1. Khái niệm chung.
Tính toán kết cấu áo đờng là tìm ra các phơng án áo đờng thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau đó trên cơ sở lựa chọn KT- KT để chọn ra phơng án có giá thành xây dựng và vận doanh rẻ nhất.
Để tính toán kết cấu áo đờng ta căn cứ vào ý nghĩa, lu lợng xe của tuyến đờng để định cấp hạng và loại mặt đờng.
Đối với áo đờng có nhiều phơng án đầu t:
+) Đầu t một lần: Giá thành xây dựng đắt nhng giá thành vận doanh rẻ +) Đầu t phân kỳ: Giá thành xây dựng rẻ nhng giá thành vận doanh đắt Phải luận chứng so sánh hai phơng án trên để lựa chọn phơng án tối u nhất.
2. Các thông số tính toán.
2.1. Đặc trng tính toán của đất nền.
Qua các số liệu thí nghiệm khảo sát đất nền. Kết luận đất nền là đất á sét, thuộc loại III, nớc ngầm thấp, nền chịu ảnh hởng của một số nguồn ẩm.
Bảng đặc trng vật liệu đất nền.
Bảng 7.1
Loại đất Độ chặt K
Độ ẩm tơng
đối(A) Mô đun đàn hồiE0 (daN/cm2) Trị số lực dính C(daN/cm2) Góc ma sát ϕ (độ) á Sét 0.98 0.60 400 0.38 20o
2.2 . Đặc trng vật liệu làm mặt đờng.
Với tuyến đờng xây dựng là cấp IV ta có thể dùng một số vật liệu làm áo đờng nh sau:
Bảng các đặc trng của vật liệu làm áo đờng
Bảng 7.2 Vật liệu E (daN/cm2) Ru C ϕ Tính trợt t=60o Tính võng t = 300 Tính kéo
uốn daN/cm2 daN/cm2 (độ)
BTN hạt mịn 2000 2700 15000 20 3
BTN hạt thô 2500 3500 9000 15
CPĐD gia cố XM 6% 6000 6000 6000 6
Cấp phối đá dăm loại 1 3500
Cấp phối đá dăm loại 2 2500
Cấp phối sỏi cuội 2200 2200 0.35 42
2.3. Lu lợng xe tính toán.
a) Lu lợng xe
Theo kết quả điều tra ta có lu lợng xe năm thứ 15 là 1600 (x/ng.đ) Thành phần dòng xe khai thác ở năm thứ 15 nh sau:
Xe con (Volga) : 20% Xe tải 2 trục (Zil 150) : 45% Xe tải 3 trục (Maz 200) : 35%
Quy luật tăng xe hàng năm tuân theo hàm số mũ: Nt = N0(1+q)t
Nt : là lu lợng xe chạy năm thứ t q : Hệ số tăng trởng hàng năm : q = 0.07 Bảng lu lợng xe các năm Bảng 7.3 Năm 1 5 8 10 12 15 N (x/ngđ) 621 813 997 1141 1306 1600 b). Tải trọng tính toán
+) Theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211-93 đờng cấp IV tải trọng tính toán tiêu chuẩn là tải trọng trục 10.000 daN
+) áp lực tính toán lên mặt đờng 6 daN/cm2
+) Đờng kính vệt bánh xe 33cm.
+) Lu lợng xe chạy của các loại xe tải trục khác nhau quy đổi về loại xe có tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn thông qua mặt cắt ngang đờng ở cuối thời kỳ khai thác theo công thức.
Nqđ = ΣNi.ai
Trong đó:
Ni: là lu lợng loại xe thứ i ai: là hệ số quy đổi loại xe thứ i Theo 22TCN 211-93 ta có hệ số ai nh sau:
Xe tải nhẹ : 0.02 Xe tải Zil 150 : 0.12 Xe tải Maz 200 : 1.0
Đờng hai làn xe, không có dải phân cách nên lu lợng xe tính toán thực tế là: Ntt = 0.55*Nqđ
Nh vậy lu lợng xe quy đổi về tải trọng xe tiêu chuẩn ở các năm tính toán nh sau: ( tra bảng 3-3 22TCN - 211 - 93 ). Bảng 7.4 Năm 5 10 15 Loại xe % ai Nlt Nqđ Nlt Nqđ Nlt Nqđ Zil150 45 0.12 366 44 513 62 720 86 Maz200 35 1 285 285 399 399 560 560 Tổng 329 461 646 Ntt=0.55xNqđ 181 254 355
Từ đó ta xác định đợc môđuyn đàn hồi yêu cầu
Bảng 7.5 Năm tính toán 5 10 15 Loại mặt A2 A1 A1 Lu lợng (xe/ngđ) 181 254 355 Emin(daN/cm2) 980 1270 1270 Eyc(daN/cm2) 1325 1632 1693 Echọn(daN/cm2) 1325 1632 1693