CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
6.2. Tính toán kết cấu áo đường
6.2.3. Phương án đầu tư tập trung (15 năm)
Phương án đầu tư tập trung 1 lần là phương án cần một lượng vốn ban đầu lớn để có thể làm con đường đạt tiêu chuẩn với tuổi thọ 15 năm (bằng tuổi thọ lớp mặt sau một lần đại tu). Do yêu cầu thiết kế đường là nối hai trung tâm kinh tế, chính trị văn hoá lớn, đường cấp III có Vtt = 60 km/h cho nên ta dùng mặt đường cấp cao A1 có lớp mặt Bê tông nhựa với thời gian sử dụng là 15 năm.
6.2.3.2. Sơ bộ lựa chọn kết cấu áo đường
Tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, tận dụng nguyên vật liệu địa phương để lựa chọn kết cấu áo đường; do vùng tuyến đi qua là vùng đồi núi, là nơi có nhiều mỏ vật liệu đang đƣợc khai thác sử dụng nhƣ đá, cấp phối đá dăm, đá dăm nước, cấp phối sỏi cuội cát, xi măng...
Theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211 – 06, theo bảng 2 – 2 bề dày tối thiểu mặt đường cấp cao A1, mà trục xe tích lũy ta tính trong 15 năm có Ne = 2,65x106 >
2x106 thì bề dày tối thiểu tầng mặt cấp cao A1 = 10 cm. Kết hợp với Ech
yc và dựa vào 22TCN 211–06 tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm lên ta lựa chọn kết cấu áo đường cho toàn tuyến M1 –N1 thuộc huyện Yên Bình tỉnh Yên Bái như sau:
Phương án I: Phương án II:
BTN hạt mịn 4cm E1 = 420Mpa BTN hạt mịn 4cm E1 = 420Mpa BTN hạt trung 7cm E2 = 350Mpa BTN hạt trung 7cm E2 = 350Mpa CPDD loại I E3 = 300Mpa CPDD loại I E3 = 300Mpa CPDD loại II E4 = 250Mpa Đá dăm nước E4 = 280Mpa
Đất nền E0 = 42 Mpa Đất nền E0 = 42Mpa
Kết cấu đường hợp lý là kết cấu thoả mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật.
Việc lựa chọn kết cấu trên cơ sở các lớp vật liệu đắt tiền có chiều dày nhỏ tối thiểu, các lớp vật liệu rẻ tiền hơn sẽ đƣợc điều chỉnh sao cho thoả mãn điều kiện về Eyc. Công việc này đƣợc tiến hành nhƣ sau:
Lần lƣợt đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp để xác định môđun đàn hồi cho lớp mặt đường.
Phương án I: Ech = 182,6 (Mpa)
BTN chặt hạt mịn 4 cm E1 = 420 (Mpa) BTN chặt hạt trung 7 cm E2 = 350 (Mpa)
CPDD loại I E3 = 300 (Mpa)
CPDD loại II E4 = 250 (Mpa)
Đất nền E0 = 42 (Mpa)
Đổi 2 lớp BTN về 1 lớp theo ph-ơng pháp đổi tầng ta có:
E = 420, h = 4 cm 1 1
E = 0 E ch 1
E = 182,6 Mpach
Tra toán đồ hình 3 – 1. Tiêu chuẩn ngành 22TCN 211 – 06
Tra toán đồ hình 3–1. Tiêu chuẩn ngành 22TCN 21 – 06
E = 350, h = 7 cm 2
E = 0 E ch 2
E = 171,36 Mpach 1
Để chọn đƣợc kết cấu hợp lý ta sử dụng cách tính lặp các chỉ số H3 và H4 (giả định H3 rồi tìm H4)
E = 300, h = ?3 3
E = 0 42
E = 154,35 Mpach
E = 250, h = ?4 4 2
⇒
⇒
Chiều dày các lớp móng của 2 ph-ơng án xem phụ lục 1.4.6
Thiết lập đơn giá cơ bản của các lớp vật liệu, nhằm tính đƣợc giá trị sản phẩm từ đó có cơ sở để so sánh giữa các phương án và lựa chọn ra phương án có giá trị đầu tƣ là thấp nhất:
Giá vật liệu áp dụng theo thông báo giá VLXD khu vực thành phố Yên Bái tháng 08/2013 số: 603/CB – SXD ngày 08 tháng 9 năm 2013 của liên sở Tài chính – Sở Xây dựng UBND tỉnh Yên Bái, vận chuyển bằng đường sông, đường bộ và vận chuyển khác về chân công trình.
Nhân công: Áp dụng theo nghị định 103/2012/NĐ – CP ngày 04 tháng 12 năm 2012 của Thủ tướng chính phủ quy định mức lương tối thiểu vùng đối với người làm việc ở doanh nghiệp.
Giá ca máy: Lấy theo thông tƣ số 06/2010/TT – BXD ngày 26 tháng 05 năm 2010 của Bộ xây dựng về hướng dẫn phương pháp xác định giá ca máy và thiết bị thi công xây dựng công trình, giá xăng dầu lấy theo giá hiện hành.
Định mức:
Theo định mức dự toán xây dựng công trình (phần xây dựng) số 1776/BXD – VP/Q ngày 16 tháng 8 năm 2007 của Bộ xây dựng
Theo định mức dự toán xây dựng công trình (phần lắp đặt) số 1777/BXD – VP/Q ngày 16 tháng 8 năm 2007 của Bộ xây dựng
Đơn giá chi tiết xem phụ lục 1.4.7
Bảng giá xây dựng:
STT Tên vật liệu Giá thành
1 BTN chặt hạt mịn 2.944.372 (đ/m3) 2 BTN chặt hạt trung 2.817.188 (đ/m3) 3 Cấp phối đá dăm loại I 352.490 (đ/m3) 4 Cấp phối đá dăm loại II 325.137 (đ/m3) 5 Đá dăm nước 350.301 (đ/m3) Bảng giá thành kết cấu chi tiết xem phụ lục 1.4.8
Kết luận: Chọn giải pháp 3 của phương án I. Vậy đây chính là kết cấu được lựa chọn để tính toán kiểm tra.
Bảng 6.2: Kết cấu áo đường phương án chọn đầu tư tập trung
Lớp kết cấu E yc= 182,6 (Mpa) hi Ei
BTN chặt hạt mịn 4 420
BTN chặt hạt trung 7 350
CPĐD loại I 17 300
CPĐD loại II 32 250
Nền đất: Eđất nền = 42 Mpa Trình tự kiểm toán:
Ta kiểm tra độ vừng đàn hồi (biến dạng thẳng đứng) của cả kết cấu ỏo đường dưới tác dụng của tải trọng xe chạy tính toán (tải trọng động và trùng phùng) khụng vƣợt quỏ độ vừng đàn hồi giới hạn cho phộp.
Kiểm tra ứng suất cắt tại mọi điểm trong nền đất dưới áo đường và trong các lớp vật liệu kém dính do tải trọng xe chạy tính toán gây ra tại các vị trí đó không vƣợt quá ứng suất cắt giới hạn của đất hoặc vật liệu.
Kiểm tra ứng suất kéo uốn tại đáy các lớp vật liệu tầng mặt do tải trọng xe chạy tính toán gây ra không vƣợt trị số ứng suất của vật liệu.
6.2.4. Tính toán kiểm tra kết cấu áo đường phương án chọn