- ít thích hợp so với cát to
2 gia cố xi măng 3,000 1.500 0 0.56 58.00 ,315 3Láng nhựa lớpKhông tính 0.034 60
+ Xét đến hệ số hiệu chỉnh β=f(H/D) với H/D=58/33=1,757
Tra bảng ta đợc β= 1,198
Nh vậy kết cấu nhiều lớp đợc đa về kết cấu 2 lớp trên với chiều dày 66cm có môđun đàn hồi trung bình:
Tính Ech của cả kết cấu: Sử dụng toán đồ Hình 3.1 - 22TCN 211-06.
Do Ech phụ thuộc vào Eo - môđun đàn hồi của đất nền. Nên với giá trị
Eo=445.50 (daN/cm2) ta xác định đợc Ech = 1.613,82(daN/cm2).
Nhận xét:
Với kết cấu A2-2 (có H=60cm) đợc đặt trên nền đắp K98 có
E0=445,50(daN/cm2) dày 30cm, kết quả tính toán thu đợc Ech = 1613,82(daN/cm2).
Dựa vào bảng tổng hợp kết qủa tính toán (Bảng 3-6), với kết cấu A2-1 (có H=52cm)
đặt trên lớp cấp cát gia cố xi măng với Ei=1.600 dày 15cm thu đợc Ech = 1,613.58
(daN/cm2). Do đó, chiều dày đã giảm đi chỉ bằng 0.866 lần so với kết cấu A2-2 để
đạt đợc Ech nh trên.
3.2.4.3. Kết luận
Nh vậy việc gia cố lớp trên nền đờng đã không những làm tăng môđun đàn hồi của kết cấu mà còn có tác dụng làm giảm chiều dày kết cấu, khi đó kết cấu áo đ- ờng có lớp trên nền đờng đợc gia cố giảm chiều dày đi chỉ bằng 0,78 -:- 0,825 lần (với kết cấu áo đờng A1) và bằng 0.866 lần (với kết cấu áo đờng A2) so với các kết cấu áo đờng không đợc gia cố lớp trên nền đờng.
Ch ơng IV: tb dc tb E E = β. '
Kết luận Kiến nghị–
Qua nghiên cứu ảnh hởng của lớp trên nền đờng đến kết cấu áo đờng mềm, chúng tôi nhận thấy:
4.1. Đánh giá chung:
Thiết kế nền mặt đờng theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đờng, mỗi lớp
kết cấu thờng đợc làm bằng vật liệu khác nhau có cờng độ và chiều dày khác nhau với chức năng độc lập. Tuỳ theo vị trí của mỗi lớp mà vai trò chức năng của nó đối với toàn bộ kết cấu áo đờng sẽ khác nhau. Tuy nhiên chúng ta không thể phủ nhận vai trò của nền đờng, nhất là cờng độ lớp trên của nền.
Việc áp dụng phơng pháp gia cố lớp trên nền đờng sẽ có tác dụng sau:
+ Làm giảm đáng kể ứng suất thẳng đứng do tải trọng xe truyền xuống nền đ-
ờng. Nếu sử dụng lớp móng bằng vật liệu hạt không gia cố thì môđun của chúng t- ơng đối thấp nên chỉ có thể thông qua việc tăng bề dày móng để làm giảm ứng suất nền, trong khi sử dụng lớp có gia cố chất liên kết vô cơ thì bề dày đáy móng giảm đáng kể. Chính nhờ tác dụng này mà lớp trên nền đờng đợc gia cố có thể đem lại hiệu quả kinh tế – kỹ thuật đáng kể.
+ Mặt khác nếu dùng lớp trên nền đờng bằng vật liệu gia cố có môđun lớn thì
chúng có thể tạo lên “hiệu ứng đe” và do vậy việc lu lèn các lớp phía trên sẽ đợc thuận lợi và dễ đạt đợc độ chặt cao, nhờ đó tăng cờng đợc chất lợng và hiệu quả của các lớp trên.
Thông qua việc phân tích trạng thái ứng suất biến dạng từ giải hệ nhiều lớp
đàn hồi, ngời ta đã rút ra đợc một số kết quả sau:
+ Về độ võng của toàn bộ kết cấu: Nếu môđun đàn hồi của đất nền tăng lên
20% thì hiệu quả làm giảm độ võng tổng cộng của nó tơng đơng với việc môđun đàn hồi của vật liệu lớp móng tăng thêm 100%. Do đó, để giảm độ võng chung thì trớc hết tăng môđun nền đất, sau đó mới tăng môđun và bề dày tầng móng.
+ Việc tăng bề dày kết cấu áo đờng sẽ không làm giảm đợc ứng suất cắt lớn
nhất xuất hiện ở lớp mặt trên cùng. Để tránh lớp mặt bị phá hoại thì biện pháp chủ yếu là phải dùng vật liệu có cờng độ chống cắt trợt cao, đồng thời tăng bề dày lớp móng một cách thoả đáng.
Vì nhiều lý do mà từ trớc đến nay chúng ta cha thực sự quan tâm đến lớp trên nền đờng. Chính vì vậy tác giả đã lựa chọn nội dung này để làm đề tài cho luận án.
Luận án này đợc hoàn thành dựa trên các tài liệu trong và ngoài nớc, từ các kết quả nghiên cứu thực tế thí nghiệm vật liệu gia cố làm lớp trên nền đờng của một số đề tài trong nớc.
Luận án này đã nghiên cứu ảnh hởng của lớp trên nền đờng đến kết cấu áo đ- ờng mềm, ảnh hởng của nền đất đến lớp trên nền đờng.
4.2. Kết luận:
Số liệu tính toán dựa trên các đề tài nghiên cứu các vật liệu để gia cố làm lớp trên nền đờng và việc tính toán theo 22TCN 211-06.
Khi đặt kết cấu áo đờng trên nền đất (có môđun đàn hồi E0=250-:-
400(daN/cm2) việc gia cố lớp trên nền đờng bằng lớp cấp phối đồi gia cố xi măng
(4%, 6%), phụ gia vôi cha tôi (2%) và phụ gia hoá học PG (10mml) hoặc vật liệu cát gia cố chất liên kết vô cơ (4%XM + 2%V đến 5,5%XM+0,5%V) thì đã làm cho môđun đàn hồi của lớp trên nền đờng tăng lên:
+ Đối với lớp trên nền đờng bằng vật liệu cát gia cố chất liên kết vô cơ (4%XM
+ 2%V đến 5,5%XM+0,5%V) có thể chọn giá trị E0/E1 = 0,101 -:- 0,25 và có chiều dày h = 15 -:-30cm, khi đó môđun đàn hồi chung của lớp trên nền đờng tằng từ
442,40 (daN/cm2) đến 1.000,80(daN/cm2).
+ Đối với lớp trên nền đờng bằng lớp cấp phối đồi gia cố xi măng (4%, 6%),
phụ gia vôi cha tôi (2%) và phụ gia hoá học PG (10mml) có thể chọn giá trị E0/E1 = 0,125 -:- 0,286 và có chiều dày h = 20-:-60cm, khi đó môđun đàn hồi chung của lớp
trên nền đờng tằng từ 491,40 (daN/cm2) đến 1.266,80(daN/cm2).
Khi gia cố lớp trên nền đờng bằng vật liệu gia cố vô cơ đã cho môđun đàn hồi chung (Ech1) của lớp trên nền đờng tăng lên, từ đó dẫn tỡi môđun đàn hồi chung của toàn kết cấu áo đờng đã tăng lên đáng kể. Để thấy đợc sự thay đổi này, chúng tôi đã so sánh kết quả tính toán giữa lớp trên nền đờng là đất đắp K98 có h=30cm và lớp trên nền đờng là vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ áp dụng cho hai mặt đ- ờng cấp cao A1, A2, kết quả nh sau:
+ Đối với lớp trên nền đờng là cấp phối đồi gia cố xi măng (4%, 6%), phụ gia
vôi cha tôi (2%) và phụ gia hoá học PG (10mml):
o Với kết cấu mặt đờng A1: Ech đã tăng từ 1.778,78 (tơng đng với tỷ lệ
tăng 1,08) (ứng với lớp có E0=250, E1=1.400, h=20cm) đến 2.671,71
(daN/cm2) (tơng đng với tỷ lệ tăng 1,50) (ứng với lớp có E0=400,
o Với kết cấu mặt đờng A2: Ech đã tăng từ 1.527,81 (tơng đng với tỷ lệ tăng 1,12) (ứng với lớp có E0=250, E1=1.400, h=20cm) đến 2.138,93
(daN/cm2) (tơng đng với tỷ lệ tăng 1,42) (ứng với lớp có E0=400,
E1=2.000, h=60cm) so với lớp trên nền đờng là đất đắp K98 dày 30cm.
+ Đối với lớp trên nền đờng bằng vật liệu cát gia cố chất liên kết vô cơ (4%XM
+ 2%V đến 5,5%XM+0,5%V):
o Với kết cấu mặt đờng A1: Ech đã tăng từ 1.696.61 (tơng đng với tỷ lệ
tăng 1,03) (ứng với lớp có E0=250, E1=1.600, h=15cm) đến 2.460,98
(daN/cm2) (tơng đng với tỷ lệ tăng 1,38) (ứng với lớp có E0=400,
E1=2.400, h=30cm) so với lớp trên nền đờng là đất đắp K98 dày 30cm.
o Với kết cấu mặt đờng A2: Ech đã tăng từ 1.434,00 (tơng đng với tỷ lệ
tăng 1,05) (ứng với lớp có E0=250, E1=1.600, h=15cm) đến 1.994,19
(daN/cm2) (tơng đng với tỷ lệ tăng 1,32) (ứng với lớp có E0=400,
E1=2.400, h=30cm) so với lớp trên nền đờng là đất đắp K98 dày 30cm. Do đó, việc tăng cờng lớp trên nền đờng ngoài cải thiện đợc môđun đàn hồi nền đờng, nó còn ảnh hởng tới môđun đàn hồi chung của toàn bộ kết cấu áo đờng làm cho Ech tăng từ 1,03 lần đến 1,50 lần so với lớp trên nền đờng là đất đắp K98 dày 30cm thông dụng.
Ngoài ra, việc gia cố lớp trên nền đờng đã không những làm tăng môđun đàn hồi của kết cấu mà còn có tác dụng làm giảm chiều dày kết cấu, khi đó kết cấu áo đ- ờng có lớp trên nền đờng đợc gia cố giảm chiều dày đi chỉ bằng 0,78 -:- 0,825 lần (với kết cấu áo đờng A1) và bằng 0.866 lần (với kết cấu áo đờng A2) so với các kết cấu áo đờng không đợc gia cố lớp trên nền đờng.
Nh vậy, Việc tăng cờng lớp trên nền đờng đã làm cho môđun đàn hồi lớp trên nền đờng tăng lên giúp cho việc lựa chọn, thiết kế kết cấu áo đờng mềm rất dễ dàng, giảm đợc chiều dày kết cấu áo đờng cũng nh phải sử dụng các lớp vật liệu có cờng độ cao và làm mặt đờng cấp cao A1,A2 có thể áp dụng đợc ở cả các tỉnh khan hiếm vật liệu làm kết cấu áo đờng hoặc chi phí để hoàn thành kết cấu áo đờng lớn từ đó đem lại hiệu quả kinh tế.
4.3. Kiến nghị
Hiện nay, việc gia cố lớp trên nền đờng đã đợc nghiên cứu nhng việc áp dụng còn ở mức độ hạn chế, do vậy việc nghiên cứu này cần phải đợc thu thập thêm số
liệu, nghiên cứu tình hình vật liệu xây dựng ở từng khu vực, từng tỉnh trong cả nớc để đa ra nhiều loại vật liệu gia cố làm lớp trên nền đờng phù hợp với từng khu vực đặc thù trên.
Dựa trên lý thuyết nghiên cứu và thực tiễn áp dụng, có thể đa ra đợc các quy trình, quy phạm cho vật liệu gia cố lớp trên nền đờng áp dụng cho kết cấu mặt đờng cấp cao A1, A2.