Bài giảng Thiết kế đường ô tô - Chương 5: Thiết kế áo đường

 Mặt đường cứng: Là kết cấu có độ cứng rất lớn , cường độ chống biến dạng (môđun đàn hồi) lớn so với đất nền có khả năng chịu uốn lớn, do đó mặt đường cứng làm việc theo nguyên lý t[r]

(1)

5.1.1 Khái niệm

Mặt đường phần bề rộng xe chạy, xây dựng đường nhiều tầng lớp vật liệu có độ cứng cường độ lớn so với đất đường

Kết cấu áo đường mềm (hay gọi áo đường mềm) gồm có tầng mặt làm vật liệu hạt vật liệu hạt có trộn nhựa hay tưới nhựa tầng móng làm loại vật liệu khác đặt trực tiếp khu vực tác dụng đường lớp đáy móng

10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường ô tô 193

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 5.1.2 Cấu tạo kết cấu áo đường

Chịu tác dụng trực tiếp xe chạy Có tác dụng phân bố ứng suất tải trọng xe xuống đường Là phạm vi đường với kết cấu áo đường chịu tác dụng tải trọng xe truyền xuống

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM

5.1.3 Yêu cầu kết cấu áo đường mềm phần lề đường có gia cố

Yêu cầu bản:

(2)

Yêu cầu độ phẳng

Xác định số độ gồ ghề quốc tế IRI theo TCVN 8865:2011 Ngồi xác định độ phẳng thước dài 3m

theo TCVN 8864:2011

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Yêu cầu độ nhám

Xác định độ nhám mặt đường phương pháp rắc cát theo TCVN 8866:2011

(3)

5.1.4 Đặc điểm chịu lực KCAĐ

Lực ngang(lực hãm, lực kéo, lực đẩy ngang) chủ yếu tác dụng phần mặt áo đường mà không truyền sâu xuống lớp phía nên gây trạng thái ứng suất (sx) lớp kết cấu áo

đường, làm cho vật liệu bị xơ trượt, bong bật, bào mịn dẫn đến phá hoại Do vật liệu làm tầng mặt phải có khả chống lại lực đẩy ngang (chống trượt) Lực thẳng đứng: trái lại lực đứng truyền

xuống sâu cho tới đất Như mặt chịu lực kết cấu áo đường cần có nhiều lớp, để kinh tế cấu tạo lớp có chất lượng vật liệu giảm dần từ xuống cho phù hợp với quy luật phân bố ứng suất thẳng đứng (sz)

Hình 1: Sơ đồ phân bố ứng suất kết cấu áo đường theo chiều sâu

P : tải trọng bánh xe

sx: ứng suất lực ngang

sz: ứng suất lực thẳng đứng

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 5.1.5 Cấu tạo mặt đường

Kết cấu mặt đường gồm tầng mặt tầng móng, tầng gồm nhiều lớp:

 Tầng mặt trên: Chịu tác dụng trực tiếp xe chạy  Tầng móng dưới: Có tác dụng phân bố ứng suất tải

trọng xe xuống đường

Đáy áo đường

Nền đường Kết

cấu

áo

đ

ư

ờn

g

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 5.1.5 Cấu tạo mặt đường

Độ chặt =

(4)

5.1.5 Cấu tạo mặt đường

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 5.1.6 Phân loại mặt đường Phân loại theo tính chất học.

 Mặt đường cứng: Là kết cấu có độ cứng lớn, cường độ chống biến dạng (mơđun đàn hồi) lớn so với đất có khả chịu uốn lớn, mặt đường cứng làm việc theo nguyên lý đàn hồi phân bố áp lực tải trọng xe chạy xuống đất diện tích rộng khiến cho đất tham gia chịu tải ( mặt đường bêtơng ximăng )

 Mặt đường mềm: Là kết cấu với tầng, lớp có khả chịu uốn nhỏ tác dụng tải trọng xe chạy chịu nén chịu cắt trượt chủ yếu Ngoài ra, cường độ khả chống biến dạng phụ thuộc vào thay đổi nhiệt độ độ ẩm

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 5.1.6 Phân loại mặt đường Phân loại theo tầng mặt: có loại

(5)

5.1.6 Phân loại mặt đường

Tầng mặt đường cấp cao A1:

 Là loại kết cấu áo đường đáp ứng yêu cầu xe chạy không xuất biến dạng dư, (áo đường làm việc giai đoạn đàn hồi), mức độ dự trữ cường độ cao Mức độ an toàn xe chạy cao, tốc độ xe chạy lớn  Tuổi thọ áo đường cao : từ 15-25 năm

 Thường dùng cho với tuyến đường có tốc độ thiết kế V > 60km/h

 Vật liệu làm mặt đường cấp cao A1 : bê tông nhựa chặt (BTNC) loại I Theo TCVN 8819-2011 Mặt đường bê tơng nhựa nóng – u cầu thi công nghiệm thu

5.1 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 5.1.6 Phân loại mặt đường

(6)

5.1.6 Phân loại mặt đường

Tầng mặt đường cấp thấp B1:

 Đáp ứng yêu cầu lưu lượng xe chạy thấp, tốc độ xe chạy khơng cao, chi phí tu sửa chữa, bảo dưỡng lớn

 Tuổi thọ từ (3 – 5) năm

 Áp dụng với tuyến đường có tốc độ thiết kế V< 40 km/h

 Các loại vật liệu làm mặt đường cấp thấp B1 :

•Cấp phối đá dăm theo TCVN 8859-2011

•Đá dăm nước (Đá dăm Macadam) theo TCVN 9504:2012

•Cấp phối thiên nhiên theo TCVN 8857:2011

Với điều kiện phía chúng phải có lớp bảo vệ rời rạc thường xuyên tu bảo dưỡng

Tầng mặt đường cấp thấp B2:

 Tầng mặt đường cấp thấp B2 có lớp mặt Đất cải thiện hay đất, đá chỗ gia cố phế thải công nghiệp gia cố chất liên kết vơ với điều kiện phía chúng phải có lớp hao mịn lớp bảo vệ tu bảo dưỡng thường xuyên

 Cho phép xuất biến dạng dư, lưu lượng xe chạy thấp, sinh bụi nhiều

 Tuổi thọ mặt đường không cao (từ - năm)  Áp dụng với mặt đường giao thông nông thôn (GTNT)

hoặc đường tạm

(7)

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm

5.1.7.1 Đặc điểm tải trọng xe tác dụng lên mặt đường

Tải trọng tác dụng lên mặt đường lớn hay nhỏ phụ thuộc vào trọng lượng trục sau ôtô

Các xe tải nói chung thường có trọng lượng trục sau chiếm (0,65 0,7) trọng lượng toàn xe

Điều kiện bánh xe tác dụng lên mặt đường phụ thuộc vào tính chất học bánh xe

 Kích thước độ cứng lốp nhân tố quan trọng định vệt tiếp xúc bánh xe với mặt đường

 Vệt tiếp xúc bánh xe với mặt đường thực tế đo hình elip Để tiện tính tốn áp lực bánh xe lên mặt đường tiện mô thực nghiệm đo ép cường độ mặt đường người ta xem vệt tiếp xúc gần hình trịn

10/5/20 Bài giảng Thiết kế đường tô 211

Tải trọng ôtô tác dụng lên mặt đường khoảng thời gian tương đối ngắn gọi tải trọng tức thời lặp lặp lại nhiều lần qua điểm gọi tải trọng trùng phục Tải trọng ôtô tác dụng lên mặt đường tải trọng động

không đồng (xe lớn, xe nhỏ)

(8)

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm 5.1.7.2 Các tiêu chuẩn cường độ

Nội dung tính tốn KCAĐ tính tốn kiểm tra tiêu chuẩn cường độ sau đây:

 Kiểm toán ứng suất cắt đất lớp vât liệu chịu cắt trượt để không xảy biến dạng dẻo;  Kiểm toán ứng suất kéo uốn phát sinh đáy lớp vật

liệu liền khối để hạn chế phát sinh vết nứt dẫn tới phá hoại lớp đó;

 Kiểm tốn độ võng đàn hồi thông qua khả chống biến dạng biểu thị trị số mô đun đàn hồi Echcủa kết cấu

nền áo đường so với trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc

Tiêu chuẩn nhằm hạn chế tượng mỏi cho KCAĐ

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm 5.1.7.3 Tải trọng tính tốn tiêu chuẩn

Khi tính tốn cường độ, tải trọng tính toán tiêu chuẩn quy định trục đơn ôtô có tải trọng trục là:

 10T tất loại áo đường mềm thuộc mạng lưới chung, đường đô thị cấp khu vực trở xuống;  12T áo đường trục thị, loại đường cao

tốc, đường công nghiệp, đường trục tồn thành

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm 5.1.7.3 Tải trọng tính tốn tiêu chuẩn

Trên đường có loại xe khác biệt nhiều so với loại xe tiêu chuẩn bảng 3-1 áo đường phải tính tốn theo tải trọng loại xe nặng (đường vùng mỏ, đường công nghiệp)Tự cân đo để xác định p D vệt bánh xe ứng với trục đơn nặng để làm thông số tính tốn Nếu tải trọng loại xe nặng khơng vượt tải trọng tính

(9)

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm 5.1.7.4 Quy đổi tải trọng tính tốn tiêu chuẩn

Mục tiêu quy đổi quy đổi số lần thông qua loại tải trọng trục i số lần thơng qua tải trọng trục tính tốn sở tương đương tác dụng phá hoại KCAD

Việc quy đổi phải thực cụm trục trước cụm trục sau loại xe chở đầy hang với quy định sau:

 Cụm trục gồm m trục có trọng lượng trục với cụm bánh đơn cụm bánh đôi (m=1,2,3);

 Chỉ cần quy đổi trục có trọng lượng từ 25kN trở lên

 Bất kể loại xe khoảng cách trục ≥3m việc quy đổi thực riêng rẽ trục

 Khi khoảng cách trục <3m (giữa trục cụm trục) quy đổi gộp m trục có trọng lượng trục với việc xét đến hệ số trục C1như quy định

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm 5.1.7.4 Quy đổi tải trọng tính tốn tiêu chuẩn Số trục xe quy đổi tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn

N - tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác trục xe tính tốn thơng qua đoạn đường thiết kế ngày đêm chiều (trục/ngày đêm);

ni- số lần tác dụng loại tải trọng trục i có trọng lượng trục PIcần

được quy đổi tải trọng trục tính tốn Ptt

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

C1=1+1,2 (m-1) Với m số trục cụm trục i

C2- hệ số xét đến tác dụng số bánh xe cụm bánh: với

cụm bánh có bánh lấy C2= 6,4; với cụm bánh đơi (1 cụm

bánh gồm bánh) lấy C2= 1,0; với cụm bánh có bánh C2= 0,38

4 1 , ) .( . . tt I i k i P P n C C N   

Số trục xe tính tốn (Ntt) tổng số trục xe quy đổi xe

(10)

5.1.7 Nội dung tính tốn kết cấu áo đường mềm 5.1.7.4 Quy đổi tải trọng tính toán tiêu chuẩn

Hệ số f1của xe phần xe chạy xác định sau:

 Trên phần xe chạy có xe f1=1

 Trên phần xe chạy có xe khơng có dải phân cách f1=0.55

 Trên phần xe chạy có xe có dải phân cách f1=0.35

 Trên phần xe chạy có xe trở lên có dải phân cách f1=0.3

 Ở chỗ nút giao chỗ vào nút, kết cấu áo đường phạm vi chuyển phải tính với hệ số f1=0.5 tổng

số trục xe quy đổi qua nút

5.1.7 Nội dung tính toán kết cấu áo đường mềm 5.1.7.4 Quy đổi tải trọng tính tốn tiêu chuẩn

Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế Ne:

 Trong trường hợp dự báo tỷ lệ tăng trưởng giao thơng bình qn năm q

Trong

N1: số trục xe tiêu chuẩn trung bình ngày đêm năm đầu

đưa đường vào khai thác sử dụng (trục/ngày đêm)

t : thời hạn thiết kế, xác định tùy thuộc vào loại tầng mặt thiết kế (theo bảng 2-1 tiêu chuẩn 22TCN 211-06) Với tầng mặt cấp cao A1 lấy t=15 năm

Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế Ne:

 Trong trường biết số trục dự báo năm cuối thời hạn thiết kế Nt(trục/ngày đêm)

Trong

q : tỷ lệ tăng trưởng giao thơng bình qn năm

Nt: số trục xe dự báo năm cuối thời hạn thiết kế (trục/ngày

đêm)

Bài giảng Thiết kế đường ô tô - Chương 5: Thiết kế áo đường

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan