4.4. Đề xuất các kết cấu và kiểm toán kết cấu
4.4.1. Đề xuất mô hình kết cấu
Căn cứ theo điều kiện khu vực tình Bình Thuận cũng nhƣ vùng duyên hải Nam Trung Bộ, các nguồn nguyên vật liệu tại địa phương, các mô hình thiết kế đường giao thông nông thôn tham khảo trong Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN10380:2014 “Đường Giao thông nông thôn – Yêu cầu thiết kế”. Đề xuất một số dạng kết cấu đường giao thông nông thôn dùng cho đường huyện, đường xã nhƣ sau:
- Đối với đường huyện:
+ Đường huyện có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của huyện, là cầu nối chuyển tiếp hàng hóa, hành khách từ hệ thống đường quốc gia (quốc lộ, tỉnh lộ) đến trung tâm hành chính của huyện, của xã và các khu chế xuất của huyện; phục vụ sự đi lại và lưu thông hàng hóa trong phạm vi của huyện. Lưu
lượng xe thiết kế (Nn) ở mức (100 200) PCU đối với đường huyện thứ yếu hoặc ≥ 200 PCU đối với đường huyện quan trọng.
+ Căn cứ theo Tiêu chuẩn đường giao thông nông thôn TCVN 10380:2014 có các loại đường A, B, C, D; tuy nhiên trong Tiêu chuẩn này cũng khuyến nghị cấp đường giao thông nông thôn có thể lựa chọn đường loại cấp IV đến cấp VI trong Tiêu chuẩn TCVN 4054:2005 – Yêu cầu thiết kế đường ô tô. Như phân tích tại Chương 1, đường giao thông nông thôn tại khu vực duyên hải Nam Trung Bộ cũng nhƣ tỉnh Bình Thuận có cấp kĩ thuật từ cấp IV trở xuống, đặc biệt tỉnh Bình Thuận tỉ lệ đường từ cấp IV đến cấp VI chiếm tỉ lệ tương đối cao (khoảng 58,79%), chức năng của những tuyến đường này là những trục đường huyện, đường xã quan trọng đối với sự phát triển kinh tế của địa phương, là cầu nối chuyển tiếp hàng hóa, hành khách từ hệ thống quốc lộ, đường tỉnh đến các trung tâm hành chính của huyện, của xã, các khu chế xuất của địa phương…; hơn nữa các phương tiện vận tải trên các trục đường này có tải trọng đến 10 tấn và 24 ghế.
Do vậy để nghiên cứu tính toán kết cấu áo đường, đề xuất lựa chọn kết cấu đề xuất đối với đường huyện tương ứng với đường cấp VI, một số yêu cầu kĩ thuật đối với đường cấp VI cho vùng đồng bằng (tương đương với địa hình vùng duyên hải Nam Trung Bộ hay tỉnh Bình Thuận) nhƣ Bảng 4.1 sau đây:
Bảng 4. 1 Chiều rộng tối thiểu các yếu tố trên mặt cắt ngang đường cấp VI
Các yếu tố Quy định
Lưu lượng thiết kế nhỏ hơn 200 PCU
Tốc độ thiết kế 30 km/h
Số làn xe tối thiểu dành cho xe cơ giới 1 làn xe Bề rộng phần xe chạy dành cho cơ xe cơ giới 3,5 m
Bề rộng lề gia cố 1,5 m
Bề rộng nền đường 6,5 m
Tải trọng trục xe thiết kế > 6000 đến 10.000 Kg + Với đề xuất lựa chọn cấp kĩ thuật đường cấp VI, căn cứ theo khuyến cáo các dạng kết cấu đường điển hình đối với đường giao thông nông thôn dành cho
đường huyện quy định tại TCVN 13080:2014 có khuyến cáo về các lớp kết cấu, chiều dày của từng lớp, nghiên cứu đề xuất lựa chọn 4 dạng kết cấu đường huyện khác nhau, trong đó có 2 dạng kết cấu áo đường cứng và 2 dạng kết cấu áo đường mềm với các lớp kết cấu có sử dụng loại vật liệu gia cố cát đỏ + tro bay gia cố xi măng và cát đỏ + cát nghiền + tro bay và xi măng, cụ thể như Bảng 4.2 dưới đây:
Bảng 4. 2 Đề xuất mô hình kết cấu đối với đường huyện Lưu lượng
xe thiết kế (Nn), PCU
Kết cấu mặt đường
Loại cấp phối Lớp vật liệu Chiều
dày, cm Áo đường mềm
100 200 KC 1.1
Láng nhựa 3 lớp 3
Cát đỏ+tro bay+gia cố xi măng (là lớp
cát gia cố)
20
- 95% cát đỏ + 5% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ+trobay)).
- Rn = 8,638 MPa - Rech = 0,499 MPa - Edh = 1015 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
24 + nền đất KC 1.2
Láng nhựa 3 lớp 3
Cát đỏ+tro bay+gia cố xi măng (là lớp
cát gia cố)
22
- 90% cát đỏ + 10% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ+trobay)).
- Rn = 7,676 MPa - Rech = 0,446 MPa - Edh = 944 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
22 + nền đất Áo đường cứng
KC 1.3 Cát đỏ+Cát nghiền+tro bay+xi
măng (là lớp bê
20
- 50% cát nghiền + 50% cát đỏ / (tro bay/xi măng =25%
- Rn = 36,8 MPa
Lưu lượng xe thiết kế (Nn), PCU
Kết cấu mặt đường
Loại cấp phối Lớp vật liệu Chiều
dày, cm
tông hạt nhỏ) - Rech = 3,85 MPa
- Rku = 7,01 MPa - Edh = 24.015 MPa Cát đỏ+tro bay+gia
cố xi măng (là lớp cát gia cố)
18
- 95% cát đỏ + 5% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ + tro bay)).
- Rn = 8,638 MPa - Rech = 0,499 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
22 + nền đất KC 1.4
Cát đỏ+Cát nghiền+tro bay gia
cố xi măng (là lớp bê tông hạt nhỏ)
20
- 50% cát nghiền + 50% cát đỏ / (tro bay/xi măng =25%
- Rn = 36,8 MPa - Rech = 3,85 MPa - Rku = 7,01 MPa - Edh = 24.015 MPa Cát đỏ+tro bay+gia
cố xi măng (là lớp cát gia cố)
20
- 90% cát đỏ + 10% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ + tro bay)).
- Rn = 7,676 MPa - Rech = 0,446 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
20 + nền đất
- Đối với đường xã:
+ Đường xã có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của xã, kết nối, lưu thông hàng hóa từ huyện tới các thôn, làng, ấp, bản, các cơ sở sản xuất kinh doanh của xã, chủ yếu phục vụ sự đi lại của người dân và lưu thông hàng hóa trong trong phạm vi của xã. Lưu lượng xe thiết kế (Nn) ở mức (50 100) PCU đối với đường xã thứ yếu hoặc (100 200) PCU đối với đường xã quan trọng.
+ Dạng kết cấu đề xuất đối với đường xã đáp ứng với đường loại A, một số yêu cầu kĩ thuật đối với đường cấp A cho vùng đồng bằng (tương đương với địa hình vùng duyên hải Nam Trung Bộ hay tỉnh Bình Thuận) nhƣ Bảng 4.3 sau:
Bảng 4. 3 Chiều rộng tối thiểu các yếu tố trên mặt cắt ngang đường cấp A Cấp kỹ thuật
của đường
Tốc độ thiết kế, Km/h
Chiều rộng nền, m
Chiều rộng mặt, m
Chiều rộng lề, m
A 30 6,5 3,5 1,50
+ Với đề xuất lựa chọn cấp kĩ thuật đường loại A, căn cứ theo khuyến cáo các dạng kết cấu đường điển hình đối với đường giao thông nông thôn dành đường đường xã quy định tại TCVN 13080:2014, khuyến cáo về các lớp kết cấu, chiều dày của từng lớp, nghiên cứu đề xuất lựa chọn 4 dạng kết cấu đường xã khác nhau, trong đó có 2 dạng kết cấu áo đường cứng và 2 dạng kết cấu áo đường mềm với các lớp kết cấu có sử dụng loại vật liệu gia cố cát đỏ + tro bay gia cố xi măng và cát đỏ + cát nghiền + tro bay và xi măng, cụ thể như Bảng 4.4 dưới đây:
Bảng 4. 4 Đề xuất mô hình kết cấu đối với đường xã Lưu lượng
xe thiết kế (Nn), PCU
Kết cấu mặt đường
Loại cấp phối Lớp vật liệu Chiều
dày, cm Áo đường mềm
50÷ < 100 KC 2.1
Láng nhựa 2 lớp 2 Cát đỏ+tro bay+gia
cố xi măng (là lớp cát gia cố)
18
- 95% cát đỏ + 5% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ+trobay)).
- Rn = 8,638 MPa - Rech = 0,499 MPa - Edh = 1015 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
20 + nền đất KC 2.2
Láng nhựa 2 lớp 2 Cát đỏ+tro bay+gia
cố xi măng (là lớp 20 - 90% cát đỏ + 10% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ+trobay)).
Lưu lượng xe thiết kế (Nn), PCU
Kết cấu mặt đường
Loại cấp phối Lớp vật liệu Chiều
dày, cm
cát gia cố) - Rn = 7,676 MPa
- Rech = 0,446 MPa - Edh = 944 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
20 + nền đất Áo đường cứng
KC 2.3 Cát đỏ+Cát nghiền+tro bay gia
cố xi măng (là lớp bê tông hạt nhỏ)
18
- 40% cát nghiền + 60% cát đỏ / (tro bay/xi măng =25%
- Rn = 35,72 MPa - Rech = 3,59 MPa - Rku = 5,18 MPa - Edh = 23.007 MPa Cát đỏ+tro bay+gia
cố xi măng (là lớp cát gia cố)
20
- 95% cát đỏ + 5% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ+tro bay)).
- Rn = 9,737 MPa - Rech = 0,702 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
22 + nền đất KC 2.4
Cát đỏ+Cát nghiền+tro bay gia
cố xi măng (là lớp bê tông hạt nhỏ)
18
- 40% cát nghiền + 60% cát đỏ / (tro bay/xi măng =25%
- Rn = 35,72 MPa - Rech = 3,59 MPa - Rku = 5,18 MPa - Edh = 23.007 MPa Cát đỏ+tro bay+gia
cố xi măng (là lớp cát gia cố)
18
- 90% cát đỏ + 10% tro bay + 6% xi măng (6% khối lƣợng (cát đỏ + tro bay)).
- Rn = 7,676 MPa - Rech = 0,446 MPa Cấp phối tự nhiên +
Nền đất
22 + nền đất
Hình 4. 1 Tổng hợp mô hình kết cấu áo đường đề xuất 1. Đối với áo đường mềm
Đường huyện Kết cấu 1.1
Kết cấu 1.2
Đường xã Kết cấu 2.1
Kết cấu 2.2
2. Đối với áo đường cứng Đường huyện
Kết cấu 1.3
Kết cấu 1.4
Đường xã Kết cấu 2.3
Kết cấu 2.4
ĐDLN 3 cm
CĐ: 95%, TB: 5%, XM 6% (CĐ+TB) Cấp phối tự
nhiên
20 cm
ĐDLN CĐ: 90%, TB: 10%,
XM:6% (CĐ+TB))
3 cm 22 cm
ĐDLN CĐ: 95%, TB: 5%, XM: 6% (CĐ+TB)
Cấp phối tự nhiên
2 cm 18 cm
ĐDLN
CĐ: 90%, TB: 10%, XM 6% (CĐ+TB)
2 cm 20 cm
20 cm CĐ:50%, CN:50%
20 cm CĐ:95%, TB:5%,
XM:6% (CĐ+TB))
20 cm CĐ:50%, CN:50%
20 cm CĐ:90%, TB:10%,
XM: 6% (CĐ+TB)
20 cm CĐ:60%, CN:40%
22 cm CĐ:95%, TB:5%,
XM:6% (CĐ+TB)
20 cm CĐ:60%, CN:40%
22 cm CĐ:90%, TB:10%,
XM 6%(CĐ+TB)
24 cm 20 cm
Cấp phối tự
nhiên 22 cm Cấp phối tự 20 cm
nhiên
Cấp phối tự
nhiên 22 cm Cấp phối tự
nhiên 22 cm
Cấp phối tự nhiên
Cấp phối tự nhiên
20 cm 22 cm