của các lớp vật liệu giảm dần từ trên xuống dưới, còn trong kết cấu ngược thì cường độ chịu lực của lớp dưới cao hơn cường độ của lớp trên.
- Trường hợp xây dựng nền đường trên nền đất yếu hoặc cần mặt lớp móng có cường độ cao để phục vụ cho quá trình thi công thì sẽ làm kết cấu ngược.
- Ý nghĩa của hệ số xung kích khi quy đổi tải trọng động bánh xe về tải trọng tĩnhtương đương trong tính toán kết cấu áo đường: tương đương trong tính toán kết cấu áo đường:
+ Thể hiện sự tăng độ lớn của tải trọng động so với tải trọng tĩnh;
+ Hệ số xung kích hực chất chỉ mới xét đến tăng độ lớn của tải trọng, do mặt đường không bằng phẳng gây ra, mà chưa xét đến đặc tính đàn nhớt của vật liệu nền hoặc mặt đường từ bê tông nhựa, làm thay đổi trạng thái ứng suất- biến dạng trong các lớp vật liệu, và chưa xét ảnh hưởng của các yếu tố động lực học như gia tốc dao động đến sức chịu tải của đất nền.
Câu 20: khái niệm tải trọng trùng phục được xét đến ntn trong thiết kế áo đường mềm? trong tiêu chuẩn 22TCN211-06 mô đun đàn hồi yêu cầu được đề cập ntn :
Trả lời:
a,Trong tính toán thiết kế áo đường mềm, người ta xét đến ảnh hưởng của tải trọng trùng phục khi tính toán mô đun đàn hồi chung của áo đường qua công thức:
Ech,N==
Với Ech,N : mô đun đàn hồi chung khi chịu tác động N trục xe/ngày đêm.
Ech: mô đun đàn hồi chung khi tính trong điều kiện tải trọng tĩnh cho áo đường mới xây dựng;
KN=a+blgN: hệ số kể đến lưu lượng của lưu lượng trục xe tính toán.
A,b: tham số đặc trưng cho quá trình tích lũy biến dạng dư của vật liệu áo đường xác định bằng thực nghiệm.
Và điều kiện khi tính toán thiết kế áo đường mềm là : Ech,N>=Eyc.
b, trong tiêu chuẩn 22TCN211-06 mô đun đàn hồi yêu cầu được xác định bằng cách lấy giá trị lớn theo 2 cách sau:
- Eyc xác định phụ thuộc vào số lượng trục xe tính toán và loại tầng mặt đường( cấp cao,A1,A2, cấp thấp B1.
- Eyc xác định phụ thuộc vào cấp đường(đường oto có đường cao tốc và cấp I, đường cấp II,III,IV,V,VI; đường đô thị có Đường cao tốc và trục chính,Đường chính khu vực,Đường phố,Đường công nghiệp và kho tàng,Đường xe đạp, ngõ.
Câu 21:Trong quy trình quy định mác bê tông tối thiểu để làm j?hãy phân tích phạm vi sử dụng mác nén, kéo uốn của vật liệu BTXM trong quy trình? Trong quy trình hiện nay người ta quy định thế nào với việc tính toán với tải trọng động.
Trả lời:
trong quy trình quy định mac bê tông tối thiểu gồm mác chịu nén và chịu kéo uốn. mác chịu nén không nhỏ hơn 300daN/cm2, mác chịu kéo uốn không nhỏ hơn 40daN/cm2. mác chịu nén nhằm để mặt đường không bị biến dạng,bong bật bề mặt dưới tác dụng của tải trọng trong quá trình khai thác. Mác kéo uốn nhằm chịu kéo uốn trong tấm bê tông do tác dụng của tải trọng, nhiệt độ gây ra.
Trong quy trình hiện may mác nén,kéo uốn của bê tông xi măng được sử dụng trong việc tính toán chiều dầy mặt đường bê tông theo công thức
h= trong đó h: chiều dầy tấm bê tông;
PII: tải trọng bánh xe tính toán đã nhân với hệ số xung kích; : cường độ chịu uốn của bê tông;
: hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt tải trọng và tỉ số và E: mô đun đàn hồi của bê tông
: mô đun đàn hồi chung của lớp mặt và lớp móng R: bán kính của diện tích vệt bánh xe tính toán.
Trong quy trình hiện nay việc tính toán với tải trọng động được quy định như sau: (trùng câu 23)
Câu 22: Tính toán thiết kế áo đường mềm với tải trọng tĩnh và động khác nhau ở điểm nào? Trong quy trình 22TCN 211-06, quy định tính toán với tải trọng tĩnh hay động?
Trong thực tế, kết cấu mặt đường chịu tác dụng của tải trọng bánh xe không hoàn toàn là tải trọng tĩnh. Lý thuyết tính toán mặt đường chịu tải trọng tĩnh chỉ phù hợp với kết cấu mặt đường bến xe, trạm đỗ ô tô. Kết cấu mặt đường làn xe chạy, chịu tác động của tải trọng động do bánh xe di chuyển trên mặt đường với vận tốc nhất định.
Sự khác biệt về ứng xử của kết cấu mặt đường chịu tải trọng động, khác tải trọng tĩnh ở chỗ, một mặt, khi bánh xe di chuyển trên bề mặt đường, tải trọng động gây ra dao động cho kết cấu mặt đường và nền với một gia tốc dao động. Do nền đất là vật liệu có liên kết yếu, khi gia tốc vượt quá giới hạn cho phép của từng loại đất, sẽ làm suy giảm chỉ tiêu cơ học của đất như lực dính C và góc ma sát trong φ. Mặt khác, khi xem nền đất là vật liệu đàn nhớt, khi chịu tác dụng của tải trọng động, nền đất không biến dạng ngay mà thể hiện tính biến dạng trễ, làm thay đổi độ lớn độ võng mặt nền so với việc xem nền là đàn hồi. Ngoài ra, khi bánh xe di chuyển trên bề mặt đường không bằng phẳng, ngoài thành phần tải trọng bánh xe, mặt đường còn chịu tác dụng thêm phần tải trọng xung do tải trọng thùng xe dao động theo phương đứng gây ra, độ lớn của lực xung phụ thuộc mức độ lồi lõm của mặt đường và vận tốc xe chạy.
Hiện nay, trong một số quy trình thiết kế, để tính đến ảnh hưởng động của tải trọng, người ta đề nghị nhân tải trọng tĩnh với hệ số xung kích.
Ptt, tđ = Pt.Kxk
Trong đó Kxk= 1,15 ÷ 1,2: Hệ số xung kích kể đến tác dụng do xe chạy trên mặt đường không bằng phẳng.
Sự khác nhau còn thể hiện ở modun đàn hồi chung khi mà:
t qd t w qD E (1 ) 4 2 µ π − = ; đ qd đ w qD E (1 ) 4 2 µ π − =
Từ công thức trên ta thấy do Wt < Wđ nên Et > Eđ
Câu 23: Bạn hãy nêu, trong các quy trình thiêt kế hiện nay, người ta quy định thế nào về việc tính toán với tải trọng động? quy định tính như vậy có ưu điểm, hạn chế gì?
Khi tính toán kết cấu mặt đường chịu tải trọng động, cần căn cứ tính trạng bề mặt mặt đường, là bằng phẳng hay không bằng phẳng, để lựa chọn mô hình tải trọng động cho phù hợp. Dưới đây xem xét hai mô hình tải trọng động thường được sử dụng trong tính toán thực tế:
• Mô hình tải trọng di động trên bề mặt đường bằng phẳng:
Mô hình được áp dụng để xác định tải trọng động P(t) thay đổi theo thời gian, trong trường hợp bánh xe di chuyển trên bề mặt đường bằng phẳng. Giả thiết độ võng tấm do tải trọng tác dụng, dưới dạng một nửa sóng sin - Sinusôit, ta có độ
lớn tải trọng động:
P(t) = P sin mt Trong đó:
m - tần số ( tần số võng) của dao động cưỡng bức của tải trọng:
tt cv D
Vm= π m= π
Po - biên độ tải trọng (lấy lớn nhất bằng bằng tải trọng tĩnh); V - vận tốc di chuyển của bánh xe;
tt cv D
- đường kính chậu võng tính toán, khi xét đặc trưng biến dạng của
mặt đường, có thể lấy bằng 0,75 Dcv, trong đó Dcv là đường kính chậu võng thực tế mặt đường, đối với mặt đường bê tông xi măng, lấy gần đúng bằng 5L, với L là đặc trưng đàn hồi tấm bê tông.
Khi xe chuyển động trên mặt đường gây ra dao động trong kêt cấu làm cho C, φ giảm trong khi đó T tăng dẫn đến dễ xảy ra trượt. Việt Nam xem xét bằng cách đưa hệ số 0,6 vào tính [C] điều này là không thực tế vì đối với các loại đường khác nhau thì hệ số phải khác nhau.
[C] = Ct.K1.K2..K3
• Mô hình tải trọng di động trên bề mặt đường không bằng phẳng:
LX=V.t X=V.t h o h( t) m Cl Cn Kn M Z(M) Z(m)
Mặt đường ô tô và sân bay sau một thời gian khai thác, thường xuất hiện hiện tượng gồ ghề, lồi lõm, do lún nền không đều hoặc chênh cao giữa các mép tấm bê tông. Ngoài độ lớn
của tải trọng bằng với tải trọng tĩnh bánh xe, còn xuất hiện lực xung do lực quán tính khối lượng thùng xe chuyển động theo phương đứng khi bánh xe chạy trên bề mặt gồ ghề gây ra.
Ptt = Po.Kxk Trong đó: Kxk là hệ số xung kích được xác định
+ Nếu ho = 1 ÷ 2cm thì Kxk =1,2 ÷ 1,25 + Nếu ho = 2 ÷ 3cm thì Kxk = 1,25 ÷ 1,4
Phương pháp tính như vậy thực chất chỉ mới xét đến tăng độ lớn của tải trọng, do mặt đường không bằng phẳng gây ra, mà chưa xét đến đặc tính đàn nhớt của vật liệu nền hoặc mặt đường từ bê tông nhựa, làm thay đổi trạng thái ứng suất- biến dạng trong các lớp vật liệu, và chưa xét ảnh hưởng của các yếu tố động lực học như gia tốc dao động đến sức chịu tải của đất nền.