Mặt đường là bộ phận trực tiếp chịu sự phỏ hoại thường xuyờn của cỏc phương tiện giao thụng và cỏc yếu tố của mụi trường tự nhiờn, nú ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng vận hành và khai thỏc của đường cũng như giỏ thành xõy dựng cụng trỡnh.
Yờu cầu đối với ỏo đường
Đối với đường cấp III miền nỳi, tốc độ thiết kế V= 60 Km/h :
- Độ nhỏm: Lớp trờn cựng phải cú một lớp tạo nhỏm để đảm bảo chiều sõu rắc cắt trung bỡnh Htb (mm) đạt tiờu chuẩn quy định theo Bảng 28[1].
Bảng 5.1 : Yờu cầu về độ nhỏm của mặt đường Tốc độ thiết kế Vtk (Km/h) Chiều sõu rắc cỏt trung bỡnh
Htb (mm) Đặc trưng độ nhỏm bề mặt 60 ≤ V < 80 0,35 ≤ Htb < 0,45 nhẵn
- Độ bằng phẳng: phải đảm bảo đủ thụng qua chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (mm/Km) được quy định ở Bảng 29 [6].
Bảng 5.2 : Yờu cầu về độ bằng phẳng của mặt đường theo chỉ số IRI Tốc độ thiết kế Vtk (Km/h) Chỉ số IRI yờu cầu (đường xõy dựng mới)
60 ≤ 2,5
Độ bằng phẳng cũng được đỏnh giỏ bằng thước dài 3,0 m theo 22TCN16-79. Đối với mặt đường cấp cao A1: 70% số khe hở phải dưới 5 mm và 30% số khe hở cũn lại phải dưới 7 mm.
Tớnh toỏn kết cấu ỏo đường mềm theo TCVN 4054-2005 và 22 TCN 221-06 Sử dụng đơn giỏ xõy dựng cơ bản Tỉnh Hũa Bỡnh năm 2012.
5.1. Xỏc định cỏc số liệu phục vụ tớnh toỏn5.1.1. Tải trọng 5.1.1. Tải trọng
5.1.1.1. Tải trọng tớnh toỏn
+ Tải trọng trục tiờu chuẩn 100KN
+ Áp lực tớnh toỏn lờn mặt đường p= 0.6 MPa + Đường kớnh vệt bỏnh xe 33cm
Cỏc số liệu tớnh toỏn:
Trong đú : Xe con Volga : 20%
Xe tải nhẹ Gaz-51 : 30% (trục trước 18KN, trục sau 56KN, bỏnh đụi) Xe tải vừa ZIL-150 : 35% (trục trước 25.8KN, trục sau 69.6KN, bỏnh đụi) Xe tải nặng Maz200 : 15% (trục trước 48.2KN, trục sau 100KN, bỏnh đụi) - Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm : q = 8%
- Đặc trưng của cỏc loại xe thiết kế cho ở phụ lục bảng 1.5.1. Chỉ xột đến cỏc trục cú trọng lượng trục từ 25 KN trở lờn, nờn ta chỉ xột tới cỏc loại xe tải trong thành phần dũng xe.
5.1.1.2. Tớnh toỏn lưu lượng xe
Cụng thức tớnh lưu lượng theo thời gian: Nt = N0.(1+q)t (xe/ngày đờm) Lưu lượng xe năm thứ nhất (N0) :
N15 = N0 (1+q)15 ⇔ N0 = 15 1650
(1 0.08)+ = 521 xe/ngđ Kết quả thể hiện trong bảng 1.5.3 phụ lục
5.1.1.3. Tớnh số trục xe quy đổi về trục tiờu chuẩn 100 KN
Việc tớnh toỏn quy đổi được thực hiện theo biểu thức (3.1) [7]
4.4tt tt 1 i 2 k 1 i 1 ) P P .( .n .C C N ∑ = =
(trục tiờu chuẩn/ ngày đờm) Trong đú:
ni - là lưu lượng loại xe thứ i thụng qua mặt cắt ngang điển hỡnh của đoạn đường thiết kế trong một ngày đờm cho cả 2 chiều xe chạy
C1 - hệ số trục được xỏc định theo biểu thức sau : C1= 1 + 1,2(m-1)
Với m - số trục của cụm trục i (cụm trục cú thể gồm m trục cú trọng lượng mỗi trục như nhau với cỏc cụm bỏnh đơn hoặc cụm bỏnh đụi (m= 1, 2, 3)
Bất kể xe gỡ khi khoảng cỏch giữa cỏc trục ≥ 3,0m thỡ việc quy đổi thực hiện riờng rẽ đối với từng trục.;
Khi khoảng cỏch giữa cỏc trục < 3,0m (giữa cỏc trục của cụm trục) thỡ quy đổi gộp m trục cú trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xột đến hệ số trục C1 như cụng thức trờn.
C2 - hệ số xột đến tỏc dụng của số bỏnh xe trong 1 cụm bỏnh, với cụm bỏnh chỉ cú 1 bỏnh lấy C2 = 6,4; với cỏc cụm bỏnh đụi (1 cụm bỏnh gồm 2 bỏnh) thỡ lấy C2 = 1,0; với cụm bỏnh cú 4 bỏnh lấy C2 = 0,38
Cỏc xe tớnh toỏn cú trục trước cú 1 bỏnh, trục sau cú cụm bỏnh đụi.
5.1.1.4. Sốtrục xe tớnh toỏn trờn một làn xe trục xe tớnh toỏn trờn một làn xe
Xỏc định theo biểu thức
Ntt = Ntk ì fL (trục / làn.ngày đờm) Trong đú:
fL là hệ số phõn phối số trục xe tớnh toỏn trờn mỗi làn xe. Với đường cấp III trờn phần xe chạy cú 2 làn xe, khụng cú dải phõn cỏch thỡ lấy fL= 0,55
Ntk là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khỏc nhau về trục xe tớnh toỏn trong một ngày đờm trờn cả 2 chiều xe chạy ở cuối năm cuối của thời hạn thiết kế
⇒ Ntk = N15 = 478 (trục xe tiờu chuẩn / ngày đờm) Vậy Ntt = 478ì0,55 = 262.9 ≈ 263 (trục/ làn.ngđ)
Tương tự tớnh toỏn cho cỏc năm cũn lại cho trong bảng 1.5.5 phụ lục
5.1.1.5. Tớnh số trục xe tiờu chuẩn tớch luỹ trong thời hạn tớnh toỏn 15 năm
Tỷ lệ tăng xe tải hàng năm là q= 0,1 ta tớnh Ne theo biểu thức (A-3) [7]
t 1 t t e 365 N q) (1 q 1 q) (1 N ì ì + ì − + = − ⇒ Ne = 15 15-1 (1 0.08) 1 365 263 0.08 (1 0.08) + − ì ì ì + = 0,887ì106 (trục tiờu chuẩn / làn)
+ Cấp thiết kế của đường là cấp III miền nỳi, Vtk = 60Km/h + Thời hạn thiết kế là 15 năm
+ Số trục xe tiờu chuẩn tớch luỹ trờn một làn xe trong thời hạn thiết kế là
0,887ì106 (trục xe tiờu chuẩn / làn)
Dựa vào bảng 2-1 [7] ta kiến nghị chọn loại tầng mặt đường là cấp cao A1 + Bờ tụng nhựa chặt hạt nhỏ làm lớp mặt trờn
+ Bờ tụng nhựa chặt hạt trung làm lớp mặt dưới
5.1.1.6. Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1
Dự kiến tầng mặt cấp cao A1 đặt trờn lớp múng là cấp phối đỏ dăm loại I thỡ tổng bề dày tầng mặt lấy theo bảng 2-2 [7]
Do tổng số trục xe tiờu chuẩn tớch luỹ trong 15 năm trờn 1 làn xe Ne= 0,887ì106
5.1.2. Đấtnền nền
Theo kết quả khảo sỏt, đất nền là loại đất ỏ sột, cú loại hỡnh chế độ thủy nhiệt và điều kiện gõy ẩm loại II. Cỏc tớnh chất cơ lý và chế độ thủy nhiệt của loại đất này sau khi được đầm lốn với độ ẩm tốt nhất và đạt được độ chặt yờu cầu đối với nền đường
( phụ lục 1.5.6) 5.1.3. Vật liệu
Để phự hợp với cấp đường đó chọn và nguồn nguyờn liệu của địa phương cũng như trỡnh độ thi cụng của nhà thầu ta cú thể dựng một số vật liệu làm ỏo đường cú cỏc đặc trưng ( phụ lục 1.5.7)
5.2. Thiết kế kết cấu ỏo đường
5.2.1. Đề xuất phương ỏn kết cấu tầng mặt ỏo đường
Kết cấu tầng mặt ỏo đường thường được làm bằng vật liệu đắt tiền nờn thường chọn giỏ trị nhỏ để đảm bảo kinh tế, trờn cở sở tổng bề dày 2 lớp mặt đường khụng được nhỏ hơn 9 cm. Để thuận tiện cho thi cụng lớp mặt, đơn vị tư vấn kiến nghị chọn :
Lớp 1: BTN hạt mịn E1 = 420 MPa; h1= 5 cm Lớp 2: BTN hạt trung E2 = 350 MPa; h2= 7 cm
5.2.2. Chọn loại tầng múng
Trị số mụ đun đàn hồi yờu cầu đựơc xỏc định theo bảng 3-4 và bảng 3-5 [7], tuỳ thuộc vào Ntt và tuỳ thuộc vào tầng mặt của kết cấu ỏo đường thiết kế.
Ntt= 263(trục/ làn.ngđ). Tra bảng 3-4 [7] ⇒ Eyc= 163.78 MPa
Trị số mụ đun đàn hồi xỏc định theo bảng 3-4 [7] khụng được nhỏ hơn trị số tối thiểu quy định ở Bảng 3-5 [7]. Với đường cấp III và loại tầng mặt của kết cầu ỏo đường thiết kế là cấp cao A1 ta cú trị số Eycmin= 140 (MPa).
Vậy Eyc= 163.78 MPa