1.1. Căn cứ lựa chọn kết cấu ỏo đường
Việc lựa chọn kết cấu ỏo đường được dựa trờn cỏc yếu tố sau:
- Đối với mặt đường
+ í nghĩa, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường. + Lưu lượng xe chạy thiết kế.
+ Tốc độ xe chạy tớnh toỏn.
+ Khả năng cung cấp vật liệu, phương tiện thi cụng, điều kiện khớ hậu và điều kiện để duy tu bảo dưỡng.
- Đối với múng đường
+ Điều kiện địa chất thuỷ văn, thổ nhưỡng. + Tỡnh hỡnh nguyờn vật liệu cú sẵn.
* Chọn vật liệu cho tầng mặt ỏo đường
Vật liệu làm lớp mặt chủ yếu cần dựng loại ớt hoặc khụng thấm nước, cú cường độ và tớnh ổn định về cường độ đối với nước và nhiệt cao, đặc biệt cú khả năng chống tỏc dụng phỏ hoại bề mặt cũng như chịu bào mũn tốt. Vỡ vậy, nờn dựng cỏc vật liệu cú cấu trỳc liờn kết tốt (dựng thờm chất kiờn kết) cú độ chặt lớn, cú cốt liệu được chọn lọc về hỡnh dạng và tỡnh trạng bề mặt để bảo đảm cường độ .Để đảm bảo cỏc điều kiện trờn ta chọn bờ tụng atphalt làm vật liệu cho lớp mặt đường.
* Chọn vật liệu cho tầng múng ỏo đường :
Vật liệu tầng múng cú thể dựng cả cỏc loại cấu trỳc rời rạc, kớch cỡ lớn, ớt chịu được bào mũn như cỏc lớp đỏ dăm, cấp phối, đất và đỏ gia cố chất liờn kết vụ cơ, sỏi cuội, đỏ ba, phế liệu cụng nghiệp, gạch vỡ... Cường độ của lớp múng càng phớa dưới thỡ cú cường độ thấp hơn để phự hợp với quy luật truyền ứng suất do hoạt tải.
1.2. Tớnh toỏn số trục xe tiờu chuẩn và xỏc định cấp thiết kế kết cấu ỏo đường.
- Lưu lượng xe năm đầu thiết kế theo thống kờ là 750 xe cỏc loại.
- Hệ số tăng trưởng hàng năm là 7%
- Tải trọng trục tiờu chuẩn tớnh toỏn là Ptc =10T
- Tải trọng trục và thành phần cỏc loại xe như sau:
SST Loại xe Thành phần% xe Lưu lượng(Ni) cuối năm thiếtLưu lượng xe kế (Nqd) 1 Xe tải nặng 3 3 23 58 2 Xe tải nặng 2 4 30 77 3 Xe tải nặng 1 3 23 58 4 Xe tải trung 17 128 329 5 Xe tải nhẹ 13 98 251
6 Xe bus nhỏ 42 315 812
7 Xe bus lớn 18 135 348
8 Xe con 0 0 0
Tổng 100 750 1933
- Theo số liệu thống kờ loại về tỷ phần và thành phần xe qua tuyến đường, tải trọng trục của cỏc loại xe lớn nhất là 10T vỡ vậy kết cấu ỏo đường chỉ cần tớnh toỏn và kiểm toỏn với tải trọng trục tiờu chuẩn Ptc=10T
- Quy đổi tải trọng xe về về tải trọng trục tiờu chuẩn 10T để tớnh toỏn, kiểm toỏn kết cấu mặt đường.
- Cơ sở qui đổi: + Phỏ hoại tương đương
+ Đổi cụm trục về trục tớnh toỏn
+ Chỉ quy trục cú tải trọng lớn hơn 25T
+ Cỏc cụm trục cú khoảng cỏch >3m thỡ quy đổi về trục đơn và <3m quy đổi về cụm trục.
- Cụng thức quy đổi: Trong đú:
+ ni: Số trục thứ i = tổng số trục cú tải trọng Pi; + Pi: Tải trọng trục thứ i.
+ C1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của cỏc trục trong cụm trục khi quy đổi C1=1+1,2.(m-1) với m là số trục sau.
+ C2: Hệ số kể đến số bỏnh trong cụm bỏnh; C2 = 0.38 (4 bỏnh trở lờn); C2 = 1 (với 2 bỏnh); C2 = 6.4 (với 1 bỏnh với trục sau và trục trước)
Loại xe (kNPi ) C1 C2 ni C1.C2.ni.(Pi/100)4.4 Xe con Trục trước 18 1 6.4 0 0 Trục sau 18 1 6.4 0 0 Xe bus nhỏ Trục trước 26.4 1 6.4 812 14 Trục sau 45.2 1 1 812 24 Xe bus lớn Trục trước 56 1 6.4 348 173 Trục sau 95.8 1 1 348 288 Tải Trung Trục trước 25.8 1 6.4 329 5 Trục sau 69.6 1 1 329 66 Tải nhẹ Trục trước 18 1 6.4 251 0 Trục sau 56 1 1 251 19 Tải nặng 1 Trục trước 48.2 1 6.4 58 14 Trục sau 100 1 1 58 58 Tải Nặng Trục trước 45.2 1 6.4 77 14
2 Trục sau 94.2 2.2 1 77 130Tải Nặng Tải Nặng 3 Trục trước 23.1 0 0 58 0 Trục sau 73.2 2 0.38 58 11 Tổng số trục quy đổi 816
- Bảng số trục tiờu chuẩn quy đổi ở năm cuối thiết kế:
Số trục xe tớnh toỏn tiờu chuẩn ở năm cuối thời hạn thiết kế (t = 15 năm )là:
816(trục/ng.đ)
- Tớnh số trục xe tiờu chuẩn tớnh toỏn trờn 1 làn xe:
Trong đú:
+ fL= 0.55 đường cấp III – MN: 2 làn xe khụng cú dải phõn cỏch
+ Ntk: số trục xe tớnh toỏn tiờu chuẩn trờn 1 làn xe ở năm cuối thời hạn thiết kế.
0.55 x 816 = 449(trục/làn/ng.đ)
- Tớnh số trục xe tiờu chuẩn tớch lũy trong thời hạn thiết kế.
Trong trường hợp được dự bỏo về tỷ lệ tăng trưởng xe trung bỡnh hàng năm q thỡ Ne cú thể tớnh theo cụng thức sau:
Trong đú :
+ Ntt là số trục xe quy đổi về số trục xe tiờu chuẩn ở năm cuối thời hạn thiết kế. + q : Hệ số tăng trưởng giao thụng trung bỡnh hàng năm; q = 7%
+ t : Thời hạn tớnh toỏn thiết kế của tuyến đường là ≥15 năm. Thay số ta được :
816 = 2.9 . 106(trục)
1.3. Chọn loại kết cấu tầng mặt và sơ bộ dự kiến cấu tạo kết cấu ỏo đường
a. Chọn loại kết cấu tầng mặt
- Đường cấp III – Miền Nỳi cú vtk = 60 km/h.
- Số trục xe tiờu chuẩn tớch lũy là 2,9 . 106
Kiến nghị chọn loại tầng mặt cấp cao A1; và chọn thời hạn thiết kế là t = 15 năm. b. Sơ bộ dự kiến cấu tạo kết cấu ỏo đường
Chọn loại tầng mặt và dự kiến cấu tạo kết cấu gồm lớp mặt gồm 2 lớp: lớp mặt trờn là BTNC hạt mịn dày 6cm, lớp mặt dưới là BTNC hạt trung dày 8cm; tầng múng trờn làm bằng Cấp phối đỏ dăm loại I dày 14cm và tấng múng dưới làm bằng Cấp phối đỏ dăm loại II dày 30cm.
Theo nguyờn tắc thiờt kế tổng thể nền mặt đường ta sơ bộ chọn kết cấu ỏo đường cho cả phần đường xe chạy và phần lề gia cố của toàn tuyến như sau:
Lớp vật liệu Chiều dày h (cm)
- BTNC hạt mịn 6
- BTNC hạt trung 8
- Cấp phối đỏ dăm loại I 14
- Cấp phối đỏ dăm loại II 30
1.4. Mụ đun đàn hồi chung yờu cầu của mặt đường
Với mặt đường được chọn là cấp cao A1và tải trọng tớnh toỏn 10T tra bảng 3-4 quy trỡnh thiết kế ỏo đường mềm 22TCN 211-06, ta được :
Ntt 200 449 500
Eyc 160 174.93 178
Tiến hành nội suy ta được mụđun đàn hồi yờu cầu chung của mặt đường là: Eyc = 174.93 (Mpa).
Kết hợp với giỏ trị tối thiểu yờu cầu của mụ đun đàn hồi của đường cấp III là 140MPa. Kết luận: Eyc = 174.93 (Mpa).
1.5 Cỏc đặc trưng của đất nền
Khu vực đoạn tuyến đi qua thuộc đoạn A-B , Địa chất vựng này là đất Bazan Tõy nguyờn. Chọn đất cú độ ẩm tương đối tớnh toỏn a = 0,6.
Khi đú, tra Bảng B3 – Phụ lục B: 22TCN211 – 06 ta được cỏc đặc trưng tớnh toỏn của đất nền như sau:
Mụ đun đàn hồi : E0 = 44 Mpa Lực dớnh : C = 0,031 Gúc nội ma sỏt : =120
II.