- Kết cấu âo đường được thiết kế theo quy trình thiết kế âo đường mềm
E ch ≥ Kcddv.yc (6.3a)
Hệ số cường độ về độ võng Kcddv được chọn tuỳ thuộc văo độ tin cậy thiết kế như ở Bảng 3-2 của 22 TCN 211 – 06. Để xâc định được Ech thì trước tiín ta phải qui đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp: Trình tự quy đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp như sau
+ Việc quy đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp được tiến hănh từ dưới lín trín, cứ hai lớp vật liệu kế nhau ghĩp lại vă quy đổi về một lớp có chiều dăy H = h1 + h2 vă có trị số môđun đăn hồi trung bình Etb12. Sau đó lại xem lớp H (với Etb12) lă lớp dưới vă tiếp tục quy đổi lớp năy với lớp kế trín nó tạo thănh lớp có hiều dăy (H+h3) vă Etb123
+ Xâc định Etb quy đổi từ 2 lớp về 1 lớp theo công thức:
[ ]k k t k E Etb + + = 1 . 1 . 3 3 / 1 1 ' (6.3b) Trong đó: k = h2/h1 t = E2/E1 Hình 6.5 : Sơ đồ đổi hệ 3 lớp về hệ 2 lớp
+ h1,h2 :chiều dăy lớp dưới vă lớp trín của âo đường. + E1,E2: Mô đun đăn hồi của vật liệu lớp dưới vă lớp trín.
Sau khi quy đổi nhiều lớp âo đường về một lớp thì cần nhđn thím với Etb một hệ số điều chỉnh β xâc định theo bảng 3-6 của 22 TCN 334 – 06 tùy thuộc văo tỷ số H/D để được trị số Etbdc Etbdc = β.Etb’ (6.3c)
Trị số Etbdc sau khi tính được sẽ dùng để tính toân tiếp trị số Ech của cả kết cấu theo toân đồ hình 3-1 của tăi liệu 22 TCN 334 – 06
Từ H/D ; Eo / Etbdc tra toân đồ (hình 3-1,mục 3.4.4) Ech/E1 => Ech
+ H = Σhi: Chiều dăy của toăn bộ âo đường.
+ D: Đường kính vệt bânh xe tính toân; D = 36 cm.
6.3.2.1 phương ân 1
* Tính kết quả tính đổi 2 lớp một từ dưới lín để tìm Etb
lớp kết cấu Ei (MPa) t = E2/E1 hi (cm) k = h2/h1 Htb (cm) E'tb (MPa) Cấp phối đâ dăm loại II
Dmax =37,5 mm 250 24 24 250,00
Cấp phối đâ dăm loại I Dmax
=25 mm 300 1,00 24 1,00 48 250,00
Bí tông nhựa chặt hạt trung
loại II Dmax20 350 1,40 6 0,13 54 312,03
Bí tông nhựa chặt hạt trung
loại I Dmax20 420 1,35 4 0,07 58 357,59
Ta cần tính toân tất cả câc Ech để phục vụ cho công tâc kiểm tra cường độ sau năy khi thi công xong mỗi tầng lớp trong kết cấu âo đường. Khi đó, câc giâ trị Ech chỉ nhđn với hệ số β một lần sau khi đê tính được E'tb đến lớp kết cấu vừa thi công xong (chỉ không nhđn với β khi thi công xong lớp móng dưới)
- Có H/D=58 / 36=1,61 tra bảng 3-6 nội suy được β= 1,2Tính được Etbdc = β.Etb’ = 1,2 . 357,59= 429,1 (MPa) Tính được Etbdc = β.Etb’ = 1,2 . 357,59= 429,1 (MPa)
Giả thuyết modun đăn hồi của nền đất Eo = 51 (đất bazan Tđy Nguyín) Tính được Eo/Etbdc = 51 / 429,1 = 0,12
Có H/D=1,61 vă Eo /Etbdc = 0,12 tra toân đồ hình 3-1của 22 TCN 211 – 06 được Ech/Etbdc = 0,507 => Ech = 0,507 . Etbdc = 0,507 . 429,1=217,6
Nghiệm lại theo điều kiện trín, phải có: Ech ≥ Kcddv.Eyc
- Đường phố chính , 4 lăn xe nín theo bảng 3-2 của 22 TCN 211 – 06 chọn độ tin cậy thiết kế lă 0,9.Do vậy, theo bảng 3-2 của 22 TCN 211-06 ta xâc định được K = 1,1
Vậy Kcddv.Eyc = 1,1.197= 216,7 MPa < Ech = 217,6 MPa.
Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến của phương ân 1 đảm bảo đạt yíu cầu cường độ tiíu chuẩn độ võng đăn hồi cho phĩp.
6.3.2.1 phương ân 2
* Tính kết quả tính đổi 2 lớp một từ dưới lín để tìm Etb
lớp kết cấu (MPa)Ei E2/E1t = (cm)hi h2/h1 k = (cm) Htb (MPa) E'tb
Cấp phối thiín nhiín loại 1 200 30 30 250,00
Cấp phối đâ dăm loại I Dmax
=25 mm 300 1,25 15 0,50 45 215,84
Bí tông nhựa chặt hạt trung
loại II Dmax20 350 1,62 6 0,13 51 318,89
Bí tông nhựa chặt hạt trung
loại I Dmax20 420 1,32 4 0,08 55 357,39
- Có H/D=55 / 36=1,53 tra bảng 3-6 nội suy được β= 1,18Tính được Etbdc = β.Etb’ = 1,18 . 357,39= 421,7 (MPa) Tính được Etbdc = β.Etb’ = 1,18 . 357,39= 421,7 (MPa)
Giả thuyết modun đăn hồi của nền đất Eo = 51 (đất bazan Tđy Nguyín) Tính được Eo/Etbdc = 51 / 421,7 = 0,122
Có H/D=1,53 vă Eo /Etbdc = 0,122 tra toân đồ hình 3-1của 22 TCN 211 – 06 được Ech/Etbdc = 0,514 => Ech = 0,514 . Etbdc = 514 . 421,7=216,8
Nghiệm lại theo điều kiện trín, phải có: Ech ≥ Kcddv.Eyc
- Đường phố chính , 4 lăn xe nín theo bảng 3-2 của 22 TCN 211 – 06 chọn độ tin cậy thiết kế lă 0,9.Do vậy, theo bảng 3-2 của 22 TCN 211-06 ta xâc định được K = 1,1
Vậy Kcddv.Eyc = 1,1.197= 216,7 MPa <Ech = 216,8 MPa.
Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến của phương ân 2 đảm bảo đạt yíu cầu cường độ tiíu chuẩn độ võng đăn hồi cho phĩp.
6.3.3 Tính toân cường độ kết cấu nền âo đường vă kết cấu âo lề có gia cố theo tiíu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất vă câc lớp vật liệu kĩm dính kết. tiíu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất vă câc lớp vật liệu kĩm dính kết.
Kết cấu nền âo đường có tầng mặt lă loại A1 được xem lă đủ cường độ khi thoả mên
biểu thức: tr cd tt av ax K C T T + ≤ (6.3d) trong đó:
Tax: ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bânh xe tính toân gđy ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kĩm dính (MPa);
Tav: ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thđn câc lớp vật liệu nằm trín nó gđy ra cũng tại điểm đang xĩt (MPa);
Ktrcd: lă hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế như ở Bảng 3-7 của 22 TCN 211 – 06
Ctt: Lực dính tính toân của đất nền hoặc vật liệu kĩm dính (MPa) ở trạng thâi độ ẩm, độ chặt tính toân; trị số Ctt được tính như biểu thức sau:
Ctt = C.K1.K2.K3 ; (6.3e) Trong đó:
C: lực dính của đất nền hoặc vật liệu kĩm dính xâc định từ kết quả thí nghiệm cắt nhanh với câc mẫu tương ứng với độ chặt, độ ẩm tính toân (MPa); với đất nền phải tiíu biểu cho sức chống cắt trượt của cả phạm vi khu vực tâc dụng của nền đường;
K1: hệ số xĩt đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kĩm dính chịu tải trọng động vă gđy dao động. Với kết cấu nền âo đường phần xe chạy thì lấyK1=0,6; với kết cấu âo lề gia cố thì lấy K1 = 0,9 để tính toân;
K2: hệ số xĩt đến câc yếu tố tạo ra sự lăm việc không đồng nhất của kết cấu; câc yếu tố năy gđy ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng xe chạy căng lớn, do vậy K2 được xâc định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mă kết cấu phải chịu đựng trong 1 ngăy đím như ở Bảng 3- 8 của 22 TCN 334 – 06
K3: hệ số xĩt đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kĩm dính trong điều kiện chúng lăm việc trong kết cấu khâc với trong mẫu thử (đất hoặc vật liệu được chặn giữ từ câc phía …); ngoăi ra hệ số năy còn để xĩt đến sự khâc biệt về điều kiện tiếp xúc thực tế giữa câc lớp kết cấu âo đường với nền đất so với điều kiện xem như chúng dính kết chặt (tạo ra sự lăm việc đồng thời). Cụ thể trị số K3 được xâc định tuỳ thuộc loại đất trong khu vực tâc dụng của nền đường như dưới đđy:
- Đối với câc loại đất dính (sĩt, â sĩt, â cât …) K3 = 1,5;
6.3.3.1 phương ân 1