- Thay đổi một cách cơ bản tính chất hóa – khoáng của đất,
2.3.2Phương pháp tính chiều dày kết cấu mặt đường ôtô sử dụng đất gia cố:
7. Bằng các loại Clorua canxi; Cấu trúc đông tụ Đất sét, á sét, á cát Độ ẩm của các hạt mịn trogn đất Bảo dưỡng các loại mặt đường
2.3.2Phương pháp tính chiều dày kết cấu mặt đường ôtô sử dụng đất gia cố:
ổn định nước, với nhiệt.
2.3.2 Phương pháp tính chiều dày kết cấu mặt đường ô tô sử dụng đất giacố: cố:
2.3.2.1 Đặc điểm của mặt đường sử dụng vật liệu đất gia cố:
Hiện nay người ta đã nhận thấy là vật liệu đất, đá gia cố chất liên kết vô cơ sau khi hình thành cường độ xong đều có độ cứng và tính toán khối tương đối lớn, có khả năng phân bố tải trọng tương đối tốt, biến dạng tương đối nhỏ, do đó quy luật phân bố ứng suất và biến dạng gần với vật liệu đàn hồi để tính toán kết cấu mặt đường có sử dụng vật liệu đất, đá gia cố bằng chất liên kết vô cơ thì sẽ khá phù hợp với tình hình làm việc của kết cấu.
2.3.2.2 Phương pháp thiết kế chiều dày mặt đường sử dụng vật liệu đất gia cố:
Từ những đặc điểm của mặt đường có sử dụng vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ ( vật liệu gia cố) chúng ta thấy đây là loại mặt đường có những đặc điểm gần với vật liệu đàn hồn hơn so với mặt đường mềm thông thường và có thể áp dụng lý thuyết đàn hồi để tính. Hiện nay chưa có quy trình riêng về thiết kế kết cấu áo đường sử dụng vật liệu đất, đá gia cố chất liên kết vô cơ mà chỉ được yêu cầu thiết kế ứng với loại móng nữa cứng theo quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN211-06.
Khi tính toán chiều dày mặt đường có sử dụng vật liệu gia có theo quy trình 22TCN211-06 cần chú ý những vấn đề sau:
+ Vì vật liệu gia cố là một lớp có độ cứng và tính toàn khối tương đối lớn nên cần được tính toán theo tiêu chuẩn kéo uốn
44
+ Chiều dày các lớp vật liệu gia cố sử dụng làm lớp mặt (trên có xử lý láng nhựa), lớp móng hoặc lớp dưới của tần mặt phải lấy dày hơn 15 : 18cm để tránh phát sinh đường nứt, ảnh hưởng xấu đến các lớp mặt bằng bê tông nhựa hoặc đá trộn nhựa ở phía trên.
+ Mô đun đàn hồi, cường độ chịu kéo khi uốn của vật liệu, nếu dùng các số liệu thí nghiệm ở trong phòng thì cần chia cho một hệ số an toàn xét đến sự khác nhau giữa mô hình thí nghiệm so với thực tế khai thác và xét đến điều kiện chế tạo mẫu và thi công ở hiện trường.
2.3.3 Các thông số chủ yếu để thiết kế kết cấu mặt đường ô tô sử dụng đất Bazan gia cố
Để phục vụ thiết kế, tính toán vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ phải được đặc trưng bằng trị số mô đun đàn hồi E và cường độ chịu kéo uốn Ru. Ngoài ra để nghiên cứu chế tạo vật liệu người ta cũng thường xác định cường độ chịu nén Rn của nó.
2.3.3.1 Cường độ chịu nén giới hạn Rn:
Đặc trưng bằng ứng suất nén làm mẫu bị phá hoại, được xác định khi nén các mẫu hình trụ hoặc hình lập phương.
2( / ) ( / ) n P R kG cm F =µ Trong đó:
P - tải trọng phá hoại mẫu, Kg; F- diện tích trung bình của tiết kiệm làm việc của mẫu, cm2; µ - hệ số tính đổi phụ thuộc vào kích thước mẫu, xác định bằng thí nghiệm hoặc tra bảng.
45
2.3.3.2 Mô đun đàn hồi Ey:
Đặc trưng cho biến dạng đàn hồi của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng, có thể được xác định bằng thí nghiệm nén tấm ép ở hiện trường hoặc bằng thí nghiệm uốn hoặc nén mẫu vật liệu ở trong phòng.
- Phương pháp xác định Ey bằng thí nghiệm nén trong phòng thí nghiệm như sau: Nén mẫu hình trụ có đường kính và chiều cao D=99.4mm, h=127mm trong điều kiện hở hông tự do, gia tải theo từng cấp, giữ tải trọng của mỗi cấp cho đến khi biến dạng ổn định (kim thiên phân kế không dịch quá 0, 01mm sau 5 phút) sau đó dỡ tải; khi biến dạng phục hồi xong lại tiếp tục gia tải các cấp sau cho đến khi tải trọng tác dụng làm cho biến dạng dư bắt đầu phát triển mạnh trong mẫu (nên chọn trị số các cấp tải trọng phù hợp để phải làm từ 3-5 cấp), tốc độc gia tải quy định là 0,5 ± 0,2kGcm2/sec. Giá trị mô đun đàn hồi được tính theo công thức:
24 4 . y Ph E rD h = ∆ (kG/Cm2) Trong đó:
P – tải trọng khi biến dạng đàn hồi của mẫu bằng ∆h kG h, ,∆ - biến dạng đàn hồi của mẫu hình trụ, cm;h/D – chiều cao/đường kính mẫu,cm.
- Phương pháp xác định Ey bằng thí nghiệm uốn dầm như sau: uốn dầm mẫu tiết diện (a x a)cm kê trên hai gối tựa có nhịp tính toán l, cm; tải trọng P, kG tác dụng trên một dầm cứng đặt đối xứng ở giữa dầm mẫu với nhịp tính toán là l/3.
46
Hình 2-2. – Thí nghiệm uốn dầm vật liệu gia cố xác định mô đun đàn hồi vật liệu
Mô đun đàn hồi khi uốn của vật liệu được tính theo công thức: 2 4 4 y Pl E a f = (kG/cm2)
Trong đó: ƒ – là độ võng đàn hồi ở giữa nhịp tính toán dầm mẫu, cm.
2.3.3.3 Cường độ chịu kéo – uốn Rku:
Đặc trưng bởi ứng suất kéo làm cho vật liệu bị phá hoại. Trong các kết cấu mặt đường vật liệu chịu nén và chịu uốn, vì vậy thường xác định cường độ chịu kéo giới hạn khi uốn (Rku).
- Cường độ chịu kéo – uốn được xác định khi uốn dầm mẫu kê trên hai gối tựa như hình 2-3. Phải bố trí cho bề mặt của dầm tiếp xúc chặt với bề mặt của gối trên toàn chiều rộng và dầm cứng tiếp xúc tốt với dầm mẫu. Tải trọng được tăng dần và liên tục với tốc độ 0,5±0,2 kG/cm2/sec cho đến khi phá hoại mẫu. Cường độ chịu kéo giới hạn khi uốn của vật liệu được tính theo công thức sau: 3 u Pl R a β = (kG/cm2)
Trong đó: P – tải trọng phá hoại, Kg; l– nhịp tính toán của dầm mẫu, cm; a- cạnh tiết diện dầm mẫu, cm; β – hệ số điều chỉnh khi thí nghiệm với dầm có kích thước khác với kích thước mẫu, tra bảng.
47
- Xác định cường độ chịu kéo – uốn thông qua cường độ chịu kéo gián tiếp tìm được bằng phương pháp nén xuyên tâm (ép chẻ) mẫu hình trụ có đường kính D=99.4mm, h=127mm.
Hình 2-3 – Xác định cường độ chịu kéo gián tiếp bằng ép chẻ mẫu hình trụ
Cường độ chịu kéo gián tiếp Rk (ép chẻ Rec) được tính theo công thức:
k
P
R K
Dh
= (kG/Cm2)
Trong đó: P – lực nén khi mẫu bị tách vỡ, kG; K – hệ số, lấy bằng 1,0 đối với vật liệu có chất liên kết hữu cơ và bằng 2/π đối với vật liệu gia cố bằng chất liên kết vô cơ.
Cường độ chịu kéo – uốn được xác định gần đúng theo mối quan hệ sau:
Rku = KnRec (kG/cm2)
Trong đó: Kn – hệ số quan hệ thực nghiệm giữa hai loại cường độ: nếu không có số liệu kinh nghiệm tích lũy được thì chọn Kn=1,6÷2,0 đối với vật liệu gia cố chất liên lết vô cơ và Kn=2,0 với vật liệu gia cố bằng chất liên kết hữu cơ.