Trong kết cấu mặt đường mềm, cỏc lớp vật liệu bờ tụng nhựa được bố trớ trong cỏc
lớp trờn của tầng mặt, trực tiếp nhận tải trọng từ bỏnh xe truyền xuống. Tải trọng bỏnh xe
tỏc dụng xuống mặt đường, ngoài tải trọng tỏc dụng theo phương đứng, ở cỏc vị trớ nỳt
giao, tại cỏc cỏc bóiđỗ là cỏc khu vực thường xuất hiện lực ma sỏt theo phương ngang do
hóm phanh gõy ra. Khi chịu tỏc dụng của tải trọng phức tạp n hư vậy, trong cỏc lớp bờ tụng nhựa, cú thể xuất hiện cỏc ứng suất cắt trượt. Khi giỏ trị ứng suất cắt trượt, vượt quỏ cường độ chống cắt của vật liệu bờ tụng nhựa, sẽ xuất hiện cỏc biến dạng trượt dạng súng
hoặc dạng vệt hằn bỏnh xe. Tại mặt tiếp xỳc giữa cỏc lớp vật liệu, khi ứng suất cắt trượt vượt quỏ lực dớnh bỏm giữa cỏc lớp, cú thể gõy búc tỏch lớp vật liệu phớa trờn.
Biến dạng trượt là hiện tượng hư hỏng khỏ phổ biến hiện nay của kết cấu mặt
đường mềm,nhất là đối với vựng khớ hậu cú nhiệt độ cao như ở Việt Nam, khi đú cường
độ chống cắt của vật liệu bờ tụng nhựa cú giỏ trị thấp.
am cp
, (4.78) vớiam-ứng suất cắthoạt động do tải trọng bỏnh xe gõy ra;
cp
- lực dớnh cho phộp của vật liệu bờ tụng nhựa:
,
kC cp
(4.79)
k- hệ số, xột đến đặc trưng dớnh bỏm của nhựa bi tum với cỏc loại cốt liệu khỏc nhau và điều kiện làm việc của kết cấu, xỏc định bằng thực nghiệm;
C- lực dớnh cho phộp của vật liệu bờ tụng nhựa, xỏc định bằng thực nghiệm. Giỏ
trị hệ số k và lực dớnh cho phộp C cú thể tham khảo theo quy trỡnh thiết kế của Nga dưới đõy:
Loại cốt liệu Hệ số k Lực dớnh cho phộp C,
Mpa
Cốt liệu hạt lớn 1,6 0,3/0,27
Cốt liệu hạt trung 1,3 0,29/0,25
Cốt liệu hạt nhỏ 1,1 0,27/0,24
Cốt liệu cỏt 0,9 0,25/0,23
Tử số lấy cho hỗn hợp bờ tụng nhựa núng, mẫu số – bờ tụng nhựa ấm.
Giỏ trị ứng suất cắthoạt động do tải trọng gõy ra, cú thể được xỏc định theo (4.68):
1 3 1 3 1 ( ) ( ) sin 2 cos am ,
với 1,3- tương ứng làứng suất chớnh lớn nhất vàứng suất chớnh nhỏ nhất tại điểm xem
xột, do hoạt tải gõy ra, xỏc định theo cụng thức (4.69).
Khi tớnhứng suất cắt trượt lớp bờ tụng nhựa, người ta bỏ qua ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thõn lớp bờ tụng nhựa gõy ra.
Khi khụng thỏa món điều kiện (2.52), cần cú giải phỏp kỹ thuật xử lý. Thường
chọn loại vật liệu lớp mặt cú cường độ chống cắt cao hơn hoặc thay đổi chiều dày lớp
mặt bờ tụng nhựa. Khi cú cả lực theo phương đứng và lực ngang do phanh bỏnh cựng tỏc dụng, sẽ làm gia tăng đỏng kể ứng suất cắt trong lớp vật liệu bờ tụng nhựa.
Để tiện trong tớnh toỏn ỏp dụng, trong quy trỡnh thiết kế trong quy trỡnh thiết kế
mặt đường BCH 46-83, trỡnh bày tớnh toỏn chỉ tiờuứng suất cắt trong lớp bờ tụng nhựa,
bằng phương phỏp biểu đồ, thể hiện trờn hỡnh 4.18 khi chỉ cú lực theo phương đứng tỏc
dụng. Trờn trục hoành thể hiện tỉ số tổng chiều dày cỏ c lớp bờ tụng nhựa H trờn đường
kớnh vệt bỏnh quy đổi D. Trờn đường cong thể hiện tỉ số mụ đun đàn hồi (trong tớnh toỏn,
quy định tớnh theo mụ đun đàn hồi động) lớp bờ tụng nhựa trờn mụ đun đàn hồi chung lớp
múng và nền.Ứng suất cắt hoạt động nhận được bằng cỏch, từ giỏ trị tương ứng trờn trục
tung, nhõn với ỏp lực tỏc dụng xuống mặt đường. Khi tớnh toỏn chỉ tiờuổn định trượt, mụ đun đàn hồi bờ tụng nhựa được lấy ở nhiệt độ cao nhất, khi đú lực dớnh của bờ tụng nhựa
cú giỏ trị nhỏ, ở điều kiện khớ hậu củaViệt Nam, cú thể lấy ở 600C.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 H/D τ a m /q E1/Ech,m=10 8 6 5 4 3,5 3 2,5 2
Hỡnh 2.16.Toỏn đồ xỏc định ứng suất cắt hoạt động trong lớp bờ tụng nhựa
Để khụng xảy ra hiện tượng búc tỏch tại mặt tiếp xỳc giữa cỏc lớp vật liệu dớnh kết, cú thể tớnh toỏn theo cụng thức sau:
0
≤
tx , (2.53)
Trong đú: tx-ứng suất tiếp tại bề mặt tiếp xỳc giữa cỏc lớp, được xỏc định theo
cụng thức Mednicov (1983): ), ( 1 2 3 u u C tx (2.54) với C3- hệ số nền thứ 3 (mụ đun chống trượt) , xỏc định theo mục 1.1.3;
u1,u2- tương ứng là chuyển vị ngang tại đỏy lớp trờn và mặt lớp dư ới tại bề
mặt tiếp xỳc;
0
- cường độ dớnh bỏm cho phộp tại bề mặt tiếp xỳc, xỏc định bằng thực