 = 1.5152 Tra Bảng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.1792 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 371.9121 (Mpa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = b * E'tb = 438.5587(Mpa) Module đàn hồi lớn lớp: (i=3÷4): Emax = max (Ekui) = 500 (Mpa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 438.5587 (Mpa) E1 = Etbñc = 438.5587 (Mpa) E0/E1= 45 / 438.56 = 0.103 H/D = 50 / 33 = 1.5152 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.44 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.44 * 438.56 = 192.97 (Mpa) Sử dụng toán đồ Hình 3-5, với thông soá sau : h = ∑ hi = + = 10 (cm) E1 = ∑( Ei xhi ) / h = (530 x5 + 900 x5) / 10 = 715 (Mpa) E1/Echm = 715 / 192.97 =3.7052 h/D = 10/ 33 = 0.30303 − Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: σ ku = 1.23 Tải trọng trục tác dụng cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) => kb = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTN hạt mịn : − σ ku = σ ku xpxkb = 1.23x 0.6 x 0.85 = 0.6273 (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only [(1 + p)t − 1] [(1 + 0.06)15 − 1] Ne = x365 xNtt = = 1878834.6 (truïc) q (1 + q)t −1 0.06(1 + 0.06)14 tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 11.11 = = 0.463 ; k2 = 0.22 (Ne ) (1.88 E + 6)0.22 Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN hạt mịn : Rttku = k1*k2*Rku = 0.463x1x2 =0.93 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế : 0.95 => Kcđku = (Tra bảng 3-7) Kiểm tra điều kiện kéo uốn: σ ku = 0.6273 (Mpa) < Rttku/Kcđku = 0.93 (Mpa) ==> Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn c) Kiểm tra lớp 3: Đá dăm gia cố ximăng 5%: - Xác định Echm mặt lớp Cấp phối đá dăm loại I: H/D = 30 / 33 = 0.909091 Tra Baûng 3-6, hệ số điều chỉnh: β = 1.093 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 300 (Mpa) - Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = b * E'tb = 327.9 (Mpa) - Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Ekui) = 300 (Mpa) - Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 300 (Mpa) E1 = Etbñc = 300 (Mpa) E0/E1 = 45 / 300 = 0.15 H/D = 30 / 33 = 0.909091 Tra toán đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.385 - Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.385 * 300 = 115.5 (Mpa) Tìm σ ku đáy lớp gia cố xi măng cách tra toán đồ Hình 3.6 với: - Đổi lớp phía lớp gia cố xi măng lớp Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only h1= + 5= 10 cm E1 = S(Ei*hi) / h = (530*5+900*5) / 10 = 715 (Mpa) E2 = 500 (Mpa); E3 = Echm = 115.5 (Mpa) h/D = 30/ 33 = 0.9091 E1/E2 = 715 / 500 = 1.43; E2/E3 = 500 / 115.5 = 4.3290 − Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: σ ku = 0.33 Tải trọng trục tác dụng la cụm bánh đôi => kb = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Đá dăm gia cố xi măng 5%: − σ ku = σ ku xpxkb = 0.33 x0.6 x0.85 = 0.1683 (Mpa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: [(1 + p)t − 1] [(1 + 0.06)15 − 1] Ne = x365 xNtt = = 1878834.6 (truïc) q (1 + q)t −1 0.06(1 + 0.06)14 Tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 11.11 = = 0.463 0.22 (1.88 E + 6)0.22 ( Ne ) ; k2 = Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp Đá dăm gia cố ximăng 5% : Rttku = k1*k2*Rku = 0.584x0.1x0.8 = 0.47 (Mpa) Độ tin cậy thiết kế: 0,95 Tra bảng 3-7 hệ số cường dộ chịu kéo uốn: Kcđku = σ ku = 0.1683 (Mpa) < Rttku/Kcđku = 0.47 (Mpa) ==> Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: VÕ MINH CHÂU Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 01-05-1982 Nơi sinh : Lâm đồng Địa liện lạc: 343 Thống Nhất – Liên Nghĩa – Đức Trọng – Lâm Đồng Điện thoại : 0978 133 416 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: - 2000 – 2005: Sinh viên trường Đại học Giao Thơng Vận Tải sở Tp Hồ Chí Minh - 2006 – 2008: Học viên trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC: - 2005 – nay: Công tác Ban Quản lý dự án huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng ... luận v? ?n thạc sĩ v? ??i đề tài “ Nghiên cứu thành phần hạt cốt liệu ảnh hưởng tới độ nhám yêu cầu lớp mặt đường bê tông nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế 80 km/h ≤ V ≤ 120 km/h” hoàn thành Kết nghiên. .. nghiên cứu hạn chế nên ? ?Nghiên cứu thành phần hạt cốt liệu ảnh hưởng tới độ nhám yêu cầu lớp mặt Bê tông nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế 80km/h ≤ V ≤ 120km/h” V? ??i nội dung nghiên cứu nêu phần. .. dựng đường ô tô đường thành phố MSHV : 00106003 Khoá : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ NHÁM YÊU CẦU CỦA LỚP MẶT BÊ TÔNG NHỰA CHO ÁO ĐƯỜNG MỀM CÓ CẤP THIẾT