Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TUYỂN GIÁP NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ NOVACHIP TRONG XÂY DỰNG KẾT CẤU LỚP MẶT CHỊU TẢI CỦA ÁO ĐƯỜNG MỀM TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ơ TƠ KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH VÀ CÁC TỈNH PHÍA NAM CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ – ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ NGÀNH: 60 58 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TSKH TRẦN QUANG HẠ Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.Hồ Chí Minh ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) ………………………………………… ……………………………………… …………………………………….… …………………………………… … ……………………………………… Xác nhận Chủ tịch Hội dồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp.HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN TUYỂN GIÁP Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1984 Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô – đường thành phố Phái: Nam Nơi sinh: Bắc Ninh MSHV: 00109801 1- TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu biện pháp áp dụng công nghệ Novachip xây dựng kết cấu lớp mặt chịu tải áo đường mềm cơng trình xây dựng đường tơ khu vực Tp.Hồ Chí Minh tỉnh phía Nam” 2- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN: Chương 1: Mở đầu Chương 2: Tổng quan nghiên cứu ứng dụng công nghệ Novachip xây dựng lớp mặt áo đường mềm Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm Chương 4: Đánh giá biện pháp áp dụng công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm Chương 5: Phương pháp tính tốn thiết kế lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm Chương 6: Biện pháp thi công lớp mặt chịu tải theo công nghệ Novachip Chương 7: Kết luận kiến nghị 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 05/07/2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06/12/2010 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TSKH.TRẦN QUANG HẠ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TSKH.TRẦN QUANG HẠ TS.LÊ BÁ KHÁNH KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Luận văn Khoa học theo chương trình đào tạo Thạc sĩ Bộ Giáo Dục Đào tạo với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Novachip xây dựng kết cấu lớp mặt chịu tải áo đường mềm cơng trình xây dựng đường khu vực Tp.Hồ Chí Minh Tỉnh phía Nam” thực Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh - Đại học Bách Khoa Tơi xin chân thành cảm ơn TSKH Trần Quang Hạ, người thầy trực tiếp hướng dẫn, có ý kiến góp ý, dẫn q báu, động viên tơi suốt trình thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô môn Cầu đường, người cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập trường Cảm ơn gia đình động viên tạo điều kiện tốt cho vật chất tinh thần thời gian học tập trường Trân trọng! Tp.HCM, ngày 04 tháng 12 năm 2010 Học viên NGUYỄN TUYỂN GIÁP TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Novachip xây dựng kết cấu lớp mặt chịu tải áo đường mềm cơng trình xây dựng đường khu vực Tp.Hồ Chí Minh tỉnh phía Nam” với mục đích xác định thành phần cấp hỗn hợp, tính chất lý bê tơng nhựa Novachip để ứng dụng công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải cơng trình đường Luận văn trình bày sở lý thuyết thực nghiệm, vấn đề bê tơng nhựa Novachip qua xác định thành phần hỗn hợp, tính chất lý bê tơng nhựa Novachip Kết thí nghiệm cho loại hỗn hợp bê tông nhựa Novachip với hai loại nhựa đường nhựa đường 60/70 nhựa đường Polymer Các tiêu qui định cho loại bê tông nhựa Novachip bê tông nhựa chặt sử dụng cho bê tông nhựa Novachip làm lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm Kết thực nghiệm cho thấy loại bê tơng nhựa Novachip nghiên cứu có tiêu lý phù hợp để làm lớp mặt chịu tải kết cấu mặt đường mềm Cuối luận văn đề nghị kiểm toán cho hai hỗn hợp bê tông nhựa Novachip để áp dụng cho xây dựng lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm cơng trình đường khu vực Tp.Hồ Chí Minh tỉnh phía Nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Mục đích nghiên cứu đề tài .9 1.2 Nội dung nghiên cứu đề tài 11 1.3 Phương pháp nghiên cứu 11 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 12 CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NOVACHIP TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG MỀM 13 2.1 Lịch sử phát triển hình thành cơng nghệ Novachip 13 2.2 Tình hình áp dụng dụng công nghệ Novachip xây dựng mặt đường giới 14 2.3 Tình hình áp dụng cơng nghệ Novachip xây dựng mặt đường Tp.Hồ Chí Minh tỉnh phía Nam 14 2.4 Đặc điểm công nghệ Novachip áp dụng kết cấu áo đường mềm 16 2.5 Vật liệu công nghệ Novachip 18 2.5.1 Yêu cầu vật liệu Novachip 18 2.5.2 Hỗn hợp trộn 21 2.5.3 Yêu cầu tính chất lý BTN Novachip 22 2.6 So sánh BTN Novachip với hỗn hợp BTN chặt .23 CHƯƠNG III : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÔNG NGHỆ NOVACHIP LÀM LỚP MẶT CHỊU TẢI TRONG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 25 3.1 Tiến hành thí nghiệm xác định tính chất lý BTN theo cơng nghệ Novachip phương pháp Marshall 25 3.1.1 Chuẩn bị vật liệu cho BTN Novachip 25 3.1.2 Tiến hành thí nghiệm tiêu lý vật liệu .25 3.2 Chế tạo mẫu BTN Novachip tiến hành thí nghiệm BTN Novacip .40 3.2.1 Mục đích thiết kế hỗn hợp BTN Novachip theo phương pháp Marshall.40 Trang Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố 3.3.2 Lựa chọn thành phần hạt đúc mẫu 41 3.3.3 Tiến hành thí nghiệm mẫu 44 3.3.4 Thí nghiệm mẫu BTN theo tiêu chuẩn cho mẫu bê tông với hàm lượng nhựa tối ưu 57 CHƯƠNG IV : ĐÁNH GIÁ VÀ BIỆN PHÁP TRỘN HỖN HỢP VẬT LIỆU LÀM LỚP MẶT CHỊU TẢI THEO CÔNG NGHỆ NOVACHIP 64 4.1 Đánh giá tiêu lý vật liệu chế tạo .64 4.2 Biện pháp trộn hỗn hợp BTN Novachip 65 4.3 Yêu cầu sử dụng lớp NovaBond .66 4.4 Các biện pháp nâng cao tiêu lý cho BTN Novachip để làm lớp mặt chịu tải 67 CHƯƠNG V : PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ LỚP MẶT CHỊU TẢI TRONG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM 68 5.1 Nguyên tắc cấu tạo 68 5.2 Lựa chọn kết cấu áo đường mềm 70 5.2.1 Yêu cầu lựa chọn lớp mặt 71 5.2.2 Yêu cầu lựa chọn lớp móng 72 5.3 Các phương pháp tính tốn .72 5.3.1 Các phương pháp tính tốn gới 72 5.3.2 Thiết kế lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm Việt Nam 73 5.4 Tính tốn thử nghiệm lớp mặt BTN Novachip cho kết cấu mặt đường mềm cho cơng trình cụ thể 77 CHƯƠNG VI : BIỆN PHÁP THI CÔNG LỚP MẶT CHỊU TẢI THEO CÔNG NGHỆ NOVACHIP 83 6.1 Yêu cầu điều kiện thi công, chuẩn bị mặt thi công 83 6.2 Thiết bị máy móc thi công .83 6.4 Giám sát kiểm tra trình chế tạo thi công 89 CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .91 Trang Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố 7.1 Những kết đạt 91 7.2 Những tồn kết nghiên cứu đề xuất nghiên cứu 91 7.3 Kiến nghị ứng dụng thực tiễn đề tài .91 PHỤ LỤC A - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU 92 Phụ lục A.1 Kết thí nghiệm đá 0x10 .92 Phụ lục A.2 Kết thí nghiệm đá 0x5 ( cát xay) 92 Phụ lục A.3 Kết thí nghiệm bột khống 93 PHỤ LỤC B - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MẪU BÊ TÔNG NHỰA NOVACHIP D12,5 VỚI CÁC HÀM LƯỢNG NHỰA KHÁC NHAU .94 PHỤ LỤC C - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MẪU BÊ TƠNG NHỰA NOVACHIP VỚI CÁC HÀM LƯỢNG NHỰA TỐI ƯU 107 PHỤ LỤC D - TÍNH TỐN CHI TIẾT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 116 VỚI BÊ TÔNG NHỰA NOVACHIP (Theo Quy trình 22 TCN 211-06) 116 Phụ lục D.1 – Bảng tính kết cấu áo đường sử dụng BTN NVC PmB I-12.5 117 Phụ lục D.2– Bảng tính kết cấu áo đường sử dụng BTN NVC 60/70-12.5 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 141 Trang Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1- Kết khảo sát chống trơn trượt mặt đường Novachip Dự án PA SR 442 (tại PennSylvania) 18 Bảng 2.2 - Các tiêu lý đá dăm .19 Bảng 2.3 - Các chi tiêu lý cát xay (cốt liệu mịn) 19 Bảng 2.4 - Các tiêu lý bột khoáng 19 Bảng 2.5 - Tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu nhựa đường polymer .20 Bảng 2.6 - Tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu nhũ tương nhựa đường Polymer 21 Bảng 2.7 - Bảng cấp phối cốt liệu loại BTN Novachip .22 Bảng 2.8 - Yêu cầu tiêu kỹ thuật BTN Novachip 22 Bảng 2.9 -Thành phần cấp phối BTN Novachip BTN chặt 23 Bảng 3.1- Kêt thí nghiêm nhựa đường Polymer PmB-I 34 Bảng 3.2 - Kêt thí nghiêm nhựa đường 60/70 35 Bảng 3.3 – Khối lượng loại vật liệu tiến hành thí nghiệm thành phần hạt 36 Bảng 3.4 - Thành phần cấp phối cỡ hạt danh định 12,5mm sau phối hợp 42 Bảng 3.5 - Các hình thức chế bị mẫu BTN Novachip có đường kính cỡ hạt danh định hạt lớn 12,5mm 43 Bảng 3.6 – Bảng hệ số điều chỉnh chiều cao mẫu Marshall khác mẫu chuẩn 47 Bảng 3.7 - Hệ số diện tích bề mặt 49 Bảng 3.8 - Kết thí nghiệm tiêu lý hỗn hợp NVC PmB I – 12,5 .52 Bảng 3.9 - Kết thí nghiệm tiêu lý hỗn hợp NVC 60/70 – 12,5 52 Bảng 3.10 - Kết thí nghiệm Marshall BTN Novachip với hàm lương nhựa tối ưu 58 Bảng 3.11 - Kết thí nghiệm xác định độ chảy nhựa, khối lượng riêng tính tốn chiều dày màng nhựa mẫu BTN (với hàm lượng nhựa tối ưu) 58 Bảng 3.12 - Kết thí nghiệm Mơ đun đàn hồi BTN Novachip 59 Bảng 3.13 - Kết thí nghiệm cường độ chiu nén mẫu BTN Novachip (với hàm lượng nhựa tối ưu) 61 Trang Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố Bảng 3.14 - Kết thí nghiệm sức kháng trượt lắc Anh cho mẫu BTN NVC PmB I-12,5 với hàm lượng nhựa tối ưu 62 Bảng 3.15 - Kết thí nghiệm sức kháng trượt lắc Anh cho mẫu BTN NVC 60/70-12,5 với hàm lượng nhựa tối ưu 62 Bảng 4.1 - Tổng hợp kết thí nghiêm tiêu lý BTN Novachip có đường kính hạt danh định lớn D12,5 64 Bảng 4.2 - Công thức phối hỗn hợp cốt liệu 66 Bảng 5.1 - Kết cấu áo đường đề nghị có sử dụng lớp BTN Novachip NVC PmB I12.5 làm lớp mặt chịu tải .78 Bảng 5.2 - Kết cấu áo đường đề nghị có sử dụng lớp bê tông nhựa Novachip NVC 60/70-12.5 làm lớp mặt chịu tải .80 Bảng A.1.1 – Bảng thí nghiệm tiêu lý đá 0x10 92 Bảng A.1.2 – Bảng thí nghiệm thành phần hạt đá 0x10 92 Bảng A.2.1 – Bảng thí nghiệm tiêu lý đá 0x5 92 Bảng A.2.2 – Bảng thí nghiệm thành phần hạt đá 0x5 .93 Bảng A.3.1 – Bảng thí nghiệm tiêu lý bột khoáng 93 Bảng A.3.2 – Bảng thí nghiệm thành phần hạt bột khoáng 93 Bảng B.1 – Kết thí nghiệm tính tốn tiêu khối lượng thể tích, độ rỗng cốt liệu, độ rỗng dư, độ rỗng lấp đầy nhựa BTN NVC PmB I-12,5 94 Bảng B.2 – Kết thí nghiệm tính tốn tiêu khối lượng thể tích, độ rỗng cốt liệu, độ rỗng dư, độ rỗng lấp đầy nhựa BTN NVC 60/70 -12,5 96 Bảng B.3 - Kết thí nghiệm tiêu Marshall với hỗn hỗn họp BTN NVC PmB I – 12.5 98 Bảng B.4 - Kết thí nghiệm tiêu Marshall với hỗn hỗn họp BTN NVC 60/70 -12,5 100 Bảng B.5 - Kết thí nghiệm độ chảy nhựa với hỗn hợp BTN NVC PmB I-12,5 102 Bảng B.6 - Kết thí nghiệm độ chảy nhựa với hỗn hợp BTN NVC 60/70-12,5103 Bảng B.7 - Bảng tính tốn diện tích bề mặt hỗn hợp cốt liệu 104 Bảng B.8 - Kết bảng thí nghiệm khối lượng riêng BTN NVC PmB I-12,5 105 Trang Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố 2.1 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 mục 2.1.a, Phụ lục D.1 Kết tính đổi thể bảng sau: STT Vật liệu hi (cm) htb (cm) k t Evi (Mpa) Etbi (Mpa) BTN Novachip NVC 60/70 -12.5 87 0.061 1.012 370 365.93 BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) 82 0.093 0.953 350 365.68 Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn 15 75 0.250 0.942 350 367.17 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) 25 60 0.714 2.400 600 371.55 Cấp phối đá dăm loại II 35 35 0.000 0.000 250 250.00 b Tính Etbđc: H/D = 87 / 33 = 2.636 >2 Hệ số điều chỉnh: β = 1.114*(H/D)^0.12 = 1.250 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 365.93 MPa Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = 457.41 (MPa) Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Evi) = 600 (MPa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc= (Etbđc,Emax) =457.41 (MPa) Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp, với lớp có : Chiều dày: H= 87(cm) Etbđc = 457.41(MPa) c Tính Ech kết cấu: E1= Etbđc = 457.41(MPa) Trang 127 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố E0/E1= 50 / 457.41 =0.109 H/D = 87 / 33 =2.636> Sử dụng công thức F-1 (Phụ lục F [18]), module đàn hồi chung kết cấu : Ech = = (1.05*E0) / {(1+E0/E1)/[1+4*(H/D)2*(E0/E1)-0.67]0.5 + E0/E1} = (1.05*50)/{(1+0.109)/[1+4*(2.636)^2 * (0.109)^(-0.67)]^0.5+0.109} = 251.55 (MPa) d Kieåm tra điều kiện độ võng đàn hồi: Độ tin cậy thiết kế = 0.90 Tra bảng 3-2[18] hệ số cường dộ độ võng: Kcđđv = 1.10 Kcđđv*Eyc = 1.1*200 = 220.00(MPa) Ech = 251.55 > Kcññv*Eyc = 220.00 (MPa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi 2.2 Kiểm tra tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất Tính đổi lớp bên lớp, thể bảng sau (công thức tính ghi mục 2.1.a , Phụ lục D.1): STT Vật liệu BTN Novachip NVC 60/70 -12.5 BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối đá dăm loaïi II H/D = 87 / 33 = 2.636 > hi (cm) htb (cm) k t Etri (MPa) 15 25 35 87 82 75 60 35 0.061 0.093 0.250 0.714 0.000 0.684 0.953 0.942 2.400 0.000 250 350 350 600 250 Hệ số điều chỉnh: β = 1.114*(H/D)^0.12 = 1.250 Từ bảng kết tính đổi ta coù: E'tb = 358.23 (MPa) Trang 128 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = 447.79 (MPa) Module đàn hồi lớn lớp: Emax = max (Etri) = 600 (MPa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 447.79 (MPa) Sử dụng toán đồ Hình 3-3 [18], với tỷ số sau: H/D = 87 / 33 = 2.636 E1 = Etbñc = 447.79 (MPa) E2 = E0 = 50 (MPa) E1/E2 = 447.79 / 50 = 8.96 ϕ = 18 (độ) Tra được: Tax/p = 0.0087; p = 0.6 (MPa) Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính toán gây ra: Tax = 0.6*0.0087 = 0.0052 (MPa) Sử dụng toán đồ Hình 3-4, với thông số sau: H = 87 (cm) ; ϕ = 18 (độ) Tra Ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = -4E-04 (MPa) Lực dính tính toán: Ctt = C*K1*K2*K3 Trong đó: C = 0.023 (MPa) K1 = 0.60 (Kết cấu áo đường phần xe chạy) Ntt = 746 (trục/làn/ngày đêm) => K2 = 0.80 (Tra bảng 3-8) Đất đắp là: Đất cát => K3 = 3.00 Vậy Ctt = 0.023*0.6*0.8*3 = 0.033 (MPa) Độ tin cậy thiết kế (xác định mục I) = 0.90 Tra bảng 3-7 [18] Hệ số cường dộ cắt trượt: Trang 129 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố Kcđtr = 0.94 Kiểm tra điều kiện cắt trượt: Tax + Tav = 0.00522+(-0.00035) = 0.0049 (MPa) Ctt / Kcñtr = 0.033 / 0.94 = 0.035 (MPa) Tax + Tav = 0.0049 < Ctt / Kcñtr = 0.035 Đất đảm bảo điều kiện cân trượt 2.3 Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp vật liệu liền khối: Sơ đồ tính: STT Vật liệu BTN Novachip NVC 60/70 -12.5 BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn hi (cm) 15 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) 25 Cấp phối đá dăm loại II 35 Nền Đất cát nhỏ a Kiểm tra lớp 1: BTN Novachip NVC 60/70 -12.5: Eku (MPa) 1500 1600 800 Rku (MPa) 2.2 Kieåm tra (C / K) C C K 600 250 50 0.8 0.023 C K Xác định Echm mặt lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) : Tính đổi lớp 2÷5 lớp thể bảng sau: STT Vật liệu BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối đá dăm loại II H/D = 82 / 33 = 2.485 > hi htb (cm) (cm) 82 15 75 0.093 0.250 Ekui Etbi (MPa) (MPa) 3.634 1600 503.77 2.153 800 440.35 k t 25 60 0.714 2.400 600 371.55 35 35 0.000 0.000 250 250.00 Hệ số điều chỉnh: β = 1.114*(H/D)^0.12 = 1.240 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 503.77 (MPa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = 624.67 (MPa) Trang 130 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố Module đàn hồi lớn lớp: (i=2÷5) Emax = max (Ekui) = 1600 (MPa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 624.67 (MPa) E1 = Etbñc = 624.67 (MPa) E0/E1 = 50 / 624.67 = 0.080 H/D = 82 / 33 = 2.485 > Sử dụng công thức F-1 (Phụ lục F [18]), module đàn hồi chung kết cấu : Echm = (1.05*E0) / {(1+E0/E1)/[1+4*(H/D)2*(E0/E1)-0.67]0.5 + E0/E1} = (1.05*50)/{(1+0.08)/[1+4*(2.485)^2 * (0.08)^(-0.67)]^0.5+0.08} = 303.65 (MPa) Sử dụng toán đồ Hình 3-5, với thông số sau : E1 = Eku1 = 1500 (MPa) E1/Echm = 1500 / 303.65 = 4.94 h1/D = / 33 = 0.152 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: σ ku = 1.556 Tải trọng trục tác dụng là: cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) => kb = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTN NVC 60/70 -12.5 : σku = σ ku *p*kb = 1.556*0.6*0.85 = 0.79 (MPa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, Phụ lục A [18]) Ne = {[(1+q)t-1]/[q*(1+q)(t-1)]}*365*Ntt = {[(1+0.06)^15-1]/[0.06*(1+0.06)^(15-1)]}*365*746 = 2.80*106 (trục) Vật liệu kiểm tra là: BTN NVC 60/70 -12.5, tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) : k1 = 11.11 / (Ne)^0.22 = 11.11 / (2.8E+6)^0.22 = 0.424 Trang 131 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố k2 = 0.8 Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN Novachip 60/70 -12.5 : Rttku = k1*k2*Rku = 0.424*0.8*2.2 = 0.75 (MPa) Độ tin cậy thiết kế := 0.90 Tra bảng 3-7 [18] hệ số cường dộ chịu kéo uốn: Kcđku = 0.94 Rttku / Kcđku = 0.75 / 0.94 = 0.80 (MPa) Kiểm tra điều kiện kéo uốn: σku = 0.79 < Rttku/Kcđku = 0.80 (MPa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn b Kiểm tra lớp 2: BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) Xác định Echm mặt lớp Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn: Tính đổi lớp 3÷5 lớp thể bảng sau: (công thức tính ghi mục 2.1.a) STT Vật liệu hi (cm) htb (cm) k t Ekui (MPa) Etbi (MPa) Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn 15 75 0.250 2.153 800 440.35 25 60 0.714 2.400 600 371.55 35 35 0.000 0.000 250 250.00 Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Cấp phối đá dăm loại II H/D = 75 / 33 = 2.273 > Hệ số điều chỉnh: β = 1.114*(H/D)^0.12 = 1.230 Từ bảng kết tính đổi ta có: E'tb = 440.35 (MPa) Module đàn hồi trung bình điều chỉnh: Etbđc = β * E'tb = 541.62 (MPa) Module đàn hồi lớn lớp (i=3÷5): Emax = max (Ekui) = 800 (MPa) Etbđc dùng để tính toán lấy bằng: Etbđc = (Etbđc,Emax) = 541.62 (MPa) E1 = Etbñc = 541.62 (MPa) Trang 132 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố E0/E1 = 50 / 541.62 = 0.092 H/D = 75 / 33 = 2.273 > Sử dụng công thức F-1 (Phụ lục F [18]), module đàn hồi chung kết cấu : Echm = (1.05*E0) / {(1+E0/E1)/[1+4*(H/D)2*(E0/E1)-0.67]0.5 + E0/E1} = (1.05*50)/{(1+0.092)/[1+4*(2.273)^2 * (0.092)^(-0.67)]^0.5+0.092} = 263.18 (MPa) Sử dụng toán đồ Hình 3-6, với thông số sau : h= Σhi = 5+7 = 12.00 (cm) E1 = Σ(Ei*hi) / h = (1500*5+1600*7) / 12 = 1558.33 (MPa) E1/Echm = 1558.33 / 263.18 = 5.921 E1 = 1500.00 (MPa) E2 = 1600.00 (MPa) E3 = Echm = 263.18 (MPa) h/D = 12 / 33 = 0.364 E1/E2 = 1500 / 1600 = 0.938 E2/E3 = 1600 / 263.18 = 6.079 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: σ ku = 1.021 Tải trọng trục tác dụng là: cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) => kb = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) : σku = σ ku *p*kb = 1.021*0.6*0.85 = 0.52 (MPa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, Phụ lục A [18]): Ne = {[(1+q)t-1]/[q*(1+q)(t-1)]}*365*Ntt = {[(1+0.06)^15-1]/[0.06*(1+0.06)^(15-1)]}*365*746 = 2.80106 (trục) Trang 133 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ơtơ đường thành phố Vật liệu kiểm tra là: BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) , tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.12) [18]: k1 = 11.11 / (Ne)^0.22 = 11.11 / (2.8E+6)^0.22 = 0.424 k2 = Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) : Rttku= k1*k2*Rku = 0.424*1*2 = 0.85 (MPa) Độ tin cậy thiết kế (xác định mục I) = 0.90 Tra bảng 3-7 [18] hệ số cường dộ chịu kéo uốn: Kcđku = 0.94 Kiểm tra điều kiện kéo uốn: Rttku / Kcđku = 0.85 / 0.94 = 0.90 (MPa) σku = 0.52 < Rttku/Kcñku = 0.90 (MPa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn c Kiểm tra lớp 4: Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) Xác định Echm mặt lớp Cấp phối đá dăm loại II: E1 = Eku5 = 250 (MPa) E0/E1 = 50 / 250 = 0.200 H/D = 35 / 33 = 1.061 ≤ Tra toán đồ Hình 3-1[18], với tỷ số ta xác định : Ech/E1 = 0.494 Module đàn hồi chung kết cấu : Echm = 0.494 * 250 = 123.5 (MPa) Sử dụng toán đồ Hình 3-6, với thông số sau : h = Σhi = 5+7+15+25 = 52.00 (cm) E1 = Σ(Ei*hi) / Σhi = (1500*5+1600*7+800*15) / (5+7+15) = 1137.04 (MPa) E2 = 600.00 (MPa) E3 = Echm = 123.50 (MPa) Trang 134 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố h/D = 52 / 33 = 1.576 E1/E2 = 1137.04 / 600 = 1.895 E2/E3 = 600 / 123.5 = 4.858 Tra Ứng suất kéo uốn đơn vị: σ ku = 0.138 Tải trọng trục tác dụng là: cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) => kb = 0.85 Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) : σku = σ ku *p*kb = 0.138*0.6*0.85 = 0.07 (MPa) Số trục xe tiêu chuẩn tính lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, Phuï luïc A): Ne = {[(1+q)t-1]/[q*(1+q)(t-1)]}*365*Ntt = {[(1+0.06)^15-1]/[0.06*(1+0.06)^(15-1)]}*365*746 = 2.80*106 (trục) Vật liệu kiểm tra là: Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa), tính hệ số k1 ta dùng công thức (3.13)[18]: k1 = 2.86 / (Ne) 0.11 = 2.86 / (2.80*106)0.11 = 0.559 k2 = Cường độ chịu kéo uốn tính toán lớp Đá dăm gia cố XM (Rn ≥ Mpa) : Rttku = k1*k2*Rku = 0.559*1*0.8 = 0.45 (MPa) Độ tin cậy thiết kế (xác định mục I) = 0.90 Tra bảng 3-7 [18] Hệ số cường dộ chịu kéo uốn: Kcđku = 0.94 Rttku / Kcđku = 0.45 / 0.94 = 0.48 (MPa) Kiểm tra điều kiện kéo uốn: σku = 0.07 < Rttku/Kcđku = 0.48 (MPa) Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn 2.4 Kết lận Trang 135 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố Các kết kiểm tốn theo trình tự tính tốn cho thấy kết cấu dự kiến bảo đảm tất điều kiện cường độ Trang 136 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Quang Chiêu, Nhựa đường loại mặt đường nhựa, Nhà Xuất Xây dựng, 2005 Nguyễn Quang Chiêu, Các phương pháp thiết kế mặt đường nước phương tây, Nhà xuất Giao thông vận tải, 2001 PGS.TS Vũ Đức Chính, Ks.Phạm Kim Điện, Sổ tay thiết kế hỗn hợp BTN theo phương pháp Marshall, Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật, 2009 Công ty TNHH Hall Brothers Internetional, Ultrathin Bonded Wearing Course (bản tiếng Việt), 2006 Công ty Tư vấn thiết kế giao thơng vận tải phía Nam (Tedi South), Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án Đường cao tốc Tp.Hồ Chí Minh – Trung Lương, 2007 Cơng ty Shell Việt Nam, Cẩm nang Bitum Shell xây dựng cơng trình giao thơng, Nhà xuất giao thơng vận tải, 1991 Nguyễn Xuân Đào, Bài giảng Xây dựng mặt đường, Đại học Giao thông vận tải Hà Nội, 2001 Trần Trần Quang Hạ, Lý thuyết tính tốn mặt đường Giáo trình cao học Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh, năm 2008 Trần Quang Hạ, Tải trọng, tải trọng tiêu chuẩn phân cấp kỹ thuật xây dựng đường Báo cáo khoa học, Đại học Giao thơng vận tải Tp.Hồ Chí Minh, 2004 10 Trần Quang Hạ - Zur Bemessung von Strassenbefestingung aus Zementbeton unter Beachtung der Bedingungen Verkehr, Temperatur und Feuchtigkeit in Vietnam, Dissetation B, Technische Universitaet Dresden, 1995 11 Dương Học Hải, Giáo trình Xây dựng mặt đường ơtơ- tập 2, Nhà Xuất Giáo dục, 2008 12 GS.TS Phạm Duy Hữu, PGS.TS Vũ Đức Chính, TS Đào Văn Đơng, ThS.Nguyễn Thanh Sang, Bê tông Asphalt , Nhà xuất Giao thông vận tải, 2004 Trang 137 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố 13 Tủ sách Khoa học kỹ thuật Giao thông vận tải, Nhũ tương nhụa Bitum đại cương & ứng dụng, Người dịch Nguyễn Xuân Mẫn, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1995 14 Quyết định số 3287/QĐ-BGTVT, Qui định kỹ thuật thi công nghiệm thu lớp phủ siêu mỏng tạo nhám siêu mỏng đường ô tô Bộ Giao Thông Vận Tải, Ngày 29 tháng 10 năm 2008 15 22 TCN 62 - 84 – Quy trình thí nghiệm bê tơng nhựa 16 22 TCN 58 -84 -Quy trình thí nghiệm bột khóang chất dùng cho BTN đường 17 22 TCN 249 – 2001 – Quy trình công nghệ thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa 18 22 TCN 211 - 2006 – Áo đường mềm – Các yêu cầu dẫn thiết kế 19 22 TCN 279 – 2001- Tiêu chuẩn nhựa đường đặc, yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử 20 22 TCN 319 – 2004 – Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường Polime 21 22 TCN 345 - 2006 - Qui trình cơng nghệ thi cơng nghiệm thu lớp phủ BTN độ nhám cao 22 22 TCN 354: 2006 - Quy trình cơng nghệ thi cơng nghiệm thu mặt đường BTN sử dụng nhựa đường Polime 23 22 TCN 356 - 2006 - Quy trình cơng nghệ thi cơng nghiệm thu mặt đường BTN nóng sử dụng nhựa đường Polime 24 TCVN 7572 – 8: 2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 8: Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét cốt liệu hàm lượng sét cục cốt liệu nhỏ 25 TCVN 7572 – 10: 2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 10: Xác định cường độ hệ số hoá mềm đá gốc 26 TCVN 7572-12:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 12: Xác định độ hao mòn va đập cốt liệu lớn máy Los Angeles 27 TCVN 7572-13:2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 13: Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt cốt liệu lớn Trang 138 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố 28 TCVN 7572-16:2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 16: Xác định hàm lượng sunfat sunfit cốt liệu nhỏ 29 TCVN 7572 - 17: 2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 17: Xác định hàm lượng hạt mềm yếu, phong hoá 30 TCVN 7572-18:2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 18: Xác định hàm lượng hạt bị đập vỡ 31 TCVN 7572-19:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 19: Xác định hàm lượng silic oxit vơ định hình 32 TCVN 7572-20:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa Phương pháp thử Phần 20: Xác định hàm lượng mica cốt liệu nhỏ Tiếng Anh 33 AASHTO T89 – Determining the Liquid limit of Soils 34 AASHTO T90 - Plastic Limit and Plasticity Index 35 AASHTO T176 - Plastic Fines in Graded Aggregates and Soils by Use of the Sand Equicalent Test 36 AASHTO T245 : 2001- Resistance to Plastic Flow of Bituminous Mixtures Using Marshall appararatus 37 AASHTO T283 - Resistance of Compacted AC to Moisture Induced Damage 38 ASTM E 303 - Standard Test Method for Measuring Surface Frictional Properties Using the British Pendulum Teste 39 Arkansas State highway and Transportation Department, Ultrathin Bonded Wearing Course, Special Povison Job No 061131, November 2003 40 Wilson B Brewer, Gary Williams, Novachip– ultrathin bonded wearing course, Construction Report, Planning & Research Division, Oklahoma Department of Transportation, October 2005 41 Samuel B Cooper, Louay N Mohammad, NovachipTM surface treatmaent Six year evaluation, Theriot Canal Bridge-St.Charles Bridge, Route LA 308 Lafourche Parish, Louisiana transportantion research center, Technical Assistance Report Number 04-2TA, State Project No 407-04-0034, Theriot Trang 139 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ôtô đường thành phố Canal Bridge – St Charles Bridge, Route LA 308 Lafourche Parish, October 2004 42 Kandhal, Prithvi S and Lockett, Larry., Construction and Performance of Ultrathin AsphaltFriction Course, NCAT Report 97-5, National Center for Asphalt Technology, Auburn University, September 1997 43 Hanson, Douglas I., Construction and Performance of Ultra-Thin Bonded HMA Wearing Courses,Transportation Research Record 1749, TRB, National Research Council, Washington D.C., 2001 44 Nova Sports U.S.A., Inc, A Guide To Quality All Weather Sport Surface, 2003 45 Mark A Russell, Linda M Pierce, Jeff S Uhlmeyer, and Keith W Anderson, Final Report Experimental Feature WA 01-01, NovaChip, SR-17 City of Soap Lake MP 75.44 to MP 76.15, Materials Laboratory, MS-47365 Olympia, WA 98504-7365, Washington State Department of Transportation, May 2008 46 Jeff S.Uhlmeyer, Linda M.Pierce, Jim T.Weston, Post Construction / Performance Report Experimental Feature WA01-01, Prepared for Washington State Department of Transportation and in cooperation with US Department of Transportation Federal Highway Administration, June 2003 47 Texas Department of Transportation, Pavement Design Guide, Manual Notice: 2008-1, November 2008 48 Arvind Varadhan, Evanluation of open-graded and bonded friction course for Florida, A thesis presented to the graduate school of the University of florida in partial fulfillment of the requirements for the degree of master of engineering, University of Florida, 2004 49 State of California Tepartment of Ttransportation, Technical advisory guide (TAG) for Bonded wearing course pilot projects, October 2003 Trang 140 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ơtơ đường thành phố LÝ LỊCH TRÍCH NGANG TĨM TẮT Họ tên: Nguyễn Tuyển Giáp Phái Sinh ngày: 01/01/1984 : Nam Nơi sinh : Bắc Ninh Địa liên lạc: xã Tri Phương, Tiên Du, Bắc Ninh QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Năm 2002 - 2007 : Sinh viên trường Đại học Xây dựng Tốt nghiệp đại học: Tháng 03 năm 2007 Hệ : Chính quy; Trường : Đại học Đại học Xây dựng Chuyên ngành : Xây dựng cầu đường Năm 2009 : Trúng tuyển cao học Khóa 2009 Mã số học viên: 00109801 Q TRÌNH CƠNG TÁC - Từ tháng 03 năm 2007 đến tháng 03 năm 2008 : công tác Công ty Cổ phần - Từ tháng 04 năm 2008 tháng 03 năm 2009: công tác Công ty Cổ phần Tư Đầu tư xây dựng Thành Nam (COTANA) vấn xây dựng 18.1 (CT18.1) - Trực thuộc Công ty CP đầu tư xây dựng hạ tầng đô thị khu công nghiệp số 18 (CT18) - Từ tháng 03 năm 2009 đến tháng 09 năm 2009: Làm tự Từ tháng 10 năm 2009 đến nay: Công ty TNHH Tư vấn xây dựng Sino – Pacific (SPCC) Tham gia thi công thiết kế cơng trình sau : - Xây dựng đường giao thông Liên tỉnh Hà Nội – Hưng Yên - Thiết kế vẽ thi công Dự án Xây dựng đường vành đai - Đoạn lại - Xây dựng Cầu Thầy Tiêu - Khu Đô thị Phú Mỹ Hưng, Quận - TP Hồ địa bàn Quận Cầu Giấy – TP.Hà Nội Chí Minh - Xây dựng Cầu Ánh Sao - Khu Đô thị Phú Mỹ Hưng, Quận - TP Hồ Chí Minh Trang 141 ... đường mềm Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm Chương 4: Đánh giá biện pháp áp dụng công nghệ Novachip làm lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường. .. nhám cho mặt đường cấp cao nên cần nghiên cứu biện pháp áp dụng công nghệ Novachip để xây dựng lớp mặt chịu tải kết cấu mặt đường mềm để áp dụng cho khu vực Tp. Hồ Chí Minh tỉnh phia Nam Đặc biệt... tơng nhựa Novachip để áp dụng cho xây dựng lớp mặt chịu tải kết cấu áo đường mềm cơng trình đường khu vực Tp. Hồ Chí Minh tỉnh phía Nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: Xây Dựng đường ? ?tô đường thành
Ngày đăng: 03/09/2021, 16:48
Xem thêm:
