Lời giải chi tiết 1 số đề thi thiết kế nền mặt đường oto 2file file 2 là lời giải đề thi (2)

- Làm cơ sở cho áo đường: lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường chịu tác dụng của tải trọng xe cộ và của các nhân tố thiên nhiên do đó có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ và tình t

Trang 1

Đề thi số 31:

Câu 1 (3 điểm): Phân tích các yêu cầu chung với nền đường ?

Trả lời :

Nền đường ô tô có tác dụng :

- Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đất đủ rộng dọc theo tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng được điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận và kinh tế

- Làm cơ sở cho áo đường: lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường chịu tác dụng của tải trọng xe cộ và của các nhân tố thiên nhiên do đó có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ và tình trạng khai thác của cả công trình đường

Để đảm bảo các chức năng nói trên, khi thiết kế và xây dựng nền đường cần phải đạt được các yêu cầu sau :

1.Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định toàn khối, nghĩa là kích thước hình học và hình dạng của nền đường không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe

2 Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định, tức là đủ độ bền khi chịu cắt trượt và không được biến dạng quá nhiều (hay không được tích luỹ biến dạng) dưới tác dụng của tải trọng bánh xe

3 Nền đường phải luôn đảm bảo ổn định về mặt cường độ, nghĩa là cường độ của nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo điều kiện khí hậu, thời tiết một cách bất lợi

Nền đường thường bị phá hoại do các nguyên nhân sau đây:

+ Sự phá hoại của thiên nhiên như ma làm tích nước hai bên đường, làm giảm cường độ của đất nền đường, gây sạt lở mái dốc ta luy

+ Điều kiện địa chất thủy văn tại chỗ không tốt về cấu tạo tầng lớp và mức độ phong hoá đất đá, đặc biệt là sự phá hoại của nước ngầm (nước ngầm chảy

lôi theo đất gây hiện tượng xói ngầm và giảm cường độ của đất)

+ Do tác dụng của tải trọng xe chạy

+ Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường đắp quá cao

hoặc đào quá sâu, ta luy quá dốc thường hay bị sạt lở

+ Do thi công không đảm bảo chất lượng: đắp không đúng quy cách, loại đất

đắp không phù hợp, lu lèn không chặt,…

Câu 2 (7 điểm): Cho tuyến đường A-B ngoài đô thị, có các số liệu sau:

- Đường cấp IV địa hình đồng bằng

- Số trục xe tính toán trên làn năm cuối thời kỳ thiết kế: 78 (trục/làn/ngày đêm)

- Độ tin cậy thiết kế: K = 0.9

- Nền đường đắp bằng đất cát mịn, mô đun đàn hồi E0 = 38 MPa, C = 0.005 MPa, φ

= 350

Có các số liệu đề xuất cho kết cấu áo đường như sau:

- Lớp BTN hạt mịn, rải nóng dày 5cm ;

- Lớp BTN hạt trung, rải nóng, dày 7cm ;

- Lớp CPĐD loại I dày 15cm;

- Lớp CPĐD loại II dày 25cm

Yêu cầu:

Trang 2

Kiểm toán kết cấu áo đường trên theo trạng thái giới về độ võng đàn hồi cho phép

và một trạng thái giới hạn khác tùy chọn

Giải :

 Giả thiết đường cấp IV địa hình đồng bằng nên theo TCVN 4054 – 05 ta có VTK

= 60 km/h

 Giả sử ta thiết kế mặt đường cấp cao A1

 Số trục xe tính toán trên một làn xe của phần xe chạy quy đổi theo trục tiêu chuẩn 100 kN tra bảng ta có:

+ Đường kính vệt bánh xe D = 33 cm

+ Áp lực tính toán lên mặt p = 0,6 MPa

Đặc trưng của mỗi lớp kết cấu :(Tra bảng)

Lớp kết cấu (từ dưới lên) Bề dày lớp

(cm)

E (MPa) Tính về

độ võng Tính về trượt Cấp phối đá dăm loại II 25 250 250 Cấp phối đá dăm loại I 15 300 300

Bê tông nhựa hạt trung (lớp dưới) 7 350 250

Bê tông nhựa hạt mịn (lớp trên) 5 420 300

Xác định Eyc:

Lưu lượng xe tính toán là: Ntt = 78 (trục/làn.ngày đêm)

Trục tiêu chuẩn 100kN

Loại tầng mặt cấp cao A1

Tra bảng ta có

Vậy Eyc = 140,84 MPa

Tính toán kiểm tra cường độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi

Điều kiện : dv

ch cd yc

Việc đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức :

3 1/3

tb 1 1+ k.t

E ' = E

1+ k

Kết quả tính đổi 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb

(MPa) Et = 2/E1

hi

(cm) hk = 2/h1

Htb

(cm) (MPa) E'tb

Bê tông nhựa hạt trung (lớp dưới) 350 1.306 7 0.175 47 279.33

Trang 3

Bê tông nhựa hạt mịn (lớp trên) 420 1.504 5 0.106 52 291.23 Xét đến hệ số điều chỉnh β = f( )H

D với H 52= = 1,576

D 33

1,198-1,178 1,697 -1,5

1,75-1,5 1,184 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu hai lớp với lớp chiều dày 52 (cm) có mô đun đàn hồi trung bình:

Tính Ech của cả kết cấu ta sử dụng Abac :

dc

tb 344,82

E = 38 = 0,11 E

Tra Abac ta được:

ch

1

E 0,438 E = 0, 438.E = 0,468.344,82 16= 1, Mpa

Với đường cấp IV độ tin cậy thiết kế là 0,9 ta xác định được hệ số cường độ Kcddv

= 1,1

Nghiệm lại theo điều kiện :

dv

E = 161,38 Mpa > K E = 1,1 140,8 4 = 154,89 Mp a  OK Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép

Tính toán cường độ kết cấu nền áo đường theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất :

Công thức kiểm toán : ax av   tttr

cd

C

K

Kết quả tính đổi 2 lớp một từ dưới lên để tìm E’tb

(MPa) Et = 2/E1

hi

(cm) hk = 2/h1

Htb

(cm) (MPa) E'tb

Bê tông nhựa hạt mịn (lớp trên) 300 1.131 5 0.106 52 268.51

* Xét đến hệ số điều chỉnh β = f( )H

D với H 52= = 1,576

D 33

1,198-1,178 1,697 -1,5

* Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe gây ra ax

Trang 4

Ta có H 52= = 1,576

317,9 E

 = 350 Ta tra trên biểu đồ ta được :

ax

p   ax = 0,6.0,0118= 0,00708 MPa

* Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp áo đường gây

ra Tav

Với  = 350, h = 52 cm tra Abac ta xác định được: av= - 0,00278 MPa

Ứng suất cắt hoạt động trong đất là:

 = ax + av = 0,00708- 0,00278 = 0,0043 (MPa)

Ứng suất cắt cho phép của nền đất:

tr cd

C

τ = K

Với Ctt = C K1 K2 K3

Trong đó:

C – Lực dính của đất nền = 0,005

K1 = 0,6

K2 – Ta có Ntt = 78 (trục/làn.ngày đêm) < 100 suy ra K2 = 1

K3 – Với đất cát mịn ta có K3 = 3,0

 Ctt = 0,005.0,6.1.3 = 0,009 MPa

Ta có với đường cấp IV hệ số độ tin cậy K = 0,9 → Hệ số cường độ về cắt trượt

Kcdtr = 0,94

tr cd

0,009 0,94

C

Vậy:  = 0,0043 (MPa) < [] = 0,0096 (MPa) => Nền đất đảm bảo điều kiện chống cắt trượt

Đề thi số 32:

Câu 1 (3 điểm): Nêu mục đích của việc tính toán ổn định mái dốc ta luy nền đường? Nguyên tắc tính toán chung của các phương pháp tính là gì?

Trả lời :

Mục đích của việc tính toán ổn định mái dốc ta luy nền đường :

 Đánh giá ổn định của mái dốc ta luy …

Nguyên tắc tính toán chung của các phương pháp tính :

+ Tính toán theo điều kiện cân bằng tĩnh học

+ Sử dụng mặt trượt giả định

Câu 2 (7 điểm): Cho tuyến đường C-D ngoài đô thị, có các số liệu sau:

- Đường cấp IV địa hình đồi núi

- Nền đường đắp bằng đất á cát, mô đun đàn hồi E0 = 41 MPa, C = 0.014 MPa,  =

280

Trang 5

- Lớp CPĐD loại I dày 16cm

Yêu cầu:

Giải :

 Giả thiết đường cấp IV địa hình đồi núi nên theo TCVN 4054 – 05 ta có VTK =

40 km/h

 Giả sử ta thiết kế mặt đường cấp cao A2(Nên là cấp cao A1)

(cm)

E (MPa) Tính về

độ võng Tính về trượt

Xác định Eyc:

Tra bảng ta có

Điều kiện : dv

ch cd yc

3 1/3

tb 1 1+ k.t

E ' = E

1+ k

(MPa) Et = 2/E1

hi

(cm) hk = 2/h1

Htb

(cm) (MPa) E'tb

Trang 6

CP đá dăm loại I 300 1.2 16 0.571 44 267.48

D với H 57= = 1,727

D 33

1,198-1,178 1,727 -1,5

dc

tb 346,9

E = 41 =

7 0,118

E Tra Abac ta được:

ch

1

E 0,496 E = 0,496.E = 0, 496.346,97= 172 pa

Với đường cấp IV độ tin cậy thiết kế là 0,9 ta xác định được hệ số cường độ Kcddv

= 1,1

dv

E = 172,1 Mpa > K E = 1,1 120, 0 8 = 132,1Mp a  OK Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép

cd

C

K

(MPa) Et = 2/E1

hi

(cm) hk = 2/h1

Htb

(cm) (MPa) E'tb

D với H 57= = 1,727

D 33

1,198-1,178 1,727 -1,5

Trang 7

Ta có H 57= = 1,727

E

E = = 320,19 =

E E 41 7,8  = 280 Ta tra trên biểu đồ ta được :

ax

p   ax = 0,6.0,0138= 0,00828 MPa

ra Tav

 = ax + av = 0,00828- 0,00197 = 0,0063 (MPa)

tr cd

C

τ = K

Trong đó:

K1 = 0,6

K2 – Ta có Ntt = 98 (trục/làn.ngày đêm) < 100 suy ra K2 = 1

K3 – Với đất á cát ta có K3 = 1,5

 Ctt = 0,014.0,6.1.1,5 = 0,0126 MPa

Ta có với đường cấp IV hệ số độ tin cậy K = 0,9 → Hệ số cường độ về cắt trượt

Kcdtr = 0,94

tr cd

0,0126 0,94

C

Đề thi số 33:

Câu 1 (3 điểm): So sánh giữa thiết kế xử lý nền đất yếu và nền đất thông thường? Trả lời :

Câu 2 (7 điểm): Cho tuyến đường E-F ngoài đô thị, có các số liệu sau:

- Đường cấp III địa hình đồi núi

- Nền đường đắp bằng đất á sét nhẹ, mô đun đàn hồi E0 = 36 MPa, C = 0.014 MPa,

 = 250

- Lớp CPĐD loại I dày 18cm

Yêu cầu:

Giải :

Trang 8

 Giả thiết đường cấp IV địa hình đồi núi nên theo TCVN 4054 – 05 ta có VTK =

60 km/h

 Giả sử ta thiết kế mặt đường cấp cao A1

(cm)

E (MPa) Tính về

độ võng Tính về trượt

Xác định Eyc:

Tra bảng ta có

Điều kiện : dv

ch cd yc

3 1/3

tb 1 1+ k.t

E ' = E

1+ k

(MPa) Et = 2/E1

hi

(cm) hk = 2/h1

Htb

(cm) (MPa) E'tb

D với H 62= = 1,879

D 33

Trang 9

Tra bảng ta được    

1,21-1,198 1,879 -1,75

2 - 1,75 1,204 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu hai lớp với lớp chiều dày 62 (cm) có mô đun đàn hồi trung bình:

dc

tb 350,2

E = 36 =

8 0,103

E Tra Abac ta được:

ch

1

E 0,502 E = 0,502.E = 0,502.350, 28 17= 5, Mpa

Với đường cấp III độ tin cậy thiết kế là 0,95 ta xác định được hệ số cường độ

Kcddv = 1,17

dv

E = 175,84 Mpa > K E = 1 ,17 150, 2 5 = 175,79 Mp a  OK

Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến đảm bảo đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép

cd

C

K

(MPa) Et = 2/E1

hi

(cm) hk = 2/h1

Htb

(cm) (MPa) E'tb

D với H 62= = 1,879

D 33

1,21-1,198 1,879 -1,75

2 - 1,75 1,204 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu hai lớp với lớp chiều dày 62 (cm) có mô đun đàn hồi trung bình:

Ta có H 62= = 1,879

323, 4 E

 = 250 Ta tra trên biểu đồ ta được :

ax

p   ax = 0,6.0,0126= 0,00756 MPa

Trang 10

ra Tav

 = ax + av = 0,00756- 0,00187 = 0,00569 (MPa)

tr cd

C

τ = K

Trong đó:

K1 = 0,6

K2 – Ta có Ntt = 125 (trục/làn.ngày đêm) < 1000 suy ra K2 = 0,8

K3 – Với đất á sét ta có K3 = 1,5

 Ctt = 0,014.0,6.0,8.1,5 = 0,01008 MPa

Ta có với đường cấp III hệ số độ tin cậy K = 0,95 → Hệ số cường độ về cắt trượt

Kcdtr = 1

tr cd

0,01008 0,01

1

Đề thi số 34:

Câu 1 (3 điểm): Thiết kế áo đường mềm và áo đường cứng có điểm gì giống và khác nhau?

Trả lời :

Giống nhau :

+ Là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng, lớp vật liệu có

độ cứng và cường độ lớn hơn so với đất nền đường để phục vụ cho xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại thường xuyên của phương tiện giao thông

và của các nhân tố thiên nhiên (gió, mưa, thay đổi nhiệt độ,…)

+ Đều phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản đối với kết cấu áo đường là :

 Kết cấu áo đường phải có đủ cường độ chung

 Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ phẳng nhất định

 Mặt áo đường phải có đủ độ nhám nhất định

 Mặt đường phải có sức chịu bào mòn tốt

+ Đều có cấu tạo gồm :

 Tầng mặt

 Tầng móng

+ Thiết kế cấu tạo đều lựa chọn và bố trí các lớp vật liệu mặt đường hợp lý, phù hợp với đặ điểm và chức năng của từng lớp vật liệu, thỏa mãn đặc điểm của tải trọng xe chạy tác dụng lên kết cấu mặt đường

+ Về nguyên tắc cấu tạo, khi phân tích tải trọng tác dụng lên kết cấu mặt đường cho thấy :

Tiêu đề	Lời giải chi tiết 1 số đề thi thiết kế nền mặt đường ô tô 2file file 2 là lời giải đề thi (2)
Tác giả	North Saint – Amitabha
Người hướng dẫn	PTS. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Xây Dựng
Thể loại	Lời giải
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	198,61 KB