Ứng dụng geocell xây dựng đường ô tô khu vực miền đông nam bộ

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN DANH THỤ ỨNG DỤNG GEOCELL XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC MIỀN ĐÔNG NAM BỘ Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2009 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 TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày… tháng… năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Danh Thụ Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/03/1983 Nơi sinh: Hà Tĩnh Chuyên ngành: Xây Dựng đường ô tô đường thành phố Mã số ngành : 60.58.30 Khóa : 2006 MSHV: 00106018 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG GEOCELL XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC MIỀN ĐÔNG NAM BỘ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng Geocell xây dựng đường ô tô khu vực Miền Đông Nam Bộ Nội dung: Mở đầu Chương I: Tổng quan làm việc Geocell Chương II: Ứng xử lớp móng gia cố Geocell tác dụng tải trọng Chương III: Phương pháp tính tốn kết cấu áo đường gia cố Geocell Chương IV : Ứng dụng Geocell xây dựng đường ô tô Chương V: Kết luận – Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15/02/2009 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2009 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Trần Xuân Thọ CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS Lê Bá Khánh Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày….tháng… năm 2009 LỜI CẢM ƠN Luận văn “Ứng dụng ô địa kỹ thuật ( Geocell) xây dựng đường ô tô khu vực miền Đông Nam Bộ” thực từ tháng 09/2008 đến tháng 06/2009 với mục đích nghiên cứu ứng dụng sản phẩm Geocell vào xây dựng đường ô tô Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy TS Nguyễn Xuân Thọ giúp đỡ, tận tình hướng dẫn cung cấp thơng tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Thầy Cô giáo Bộ môn Cầu Đường, Thầy Cô giáo môn học đất Khoa Sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Vì thời gian thực luận văn có hạn nên khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tơi mong đóng góp quý Thầy Cô giáo bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn Nguyễn Danh Thụ TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hiện việc xây dựng áo đường ô tô nước nói chung miền Đông Nam Bộ nói riêng hầu hết theo khn mẫu định, với bề dày kết cấu áo đường lớn, làm cạn kiệt nguồn ngun liệu làm đường đá dăm không tận dụng hết nguồn nguyên liệu sẳn có, rẻ tiền địa phương Geocell sản phẩm cho phép giải vấn đề xúc Dựa kết nghiên cứu riêng lẻ tác giả toàn giới, kết hợp với lý thuyết tính tốn áo đường sản có : Phương pháp thiết kế áo đường khơng có lớp mặt Giroud Han ( 2004) hay phương pháp thiết kế áo đường theo dẩn AASHTO, tác giả kiến nghị lời giải cho việc thiết kế áo đường có gia cố geocell Bằng việc ứng dụng Geocell gia cố lớp móng áo đường, làm tăng khả chịu tải lớp móng, giảm ứng suất truyền xuống bên dưới, phân bố tải trọng diện rộng cho phép giảm bề dày kết cấu, thay vật liệu làm lớp móng loại vật liệu địa phương rẻ tiền ABSTRACT Recently, Building highway coat in the whole country, in general and in the southeast, in particular has been mostly executed according to a certain model with deep structure of carpet coat exhausting the main material of building road, gravel, concurrently wasting available and cheap materias at regions Geocell is a new product that help us solve this problem Based on the result of researchs in the world and combinating with available theories of calculating coat such as Designing method of Unpaved Road of Giroud and Han ( 2004) or AASHTO guide for design of pavement structures Suggest the design method fof geocell- reinfored paved road By using Geocell to reinfored sub-base, we will be able to increase the bearing capacity, reduce deformation and reduce stress tranfer to the lower layers Futhermore, load will be distributed on a larger area, that not only lead to reducing of pavement thickness but also made utilizing cheaper local materials become possible MỤC LỤC MỞ ĐẦU: ………………………………………………………………………1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ SỰ LÀM VIỆC CỦA GEOCELL……… 1.1 Đặt vấn đề……………………………………………………………3 1.2 Giới thiệu tổng quát Geocell…………………………………… 1.3 Cấu tạo, tính chất tổng quát Geocell…………………………….5 1.3.1 Các loại Geocell cấu tạo ………………………………… 1.3.2 Tính chất học ……………………………………….………6 1.3.3 Các hệ số thiết kế dài hạn theo quan điểm an toàn…….…… 1.4 Ưu điểm hệ thống Geocell……………………………………….7 1.4.1 Về mặt kỹ thuật……………………………………………… 1.4.2 Về mặt kinh tế …………………………………………….…7 1.4.3 Về mặt thi công…………………………………… ……… 1.4.4 Về mặt môi trường… …………………………… ……… 1.5 Ứng dụng Geocell công trình giao thơng…………… 1.6 Biện pháp thi cơng …………………………………………………12 1.7 Một số cơng trình thực tế ứng dụng Geocell……………………… 14 1.8 Một số kết nghiên cứu Geocell…………………………… 16 1.8.1 Nhóm tác giả dựa kết thí nghiệm nén ba trục……….16 1.8.2 Nhóm tác giả dựa mơ hình thí nghiệm phịng…… 18 1.8.3 Nhóm tác giả dựa kết thí nghiệm ngồi trường 29 1.8.4 Nhận xét…………………………………………………… 30 CHƯƠNG II ỨNG XỬ CỦA LỚP MÓNG ĐƯỢC GIA CỐ BẰNG GEOCELL DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG……………………………….32 2.1 Giới thiệu………………………………………………………… 32 2.2 Thí nghiệm phân tích làm việc lớp móng gia cố Geocell trường hợp khơng có lớp đất bên dưới……………… 32 2.2.1 Vật liệu làm thí nghiêm ……………………………… …….32 2.2.2 Q trình chuẩn bị tiến hành thí nghiệm………………… 34 2.2.3 Kết thí nghiệm………………………………………… 35 2.2.4 Phân tích mơ hình máy tính ………………………… 36 2.3 Thí nghiệm phân tích làm việc lớp móng gia cố Geocell trường hợp có lớp đất bên dưới……………… …… 45 2.3.1 Đặc trưng vật liệu mơ hình thí nghiêm …………… …….45 2.3.2 Mơ hình máy tính…………………………………………… 47 2.3.3 Phân tích kết ………………………………………… 56 CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIA CỐ BẰNG GEOCELL………………………………….…………………….60 3.1 Phương pháp tính tốn dựa lý thuyết gia cố Geogrid vải địa kỹ thuật cho đường tơ khơng có lớp mặt ( Unpaved road) Giroud Han (2004)….………………………………………… 60 3.1.1 Lý thuyết Giroud Han………………………… …….60 3.1.2 Phương pháp thiết kế cho đường khơng có lớp mặt gia cố Geocell…………………………………………… …………… 61 3.2 Phương pháp tính tốn dựa theo hướng dẩn thiết kế đường AASHTO….………………………… ………….……………… 64 3.2.1Phương pháp thiết kế áo đường theo hướng dẩn AASHTO….64 3.2.2 Phương pháp thiết kế áo đường có gia cố Geocell theo hướng dẩn AASHTO……………………………………………….69 CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG GEOCELL XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ….71 4.1 Đặt vấn đề……………… ……………………………………… 71 4.2 Mơ tả cơng trình…………………………………………………….71 4.2.1Khái qt chung cơng trình… ………………… … ….71 4.2.2 Quy mơ mặt cắt ngang……………………………………….71 4.2.3 Địa chất cơng trình ………………………………………….72 4.2.4 Nguồn vật liệu… …………………………………………….72 4.3 Giải pháp thiết kế tại………………………………………… 73 4.3.1Thông số chung………………………………………… ….73 4.3.2 Đặc trưng đất …………………………………………….73 4.3.3 Tải trọng tác dụng…………………………………………….73 4.3.4 Kết cấu áo đường …………………………………………….73 4.4 Kiểm tra khả làm việc đường theo tiêu chuẩn Việt Nam 74 4.4.1Kiểm tra điều kiện ổn định lún đường………… ….74 4.4.2 Kiểm tra ổn định trượt đường….…………………….76 4.4.3 Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 78 4.5 Kiểm tra kết cấu áo đường theo dẩn AASHTO … 79 4.5.1 Tính số ESAL ( W18)… ……………………………… ….79 4.5.2 Tính tốn số kết cấu yêu cầu …………………………….79 4.5.3 Kiểm tra điều kiện kết cấu… ……………………………….80 4.6 Thiết kế áo đường có gia cố Geocell …………………………81 4.6.1 Lựa chọn kết cấu…… ……………………………… ….81 4.6.2 Kiểm tra kết cấu chọn theo AASHTO…………………….82 4.6.3 Kiểm tra kết cấu chọn thoe tiêu chuẩn 22 TCN – 211-06…82 4.7 Nhận xét ……………………………………………………………83 CHƯƠNG V KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ……………………85 5.1 Kết luận ………………………………………….…………….… 85 5.2 Kiến nghị - hướng nghiên cứu………………… ………………….85 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………87 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện nhu cầu đường giao thông nước nói chung khu vực miền Đơng Nam Bộ nói riêng ngày cao tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng nước ta Chính việc phát triển mạng lưới giao thơng có chất lượng cao, có khả phục vụ phương tiện có tải trọng lớn có ý nghĩa quan trọng Thực tế khu vực Miền đông, hệ thống giao thông nhìn chung chưa đáp ứng yêu cầu Thêm vào việc sử dụng biện pháp xây dựng truyền thống ( kết cấu, biện pháp thi công) ngày làm cạn kiệt nguồn nguyên liệu làm đường ( đá dăm) thời gian thi cơng thường kéo dài Chính điều việc nghiên cứu đưa vào ứng dụng công nghệ với vật liệu tiên tiến có ý nghĩa quan trọng Hệ thống Geocell giải pháp có khả đáp ứng yêu cầu Việc ứng dụng giải pháp cho phép tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền địa phương, rút ngắn thời gian thi công, cho phép nhà đầu tư, đơn vị thiết kế nhà quản lý giao thơng có thêm lựa chọn cho việc xây dựng đường Nội dung nghiên cứu Tìm hiểu cấu tạo, tính chất hệ thống geocell Ứng dụng geocell cơng trình giao thơng Biện pháp thi cơng Phân tích ứng xử geocell tác dụng tải trọng Phương pháp tính tốn đường tơ có lớp móng gia cố geocell Phương pháp nghiên cứu Dựa nghiên cứu trước đề hai phương pháp sau: a Dựa lý thuyết gia cố đường Geogrid vải địa kỹ thuật Giroud Han (2004.) -1- Bảng 4.3 Bảng thống kê lớp đất STT CÁC LỚP ĐẤT Lớp Lớp Lớp Lớp Sét pha, xám nâu, trạng thái cứng Sét pha, xám vàng, trạng thái cứng Sét pha, xám vàng, trạng thái cứng Sét pha, nâu vàng, trạng thái cứng γ Chiều dày ( KN/m3) 19.6 20.1 20.2 18.9 m 2 2 e0 0.647 0.604 0.612 0.681 Bảng tính lún trình bày sau: Bảng 4.4 Kết tính lún STT Lớp Lớp Lớp Lớp z hi P1 P2-P1 P2 m m 2 39.200 20.090 59.290 0.625 0.614 0.014 79.400 19.829 99.229 0.560 0.548 0.015 119.800 19.569 139.369 0.540 0.528 0.016 157.600 Sc = 18.738 176.338 0.586 0.575 0.014 0.058 ( KN/m2) ( KN/m2) ( KN/m2) e1 e2 S Lún m Hình 4.2 Biểu đồ phân bố ứng suất trọng lượng thân tải trọng gây - 75 - Trong đó: P1 : Ứng suất trọng lượng thân lớp đất gây điểm lớp đất P2 : Ứng suất tổng cộng trọng lượng thân lớp đất tải trọng gây điểm lớp đất Sc: Độ lún cố kết đường Độ lún tổng cộng đường : S = m*Sc = 1.2*0.058 = 0.069 m = 5.8 cm Nhận thấy độ lún đường bé ( Giá trị cho phép độ lún cịn dư đường sau hồn thành cơng trình 30 cm.) Kết luận : đường đảm bảo điều kiện lún cho phép 4.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định trượt đường Sử dụng phần mềm slope W để phân tích ổn định trượt đường Phương pháp phân tích, tính tốn theo lý thuyết Bishop Trong tính chất đặc trưng lớp đất đắp lớp đất bazan bao gồm: Lớp đất đắp: Dung trọng tự nhiên : γ = 18 KN/m3 Góc ma sát : ϕ = 140 Lực dính : C=28 Kpa Lớp đất đắp: Dung trọng tự nhiên : γ = 19.5 KN/m3 Góc ma sát : ϕ = 14031’ Lực dính : C=22.8 Kpa - 76 - 17 16 15 14 12 13 12 11 13 10 DAT DAP 14 5 11 10 DAT BAZAN 6 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hình 4.3 Mơ hình tính tốn ổn định trượt đường Kết chạy chương trình sau: 17 16 15 14 12 13 12 11 10 DAT DAP 5 11 10 DAT BAZAN 14 9.333 13 6 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Hình 4.4 Kết phân tích ổn định trượt đường Hệ số an toàn nhỏ Fs = 9.333 Kết luận : Nền đường hoàn toàn đảm bảo độ ổn định trượt trình sử dụng - 77 - 4.4.3 Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 Số liệu tính tốn: - Loại đường : Đường Ơ tơ - Cấp đường : Cấp III, tốc độ thiết kế 80 Km/h - Thời gian thiết kế : 15 năm - Số xe tiêu chuẩn năm đâu : No = 105 xe/ ngày đêm - Hệ số tăng trưởng hàng năm : q = 6% - Mô đun đàn hồi yêu cầu : Eyc = 140 Mpa Bảng thống kê tính chất lớp kết cấu áo đường Các lớp kết cấu (tính từ lên) Bề dày lớp Moduyn đàn hồi E (MPa) Ru độ (cm) võng 40 Nền cát đầm chặt 30 300 Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II 30 250 BTNN chặt, hạt trung 350 Kiểm tra điều kiện độ võng u cầu Cơng thức kiểm tra: Tính trượt Tính k.uốn 0.03 300 250 250 300 250 1600 0 1.6 C ϕ (MPa) độ 0.028 14 Ech > Kdctb Eyc a/ việc đổi lớp từ lên thực theo biểu thức sau: 1 + k t 1/  Etb ' = E1    1+ k  Với k = h2/h1 t = E2/E1; Kết tính đổi tầng bảng sau: Lớp kết cấu Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II BTNN chặt, hạt trung Ei (MPa) 300 250 350 t= E2/E1 0.833 1.276 hi (cm) 30 30 k= h2/h1 1.000 0.117 Htb (cm) 30 60 67 b/ xét đến hệ số điều chỉnh β = f(H/D): với H/D = 1.861 Tra bảng 3.6 22 TCN 211-06, hệ số điều chỉnh β = 1.203 Vậy kết cấu có mơ đun đàn hồi trung bình Edctb= β∗Etb’ = 338.84 Mpa - 78 - Etb' (MPa) 300.0 274.2 281.6 c/ Tính Ech kết cấu : Sử dụng tốn đồ hình 3.1 – 22 TCN 211-06 Ta có : H/D = 1.861 Eo/ Edctb = 0.118 Dựa vào hai tỷ số trên, tra tốn đồ hình 3-1 ta Ech/E1 = Ech/ Edctb = 0.519 Vậy Ech = 0.519*338.84 = 176 MPa d/ Kiểm tra lại điều kiện độ võng yêu cầu: Eyc = 140 Mpa Độ tin cậy chọn K=0.95, hệ số cường độ độ võng Kdvcd = 1.17 Nhận thấy : Ech = 176 Mpa > Kdctb Eyc = 163.8 Mpa Vậy kết cấu chọn thỏa mãn yêu cầu độ võng đàn hồi 4.5 Kiểm tra kết cấu áo đường theo dẩn AASHTO Căn theo số liệu trên, dựa theo dẩn thiết kế áo đường Aashtto ta có thơng số sau: 4.5.1 Tính số ESAL ( W18) [(1 + g ) − 1] ∑ N *e g t W18 = 365 DL DD o Trong : No = 105 xe/ ngày đêm  Q   12  Hệ số quy đổi loại xe e =  =   = 4.59   8.2  18kip  DL = 0.5 : hệ số phân bố xe chạy theo DD = 0.5 : Hệ số phân phối theo chiều xe chạy W18 = 365 * 0.5 * 0.5 * 105 * 4.59 * [(1 + 0.06) 15 0.06 4.2.2 Tính tốn số kết cấu yêu cầu SNyc Theo công thức 3.8 ta có: - 79 - ] = 1,248,547 −1  ∆PSI  log 10   4.2 − 1.5  + 2.32 log ( M ) − 8.07 log10 (W18 ) = Z R S + 9.36 log 10 ( SN + 1) − 0.2 + 10 R 1094 0.4 + ( SN + 1) 5.19 Chỉ số mức phục vụ chọn theo bảng 3.4 PSIo = 4.2 ( Đường làm xong) PSIt = 2.5 ( Chất lượng đường năm cuối khai thác không 55% người sử dụng đường chấp thuận) Mô đun đàn hồi đất MR = 40 Mpa = 5370 psi ( psi = 0.007 Mpa ) Sai số tiêu chuẩn tổng hợp So = 0.4 ÷ 0.5, chọn giá trị trung bình So = 0.45 để tính tốn Độ tin cậy : Đây đường tơ, đường trục chính, thị R = 80 – 99% chọn R = 97% để tính toán Độ lệch chuẩn chọn dựa vào giá trị độ tin cậy, tra bảng 3.2 ZR = -1.881 Bảng tổng hợp thơng số cần thiết để tính tốn STT Các thơng số đầu vào cần thiết Chỉ số mức độ phục vụ năm đầu Chỉ số mức độ phục vụ năm cuối Ký hiệu PSIo PSIt Đơn vị Thông số 4.2 2.5 Số trục xe ESAL 18 kip W18 Triệu lần/làn 1,248,547 Mô đun đàn hồi đất Sai số tiêu chuẩn tổng hợp MR So psi 9285 0.45 Độ lệch tiêu chuẩn Độ tin cậy ZR R % -1.881 97 Từ ta xác định : SNyc = 4.39 4.4.3 Kiểm tra điều kiện kết cấu Cấp phối đá dăm làm lớp móng có số CBR = 100 % tương đương với mô đun đàn hồi 30,000 psi, số kết cấu 0.13 xem bảng 3.6 Bề dày lớp móng 30 cm = 11.81 inch ( inch = 2.54 cm) - 80 - Cấp phối đá dăm làm lớp móng có số CBR = 80 % tương đương với mô đun đàn hồi 20,000 psi, số kết cấu 0.12 xem bảng 3.7 Bề dày lớp móng 30 cm = 11.81 inch ( inch = 2.54 cm) Lớp mặt bê tơng nhựa hạt trung có E = 391600 psi ( nhiệt độ 680F) Bề dày cm = 2.76 inch Điều kiện thoát nước tốt, phần trăm thời gian kết cấu áo đường chịu mức độ ẩm gần bão hòa 5% - 25% Bảng tổng hợp lớp vật liệu : Mô đun đàn hồi (psi) STT Vật liệu BTN chặt, hàm lượng đá dăm >=35% Cấp phối đá dăm loại Cấp phối đá dăm loại Tổng cộng 391600 30000 20000 hệ số SNi thoát nước 2.76 0.4 1.1 11.81 0.13 1.15 1.77 11.81 0.12 1.15 1.63 4.5 Bề dày ( in) Hệ số lớp Nhận thấy : SN = 4.5> SNyc = 4.39 Kết luận : Giải pháp kết cấu áo đường thỏa mãn yêu cầu 4.6 Thiết kế kết cấu áo đường có gia cố geocell 4.6.1 Lựa chọn kết cấu - Bê tông nhựa chặt, hạt trung : cm = 2.76 inch - Cấp phối sỏi đồi ( CBR = 30%) : 20 cm = 7.87 inch - Cấp phối sỏi đồi ( CBR = 30%) : 20 cm = 7.87 inch Sử dụng geocell loại có kích thước tiêu chuẩn 250mm x 210mm, chiều cao geocell 15 cm Theo bảng 2.5 hệ số tăng cường mơ đun đàn hồi lớp móng sỏi đồi 2.73 Vậy mô đun đàn hồi ( 680F ) lớp cấp phối sỏi đồi có gia cố geocell : E = 22,000 x 2.73 = 60,060 psi Lớp cấp phối sỏi đồi làm lớp móng có trị số CBR = 30% tương đương mơ đun đàn hồi E = 15,400 psi - 81 - 4.6.2 Kiểm tra điều kiện kết cấu Vật liệu STT BTN chặt, hạt trung Cấp phối sỏi đồi gia cố geocell Cấp phối sỏi đồi Tổng cộng Mô đun đàn hồi (psi) Bề dày ( in) 391600 60060 15400 2.76 7.87 7.87 hệ số SNi thoát nước 0.4 1.1 0.26 1.15 2.35 0.12 1.15 1.09 4.54 Hệ số lớp Nhận thấy : SN = 4.54 > SNyc = 4.39 Kết luận : Giải pháp kết cấu áo đường thỏa mãn yêu cầu 4.6.3 Kiểm tra kết cấu áo đường gia cố geocell theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 Với kết cấu đề nghị kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi không đạt yêu cầu, Tuy nhiên tăng bề dày lớp móng ( Kết cấu sỏi đồi ) lên 25 cm, kết cấu áo đường thỏa mãn theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, kết tính tốn thể sau: Các lớp kết cấu (tính từ lên) Bề dày lớp Ru Tính trượt Tính k.uốn 0.03 25 độ võng 40 200 200 200 20 546 546 546 350 250 1600 1.6 (cm) Nền cát đầm chặt Cấp phối sỏi đồi Cấp phối sỏi đồi gia cố geocell BTNN chặt, hạt trung Moduyn đàn hồi E (MPa) C (MPa) độ 0.028 14 Trong mơ đun đàn hồi lớp cấp phối sỏi đồi gia cố geocell xác định cách nhân với hệ số tăng cường mô đun đàn hồi If = 2.73 Kiểm tra điều kiện độ võng yêu cầu Công thức kiểm tra: Ech > Kdctb Eyc - 82 - ϕ a/ việc đổi lớp từ lên thực theo biểu thức sau: 1 + k t 1/  Etb ' = E1    1+ k  Với k = h2/h1 t = E2/E1; Kết tính đổi tầng bảng sau: Lớp kết cấu Cấp phối sỏi đồi Cấp phối sỏi đồi gia cố geocell BTNN chặt, hạt trung Ei (MPa) 200 546 350 t= E2/E1 2.73 1.074 hi (cm) 25 20 k= h2/h1 0.800 0.156 Htb (cm) 25 45 52 Etb' (MPa) 200.0 325.9 329.1 b/ xét đến hệ số điều chỉnh β = f(H/D): với H/D = 1.444 Tra bảng 3.6 22 TCN 211-06, hệ số điều chỉnh β = 1.169 Vậy kết cấu có mơ đun đàn hồi trung bình Edctb= β∗Etb’ = 384.55 Mpa c/ Tính Ech kết cấu : Sử dụng tốn đồ hình 3.1 – 22 TCN 211-06 Ta có : H/D Eo/ Edctb = 1.444 = 0.104 Dựa vào hai tỷ số trên, tra tốn đồ hình 3-1 ta Ech/E1 = Ech/ Edctb = 0.428 Vậy Ech = 0.428*384.554 = 164.57 MPa d/ Kiểm tra lại điều kiện độ võng yêu cầu: Eyc = 140 Mpa Độ tin cậy chọn K=0.95, hệ số cường độ độ võng Kdvcd = 1.17 Nhận thấy : Ech = 164.57 Mpa > Kdctb Eyc = 163.8 Mpa Vậy kết cấu chọn thỏa mãn yêu cầu độ võng đàn hồi 4.7 Nhận xét Mặc dù kết kiểm tra theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 cho thấy bề dày kết cấu áo đường lớn ta thiết kế theo dẩn AASHTO Tuy nhiên kết chung vẩn cho thấy sử dụng geocell cho phép thay vật liệu làm đường ( đá dăm) vật liệu địa phương sẳn có làm giảm bề dày kết cấu áo đường - 83 - Với giải pháp sử dụng geocell gia cố cho lớp móng làm giảm chiều dày lớp kết cấu áo đường từ 67 cm xuống 47 cm ( giảm 30 %) Tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương rẻ tiền cấp phối sỏi đồi Với việc giảm bề dày kết cấu rút ngắn thời gian thi cơng, tiết kiệm chi phí nhân cơng, xe máy Điều có ý nghĩa quan trọng mà nguồn nguyên liệu làm đường cấp phối đá dăm trở nên khan tương lai - 84 - CHƯƠNG V KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận – Kiến nghị Quá trình nghiên cứu ứng dụng geocell vào xây dựng đường ô tô cách xem xét tổng hợp nghiên cứu đơn lẻ trước geocell tác giả giới Và sử dụng kết thí nghiệm trường đại học Kansan Hoa Kỳ đưa kết luận sau: Lớp móng gia cố geocell ln ln có khả làm việc tốt so với lớp móng khơng gia cố với bề dày Cường độ chịu kéo độ bền mối nối geocell định đến khả gây ảnh hưởng geocell Geocell làm từ vật liệu có cường độ lớn có khả chịu tải cao Tồn giá trị tối ưu tỷ số chiều cao bề rộng geocell, tỷ số bề rộng truyền tải bề rộng geocell Geocell có khả làm việc tốt nhiều so sánh với phương pháp gia cố mặt phẳng ( geogrid, geotextile) Chất lượng vật liệu chèn lắp định khả làm việc geocell, vật liệu có chất lượng cao khả làm việc hệ thống tốt Tóm lại lợi ích việc sử dụng geocell việc làm giảm chuyển vị thẳng đứng, chuyển vị ngang lớp vật liệu, giúp tải trọng phân bố diện rộng hạn chế biến dạng cục bộ, làm tăng khả chịu tải lớp móng gia cố 5.2 Kiến nghị - hướng nghiên cứu Áp dụng geocell việc thiết kế áo đường có tính vượt trội, bên cạnh tác dụng làm giảm bề dày kết cấu, tiết kiệm vật liệu, thời gian thi công, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên ngày cạn kiệt, mở hướng - 85 - sử dụng vật liệu địa phương sẳn có, rẻ tiền Hơn loại vật liệu bền điều kiện tự nhiên đảm bảo hoạt động tốt thời gian sử dụng công trình Cần tiến hành thí nghiệm ngồi trường cho loại vật liệu làm đường, đưa cách tính, cơng thức phù hợp với điều kiện, hệ thông tiêu chuẩn Việt Nam - 86 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Aashto guide for design of pavement structures Prof Jie Han, Ph.D., PE The University of Kansans 2008 “ Design of Geosyntheticst for Unpaved Road” Sujit Kumar Dash, S Sireesh, T.G Sitharam 2003 “ Model studies on circular footing supported on geocell reinforced sand underlain by soft clay” G.Mahavi Latha 2008 “ Design of geocell reinforcement for supporting Embankments on soft Ground” International Association for computer methods and advances in Geomechanics (IACMG) 1-6 October,2008 Goa India Sujit Kumar Dash, G Madhavi Latha and K.Rajagopal “ Numerical Modeling of Geocell reinforced soild Foundations ” Jie Han , Xiaoming Yang , Dov Leshchinsky, and Robert L.parsons ” Behavior of Geocell – Reinforced sand under a Vertical load” Jie Han , Xiaoming Yang , Dov Leshchinsky, and Robert L.parsons and A.Rosen “ Numercial analysis for mechanisms of a Geocell – Reinforced Base under a Vertical Load” Proceedings of the 4th Asia Regional conference on Geosythetics, june 17-20,2008 Shanghai, China J.P Giround, M.ASCE1 and Jie Han, M.ASCE2 “ Design method for Geogrid – Reinforced Unpaved road I Development of Design Method” J.P Giround, M.ASCE1 and Jie Han, M.ASCE2 “ Design method for Geogrid – Reinforced Unpaved road II Calibration and Applications” 10 Madhavi Latha Gali, Rajagopal karpurapu, and Krishnaswamy N R.” Interacial friction properties of Geocell reinforced soil” 11 A Emersleben, N Meyer 2008 “ Bearing capacity improvement of asphalt paved road contruction due to the use of Geocells – Falling weight deflectiometer and vertical stress measuresments” Proceeding of the 4th Aisa Regional conference on Geosythetics, june 17-20,2008 Shanghai, China 12 TS Châu Ngọc Ẩn: Cơ học đất, Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh - 87 - 13 TS Châu Ngọc Ẩn: Nền móng, Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh 14 The NeowebTM Load support System technical overview, PRS Mediterranean Ltd 15 GS.TS Dương Ngọc Hải, TS Phạm Huy Khang , Thiết kế mặt đường ô tô theo hướng dẫn AASHTO ứng dụng Việt Nam - 88 - TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I TÓM TẮT Họ tên học viên : Nguyễn Danh Thụ Phái: Nam Ngày tháng năm sinh : 08/03/1983 Nơi sinh : Hà Tĩnh II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC Nhà riêng : 91/28/14 – CMT8 – P An Thới – Q Bình Thủy – TP Cần Thơ - Cơ quan : Công ty CP XD TM DV Khang Thông - Điện thoại : 08.6299 2288 III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO -Năm 2001–2006 : Trường Đại học Bách khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành : cầu đường ( hệ quy ) Năm tốt nghiệp : 2006 - Năm 2006 : trung tuyển cao học khóa 2006 Trường Đại học Bách khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố MSHV : 00106018 IV Q TRÌNH CƠNG TÁC - Tháng 04/2006 – 04/2007 : Công tác Trung tâm kỹ thuật đường Khu QLĐB - Từ 04/2007 – 04/2008 : Công tác Công ty TNHH Tư vấn thiết kế Văn Trường - Từ 03/2008 – Nay Thông : Công tác Công ty CP XD TM DV Khang ... Tĩnh Chuyên ngành: Xây Dựng đường ô tô đường thành phố Mã số ngành : 60.58.30 Khóa : 2006 MSHV: 00106018 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG GEOCELL XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC MIỀN ĐÔNG NAM BỘ II NHIỆM VỤ... ( Geocell) xây dựng đường ô tô khu vực miền Đông Nam Bộ” thực từ tháng 09/2008 đến tháng 06/2009 với mục đích nghiên cứu ứng dụng sản phẩm Geocell vào xây dựng đường ô tô Tôi xin chân thành cảm... vụ: Nghiên cứu ứng dụng Geocell xây dựng đường ô tô khu vực Miền Đông Nam Bộ Nội dung: Mở đầu Chương I: Tổng quan làm việc Geocell Chương II: Ứng xử lớp móng gia cố Geocell tác dụng tải trọng