3.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Chú ý : Không phải lúc nào KCAD cũng đầy đủ các tầng lớp như trên!. Tầng mặt đòi hỏi được làm bằng các vật liệu có cường độ và sức liên kết t
Trang 1CHƯƠNG III THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU
Trang 23.1 YÊU CẦU CHUNG VÀ CẤU
TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Trang 33.1.1 KHÁI NIỆM
Trang 43.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
Trang 53.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
Lún vệt bánh xe
Trang 63.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
Trang 73.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
Nứt phản ánh
Trang 83.1.2 YÊU CẦU CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
Trang 93.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Trang 103.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Trang 113.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Chú ý : Không phải lúc nào KCAD
cũng đầy đủ các tầng lớp như
trên! Có trường hợp một lớp
đảm nhận chứng năng của nhiều
tầng lớp khác nhau
Trang 123.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Kết cấu áo đường
Khu vực tác dụng của nền đường
Trang 133.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
VAI TRÒ CỦA TỪNG LỚP KẾT CẤU
Hao mòn
Lớp bảo vệ
Bảo vệ Tạo phẳng
Trang 143.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
VAI TRÒ CỦA TỪNG LỚP KẾT CẤU
TRONG KCAĐ
Trang 153.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của bánh xe
và ảnh hưởng của các nhân tố thiên nhiên (đặc biệt ngoài lực thẳng đứng còn chịu lực ngang lớn )
Tầng mặt đòi hỏi được làm bằng các vật liệu có cường độ và sức liên kết tốt , thường sử dụng dạng vật liệu có kích thước nhỏ (mômen gây bong bật nhoƱ)
VAI TRÒ CỦA TỪNG LỚP KẾT CẤU TRONG KCAĐ
CÁC LỚP MẶT:
Trang 163.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
VAI TRÒ CỦA TỪNG LỚP KẾT CẤU TRONG KCAĐ
CÁC LỚP MÓNG: (BASE & SUBBASE)
thẳng đứng xuống nền đất
độ giảm dần từ trên xuống
Có thể cấu tạo bằng các vật liệu rời rạc, kích cỡ lớn, chịu bào mòn kém nhưng phải có đủ độ cứng và độ chặt nhất định
Trang 173.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU TỔNG THỂ NỀN
ÁO ĐƯỜNG
VAI TRÒ CỦA LỚP ĐÁY ÁO ĐƯỜNG (CAPPING LAYER)
- Tạo một nền chịu lực đồng nhất, có sức chịu tải cao
- Ngăn chặn ẩm thấm từ trên xuống nền đất hoặc từ dưới lên áo đường
- Tạo hiệu ứng “đe” để thi công các lớp mặt đường phía trên đạt
hiệu quả cao
- Tạo thuận lợi cho xe, máy đi lại trong quá trình thi công
Trang 183.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU TỔNG THỂ NỀN
ÁO ĐƯỜNG
VAI TRÒ CỦA LỚP ĐÁY ÁO ĐƯỜNG (CAPPING LAYER)
các yêu cầu đặt ra
-Đối với đường cao tốc, cấp I, cấp II, cấp III có 4 làn xe trở lên nếu bản thân khu vực tác dụng đã đạt được các yêu cầu cũng nên bố trí lớp đáy móng
- Phải thiết kế khi nền đắp bằng cát, bằng đất sét trương nở và khi qua vùng nhiều mưa hoặc chịu tác động của nhiều nguồn ẩm
Trang 193.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU TỔNG THỂ NỀN
ÁO ĐƯỜNG
VAI TRÒ CỦA KHU VỰC TÁC DỤNG CỦA NỀN ĐƯỜNG
- Là phần thân nền đường kể từ đáy
áo đường cùng với kết cấu áo
đường chịu tác dụng của tải
Trang 203.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU TỔNG THỂ NỀN
chiều sâu kể trên
Đất mới đắp 0,95 0,93 Đất nền tự
nhiên (*) Cho đến 80 0,93 0,90
Trang 213.1.3 CẤU TẠO KẾT CẤU TỔNG THỂ NỀN
Trang 223.1.4 CẤU TẠO TRẮC NGANG KẾT CẤU
ÁO ĐƯỜNG Các dạng bố trí áo đường trên nền đường:
Trang 233.1.4 CẤU TẠO TRẮC NGANG KẾT CẤU
ÁO ĐƯỜNG Cấu tạo trắc ngang kết cấu áo đường:
Trang 243.1.4 CẤU TẠO TRẮC NGANG KẾT CẤU
ÁO ĐƯỜNG
Cấu tạo phần lề gia cố:
Trường hợp xe cơ giới vẫn có thể đi lấn ra hoặc
dừng đỗ trên phần lề gia cố thường xuyên nếu sử dụng kết cấu áo là loại mềm thì kết cấu áo lề gia cố phải
được cấu tạo cùng loại vật liệu với lớp mặt trên của
làn xe liền kề (trên đường 2 làn xe cần lưu ý điểm này)
Trường hợp không cho xe cơ giới đi lấn ra
hoặc đỗ ở lề (dùng dải phân cách bên ) thì kết cấu lề
gia cố có thể thiết kế độc lập với phần xe chạy (đối
với đường cấp I, II thì tầng mặt lề gia cố thấp nhất phải là loại cấp cao A )
Trang 253.1.4 CẤU TẠO TRẮC NGANG KẾT CẤU
ÁO ĐƯỜNG
Độ dốc ngang các yếu tố mặt cắt ngang:
Loại áo đường
Dốc ngang mặt đường và
lề gia cố (%)
Dốc ngang
lề đường đất
(%) Bêtông ximăng và bêtông nhựa ( A 1 ) 1,5 2 4 6
Các loại mặt đường nhựa (A 2 ) 2 3 4 6
Đá dăm, cấp phối ( B 1 , B 2 ) 3 3,5 4 6
Trang 263.2 PHÂN LOẠI KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
Trang 273.2 PHÂN LOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
lực)
Trang 283.2.1 PHÂN LOẠI THEO CẤP ÁO ĐƯỜNG
Loại tầng
Thời gian thiết kế
(năm)
Số trục xe TC tích lũy trong thời hạn thiết kế
(trục xe TC/làn)
Cấp cao
A 1
Đáp ứng yêu cầu xe chạy không xuất hiện
biến dạng dư, mặt đường chỉ làm việc
trong giai đoạn đàn hồi, mức độ dự trữ
cường độ cao → Mức độ an toàn xe chạy
cao , vận tốc xe chạy lớn, tuổi thọ áo
đường cao
Đường cao tốc Đường ô tô cấp I, II, III, IV
Đường phố chính Đường phố gom (có yêu cầu xe chạy lớn, nhiều xe t/trọng lớn)
+ BTXM + BTN chặt hạt loại I hạt nhỏ, hạt trung làm lớp mặt trên, hạt trung, hạt thô (chặt hoặc hở loại I, loại II) làm lớp mặt dưới
≥20
Cấp cao
A 2
Đáp ứng điều kiện xe chạy không xuất
hiện biến dạng dư, vật liệu làm việc trong
giai đoạn đàn hồi nhưng mức độ dự trữ
cường độ nhỏ thua mặt đường cấp cao
xuyên lớn, vận tốc xe chạy tối đa khoảng
+ Thấm nhập nhựa + Láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố trên có láng nhựa)
8÷10
5÷8 4÷7
Cho phép xuất hiện biến dạng dư, chiều
dày của kết cấu giảm đi rất nhiều, đáp ứng
yêu cầu xe chạy thấp, vận tốc xe chạy
không cao, chi phí di tu sửa chữa, bảo
dưỡng lớn
Đường ô tô cấp IV, V, VI
+ Cấp phối thiên nhiên (có lớp hao mòn, bảo vệ bằng cấp phối hạt nhỏ)
+ Cấp phối đá dăm, đá dăm nước (có lớp bảo vệ rời rạc)
3÷4
3÷4
+ Đất cải thiện hạt
Trang 293.2.2 PHÂN LOẠI THEO VẬT LIỆU SỬ DỤNG
• Đá dăm nước (có lớp bảo vệ rời rạc)
• Cấp phối thiên nhiên (có lớp hao mòn bằng cấp phối hạt nhỏ)
• Cấp phối đá dăm (có lớp bảo vệ rời rạc)
Trang 303.2.2 NHIỆM VỤ BÀI TẬP NHÓM
1 Mỗi nhóm chọn và tìm hiểu về loại vật liệu sử dụng làm kết cấu áo đường
2 Nội dung tìm hiểu:
- Nguồn gốc (lịch sử hình thành)
- Thành phần cấu tạo nên lớp VL đó (các chỉ tiêu cần đạt được của lớp
VL đó)
- Vị trí Lớp VL đó trong kết cấu áo đường
- Các hình ảnh về lớp VL trên thực tế
3 Làm silde báo cáo theo nhóm
4 Báo cáo sau 2 tuần
Lưu ý: các nhóm có thể làm cùng một loại VL nhưng không được giống nhau (nếu giống nhau thì số điểm đạt được sẽ chia cho tổng số các nhóm trùng
nhau)
Trang 313.2.2 PHÂN LOẠI THEO ĐẶC TRƢNG CƠ HỌC
CỦA KẾT CẤU
Theo đặc trưng cơ học
Áo đường
cứng (Rigid pavement)
Áo đường
mềm (Flexible Pavement)
Áo đường nửa cứng (Semirigid Pavement)
Trang 343.3 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ
CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Trang 353.3.1 CÁC NỘI DUNG CHÍNH KHI THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (TRÌNH TỰ
THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG)
Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường
Tính toán cường độ (bề dày) kết
cấu áo đường
Luận chứng hiệu quả kinh tế của
các phương án
Tính toán, thiết kế và kiểm nghiệm đưa ra yêu cầu cho VL sử dụng
Trang 363.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
1 Tuân thủ nguyên tắc thiết kế tổng thể nền – mặt đường
Trang 373.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
2 Chú trọng xem xét vật liệu địa phương, điều kiện thi công, điều kiện duy tu sửa chữa và các phương án phân kỳ đầu tư
Trang 383.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
3 Cấu tạo hợp lý các lớp kết cấu áo đường
Tầng mặt : cần dùng loại ít hoặc không thấm nước có cường độ cao và ổn định cường độ đối với nước, nhiệt và có khả năng chống tác
nên thống nhất dùng một loại trên một đoạn dài hay cả đoạn tuyến
Loại tầng
mặt Vật liệu và cấu tạo tầng mặt
Thời gian thiết kế
(năm)
Số trục xe TC tích lũy trong thời hạn thiết kế
(trục xe TC/làn) Cấp cao A1
+ BTXM + BTN chặt hạt loại I hạt nhỏ, hạt trung làm lớp mặt trên, hạt trung, hạt thô (chặt hoặc hở loại I, loại II) làm lớp mặt dưới
Trang 393.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
3 Cấu tạo hợp lý các lớp kết cấu áo đường
Tầng móng :
- Căn cứ vào điều kiện nền đường, địa chất, thủy văn và điều
kiện vật liệu địa phương : Kết cấu tầng móng có thể thay đổi trên từng đoạn ngắn, bề dày cũng có thể thay đổi để có thể
đảm bảo cường độ chung của kết cấu tổng thể nền – áo đường
-Có thể chọn vật liệu rời rạc, hạt lớn và không nhất thiết phải có chất liên kết
Trang 40Lớp vật liệu làm móng Phạm vi sử dụng thích hợp Điều kiện sử dụng
Cấp cao A 1 Cấp cao A 2 Cấp thấp B 1 Cấp thấp B 2
1 Cấp phối đá dăm nghiền loại I (22TCN
334-06)
Móng trên ; móng dưới Móng trên
Tầng mặt (có lớp bảo vệ rời rạc)
Nếu dùng làm lớp móng trên thì cỡ hạt lớn nhất
thì δ≥10cm)
2 Cấp phối đá dăm nghiền loại II
(22TCN 334-06) Móng dưới Móng trên
Móng trên hoặc tầng mặt có lớp bảo vệ rời rạc
3 Cấp phối thiên nhiên (22TCN 304 –
Móng trên hoặc móng dưới
Móng trên hoặc tầng mặt (có lớp hao mòn)
Móng trên hoặc tầng mặt (có lớp hao mòn)
Như qui định ở 22TCN 304 – 03
4 Đá dăm nước (22TCN 06-77) Móng dưới
Móng trên hoặc tầng mặt (có lớp bảo vệ)
Móng trên hoặc tầng mặt (có lớp bảo vệ)
Phải có hệ thống rãnh xương cá thoát nước trong quá trình thi công và cả sau khi đưa vào khai thác nếu có khả năng thấm nước vào lớp đá dăm; Nên
có lớp ngăn cách (vải địa kỹ thuật) giữa lớp móng
đá dăm nước với nền đất khi làm móng có tầng
rộng trong mọi trường hợp
5 Bê tông nhựa rỗng theo 22 TCN 249 ;
6 Cấp phối đá (sỏi cuội) gia cố xi măng
theo 22TCN 245; cát gia cố xi măng theo
7 Đất, cát, phế liệu công nghiệp (xỉ lò
cao, xỉ than, tro bay) gia cố chất liên kết
vô cơ, hữu cơ hoặc gia cố tổng hợp
Móng dưới
Mặt Móng trên Móng dưới
Trang 413.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
4 Vê khả năng chống biến dạng:
+ Đối với các lớp vật liệu áo đường: Etrên / Edưới liền kề nên < 3 lần
+ Đối với tầng móng và nền đất: Etầng móng / Enền = (2,5÷10)
Không nên cấu tạo quá
nhiều lớp gây phức tạp cho thi công
Trang 423.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
5 Cải thiện chế độ nhiệt, ẩm:
Trang 433.3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO
6 Cấu tạo chiều dày:
Lớp trên mỏng tối
thiểu, lớp dưới nên
tăng chiều dày (Xét
đến tính kinh tế)
Phù hợp công nghệ thi công
Phù hợp chiều dày lu lèn và
đầm nén
Phù hợp với kích cở vật liệu H min >(1,25-
1,50)D
Bề dày tầng móng không dưới 2δ
Bề dày tầng mặt không nên nằm trong khoảng (0,5 ÷ 1,0)δ
nhựa cải tiến )
Cấu tạo chiều dày cần tránh hiện tượng nứt phản ánh
Tầng mặt A1 trên móng cấp phối đá dăm tổng bề dày các lớp tầng mặt + (lớp phủ) phải lớn hơn trị
số tối thiểu quy định 43
Trang 443.3.3 VÍ DỤ KẾT CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO