bg thiet ke ne mat duong chuong 4 thiet ke ket cau ao duong mem 1 22tcn 211 06 5202

Các hiện tựơng phá hoại áo đừơng mềm ở trạng thái giới hạn dứơi tác dụng của tải trọng xe chạy 1.. Cỏc phỏ hoại khỏc thuộc về tầng mặt Chỳ ý: Ngoài tỏc dụng của tải trọng, ảnh hưởng

Trang 1

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO

Trang 2

4.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG

XE CHẠY TÁC DỤNG LÊN MẶT ĐƯỜNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN CƠ CHẾ LÀM VIỆC

CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Trang 3

4.1.1 ÁP LỰC TÍNH TOÁN CỦA BÁNH XE

LÊN MẶT ĐƯỜNG

Trang 4

Hình ảnh vệt bánh xe

Trang 5

Áp lực tính toán p

Tải trọng trục P

Áp lực hơi trong bánh

Kích thước bánh xe

Các yếu tố ảnh hưởng đến áp

lực bánh xe lên mặt đường:

Trang 6

Trang 7

(MPa)

Đường kính vệt bánh xe, D (mm)

Các đặc trưng của tải trọng trục tính toán tiêu

Câu hỏi thảo luận:

thực tế tải trọng trục xe hiện đang khai thác?

2 Cần có giải pháp quản lý tải trọng trục xe khai thác như thế nào?

Trang 8

4.1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG XE

Trùng phục nhiều lần

Không đều

Trang 9

4.1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Lưu biến

Biến dạng

dư Mỏi

Gây ra các hiện tượng:

Trang 10

4.2 CÁC HIỆN TƯỢNG PHÁ HOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM & CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO

ĐƯỜNG MỀM

Trang 11

4.2.1 CÁC HIậ́N TƯỢNG PHÁ HỌAI Kấ́T

CẤU ÁO ĐƯỜNG Mấ̀M

l

D

D o

Nén Kéo

Cắt

Kéo Lún

Trồi

á p lực truyền lên đất (đất bị nén)

Hình 13-2 Các hiện tựơng phá hoại áo đừơng mềm ở trạng thái

giới hạn dứơi tác dụng của tải trọng xe chạy

1 Lỳn

2 Kộo nứt cỏc lớp VL toàn khối

3 Trượt giữa cỏc lớp VL kộm dớnh

4 Cỏc phỏ hoại khỏc thuộc về tầng mặt

Chỳ ý: Ngoài tỏc dụng của tải

trọng, ảnh hưởng của yếu tố thời

tiết và thoỏt nước mặt đường là rất quan trọng

Trang 12

4.2.1 CÁC HIỆN TƯỢNG PHÁ HỌAI KẾT

CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

Rutting - Lún vệt bánh xe

Trang 13

Lún - Depression

Trang 14

Nứt - Cracking

Trang 15

4.2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ÁO

ĐƯỜNG MỀM

Lý thuyết & Thực

nghiệm

PP Nga Trung Quốc

Trang 16

4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

22TCN-211-06

Trang 17

4.3.1 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ

ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO 22TCN 211-06

Tính toán áo đường mềm trên cơ sở 3 tiêu chuẩn

giới hạn dựa vào lời giải tìm ứng suất và biến dạng của

bán không gian đàn hồi gồm nhiều lớp có điều kiện tiếp

xúc giữa các lớp là hoàn toàn liên tục dưới tác dụng của tải trọng bánh xe đồng thời kết hợp với các thông số thực

nghiệm và kinh nghiệm

Trang 18

4.3.1 NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ

ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO 22TCN 211-06

ku tt

ku ku

cd

R K

 

Trang 19

4.3.2 YÊU CẦU TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ

ÁO ĐƯỜNG MỀM

1 Đối với mặt đường cấp cao A 1 và A 2 phải kiểm tra theo 3 tiêu chuẩn nêu trên với trình tự TC1→ TC2→ TC3

2 Đối với mặt đường cấp thấp B 1 và B 2 không yêu cầu

kiểm tra theo tiêu chuẩn chịu kéo – uốn và cắt trượt

3 Khi tính toán kết cấu áo đường chịu tải trọng rất nặng

(tải trọng trục ≥120kN) thì kiểm tra theo 3 tiêu chuẩn theo trình tự TC2→ TC3→ TC1

4 Tính toàn lề gia cố tương tự KCAD của phần xe chạy

liền kề

Trang 20

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THEO 22TCN 211-06

False

True

True False

Thông số đất nền

đường E0 ; ρ0

Thông số giao thông, tải trọng

(LLXC, TP dòng xe, Tải trọng trục xe)

1 Lựa chọn VL sử dụng (các thông số VL sử dụng)

2 Sắp xếp bố trí các lớp VL trong kết cấu

Trang 21

4.3.3a XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG

SỐ ĐẦU VÀO (3 loại thông số đầu vào)

Trang 22

4.3.3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG MỀM

THEO 22TCN 211-06

Phải xác định tướng ứng với thời kỳ bất lợi nhất bao 3 loại thông số đầu vào sau:

1 Tải trọng trục tính toán và số trục xe tính toán

2 Trị số mô đun đàn hồi E0, lực dính C và góc nội ma sát φ tương ứng với độ ẩm tính toán bất lợi nhất của nền đất Độ ẩm tính toán bất lợi nhất được xác định tùy

theo loại hình gây ẩm của kết cấu nền áo đường

3 Trị số tính toán của mô đun đàn hồi E, lực dính C và góc nội ma sát φ của các loại vật liệu làm áo đường; cường độ chịu kéo uốn Rku của lớp vật liệu

Trang 23

4.3.3.1 TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN

Thời hạn thiết kế

áo đường

Năm tương lai thiết kế đường

Thời hạn phân tích

Một số khái niệm cần nắm:

Trang 24

• Tải trọng trục tiêu chuẩn:

Tải trọng trục tính

toán tiêu chuẩn, P

(kN)

Áp lực tính toán lên mặt đường, p

(MPa)

Đường kính vệt bánh xe, D (mm)

Trang 25

Loại đường

Tải trọng trục lớn nhất P LN

(kN)

Hàm lượng tải trọng trục lớn nhất trong tổng số trục xe (%)

Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn chọn (kN)

Trang 26

• Các khái niệm:

Cụm bánh: Số bánh ở một bên trên cùng một trục của xe Gồm:

cụm bánh đơn, cụm bánh đôi, cụm bán tư

Cụm trục: Số trục gần nhau, khoảng cách giữa các trục <3m

Gồm, cụm trục đơn, cụm trục đôi, cụm trục ba, cụm trục tư…

Cụm trục đôi

Cụm bánh đôi

Trang 27

• Các khái niệm: “Cụm bánh và cụm trục”

Trục đơn

bánh đơn

Trục đơn bánh đôi

Cụm trục đôi

bánh đơn

Cụm trục đôi bánh đôi

Cụm trục sau chế tạo trong nhà máy

Trang 28

• Các khái niệm: “Cụm bánh”

Cụm bánh đôi

Trang 29

• Các khái niệm: “Cụm bánh”

Cụm bánh tư

Trang 30

• “Cụm trục”

Cụm trục đôi Cụm trục đơn Cụm trục ba (tư)

Trang 31

Cụm bánh tư

Trang 32

Trang 33

• Tính toán tải trọng trục đối với xe nặng (tải trọng trục khác biệt nhiều so với trục tiêu chuẩn) :

Trang 34

• Ví dụ 1: (xem bài giảng)

Trục Tải trọng (kg) Tải trọng (lb) Trước 24.600 54,234

Giữa 24.350 52,139

Sau 23.650 52,139

Tổng cộng 72.600 160,055

Trang 35

4.3.3.1 TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ TRỤC XE TÍCH LŨY

• Ví dụ 2: (xe siêu trọng – The Titan Terex)

Trục Tải trọng (kg) Trước 110.000

Giữa 220.000

Sau 220.000

Tổng cộng 550.000

Trang 36

Trang 37

Trang 38

• Ví dụ 3: Xác định tải trọng trục tính toán P i và số trục trong một cụm trục m Biết đường TK là đường cấp cao

Trang 39

4.3.3.2 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG TÍNH

báo hoặc thông qua tương quan E0

=f(CBR) so sánh với TC

Dự tính đo ép tại hiện trường trên các đoạn nền đường điển hình vừa thi công xong -> kịp thời điều chỉnh

-MĐ cấp thấp có thể sử dụng trị số trong

TC Vẫn sử dụng chỉ tiêu CBR để kiểm tra lại

- Trường hợp nâng cấp cải tạo khi cần cũng nên TN hiện trường để xác định E0

Có thể nội suy các giá trị tham khảo trong TC

Trang 40

4.3.3.3 CÁC ĐẶC TRƯNG TÍNH TOÁN

CỦA VẬT LIỆU KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

TC độ võng đàn hồi TC chịu kéo – uốn TC cân bằng trượt

hiện các bước trên

Cho phép lấy giá trị tham khảo trong tiêu chuẩn trong mọi giai đoạn thiết kế

Trị số c,

φ

- TK cơ sở có thể sử dụng giá trị theo TC

- TK kỹ thuật + BVTC cần thí nghiệm trong phòng để xác định

Trang 41

False

True

True False

đường E0 ; ρ0

Trang 42

4.3.3b TÍNH TOÁN SỐ TRỤC

XE TÍNH TOÁN VÀ SỐ TRỤC XE

TIÊU CHUẨN TÍCH LŨY

(Xác định Ntt và Ne)

Trang 43

4.3.3b CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ TRỤC XE

TÍNH TOÁN TIÊU CHUẨN N tt

Quy đổi các loại trục xe khác nhau về trục xe TT tiêu chuẩn

Tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác

nhau về trục xe tính toán (trong một ngày đêm

1 2 1

.

k

i i

Trang 44

TÍNH TOÁN TIÊU CHUẨN N tt

Quy đổi các loại trục xe khác nhau về trục xe TT tiêu chuẩn

• Số trục xe tính toán trên một làn xe là tổng số trục xe đã

quy đổi về trục xe tính toán tiêu chuẩn thông qua

MCN đường trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng

lớn nhất vào thời kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết

Phần xe chạy có 2 hoặc 3 làn xe nhưng không có dải phân cách 0,55

Phần xe chạy có 4 làn xe và có dải phân cách giữa 0,35

Phần xe chạy có 6 làn xe trở lên và có dải phân cách giữa 0,30

Phạm vi nút giao thông, kết cấu áo đường trong phạm vi chuyển làn 0,50

Trang 45

TIÊU CHUẨN TÍCH LŨY N e

Quy đổi các loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết

kế là tổng số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn

qua 1 MCN (1 làn) trong suốt thời hạn thiết kế kết

cấu áo đường

Trang 46

4.3.3b THAM KHẢO QUY ĐỔI XE THEO

Trang 47

4.3.3b Ví dụ tính toán

• Lưu lượng xe giờ cao điểm: N = 550(xhh/ngđ)

• Thành phần dòng xe như bảng sau

•Thời hạn thiết kế áo đường là 10 năm

• Hệ số tăng xe: q= 7 %

Trang 48

False

True

True False

đường E0 ; ρ0

Trang 49

4.3.3c XÁC ĐỊNH MÔ ĐUYN ĐÀN HỒI

Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa), tương ứng với số trục xe

tính toán (xe/ngày đêm/làn)

Trang 50

4.3.3c XÁC ĐỊNH MÔ ĐUYN ĐÀN HỒI

YÊU CẦU E YC

Xác định trị số Mô đun đàn hồi tối thiểu: E tối thiểu

Loại đường và cấp đường

Loại tầng mặt của kết cấu áo đường

thiết kế Cấp cao A1 Cấp cao

A2

Cấp thấp B1

Trang 51

False

True

True False

đường E0 ; ρ0

Trang 52

False

True

True False

đường E0 ; ρ0

Trang 53

4.3.4 TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO CÁC TIÊU CHUẨN GIỚI HẠN

ku tt

ku ku

cd

R K

 

Trang 54

4.3.4.1 TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI

Trang 55

2 Đường chuyên dụng 0,80 , 0,85 , 0,90

Trang 56

Xác định trị số Mô đun đàn hồi chung của KCAD: E ch

Trang 57

Trang 58

3 1/3 1

1

dc tb

h k

h

1

E t

Trang 59

h3 h3

tb dc

3 1/3

1

E



3 1/3

1 1

1

1 1

1

h k

Trang 60

4.3.4.2 TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO TIÊU CHUẨN CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRƯỢT TRONG

NỀN ĐẤT VÀ TRONG CÁC LỚP VẬT LIỆU KÉM DÍNH

Trang 61

Trang 62

Xác định lực dính tính toán:

Ctt = C K1.K2.K3

C: lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính

K1: hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi chịu tải trọng

động và gây dao động lấy K1=0,6

K2: hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu;

Số trục xe tính toán (trục/ngày đêm/làn) Dưới 100 Dưới

Trang 63

Trang 64

Trang 65

Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm trên gây ra

0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001

Trang 66

4.3.4.3 TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG MỀM THEO

TIÊU CHUẨN CHỊU KÉO KHI UỐN

ku ku

cd

R K

Trang 67

   

Tầng móng

Trang 68

Trang 69

   

Tầng móng

Trang 70

Rku : cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán

k2 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian do ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu và thời tiết

k1 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải trọng trùng phục

Trang 71

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

Thiết kế cấu tạo và kiểm toán kết cấu áo đường thỏa mãn được các yêu cầu xe chạy

ở ví dụ trước?

Tiêu đề	Thiết kế kết cấu áo đường mềm
Tác giả	Nguyễn Văn Đăng
Trường học	Đại học Kiến Trúc Đà Nẵng
Chuyên ngành	Xây dựng
Thể loại	Giáo trình
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	4,22 MB