BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CỦA NỀN ĐƯỜNG
§9.1 ẢNH HƯỞNG CỦA TRẠNG THÁI ẨM ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CỦA
NỀN ĐƯỜNG
9.1.1 Đặc trưng về cường độ và biến dạng của nền đường:
+ Lực dính C(daN/cm2), góc nội ma sát ϕ(độ) đặc trưng cho cường độ của đất NĐ + Môđun đàn hồi E (daN/cm2) đặc trưng cho biến dạng của nền đường
Các thông số : C, ϕ, E phụ thuộc vào : - Loại đất
- Điều kiện chịu tải - Độ chặt của NĐ - Độ ẩm của đất NĐ
9.1.2 Aính hưởng của độ ẩm đến cường độ, độ biến dạng của nền đường :
* Theo kết quả nghiên cứu của bộ môn Đường ô tô và Đường thành phố trường ĐHXD thì quan hệ giữa mô đun đàn hồi của đất với độ ẩm tương đối như sau :
Đối với đất á sét Etn=24( nh W W )-5 ( 9-1 ) Đối với đất á cát Etn=74( nh W W )-3 ( 9-2 )
trong đó: Etn-mô đun đàn hồi thí nghiệm của đất (daN/cm2) W - độ ẩm của đất (%)
Wnh - giới hạn nhão của đất (%) nh
W
W - độ ẩm tương đối của đất.
- Nếu nền đường có độ ẩm nh W W = 0,5÷0,7 đất ở trạng thái dẻo cứng. - Nếu nền đường có độ ẩm nh W
W = 0,75÷1 đất chuyển sang trạng thái dẻo mềm và nhão
- Khi thiết kế người ta thường tìm các biện pháp giữ cho trạng thái ẩm nh
W W
≤ 0,6÷0,65 * Theo kết quả nghiên cứu của giao sư A.M.Krivitski ( hình 9-1) : từ kết quả này ta thấy :
+ Khi đất tương đối khô (W < 0,7Wnh) dưới tác dụng của tải trọng trùng phục có trị số tương đối lớn p ≤ (0,45÷0,55) Pghnền đất vẫn trở nên biến cứng.
P - trị số tải trọng trùng phục tác dụng lên đất (daN/cm2)
Pgh- trị số tải trọng giới hạn mà đất chịu được khi tác dụng tĩnh một lần (daN/cm2)
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Tr ị s ố ta ít t ro üng tr ùn g ph ục tư ơn g ứn g phạm vi mẫu đất bị phá hoại Đường ranh giới phạm vi mẫu đất bị biến cứng 0,5 0,6 0,7 08 (độ ẩm tương đối)w/wnh p/pgh
Hình 9-1. Quan hệ giữa trạng thái cuối cùng của đất với tác dụng của tải trọng trùng phục (đất á sét bụi)
+ Khi W > 0,75Wnh thì với tải trọng trùng phục rất nhỏ đất mới có thể biến cứng được.
P ≤ 0,1 Pgh với đất á sét bụi P ≤ 0,09 Pgh với đất á sét P ≤ (0,15÷0,2) Pgh với đất á cát
Như vậy đất càng ẩm thì khả năng bị phá hoại càng lớn và khả năng biến cứng càng ít.
Biến cứng là hiện tượng nền đất dưới tác dụng của tải trọng lâu dài trở nên không tích lũy biến dạng dư mà chỉ làm việc ở giai đoạn đàn hồi. Như vậy nếu khống chế được độ ẩm của nền đường trong phạm vi nhất định thì tức là tạo điều kiện để biến tác dụng bất lợi của tải trọng xe chạy trùng phục nhiều lần thành tác dụng có lợi cho cường độ chung của nền đường.
§9.2 CHẾ ĐỘ THUỶ NHIỆT CỦA NỀN ĐƯỜNG
9.2.1 Định nghĩa: Chế độ thuỷ nhiệt của nền đường là quy luật thay đổi và phân bố độ ẩm tại các điểm khác nhau trong khối đất nền đường theo thời gian tại các điểm khác nhau trong khối đất nền đường theo thời gian
Quy luật thay đổi và phân bố độ ẩm trong nền đường chịu ảnh hưởng rất lớn của sự thay đổi nhiệt độ và phụ thuộc vào các nguồn ẩm, các điều kiện tự nhiên, kết cấu nền- mặt đường. 9.2.2 Các nguồn ẩm: 2 2 Mực nước ngầm cao 3 4 1
Hình 9-2. Các nguồn gây ẩm có ảnh hưởng đến trạng thái ẩm của nền đường 1 - Nước mưa 2 - Nước ngập 3 - Nước ngầm 4 - Hơi nước
9.2.2.1 Nước mưa:
Có thể thấm qua kết cấu áo đường, lề đường để thấm xuống nền đường. Nếu kết cấu áo đường kín và lề đường có gia cố, độ dốc hợp lý sẽ hạn chế được bất lợi này.
9.2.2.2 Nước ngập:
Nước ngập trong rãnh biên, trong thùng đấu, những đoạn đường ven sông, đầu cầu, cống...để hạn chế nước ngập ngấm vào nền đường ta tăng bề rộng nền đường, giảm độ dốc mái ta luy.
9.2.2.3Nước ngầm:
Mao dẫn lên nền đường để hạn chế tăng chiều cao nền đường, bố trí lớp cách nước . . 9.2.2.4 Hơi nước :
Di chuyển trong các lỗ rỗng của đất theo chiều dòng nhiệt (từ nơi nóng đến nơi lạnh). Ở nước ta về mùa nóng dòng nhiệt di chuyển từ trên xuống, về mùa lạnh dòng nhiệt trong đất đi lên và tập trung dưới đáy áo đương, làm tăng độ ẩm của đất nền đường. Ngoài ra hơi nước cũng thay đổi theo chu kỳ ngày đêm.
0,5 0,6 0,7 0,8