Nghiên cứu đề xuất một số kết cấu áo đường hợp lý cho tỉnh vĩnh long,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Đồng thời, còn phải sử dụng các biện pháp tổng hợp khác nhau biện pháp sử dụng vật liệu và tổ hợp các thành phần vật liệu, biện pháp thoát nước cho các lớp có khả năng bị nước xâm nhập đ

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới quý thầy cô giáo

trường Đại học Giao Thông Vận Tải đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những

kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt những năm học tập nghiên cứu tại đây

Đặc biệt em xin gửi lòng kính trọng và cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy TS

Nguyễn Việt Hưng, người hướng dẫn em làm luận văn suốt thời gian qua Trong

thời gian làm việc với thầy, em không những tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích

mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc,

hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác

sau này

Mặc dù rất cố gắng trong việc hoàn thành luận văn, nhưng do thời gian và kiến

thức có hạn, chắc chắn luận văn vẫn còn thiếu sót nhất định Vì vậy, kính mong quý

thầy cô, quý anh chị, các bạn góp ý để luận văn hoàn thiện hơn

Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2013

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

PHẦN MỞ ĐẦU 7

1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: 7

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: 9

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: 9

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: 9

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: 10

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI: 10

7 Ý NGHĨA THỰC TIỂN CỦA ĐỀ TÀI: 10

8 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI: 11

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 12

1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG TRONG

NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI: 12

1.1.1 Tính toán kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06: 12

1.1.2 Tính toán kết cấu áo đường cứng theo tiêu chuẩn 22TCN 223-95: 15

1.1.3 Phương pháp tính toán theo JTJ014-86 (Trung Quốc): 16

1.1.4 Phương pháp của Pháp, chương trình Alizé 3: 18

1.1.5 Các phương pháp thực nghiệm: 19

1.2 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC CHỌN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: 22

1.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BỀ DÀY KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: 24

1.4 KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THÔNG DỤNG HIỆN NAY: 31

1.4.1 Tổng hợp: 31

1.4.2 Các kết cấu áo đường thông dụng, ưu và khuyết điểm: 31

1.4.3 Các kết cấu định hình ở Việt Nam và trên thế giới: 36

Chương 2: HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TỈNH 41

2.1 CÁC ĐẶC TRƯNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA TỈNH: 41

2.1.1 Vị trí địa lý, địa hình: 41

2.1.2 Khí hậu: 41

2.1.3 Thủy văn: 42

2.1.4 Thổ nhưỡng: 43

2.1.5 Địa chất: 43

2.2 HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG: 43

2.2.1 Mạng lưới giao thông đường bộ: 43

2.2.3 Những hạn chế của hệ thống giao thông tỉnh: 54

2.3 CÁC LOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG ĐANG SỬ DỤNG TẠI TỈNH 55

2.3.1 Đường cấp phối đá dăm, đá dăm: 55

2.3.2 Đường nhựa: 56

2.3.3 Mặt đường bê tông xi măng và bê tông cốt thép: 56

Chương 3: NGUYÊN NHÂN CÁC HƯ HỎNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 58

3.1 CÔNG TÁC KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ: 58

3.1.1 Công tác khảo sát địa chất, thủy văn: 58

3.1.2 Thông số đầu vào vật liệu: 58

3.1.3 Thông số tải trọng thiết kế: 59

3.1.4 Sử dụng tiêu chuẩn thiết kế: 59

3.1.5 Sai sót trong quá trình thiết kế: 60

3.2 CÔNG TÁC THI CÔNG: 61

3.2.1 Thực trạng chung: 61

3.2.2 Mặt đường láng nhựa: 61

3.2.3 Mặt đường bê tông nhựa: 62

3.2.4 Mặt đường bê tông xi măng: 63

3.3 SỬ DỤNG VẬT LIỆU: 64

3.3.1 Yêu cầu kỹ thuật của cát dùng trong xây dựng: 64

3.3.2 Yêu cầu kỹ thuật của đá dùng trong xây dựng: 65

3.3.3 Hiện trạng sử dụng vật liệu: 65

3.4 CÔNG TÁC DI TU BẢO DƯỠNG: 68

Chương 4: ĐỀ XUẤT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 70

4.1 PHÂN TÍCH THƯC TRẠNG LÀM VIỆC KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: 70

4.1.1 Hiện trạng khai thác giao thông: 70

4.1.2 Tải trọng xe và lưu lượng xe: 71

4.1.3 Cấp tải trọng: 72

4.1.4 Đánh giá: 79

4.2 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CẦN THIẾT: 80

4.2.1 Cấp hạng tải trọng và lưu lượng xe: 80

4.2.2 Cấp hạng nền đường: 80

4.2.3 Thông số tính toán của các lớp vật liệu: 80

4.3 ĐỀ XUẤT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG .81

4.3.1 Nguyên tắc đề xuất: 81

4.3.2 Đề xuất các kết cấu áo đường: 85

4.3.3 Lập bảng catalog kết cấu áo đường: 89

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93

5.1 KẾT LUẬN: 93

5.1.1 Kết luận: 93

5.1.2 Những tồn tại: 94

5.1.3 Hướng phát triển của đề tài: 94

5.2 KIẾN NGHỊ .94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

PHẦN PHỤ LỤC 98

PHẦN MỞ ĐẦU

1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:

- Tỉnh Vĩnh Long nằm ở khu vực trung tâm Đồng bằng sông Cửu Long (phía

Bắc và Đông Bắc giáp tỉnh Tiền Giang và Bến Tre; phía Đông Nam giáp tỉnh Trà

Vinh; phía Tây Nam giáp tỉnh Hậu Giang và thành phố Cần Thơ; phía Tây Bắc giáp

tỉnh Đồng Tháp, cách thành phố Hồ Chí Minh 136 km về phía Đông Bắc và thành

phố Cần Thơ 40 km về phía Nam) Vì thế, hầu hết các tuyến đường trọng yếu thông

thương giữa các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long và giữa các tỉnh này với Thành

phố Hồ Chí Minh, Cần Thơ đã xây dựng và có kế hoạch xây dựng đều đi qua địa

phận tỉnh Vĩnh Long

- Đồng bằng Sông Cửu Long nói chung và tỉnh Vĩnh Long nói riêng được xem

là vựa nông sản lớn nhất cả nước, cung cấp thị trường trong nước và phục vụ xuất

khẩu, nhưng hệ thống giao thông đường bộ để đáp ứng nhu cầu vận chuyển nông

sản vẫn còn yếu về số lượng và chất lượng Việc xây dựng mạng lưới giao thông

thông suốt giữa các vùng nông sản và các đầu mối tiêu thụ là vô cùng cần thiết Tuy

nhiên, việc thiết kế và thi công các công trình này là khá phức tạp do một số đặc

trưng riêng của tỉnh như hệ thống sông ngòi chằng chịt và sự thiếu sự đồng bộ về

kết cấu mặt đường dẫn tới việc thi công và sửa chữa khó khăn

- Hiện nay Vĩnh Long có ba khu công nghiệp với diện tích gần 600ha, phần lớn

vẫn còn trong giai đoạn đầu tư hoàn thiện cơ sở hạ tầng đặc biệt là hệ thống giao

thông nội bộ, đường nối vào Quốc lộ, Tỉnh lộ

- Theo quyết định ngày 23/8/2012 của Chủ tịch tỉnh Vĩnh Long các mục tiêu cụ

thể đến 2015 về lĩnh vực giao thông vận tải là: Cải tạo nâng cấp một số tuyến đường

trọng yếu, đảm bảo kết nối, liên thông với các tuyến Quốc lộ, tạo thành hệ thống

giao thông đồng bộ trong phạm vi toàn tỉnh, nâng tải trọng thông xe các tuyến

đường, cầu được nâng cấp, xây dựng mới, nâng cấp, mở rộng các tuyến đường tỉnh,

đường huyện, đường đến trung tâm xã

- Trong việc xây dựng đường giao thông thì kết cấu áo đường là một trong

những bộ phận rất quan trọng Kết cấu áo đường chịu tác dụng trực tiếp của các

phương tiện giao thông và đồng thời chịu ảnh hưởng của các yếu tố phá hoại trực

tiếp từ thiên nhiên như nhiệt độ, ánh nắng, mưa, lũ lụt Ngoài ra chi phí xây dựng áo

đường chiếm tỉ lệ chi phí cao trong xây dựng, cấp đường càng cao thì chi phí xây

dựng áo đường càng lớn

- Tuy nhiên, mặc dù trong quá trình thiết kế đã tuân thủ các quy định của các

tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, sự hư hỏng trước thời hạn của các kết cấu áo đường

ngày càng phổ biến Những hư hỏng này bao gồm mức độ nhẹ như các vết nứt, khe

nứt đến mức độ nghiêm trọng như ổ gà, lún sụt Các hư hỏng kết cấu áo đường

không những xảy ra tại các công trình cũ khai thác sử dụng đã lâu (quốc lộ 57, tỉnh

lộ 901, tỉnh lộ 902, tỉnh lộ 903) mà ngay cả các công trình giao thông trọng điểm

vừa mới xây dựng đưa vào khai thác chưa đầy ba tháng (quốc lộ 53, tỉnh lộ 909)

ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng khai thác, tăng chi phí di tu bảo dưỡng, tai

nạn giao thông do mặt đường kém chất lượng tăng, tuổi thọ công trình giảm

- Hiện nay ở Việt Nam có hai tiêu chuẩn đang được sử dụng phổ biến: 22TCN

211-06 cho áo đường mềm, và 22TCN 223-95 cho áo đường cứng Theo những tiêu

chuẩn này, công tác thiết kế kết cấu áo đường chủ yếu chú trọng vào việc đảm bảo

các yêu cầu kỹ thuật về cường độ mà ít chú ý đến tính hợp lý của cấu tạo trong kết

cấu áo đường Chính vì vậy, các vấn đề liên quan đến chất lượng và độ bền kết cấu

thường liên quan đến:

+ Tính hợp lý trong việc sử dụng nguồn vật liệu sao cho phù hợp với điều kiện

địa phương

+ Tính hợp lý trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

+ Thành phần lưu lượng và tải trọng thực tế

- Vì vậy, với đề tài “Nghiên cứu đề xuất một số kết cấu áo đường hợp lý cho

tỉnh Vĩnh Long”, nhằm xây dựng và đề xuất một số kết cấu áo đường hợp lý cho

từng loại đường giao thông như đường quốc lộ, tỉnh lộ, đường giao thông nông

thôn, và đường nội bộ các khu công nghiệp của tỉnh Vĩnh Long đảm bảo các yêu

cầu về mặt kỹ thuật, phù hợp đặc trưng của địa phương, thuận lợi trong công tác thi

công, khai thác và di tu bảo dưỡng sau này, đồng thời đảm bảo giá thành xây dựng

hợp lý nhất

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:

- Tìm hiểu các phương pháp thiết kế áo đường trong nước và trên thế giới

- Nghiên cứu về hiện trạng kết cấu áo đường của mạng lưới giao thông tỉnh

Vĩnh Long

- Tìm hiểu những tồn tại trong quá trình thiết kế và thi công dẫn đến các nguyên

nhân gây hư hỏng các kết cấu áo đường, đề xuất các phương án giải quyết hợp lý

- Xây dựng một số phương án kết cấu áo đường hợp lý về mặt kỹ thuật, giá

thành xây dựng và điều kiện tự nhiên trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long

- Góp phần định hướng áp dụng các tiến bộ kỹ thuật trong công tác thi công và

sửa chữa đường tỉnh Vĩnh Long

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

- Các phương pháp thiết kế áo đường trong nước và trên thế giới

- Điều kiện tự nhiên đặc trưng phục vụ công tác tính toán thiết kế kết cấu áo

đường cho tỉnh Vĩnh Long

- Hiện trạng mạng lưới đường giao thông tỉnh Vĩnh Long, các loại kết cấu áo

đường đã và đang xây dựng, số liệu lưu lượng, thành phần lưu lượng và tải trọng xe

thực tế

- Tình hình sử dụng vật liêu xây dựng cho kết câu áo đường

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

- Địa bàn tỉnh Vĩnh Long đối với các số liệu thực tế như điều kiện tự nhiên, vật

liệu xây dựng, hiện trạng mạng lưới giao thông, lưu lượng, thành phần lưu lượng

cũng như tải trọng thực tế, tình hình sử dụng vật liệu địa phương, công tác đảm bảo

chất lượng trong xây dựng đường

- Các tiêu chuẩn và tài liệu về công tác thiết kế kết cấu áo đường, việc sử dụng

vật liệu cho các lớp kết cấu áo đường được thu thập từ các công trình nghiên cứu

trước đây về các vấn đề này tại Việt Nam cũng như các nước khác trên thế giới

- Các phương pháp tính toán thiết kế kết cấu áo đường trong nước và trên thế

giới

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

- Nghiên cứu các phương pháp, tiêu chuẩn tính toán thiết kế áo đường trong

nước và trên thế giới, làm cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu áo đường

- Thu thập, điều tra các điều kiện khách quan và chủ quan tại tỉnh Vĩnh Long

ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến kết cấu áo đường (điều kiện xe chạy, điều kiện

vật tư tại địa phương, chủ trương phát triển cơ sở hạ tầng, kinh phí và quy hoạch

chung của tỉnh, các yếu tố về điều kiện tự nhiên như thời tiết, địa chất, thủy văn,

nhiệt độ) Dựa vào hiện trạng kết cấu áo đường, phân tích đánh giá các hư hỏng và

tồn tại

- Dựa trên kết quả phân tích đánh giá đề xuất một số kết cấu mặt đường phù

hợp cho từng hạng mục đường

- Luận chứng kinh tế kỹ thuật của các phương án đề xuất và kiến nghị

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI:

- Đề tài đề xuất các dạng định hình kết cấu áo đường hợp lý cho các loại đường

tỉnh Vĩnh Long với các tải trọng đề xuất

- Góp phần định hướng và hướng dẫn áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuận vào

công tác xây dựng và sửa chữa đường Vĩnh Long

7 Ý NGHĨA THỰC TIỂN CỦA ĐỀ TÀI:

- Đề xuất bộ Catalog kết cấu áo đường cho tỉnh Vĩnh Long, phù hợp với điều

kiện thực tế của tỉnh

- Giúp cho người thiết kế, người lập dự án lựa chọn kết cấu áo đường dễ dàng

hợp lý với từng yêu cầu mục đích khi xây dựng tuyến đường

- Giúp cho đơn vị thi công thuận lợi trong việc lựa chọn phương án thi công

- Làm cơ sở cho các cơ quan thẩm định, chủ đầu tư nhanh chóng quyết định

phương án kết cấu mặt đường

- Thống nhất tạo ra sự đồng bộ các phương án kết cấu mặt đường trong tỉnh, từ

đó, nâng cao khả năng khai thác và thuận tiện trong công tác di tu bảo dưỡng

8 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI:

- Đề tài gồm năm chương 90 trang, 36 bảng biểu

Chương 1: Cơ sở lý thuyết và các phương pháp tính toán kết cấu áo đường

Chương 2: Hiện trạng mạng lưới giao thông tỉnh

Chương 3: Nguyên nhân các hư hỏng kết cấu áo đường

Chương 4: Đề xuất kết cấu áo đường

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

- Phần phụ lục gồm 3 phụ lục, 60 trang: Catolog của kết cấu áo đường, các tính

toán, giá thành tham khảo

Chương 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

TÍNH TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI:

1.1.1 Phương pháp tính toán kết cấu áo đường theo Tiêu chuẩn thiết kế áo

đường mềm 22TCN 211-06: [9]

1.1.1.1 Nội dung, phương pháp:

- Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường: Chọn và bố trí hợp lý các lớp vật liệu phù

hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp áo đường

- Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đường, tức là trong mọi

trường hợp phải chú trọng các biện pháp nâng cao cường độ và sự ổn định cường độ

của khu vực tác dụng để tạo điều kiện cho nền đất tham gia chịu lực cùng với áo

đường đến mức tối đa, từ đó giảm được bề dày áo đường và hạ giá thành xây dựng

Đồng thời, còn phải sử dụng các biện pháp tổng hợp khác nhau (biện pháp sử dụng

vật liệu và tổ hợp các thành phần vật liệu, biện pháp thoát nước cho các lớp có khả

năng bị nước xâm nhập) để hạn chế các tác dụng của ẩm và nhiệt đến cường độ và

độ bền của mỗi tầng, lớp trong kết cấu áo đường và đặc biệt là biện pháp hạn chế

các hiện tượng phá hoại bề mặt đối với lớp mặt trên cùng do xe chạy gây ra

- Phải chọn và bố trí đúng các tầng, lớp vật liệu trong kết cấu áo đường sao cho

phù hợp với chức năng của mỗi tầng, lớp và bảo đảm cả kết cấu đáp ứng được

những yêu cầu cơ bản theo, đồng thời phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu, khả

năng thi công và khả năng khai thác duy tu, sửa chữa, bảo trì sau này

- Phải sử dụng tối đa các vật liệu và phế thải công nghiệp tại chổ (sử dụng trực

tiếp hoặc có gia cố chúng bằng chất kết dính vô cơ hoặc hữu cơ) Ngoài ra, phải chú

trọng vận dụng các kinh nghiệm về xây dựng và khai thác áo đường trong điều kiện

cụ thể của địa phương

- Cần đề xuất từ hai đến ba phương án cấu tạo kết cấu áo đường Khi đề xuất

các phương án thiết kế cần phải chú trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trường, yêu cầu

bảo đảm an toàn giao thông và cả yêu cầu về bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho

người thi công

- Cần xét đến phương án phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

Trên cơ sở phương án cho quy hoạch tương lai cần dự tính biện pháp tăng cường

độ, bề dày để tăng khả năng phục vụ của áo đường phù hợp với yêu cầu xe chạy

tăng dần theo thời gian Riêng đối với áo đường cao tốc và đường cấp I hoặc cấp II

thì không nên xét đến phương án phân kỳ xây dựng áo đường

- Nội dung phương pháp: Tính toán kiểm tra 3 tiêu chuẩn sau:

+ Kiểm toán ứng suất cắt ở trong nền đất và các lớp vật liệu chịu cắt trượt kém

so với trị số giới hạn cho phép để đảm bảo trong chúng không xảy ra biến dạng dẻo

(hoặc hạn chế sự phát sinh biến dạng dẻo)

+ Kiểm toán ứng suất kéo uốn phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền khối nhằm

hạn chế sự phát sinh nứt dẫn đến phá hoại lớp đó

+ Kiểm toán độ võng đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng biểu thị

bằng trị số mô đun đàn hồi Ech của cả kết cấu nền áo đường so với trị số mô đun đàn

hồi yêu cầu Eyc

- Cơ sở của phương pháp tính toán theo ba tiêu chuẩn giới hạn nêu trên là lời

giải của bài toán hệ bán không gian đàn hồi nhiều lớp có điều kiện tiếp xúc giữa các

lớp là hoàn toàn liên tục dưới tác dụng của tải trọng bánh xe (được mô hình hóa là

tải trọng phân bố đều hình tròn tương đương với diện tích tiếp xúc của bánh xe trên

mặt đường), đồng thời kết hợp với kinh nghiệm sử dụng và khai thác đường trong

nhiều năm để đưa ra các quy định về các tiêu chuẩn giới hạn cho phép

1.1.1.2 Các thông số tính toán cường độ, bề dày áo đường mềm:

- Tải trọng trục tính toán, số trục xe tính toán, thông số xe chạy: Tải trọng

xe chạy được quy đổi về loại xe tiêu chuẩn (100kN, 120kN) với các loại xe khác

tiêu chuẩn thì việc quy đổi dựa trên cơ sở gây hiệu ứng tương đương Sơ đồ tải

trọng tính toán là sơ đồ một vòng tròn có diện tích tương đương D (cm) và áp lực

tác dụng xuống mặt đường p (MPa)

Lưu lượng xe chạy cuối thời kỳ khai thác tính theo công thức:

Ni =Nl x (1 + r ) tTrong đó:

Ni: Lưu lượng xe chạy cuối kỳ khai thác (xe/ ngày đêm)

Nl: Lưu lượng xe năm đầu tính toán (xe/ ngày đêm)

r: Tốc độ tăng trưởng xe

t: Thời gian tính toán t=20 năm với đường làm mới và t=15 năm với đường cải

tạo năng cấp

- Các thông số tính toán của đất nền như mô đun đàn hồi E0, lực dính C, góc nội

ma sát , được xác định ở các điều kiện bất lợi nhất về chế độ thủy nhiệt Để xác

định được các thông số này cần tiến hành thông qua các thí nghiệm trong các điều

kiện bất lợi nhất Khi thiết kế, các thông số này thường dựa vào các bảng tra tham

khảo từ nước ngoài mà chưa có các nghiên cứu quy mô trong điều kiện Việt Nam

- Trên quan điểm thiết kế tổng thể mặt đường, các thông số nền đất là các chỉ

tiêu quan trọng ảnh hưởng đến kết quả tính toán bởi vậy cần phải xác định chính

xác các thông số này

1.1.1.3 Nhận xét về phương pháp hiện hành của Bộ Giao thông Vận tải 22TCN

211-06:

- Thiết kế kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 do Bộ Giao thông

Vận tải Việt Nam phát hành, sử dụng để thiết kế kết cấu áo đường mềm

- Phương pháp thiết kế kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 là

phương pháp kế thừa và thay phương pháp thiết kế kết cấu áo đường theo tiêu

chuẩn 22TCN 211-93, vì thế đã kế thừa những kinh nghiệm của phương pháp thiết

kế theo tiêu chuẩn 22TCN 211-93 qua thực tiễn, từ đó thiết kế áo đường chất lượng

hơn, giá thành hợp lý hơn, đồng thời, đáp ứng được xu thế đa dạng hóa các loại tải

trọng thực tế đang sử dụng để quy đổi về tải trọng tính toán chính xác hơn

Tuy nhiên, cũng do kế thừa phương pháp thiết kế áo đường 22TCN 211 -93 nên

để nâng cao hiệu quả thiết kế của phương pháp cần phải quan tâm các hạn chế dưới

đây:

- Phương pháp tính toán cường độ và chiều dày các lớp vật liệu trong kết cấu áo

đường mềm trên cơ sở của ba tiêu chuẩn trạng thái giới hạn, lời giải tìm ứng suất và

biến dạng của lý thuyết đàn hồi, các thông số thực nghiệm và kinh nghiệm, kết quả

tính phụ thuộc vào các tham số đầu vào như lưu lượng xe, tải trọng xe, đặc trưng

tính toán vật liệu của đất nền nên việc xác định các thông số phù hợp là vấn đề cần

nghiên cứu kỹ và thống nhất Sự ảnh hưởng của chế độ thủy nhiệt để tính toán cần

cụ thể trong từng điều kiện

- Cơ sở lý thuyết của bài toán là hệ đàn hồi đặt trên bài toán không gian vô hạn

đàn hồi như thực tế vật liệu kết cấu áo đường và nền đất không phải là vật liệu đàn

hồi đồng nhất, đẳng hướng mà là vật liệu đàn hồi dẻo nhớt Do đó kết quả tính chỉ là

gần đúng với sự làm việc thực tế của áo đường

- Các toán đồ được lập với hệ hai lớp, nếu có nhiều hơn hai lớp thì phải dùng

công thức tính quy đổi lớp trên nguyên tắc độ cứng tương đương, việc tính đổi và hệ

số thêm vào chỉ là gần đúng Hiện nay, một số quy trình Trung Quốc, Liên Bang

Nga và sách đã có kết quả giải hệ đàn hồi ba lớp, việc tính đổi sẽ chính xác hơn

Mặt khác, với sự phát triển máy tính điện tử thì việc giải bài toán hệ đàn hồi nhiều

lớp không còn là vấn đề phức tạp nữa

- Chưa có cách tính toán trực tiếp cường độ và độ ổn định của tầng mặt áo

đường dưới tác dụng của nhiệt độ và chế độ thay đổi nhiệt độ

1.1.2 Phương pháp tính toán kết cấu áo đường theo Tiêu chuẩn thiết kế áo

đường cứng 22TCN 223-95: [10]

Trình tự tính toán như sau:

- Thiết kế cấu tạo nhằm chọn và bố trí hợp lý kích thước tấm, các khe và liên

kết giữa các khe tấm, chọn vật liệu lớp móng, vật liệu chèn khe, vật liệu lớp tạo

phẳng và bố trí mặt cắt ngang của kết cấu áo đường, chọn các biện pháp tăng cường

cường độ và sự ổn định cường độ của nền đất dưới lớp móng

- Tính toán chiều dày tấm bêtông ximăng: Khi tính toán phải kiểm tra cả ba

trường hợp tải trọng tác dụng ở giữa tấm, cạnh tấm và góc tấm để chọn trường hợp

bất lợi nhất, chiều dày tính được không nhỏ hơn chiều dày tối thiểu quy định trong

quy trình

- Kiểm toán chiều dày tấm bêtông dưới tác dụng của xe nặng cá biệt

- Kiểm toán với ứng suất nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ ở mặt trên và mặt dưới

tấm bê tông gây ra

- Tính toán cốt thép tăng cường ở cạnh tấm

- Xác định mô đun đàn hồi chung trên mặt lớp bê tông xi măng: Tấm bê tông

mặt đường và nền đất được xem như một hệ bán không gian đàn hồi hai lớp, việc

tính toán mô đun đàn hồi chung được tính toán tương tự như trong áo đường mềm

- Tính chiều dày lớp móng của đường bê tông xi măng: Dưới tác dụng lặp lại

của tải trọng, đất nền đường có thể bị biến dạng dẻo, lớp móng dưới mặt đường bê

tông xi măng phải đảm bảo sao cho đất nền đường phía dưới không xuất hiện biến

dạng dẻo

1.1.3 Phương pháp tính toán theo JTJ014-86 (Trung Quốc):

Nội dung, phương pháp: Trên cơ sở nghiên cứu và thực tiễn nhiều năm, quy

phạm thiết kế áo đường mềm hiện hành của Trung Quốc đã sử dụng lý thuyết hệ

nhiều lớp đàn hồi đặt trên nền bán không gian vô hạn đàn hồi, với các giả thuyết:

- Mỗi lớp đều do một loại vật liệu đồng nhất, đẳng hướng, đàn hồi và xem là

không có trọng lượng, các thông số là mô đun đàn hồi Ei và hệ số poison i

- Tầng dưới cùng là tầng bán không gian vô hạn, kéo dài vô hạn theo phương

ngang, các lớp trên cũng kéo dài vô hạn theo phương dọc, phương ngang và có

chiều dài hữu hạn hi theo phương thẳng đứng

- Tại mặt phân giới giữa các lớp ứng suất và chuyển vị hoàn toàn liên tục hoặc

chỉ có ứng suất và chuyển vị theo phương thẳng đứng là liên tục, lực cản do ma sát

bằng không

- Tại độ sâu vô hạn lớp dưới cùng, ứng suất và chuyển vị bằng không

Từ các giả thuyết trên, người ta lập ra các toán đồ xác định độ võng đàn hồi và

hệ số ứng suất của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng phân bố đều trên hai vòng

tròn diện tích tương đương bán kính d cho hệ hai, ba lớp, làm cơ sở để tiến hành

tính toán và thiết kế kết cấu áo đường, riêng trong thiết kế cải tạo mặt đường cũng

có thể sử dụng phương pháp kinh nghiệm

Tóm tắt phương pháp thiết kế áo đường mềm hiện hành của Trung Quốc:

- Dựa vào yêu cầu của văn bản về nhiệm vụ thiết kế, xác định cấp hạn mặt

đường và loại lớp mặt, tính toán số lần tích lũy trục xe tương đương trên một làn xe

trong thời hạn thiết kế và tính toán trị số độ võng cho phép trên bề mặt mặt đường

Nếu là loại mặt đường cần tiến hành nghiệm toán ứng suất kéo uốn thì cần tính toán

trị số ứng suất kéo uốn cho phép

- Dựa vào loại đất và loại hình khô ẩm của nền đường, chia đường thiết kế ra

thành một số đoạn (thông thường mỗi đoạn không nên dưới 500m, nếu thi công cơ

giới với quy mô lớn thì mỗi đoạn không nên dưới 1.000m) để xác định trị số mô

đun đàn hồi của nền đất cho từng đoạn

- Dự kiến một số phương án bố trí kết cấu và bê tông áo đường có khả năng

thực hiện, xác định trị số mô đun đàn hồi của vật liệu các lớp

- Xác định bề dày áo đường dựa theo độ võng cho phép

- Đối với mặt bê tông nhựa của đường cao tốc, đường cấp I, đường đô thị và lớp

móng bằng vật liệu có tính toàn khối thì còn cần nghiệm toán theo ứng suất kéo uốn

của chúng có thỏa mản yêu cầu ứng suất kéo uốn cho phép hay không Nếu không

đáp ứng yêu cầu thì phải điều chỉnh bề dày các lớp kết cấu áo đường hoặc thay đổi

bố trí kết cấu áo đường, hoặc điều chỉnh tỉ lệ phối hợp vật liệu để tăng thêm cường

độ kéo uốn giới hạn, sau đó lặp lại các tính toán

- Đối với lớp mặt rải nhựa của đường đó thì còn nghiệm toán xem ứng suất cắt

trong lớp đó có thỏa mản yêu cầu về ứng suất cắt cho phép hay không, nếu không

thỏa mản thì phải điều chỉnh thành phần vật liệu để tăng cường độ chống cắt

- Đối với mặt đường cấp cao và cấp cao thứ yếu của vùng đóng băng theo mùa

thì còn cần nghiệm toán bề dày lớp móng chống đóng băng xem có phù hợp với yêu

cầu không

* Một số nhận xét phương pháp thiết kế áo đường theo tiêu chuẩn Trung Quốc

JTJ014-86 so với phương pháp thiết kế áo đường theo tiêu chuẩn Việt Nam 22TCN

211-06:

- Phương pháp thiết kế áo đường theo tiêu chuẩn Trung Quốc JTJ014-86 là

phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Phương pháp tính dựa trên lời giải

lý thuyết đàn hồi, các toán đồ được lập sẵn với hệ 2 và 3 lớp, khi kiểm toán quy đổi

về hệ ba lớp với lớp mặt, lớp móng và nền đất, các hệ này phản ánh chính xác hơn

sự làm việc của kết cấu áo đường thực tế vì thế kết quả tính toán tin cậy hơn Mặc

khác, khi quy đổi các lớp về hệ chuẩn tính toán theo các hiệu ứng tương đương, các

công thức quy đổi được so sánh và kiểm nghiệm bằng máy tính điện tử nên có độ

chính xác cao hơn quy đổi bằng độ cứng tương đương hai lớp một như quy trình

Việt Nam

- Tải trọng tiêu chuẩn cả hai phương pháp như nhau (trục xe 10T) nhưng

phương pháp của Trung Quốc tính với sơ đồ tải trọng là hai vòng tròn cho từng

bánh xe của bánh kép, trong khi đó theo quy trình của Việt Nam dùng sơ đồ một

vòng tròn tiếp xúc, vì thế sơ đồ tính của phương pháp Trung Quốc phù hợp thực tế

hơn

- Chưa có cách tính bề dày lớp áo đường dưới tác dụng của nhiệt độ và chế độ

thay đổi nhiệt độ

- Các trị số đặc trưng của vật liệu và đất nền cũng lấy theo chế độ thủy nhiệt bất

lợi nhất

1.1.4 Phương pháp thiết kế mặt đường của Pháp – chương trình Alizé 3:

- Việc thiết kế và tính toán mặt đường của Pháp được tiến hành theo phương

pháp hợp lý của chương trình Alizé 3 (là phương pháp giải chính xác bài toán bán

không gian nhiều lớp đàn hồi của Burmister bằng máy tính) - sử dụng chương trình

Alizé 3 thì có thể tính ứng suất và biến dạng trong mọi điểm của kết cấu các lớp mặt

đường nhiều lớp (cho đến 6 lớp) rồi so sánh với kết quả tính toán cường độ và độ

lún cho phép của vật liệu xác định bằng thí nghiệm ở trong phòng và kiểm tra ở

hiện trường CT1

Phương pháp này phù hợp với tình hình cụ thể của nước Pháp với các đặc điểm

sau đây:

- Có nhiều xe vượt tải chạy trên đường so với quy định

- Độ ẩm của đất ở dưới mặt đường rất cao

- Điều kiện khí hậu của nước Pháp tương đối khắc nghiệt

- Công nghệ sản xuất và chế tạo bán thành phẩm của Pháp tiên tiến

1.1.5 Các phương pháp thực nghiệm:

Dựa trên các kinh nghiệm thu được trên các đoạn đường thực nghiệm hoặc trên

mạng lưới đường khai thác Có thể liệt kê các phương pháp thực nghiệm chính sau

đây:

- Phương pháp CBR

- Phương pháp của viện nghiên cứu đường bộ Anh (TRRL)

- Các phương pháp thực nghiệm của Mỹ (phương pháp Shook và Finn, phương

pháp Liddle, phương pháp Shell, phương pháp AASHTO)

- Phương pháp của Nhật Bản - Phương pháp của trung tâm thiết kế nhà và công

trình Pháp (CEBTP)

1.1.5.1 Phương pháp theo hướng dẫn của AASHTO:

- AASHTO là Hiệp hội Quan chức Giao thông và Xa lộ Tiểu bang Mỹ

(American Association of State Highway and Transportation Officials)

- Tiêu chuẩn giới hạn: Tiêu chuẩn trạng thái giới hạn chính là khả năng phục vụ

PSI, đặc trưng cho chất lượng khai thác mặt đường PSI xác định được từ việc đo

đạt độ gồ ghề và xác định hư hỏng (ví dụ vết nứt, ổ gà, vết hằn bánh xe) ở một thời

điểm cụ thể trong thời kỳ phục vụ của mặt đường, chỉ số PSI giảm dần giá trị khi

mặt đường bị hư hỏng trong quá trình khai thác Kết cấu áo đường phải được thiết

kế sao cho ở cuối thời kỳ thiết kế, chỉ số phục vụ PSI giảm đến một giá trị chấp

nhận được sau khi chịu đúng số lần tác dụng của tải trọng W80 dự kiến thông qua

trong thời kỳ thiết kế Mức độ phục vụ nhỏ nhất gọi là Pt phải được thiết lập trên cơ

sở đồng thuận của xã hội (từ 2.0-3.0, với Pt=2 là mức phục vụ thấp nhất có thể thiết

kế sử dụng cho những đường cấp thấp)

Cho đến nay thử nghiệm AASHTO vẫn là thử nghiệm quy mô nhất trên thế giới

và có giá trị nghiệm chứng rất cao, có những ưu điểm sau:

- Thể hiện rõ quan điểm thiết kế tổng hợp các giải pháp, tức xem việc thiết

kế mặt đường không chỉ là xác định bề dày các lớp, mà phải chú trọng đến các

biện pháp cấu tạo, các yêu cầu về vật liệu, chất lượng thi công, chú trọng các

giải pháp khôi phục sửa chữa, quản lý mặt đường và các phương pháp phân tích

so sánh, đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của các giải pháp thiết kế và các dự

án đầu tư xây dựng mặt đường

- Về cấu tạo, chú trọng vai trò của lề đường đối với sự làm việc của mặt

đường

- Chú trọng vấn đề thoát nước dưới móng áo đường

- Chú trọng xét đến vấn tác động môi trường (độ ẩm, nhiệt độ) Ảnh hưởng

của môi trường được xét kỹ trong các thông số tính toán MR, mi và xét đến sự

thay đổi của mô đun đàn hồi của nhựa theo nhiệt độ

- Khi tính toán thiết kế, sử dụng các thông số trung bình kèm theo hệ số độ

tin cậy (tiêu chuẩn Việt Nam dùng các thông số ở trạng thái bất lợi nhất)

- Việc đánh giá kết cấu mặt đường hiện có bằng phương pháp thử nghiệm NDT

đo cả vùng võng kết hợp với tính toán lý thuyết trên máy tính để xác định rõ mô đun

đàn hồi của nền đất và các lớp kết cấu là bước cải tiến quan trọng của phương pháp

Tuy nhiên vẫn tồn tại một số hạn chế:

- Thí nghiệm AASHTO mang tính cục bộ tại từng bang thử nghiệm, vì thế ảnh

hưởng điều kiện tự nhiên của từng bang, hạn chế bởi loại mặt đường, số lớp thí

nghiệm, vật liệu các lớp, loại tải trọng thí nghiệm, thời gian thí nghiệm và số lần tác

dụng tải trọng

- Ngoài ra việc dùng chỉ số phục vụ tiêu chuẩn PSI làm trạng thái giới hạn cũng

là vấn đề cần phải tính toán kỹ, vì PSI đặc trưng cho mức độ của đường được xác

định theo phương pháp thực nghiệm nên mang tính chất địa phương, chưa có căn cứ

khoa học thuyết phục đồng thời chưa phân tích các điều kiện ứng suất biến dạng khi

kết cấu làm việc

Sử dụng AASHTO 1986 vào nước ta: Để sử dụng AASHTO vào nước ta thì cần

phải có các nghiên cứu thử nghiệm về thông số vật liệu, sự ảnh hưởng của điều kiện

tự nhiên đến kết cấu mặt đường Đồng thời cần có các thí nghiệm để xác định mô

đun đàn hồi của bê tông nhựa, các vật liệu làm móng áo đường và nền đất theo đúng

quy trình

* Tiêu chuẩn 22TCN274-0:

- Tiêu chuẩn 22TCN274-01 là bản dịch của Hướng dẫn thiết kế mặt đường

AASHTO 1993, hiệu chỉnh rất ít trong điều kiện Việt Nam

- Tiêu chuẩn 22TCN274-01, trong thực tế ở nước ta, dùng thiết kế mặt đường

mềm một số khó khăn sau:

+ Trạng thái giới hạn là mức độ phục vụ của mặt đường là một khái niệm còn

mới Đó không phải là thông số để người ta có thể đo đếm được một cách dễ dàng

và gây khó khăn cho việc kiểm tra nghiệm thu chất lượng mặt đường hoàn thành

+ Một số thiết bị thí nghiệm và tiêu chuẩn thí nghiệm chưa có ở Việt Nam

1.1.5.2 Phương pháp CBR:

Phương pháp CBR do O.J Porter (Viện đường bộ bang California) đề xuất năm

1938 Sau 14 năm tiến hành thí nghiệm trên bang này, ông đã tìm ra được mối qua

hệ thực nghiệm giữa chỉ số CBR của đất (thí nghệm nén CBR quy định) với chiều

dày tối thiểu mặt đường đảm bảo không bị phá hoại do sinh biến dạng dẻo trong đất,

ông đã lập được toán đồ tìm chiều dày cần thiết của móng đường cho hai cấp giao

thông trung bình - nặng và giao thông nhẹ Dựa vào đó, ông tìm ra biểu thức chung

sau để tính chiều dày mặt đường

5

150100

Trong đó:

e (cm): Chiều dày mặt đường

P: Trọng lượng bánh xe

1.1.5.3 Phương pháp của Viện nghiên cứu đường Anh:

Trước năm 1960, Anh sử dụng toán đồ của Hiệp hội kỹ sư quân đội Mỹ, có

nâng thêm 20% trọng lượng bánh xe lớn để xét đến tải trọng lặp

Sau năm1960, Viện Nghiên cứu đường Anh công bố toán đồ mới có một số cải

tiến so với phương pháp CBR như sau:

- Xem tác dụng của tải trọng lặp với chiều dày tuân theo quy luật logragit

- Bỏ qua tác dụng của các xe có tải trọng dưới 3T

- Tuổi thọ thiết kế mặt đường 20 năm

- Cố định chiều dày các lớp mặt và lớp móng trên, xác lập chất lượng cho các

lớp này, lớp móng dưới thay đổi theo CBR của lớp trên nền đường

- Về chất lượng vật liệu, nếu lớp móng trên làm bằng hỗn hợp đá trộn nhựa thay

cho vật liệu không gia cố thì chiều dày giảm đi 40%

1.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN KẾT CẤU ÁO

ĐƯỜNG:

Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận và kinh tế thì các lớp kết cấu áo đường

phải đạt được các yêu cầu chung như đủ cường độ và ổn định cường độ, đủ độ

nhám, độ mài mòn thấp, độ bằng phẳng, đặc biệt phải phù hợp với điều kiện khai

thác và sử dụng của tỉnh Vì thế, cần phải xây dựng nhiều phương án kết cấu, tiến

hành so sánh các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn phương án kết cấu hợp lý

nhất

1.2.1 Dựa trên kết cấu áo đường truyền thống, công nghệ thi công, vật liệu xây

dựng địa phương:

Kết cấu áo đường phải được xây dựng dựa trên kết cấu áo đường truyền thống,

công nghệ thi công, vật liệu xây dựng địa phương

1.2.2 Cấu tạo mặt đường:

- Kết cấu mặt đường phải được bố trí theo sơ đồ mô đun giảm dần theo chiều

sâu, phù hợp với trạng thái ứng suất phân bố dưới mặt đường dưới tác dụng của tải

trọng và chiều dày các lớp tăng dần để giảm giá thành, không nên bố trí nhiều lớp

(thi công chậm và khó)

- Kết cấu mặt đường bao gồm: a/ Tầng mặt (lớp mặt trên và lớp mặt dưới); b/

Tầng móng (lớp móng trên và lớp móng dưới); c/ Lớp đáy áo đường; d/ Nền đất

1.2.3 Tầng mặt:

Tầng mặt đường ảnh hưởng lớn đến chất lượng sử dụng của mặt đường, độ bền

vững của kết cấu Vì thế khi chọn tầng mặt cần phải xem xét đến bốn tiêu chí sau:

- Tầng mặt phải bằng phẳng, có sức bám tốt, thoát nước nhanh, đảm bảo an

toàn, êm thuận

- Kín, đảm bảo nước mưa, nước tràn không bị thấm xuống tầng móng dưới

- Ít tác động đến môi trường (tiếng ồn, khí độc, ô nhiễm nước mưa)

- Bảo dưỡng dễ dàng, nhanh chóng, ít tốn kém nhất

1.2.3 Tầng móng:

- Gồm nhiều lớp lựa chọn tùy theo điều kiện nền đường, địa chất, thủy văn và

khả năng cung cấp vật liệu

- Yêu cầu đối với tầng móng là phải có độ cứng và độ chặt nhất định Độ cứng

giảm dần theo từng lớp dưới phù hợp với ứng suất phân bố

1.2.5 Nền đất:

Tăng cường độ nền đường bằng các phương án phù hợp, tạo thành điểm tựa

vững chắt cho các lớp mặt đường phía trên

1.2.6 Mặt đường được sử dụng lâu dài:

Mặt đường bê tông xi măng có tuổi thọ từ 25-30 năm, mặt đường bê tông nhựa

tuổi thọ từ 15-20 năm là loại mặt đường có tuổi thọ lâu và ổn định nhất, ít gây ô

nhiễm môi trường

1.2.7 Giá thành xây dựng:

- Các kết cấu áo đường lựa chọn phải có giá thành phù hợp (thấp hơn các kết

cấu truyền thống)

- Mặc khác, giá thành xây dựng là điều kiện tiên quyết, nhưng phải xét đến các

chi phí liên quan đến môi trường, đặc biệt là chi phí dành cho khai thác duy tu bảo

dưỡng

1.2.8 Công nghệ xây dựng:

- Kết cấu áo đường lựa chọn phải có công nghệ thi công phù hợp với từng khu

vực lựa chọn, phải đảm rằng thi công thuận lợi nhất, nhất là trong điều kiện tỉnh có

lượng mưa nhiều và hệ thống sông ngòi chằng chịt

- Cần tính toán đến khả năng cung cấp vật tư, vật liệu địa phương trong công

nghệ thi công được lựa chọn

- Đối với đường giao thông nông thôn, đa số các tuyến đường có mặt bằng thi

công chật hẹp, đường chủ yếu là độc đạo, vì vậy trong quá trình thi công vẫn phải

đảm bảo giao thông và thông xe nhanh

- Việc lựa chọn vật liệu làm mặt đường cũng như công nghệ thi công phải hạn

chế tối thiểu ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên và môi trường xã hội, tránh gây ô

nhiễm môi trường

- Phải xem xét vấn đề khả năng đáp ứng công nghệ thi công của các đơn vị

trong và ngoài địa phương

1.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BỀ DÀY KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG:

1.3.1 Phương pháp:

Tính toán bố trí kết cấu mặt đường theo Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm hiện

hành 22TCN211-06 và sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm 22TCN274-01

làm cơ sở lý thuyết để kiểm toán

1.3.2 Các phương án kết cấu mặt đường:

1.3.2.1 Đối với đường bê tông nhựa: [9]

Sử dụng kết cấu áo đường này cho Quốc Lộ, Tỉnh lộ, việc lựa chọn vật liệu các

lớp như sau:

- Lớp hao mòn (tạo nhám): Theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 chiều dày lớp tạo

nhám đối với mặt đường bê tông nhựa cho các cấp đường A1, A2, B1 từ 1,5-3 cm

- Lớp mặt: Chọn loại tầng mặt như sau:

Bảng 1.1: Chọn loại tầng mặt (theo tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm hiện hành

Thời hạn thiết kế (năm)

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế (trục xe tiêu

chuẩn/làn)

Cấp I, II, III

và cấp IV

Cấp cao A1

Bê tông nhựa chặt loại I hạt nhỏ, hạt trung làm lớp mặt trên;

hạt trung, hạt thô (chặt hoặc hở loại I hoặc loại II) làm lớp mặt dưới

10 > 4.106

Cấp III, IV

và cấp V

Cấp cao A2

- Bê tông nhựa chặt loại II, đá dăm đen và hỗn hợp nhựa nguội trên có láng nhựa

- Thấm nhập nhựa

- Láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố trên có láng nhựa)

Cấp phối đá dăm, đá dăm nước, hoặc cấp phối thiên nhiên trên

có lớp bảo vệ rời rạc (cát) hoặc

có lớp hao mòn cấp phối hạt nhỏ

3-4  0,1.106

Cấp V và

cấp VI

Cấp thấp B2

- Đất cải thiện hạt

- Đất, đá tại chổ, phế liệu 2-3 < 0,1.10

6

Thời hạn thiết kế (năm)

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế (trục xe tiêu

chuẩn/làn) công nghiệp gia cố (trên có lớp

hao mòn, bảo vệ) Bảng 1.2: Bề dày tối thiểu và bề dày thường sử dụng của các loại vật liệu (theo tiêu

chuẩn thiết kế áo đường mềm hiện hành 22TCN211-06)

Loại lớp kết cấu áo đường Bề dày tối

thiểu (cm)

Bề dày thường sử dụng (cm)

Bê tông nhựa, đá dăm trộn nhựa

Hạt lớn Hạt trung Hạt nhỏ

Các phế thải công nghiệp gia cố

chất liên kết vô cơ trộn 12 15 - 18

Bảng 1.3: Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 tuỳ thuộc quy mô giao thông

(theo Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN211-06)

Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính

toán 15 năm kể từ khi đưa mặt đường vào khai thác

- Lớp móng sử dụng các vật liệu như: Đá dăm thấm nhập nhựa, cấp phối đá

dăm gia cố xi măng, cát gia cố xi măng (6-8%), đất gia cố xi măng hoặc vôi, cấp

phối đá dăm loại 1, cấp phối đá dăm loại 2, cấp phối sỏi cuội

Bảng 1.4: Chọn loại tầng móng (theo tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm hiện hành

Cấp cao A1

Nếu dùng làm lớp móng trên thì cỡ hạt lớn nhất Dmax 25mm và bề dày tối thiểu là 15cm (khi số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong 15 năm nhỏ hơn 0,1.106 thì tối thiểu dày

và cấp thấp B1

Nếu dùng làm lớp móng trên thì Dmax=25mm;

Nếu dùng làm lớp bù vênh thì Dmax=19mm

Cấp phối thiên nhiên

(22 TCN 304 - 03)

- Móng dưới

- Móng trên

- Móng trên (mặt) và móng dưới

Cấp cao A1, A2

Cấp cao A2 Cấp thấp B1, B2

Cấp cao A2 Cấp thấp B1, B2

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 mặt

Bê tông nhựa rỗng

Cấp cao A1 Cấp cao A2

Với các loại hỗn hợp cuội sỏi, cát, trộn nhựa nguội hiện chưa có tiêu chuẩn ngành

Cấp cao A1 Cấp cao A2

Cỡ hạt lớn nhất được sử dụng là 25mm

Cường độ yêu cầu của cát gia cố phải tương ứng với yêu cầu đối với móng trên

7 Đất, cát, phế liệu

công nghiệp (xỉ lò

cao, xỉ than, tro

bay) gia cố chất liên

kết vô cơ, hữu cơ

- Móng trên (mặt)

22 TCN 81-84

Các trường hợp gia cố khác hiện chưa có tiêu chuẩn ngành

- Lớp ngăn cách: Do địa chất của tỉnh, lớp mặt của nền đất hiện hữu là lớp

phù sa sông Cửu Long, mực nước mặt cao (vào mùa lũ mực mước cao hơn một số

tuyến đường), vì thế cần tiến hành những biện pháp bảo vệ kết cấu mặt đường như

sử dụng vải địa kỹ thuật, gia cố nền đất yếu, thi công lớp lõi cát dưới nền đường

dày, thi công đầm chặt lớp đất cấp phối, cấp phối thiên nhiên bên dưới

- Xác định bề dày các lớp: Bề dày các lớp được tính toán xuất phát từ điều

kiện thực tế theo các yêu cầu kinh tế kỹ thuật, đảm bảo tính thực tế và khả năng thi

công

1.3.2.1 Đối với kết cấu áo đường cứng:

Sử dụng măt đường này cho các đoạn đường thoát nước kém, đường thường

xuyên bị ngập nước mà không thể nâng cao cao độ mặt đường, mặt đường chịu tải

trọng xe nặng liên tục, các đầu dốc cầu, điểm dừng tại các nút giao có đèn tín hiệu

giao thông, trước và sau các trạm thu phí, dùng cho các đường giao thông nông

thôn, gồm có các lớp sau:

- Kết cấu mặt đường bê tông xi măng đổ tại chổ hoặc lắp ghép

- Lớp móng: Dùng cấp phối đá dăm, đá gia cố xi măng, cát gia cố xi măng, đá

dăm, cát (đối với đường ít xe, tải trọng xe nhẹ)

- Lớp tạo phẳng: Dùng giấy dầu, cát vàng dày 3-5cm

- Lớp đất nền: Phải được đầm chặt đến K=0.95 hoặc K=0.98, nếu nền đất hiện

hữu chưa đạt các yêu cầu về thông số kỹ thuật thì cần phải có biện pháp xử lý hoặc

thay thế

1.4 KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THÔNG DỤNG HIỆN NAY:

1.4.1.Tổng hợp:

- Lớp mặt: phổ biến nhất là các loại bê tông nhựa (đặc biệt là bê tông nhựa

nóng), bê tông xi măng, các lớp láng nhựa, thấm nhập nhựa, đối với đường cấp

thấp có sử dụng các loại cấp phối thiên nhiên, cấp phối đá dăm làm lớp mặt, gần

đây loại vật liệu bê tông nhựa polime (sử dụng nhựa đường polime) cũng đã bắt

đầu được sử dụng

- Lớp móng trên: thấm nhập nhựa, cấp phối đá dăm các loại I, loại II tùy theo

cấp đường, cấp phối đá dăm gia cố xi măng, đất gia cố vôi hoặc xi măng, đá

macadam, các loại đá kẹp đất dính (đối với đường cấp thấp)

- Lớp móng dưới: cấp phối đá dăm (chủ yếu là loại II), cấp phối thiên nhiên

(cấp phối sỏi đồi, cấp phối sỏi sạn, cấp phối sỏi cuội, cấp phối sỏi đỏ), đất gia cố xi

măng, các loại đá dăm

1.4.2 Các kết cấu áo đường thông dụng, ưu và khuyết điểm:

1.4.2.1 Mặt đường cấp phối thiên nhiên:

- Là loại mặt đường dùng cấp phối sỏi như sỏi ong, sỏi đồi, sỏi cuội hoặc cốt

liệu thô được nghiền từ sỏi tạo thành cấp phối sau đó san rải và lu lèn với độ ẩm

nhất định

- Ưu điểm: Dùng làm mặt đường cấp thấp, đường giao thông miền núi, giao

thông nông thôn, có kết cấu chặt cứng chịu lực ngang tương đối tốt, thi công đơn

giản, giá thành thấp, sử dụng vật liệu địa phương

- Nhược điểm: Cường độ thấp và không ổn định trong mùa mưa, mùa nắng

nhiều bụi, đường không bằng phẳng

1.4.2.2 Mặt đường và móng đường đất gia cố vô cơ:

- Mặt đường gia cố vô cơ sử dụng các thành phần hạt đất, đá, cát trộn với các

liên kết vô cơ như vôi, xi măng theo tỷ lệ thích hợp sau đó đem đi san rải, đầm nén

đưa vào sử dụng, sử dụng chất liên kết vôi với các loại đất có nhiều thành phần hạt

sét, dùng chất liên kết xi măng với loại vật liệu rời rạt hơn như cát, đá dăm, sỏi

- Mặt đường gia cố vô cơ gồm một số loại như mặt đường đất gia cố vôi, mặt

đường đá dăm, cấp phối đá dăm gia cố xi măng, mặt đường cát gia cố xi măng

* Mặt đường đất gia cố vôi:

- Nguyên lý sử dụng: Dùng vôi tôi hoặc vôi sống trộn với đất rải thành lớp

sau đó lu lèn ở độ ẩm tốt nhất

- Ưu điểm: Là loại mặt đường cấp thấp có kết cấu toàn khối, độ rỗng nhỏ,

cách nước tốt, mặt đường này có cường độ tăng dần theo thời gian, độ ổn định

tương đối tốt, sử dụng vật liệu tại chổ nên giá thành thấp, có thể cơ giới hóa toàn

bộ khâu thi công

- Nhược điểm: Mặt đường nhanh mòn nên không thích hợp làm lớp mặt,

thích hợp làm lớp móng và lớp trên của mặt đường, thi công gây ô nhiễm, cường

độ hình thành lâu nên không thể thông xe ngay sau thi công

* Mặt đường đá dăm gia cố xi măng:

- Tiêu chuẩn thi công như sau: Dùng đá dăm, hoặc sỏi kích thước đồng điều

san rải lu lèn ở độ ẩm nhất định, trong quá trình thi công có rải đá chèn, sau đó tưới

vữa xi măng cát

- Hình thành cường độ nhờ lực ma sát đá chèn đá, lực dính của vữa xi măng

- Ưu điểm: Cường độ cao, ổn định nhiệt và nước, có thể thi công thủ công

nên dùng trong các điều kiện thi công khó khăn nhất định

- Nhược điểm: Chịu tải trọng động kém, cường độ phụ thuộc nhiều vào khâu

thi công đặc biệt là công tác tưới vữa, không thể thông xe ngay sau thi công

* Mặt đường cấp phối đá dăm gia cố xi măng:

- Mặt đường cấp phối đá dăm gia cố xi măng đươc tạo thành bằng cách sử

dụng vật liệu là cấp phối đá dăm theo nguyên lý cấp phối chặt, liên tục, trộn với xi

măng theo tỷ lệ nhất định sau đó san rải từng lớp, lu lèn

- Ưu điểm: Độ chặt cao, độ rổng nhỏ, độ cứng lớn, độ ổn định nước lớn, cường

độ cao, có khả năng chịu kéo khi uốn, ổn định nhiệt, giá thành thấp do sử dụng vật

liệu địa phương và xi măng ít (70-120kg/m3), có thể cơ giới hóa khi thi công, độ

nhám cao, độ bằng phẳng cao

- Nhược điểm: Dễ phân tầng, dễ nứt do co ngót hay do nhiệt độ, chịu tải trọng

động kém, khống chế thời gian thi công (2 giờ), không thông xe được sau khi thi

công

- Phạm vi sử dụng: Làm móng trên cho đường cấp cao, làm mặt đường quá độ,

làm móng mặt đường bê tông xi măng, làm lớp mặt đường cấp thấp, nông thôn,

miền núi

* Mặt đường cát gia cố xi măng:

- Mặt đường này sử dụng cát tự nhiên hoặc cát xay trộn với xi măng với độ ẩm

nhất định sau đó san rải lu lèn trước khi xi măng ninh kết

- Ưu điểm: Giá thành rẻ do dùng vật liệu cát tại chổ, cường độ cao, có khả

năng chịu kéo khi uốn, ổn định nhiệt và nước, độ bằng phẳng và độ nhám mặt

đường cao

- Nhược điểm: Chịu tải trọng động kém, cường độ phát triển theo thời gian nên

không thể thông xe ngay sau khi thi công được

- Phạm vi sử dụng: Sử dụng làm lớp móng dưới, móng trên cho đường cấp

cao, làm mặt đường quá độ, làm lớp mặt đường cấp thấp, nông thôn, miền núi, lớp

cách nước, không sử dụng cho đường lún nhiều, nên sử dụng phụ gia khi thi công

1.4.2.3 Mặt đường bê tông xi măng:

- Mặt đường bê tông xi măng: Là loại mặt đường làm bằng bê tông xi măng có

hoăc không có cốt thép tùy theo cường độ yêu cầu, được đặt trên lớp lót móng

hoặc lớp móng đường đã được đầm chặt theo yêu cầu

- Ưu điểm: Cường độ cao, thích hợp cho tất cả các loại xe bánh xích và bánh

lốp, ổn định với phá hoại nước, độ hao mòn ít, di tu bảo dưỡng ít, tuổi thọ cao từ

30-40 năm, khả năng cơ giới hóa thi công cao, ít ô nhiễm do sử dụng vật liệu xi

năng, màu đường sáng nên chạy vào ban đêm dễ dàng

- Nhược điểm: Phải đợi 28 ngày sau khi thi công mới đưa vào sử dụng, thi

công phức tạp nếu có khe co giản, giá thành xây dựng cao, độ cứng quá lớn nên xe

chạy ít êm thuận và có tiếng ồn lớn, các khe biến dạng làm cho mặt đường giảm

êm thuận

- Phạm vi sử dụng: Đường cao tốc, mặt đường cấp cao, bến bãi đổ xe, đường

tràn, đường thấm, đường khu công nghiệp có nhiều xe nặng, sân bay, cảng biển,

phà, hầm mỏ

1.4.2.4 Mặt đường có sử dụng nhựa:

Dùng nhựa hoặc hỗn hợp của nhựa với các vật liệu khác phủ lên bề mặt của

đường đảm bảo cho xe chạy êm thuận Lớp phủ đó đóng vai trò của lớp bảo vệ lớp

hao mòn hoặc lớp chịu lực tuỳ theo lượng nhựa, phương pháp thi công

Tuỳ theo thành phần hỗn hợp đá nhựa, cách chế tạo, cách thi công mà ta có thể

phân ra:

- Láng nhựa

- Thấm nhập nhựa

- Hỗn hợp đá trộn nhựa: có thể trộn tại công trình hoặc trộn sẵn tại trạm

- Bê tông nhựa

* Mặt đường láng nhựa:

- Tưới một lớp nhựa trên mặt đường bê tông cũ hoặc mặt đường vừa thi công

xong sau đó trải một lớp đá nhỏ mỏng và lu lèn nhằm tạo nên một lớp vỏ mỏng kín

không thấm nước có khả năng chịu lực đẩy ngang Quá trình trên có thể thi công

một hai hoặc ba lần (mặt đường láng nhựa một lớp, hai lớp, và ba lớp)

- Ưu điểm: Lớp láng nhựa làm cải thiện độ bằng phẳng êm thuận cho xe

chạy, làm giảm độ mài mòn, giảm bụi, nâng cao độ nhám của mặt đường, đồng

thời như là một lớp cách nước giúp cho nền đường bền vững hơn

- Phạm vi áp dụng: Đối với láng nhựa một lớp dùng để thay thế lớp láng

nhựa cũ đã mòn, hay phủ trên mặt đường bê tông nhựa đã bị mài mòn, đối với láng

nhựa hai lớp dùng để cải thiện hoặc tăng thêm độ nhám cho các loại mặt đường

khác nhau, hoặc nâng cao khả năng khai thác của mặt đường đá dăm và cấp phối

đá dăm có hoặc không có gia cố xi măng hay các chất hữu cơ, đối với láng nhựa ba

lớp dùng để nâng cao khả năng khai thác của mặt đường có lưu lượng lớn mà chưa

có điều kiện thi công lớp bê tông nhựa

* Mặt đường thấm nhập nhựa:

- Mặt đường thấm nhập nhựa dùng đá dăm kích cỡ khá đồng đều rải và lu lèn

đến độ chặt nhất định, tưới nhựa thấm nhập vào các khe hở, dùng đá kích cỡ nhỏ

chèn các khe hở và cuối cùng lu lèn

-Ưu điểm: Dùng đá dăm tiêu chuẩn nên có thể lấy từ nguồn vật liệu địa

phương, có thể gia công đá bằng thủ công, công nghệ thi công đơn giản được áp

dụng trong mọi điều kiện ở nước ta, cường độ cao, chịu được lực đẩy ngang lớn,

ổn định nước cao

- Nhược điểm: Do nhựa không bọc hết các viên đá, tốn nhựa do nhựa chảy vào

các lỗ rổng lớn giữa các hạt liệu

- Phạm vi áp dụng: Dùng khi không có điều kiện thi công bê tông nhựa, thi

công giai đoạn đầu với các công trình đầu tư phân kỳ, hay sử dụng cho mặt đường

cấp cao thứ yếu

* Mặt đường bê tông nhựa:

- Mặt đường bê tông nhưa là loại mặt đường sử dụng cốt liệu là đá dăm có

kích cỡ khác nhau, cát, bột khoáng và chất liên kết là nhựa, các vật liệu trên kết

hợp với nhau với tỷ lệ thích hợp ở nhiệt độ nhất định sau khi lu lèn đạt được một

hỗn hợp có độ chặt nhất, đủ cường độ làm mặt đường cấp cao

- Ưu điểm: Có cường độ cao, khả năng chịu được lưu lượng xe lớn, khả năng

chịu tải trọng lớn, tuổi thọ cao từ 15-20 năm, không bụi, tiếng ổn nhỏ, độ mài mòn

ít, thi công cơ giới hóa, di tu bảo dưỡng dễ dàng

- Nhược điểm: Cường độ không ổn định theo nhiệt độ: bị giòn khi nhiệt độ

giảm, bị chảy dẻo khi nhiệt độ tăng cao, kém ổn định nước, cường độ mặt đường

giảm theo thời gian, hạn chế khi sử dụng cho đường xe bánh xích vì để lại vệt

bánh, hệ số dính bám giảm khi mặt đường ướt, chi phí đầu tư ban đầu lớn

- Phạm vi áp dụng: Mặt đường bê tông nhựa hiện đang sử dụng phổ biến trên

thế giới, được sử dụng làm lớp mặt của mặt đường cấp cao, đường cao tốc, đường

thành phố, sân bay, quảng trường, lớp thảm trên mặt cầu

- Phân loại: Hiện nay đang sử dụng một số loại bê tông nhựa gồm bê tông

nhựa nóng, bê tông nhựa nguội, bê tông nhựa hạt mịn, bê tông nhựa hạt thô

1.4.3 Các kết cấu định hình được xây dựng ở Việt Nam và trên thế giới:

1.4.3.1 Catalog kết cấu áo đường của Pháp:

Catalog kết cấu áo đường của Pháp giới thiệu một số cấu trúc áo đường theo

hai thông số: cấp hạng lưu lượng xe chạy Pi, cấp hạng nền áo đường PFi Người

thiết kế sẽ chọn một kết cấu phù hợp sử dụng sau khi đã xác định giá trị của hai

thông số trên

Cấp hạng lưu lượng xe chạy Pi xác định dựa vào lưu lượng bình quân xe tải

nặng hàng ngày chạy trên làn xe nhiều nhất của năm khai thác (hệ số tăng trưởng

7%) Bảng cấp hạng lưu lượng như sau:

Lưu lượng 50-150 150-300 300-750 750-2000

Cấp hạng nền áo đường Pfi được xác định căn cứ vào cấp hạng nền đất (bản

chất và chiều dày đất nền), chia làm 3 cấp theo thứ tự tăng dần PF1, PF2, PF3

1.4.3.2 Catalog kết cấu áo đường do trung tâm thiết kế nhà ở và công trình

Pháp (CEBTP) kiến nghi cho các nước nhiệt đới:

- Catalog này đưa ra các kết cấu áo đường dựa vào cấp hạng nền đường và lưu

lượng Vật liệu tầng mặt chủ yếu là bê tông nhựa, đá trộn nhựa, tầng móng bằng

cấp phối tự nhiên, đá dăm, cát có hay không có gia cố vô cơ

- Nền đường được chia ra làm 5 loại S1, S2, S3, S4, S5

CBR 0-5 5-10 10-15 15-30 >30

- Các kết cấu mặt đường do CEBTP kiến nghị đều được tính với trục đơn có tải

trọng lớn nhất là 13T với tỷ lệ vượt tải không quá 30%

- Lưu lượng xe (trung bình ngày) được chia ra làm 5 cấp 0<T1<300;

300<T2<1000; 1000< T3<3000; 3000<T4<6000; 6000<T5<1200

- Lưu lượng tích lũy của các xe nặng: Nếu tuổi thọ mặt đường tính 15 năm và tỷ

lệ xe nặng 30% thì phân cấp như sau: 0<T1<5.105; 5.105 <T2<1.5 106; 1.5.105 <T3<

4.106; 4.105 <T4<107; 107 <T5<2.107

1.4.3.3 Catalog kết cấu áo đường của Đức:

- Catalog kết cấu áo đường này gồm 14 loại kết cấu áo đường được lập theo các

thông số và nguyên tắc tải trọng trục được quy về tải trọng tiêu chuẩn 10T với các

cấp lưu lượng sau:

>32 10-32 3-10 0.8-3 0.3-0.8 0.1-0.3 <0.1

- Nền đất lấy cố định có mô đun đàn hồi 45MN/ m2

- Kết cấu có lớp móng cố định để đảm bảo đạt mô đun đàn hồi 150 hay 180

MN/ m2, thay đổi lớp mặt phụ thuộc vào tải trọng

1.3.3.4 Catalog kết cấu áo đường của Anh:

- Viện Nghiên cứu đường Anh đã đưa ra catalog kết cấu áo đường Road Note

31- Hướng dẫn thiết kế kết cấu mặt đường nhựa ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt

đới

- Việc thiết kế dựa vào hai thông số cường độ vận chuyển Ti (chia ra 8 cấp) và

cấp đất nền Si (chia ra làm 6 cấp) Bảng cường độ vận chuyển Ti 106 lần trục xe

- Catalog đã xây dựng được tám lớp với lớp mặt chủ yếu bê tông nhựa hay đá

trộn nhựa, lớp móng là các loại cấp phối đá dăm, cấp phối tự nhiên, đá dăm, cát có

hay không có gia cố vô cơ

1.4.3.5 Catalog kết cấu áo đường của Việt Nam: [18]

Đề tài cấp nhà nước KC10.05, catalog kết cấu áo đường mềm xác định theo

Lưu lượng xe tính toán tương đương trục xe tiêu chuẩn sau 15 năm phục

vụ T15 (xe/ ngày đêm)

Mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc

Bảng 1.6: Bảng phân loại cấp hạng nền đất theo catalog kết cấu áo đường Việt

Các trị số mô đun đàn hồi E0 có giá trị bằng 320, 420, 500, 6600 tương ứng với

các cấp nền đường N11, N2, N3, N4 Đối với cấp N0 đặc trưng cho nền đường, nếu

đất nền có mô đun bé hơn 320 daN/cm2 thì phải thay thế hoặc xử lý nâng cao mô

đun đất nền

Catalog sử dụng các lớp vật liệu làm kết cấu áo đường, thống kê như sau:

- Vật liệu tầng mặt dùng hai lớp nhựa

- Vật liều lớp móng trên gồm cấp phối đá dăm, đá dăm đen, đá gia cố xi mằng

5%, đất gia cố xi măng 8-10%

- Vật liệu lớp móng dưới gồm cấp phối đá dăm loại 2, cát vàng gia cố xi măng

6-8%, cát đen, á cát gia cố xi măng 6%, đất sét, á sét gia cố 8-12% vôi

- Lớp lót nền (có hoặc không) gồm: cát đen, á cát gia cố xi măng 6%, đất sét, á

sét gia cố 8-12% vôi, cấp phối đồi, cuội sỏi có cỡ hạt <0.5mm, cỡ hạt 2mm <60%

- Kết quả đề tài: đã đưa ra các loại kết cấu mặt đường gồm A1÷A12, B1÷B5,

C1, C2, đề tài nghiên cứu trên chỉ đưa ra các kết cấu định hình cho ô tô, cao tốc mà

chưa có các nghiên cứu kết cấu áo đường cho đường đô thị, đường đặc biệt

Tóm lại:

- Nhiều nước trên thế giới đã đã lập ra catalog kết cấu áo đường tùy thuộc vào

điều kiện tự nhiên, tình trạng giao thông và công nghệ thi công của từng quốc gia,

catalog kết cấu áo đường đưa ra nhằm mục đích giảm thiểu khối lượng tính toán khi

thiết kế, tận dụng các kết cấu hợp lý, ứng dụng nhanh các tiến bộ khoa học, phù hợp

với công nghệ thi công hiện đại, tăng hiệu quả đầu tư, thống nhất trong việc thiết kế

khai thác, di tu bảo dưỡng

- Trong những năm gần đây, nước ta đã thu hút được nhiều nguồn vốn đầu tư

của nước ngoài để phát triển cơ sở hạ tầng, giao thông vận tải, đặc biệt là các nguồn

vốn vay ngân hàng thế giới WB, BOT, BT Các dự án dùng các nguồn vốn trên

được thiết kế theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau nhưng phần lớn là theo tiêu chuẩn

ASSHTO của Hoa Kỳ Chính vì thế, việc xây dựng catalog kết cấu áo đường cho

tỉnh Vĩnh Long cũng sẽ đươc tính toán để thuận lợi cho việc sử dụng sau này

- Trong phạm vi của đề tài sẽ sử dụng hai tiêu chuẩn 22TCN211-06,

22TCN223-95 và 22TCN274-01 trong việc đề xuất thiết kế và kiểm toán kết cấu áo

đường

Chương 2 HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TỈNH

2.1 CÁC ĐẶC TRƯNG VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA TỈNH: [20];

[21]; [22]

2.1.1 Vị trí địa lý, địa hình:

- Tỉnh Vĩnh Long nằm ở khu vực trung tâm Đồng bằng sông Cửu Long giáp các

tỉnh Tiền Giang, Bến Tre,Trà Vinh, Hậu Giang, thành phố Cần Thơ, Đồng Tháp,

cách thành phố Hồ Chí Minh 136 km

- Địa hình của Vĩnh Long tương đối bằng phẳng, không đồi núi, không có rừng,

62,85% diện tích có cao trình khá thấp so với mực nước biển (<1,0m), độ cao của

địa hình giảm dần từ Bắc xuống Nam, từ vùng ven sông trở vào trong, tạo thành

dạng lòng chảo, có những chổ gò (cao trình từ 1,2-1,8 m) hoặc trũng cục bộ (cao

2.1.2 Khí hậu:

- Vĩnh Long có 2 mùa mưa nắng, mùa mưa trong khoảng từ tháng 5 đến tháng

11, mùa nắng trong khoảng từ tháng 12 đến tháng 4 dương lịch, lượng mưa qua các

năm như sau:

Bảng 2.2: Lượng mưa và nhiệt độ trung bình hàng năm tại tỉnh Vĩnh Long (nguồn:

Sở Giao Thông Tỉnh Vĩnh Long)

Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Lượng mưa (mm) 1.552 1.563 1.518 1.650 1.353 1.69

0 Nhiệt độ TB OC 27,6 27,7 27,5 27,3 27,8 28,4

- Độ ẩm không khí bình quân 74 - 83%, cao nhất tập trung vào tháng 9 và tháng

10 giá trị đạt trung bình 86 - 87%, thấp nhất vào tháng 3 với khoảng 75 - 79%

2.1.3 Thủy văn:

- Hệ thống sông rạch trên địa bàn tỉnh khá dày, ngoài hai con sông lớn là sông

Hậu và sông Tiền (cùng với chi lưu là sông Cổ Chiên), còn có các sông nhỏ như:

Mang Thít, Trà Ôn, Cái Đôi, Cái Côn, Cái Cam, Cái Cá, Long Hồ, Tân Quới, Trà

Mơn

- Chế độ thủy văn ở Vĩnh Long chịu ảnh hưởng bởi khí hậu theo mùa, lưu

lượng dòng chảy của các con sông phân phối không đều giữa mùa mưa và mùa khô

Mực nước dâng cao nhất tại sông Tiền và sông Hậu trong mùa lụt bão trên địa

bàn tỉnh theo thống kê qua những năm gần đây như sau:

Bảng 2.3: Mức nước đỉnh lũ tại tỉnh Vĩnh Long (nguồn: Sở Giao Thông Tỉnh Vĩnh

Long)

Năm

Sông

2006

2007 2008 2009 2010

Sông Tiền 1,84 m 1,85 m 1,84 m 1,84 m 1,80 m

Sông Hậu 2,02 m 2,03 m 2,00 m 1,93 m 1,93 m

Với mực nước như trên, hàng năm nhiều khu vực trong tỉnh và mốt số công

trình giao thông nhất là các đường huyện, đường xã bị ngập, một số đường tỉnh bị

ngập cục bộ (tổng số có khoảng 100 /945 km đường ô tô bị ngập, chiều sâu ngập từ

5 cm đến 30 cm)

2.1.4 Thổ nhưỡng:

- Vĩnh Long có diện tích tự nhiên là 1,479 km2

- Đất ở Vĩnh Long được chia thành 3 nhóm chính: Nhóm đất phù sa, nhóm đất

nhiểm phèn và nhóm đất cát Nhóm đất phù sa chiếm 30,29%, phân bố chủ yếu ở

vùng đất cao ven sông Tiền và sông Hậu, thuộc địa bàn các huyện Trà Ôn, Vũng

Liêm, Bình Minh, Long Hồ, Tam Bình và thành phố Vĩnh Long Nhóm đất nhiểm

phèn có diện tích lớn nhất, chiếm phần lớn diện tích đất tự nhiên của tỉnh, phân bố

chủ yếu ở các vùng trũng thuộc địa bàn các huyện Vũng Liêm, Tam Bình và Long

Hồ Nhóm đất cát có diện tích không lớn lắm, phân bố rãi rác trên các vùng tương

đối cao ven sông Tiền, sông Hậu, thuộc một phần huyện Vũng Liêm và thành phố

Vĩnh Long

2.1.5 Địa chất:

Qua kết quả khảo sát địa chất và thi công xây dựng nhiều công trình giao thông,

dân dụng trong phạm vi toàn tỉnh cho thấy Vĩnh Long có nền đất tự nhiên phổ biến

từ trên xuống phạm vi 30 mét như sau:

- Sét pha lẫn bùn sét màu xám xanh, xám đen

- Bùn sét màu xám xanh, màu nâu, trạng thái chảy

- Bùn sét kẹp cát mịn, màu xám xanh, xám nâu, trạng thái chảy

- Cát lẫn bùn sét màu xám xanh, xám nâu, kết cấu rời

- Sét, á sét màu vàng, màu đỏ, nâu đỏ, xám xanh, trạng thái dẻo

Nói chung, Vĩnh Long có địa chất là nền đất yếu, khi xây dựng công trình phải

xử lý nền móng như phải làm móng sâu (đóng cọc) đối với cầu, công trình dân

dụng, phải xử lý nền đất làm nền đường

2.2 HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG:

2.2.1 Mạng lưới giao thông đường bộ: [19]; [22]

2.2.1.1 Tổng hợp:

- Trong những năm qua, bằng nhiều nguồn vốn đầu tư của tỉnh và trung ương

cùng với sự giúp đỡ của các ngành chức năng có liên quan tỉnh đã chú trọng đầu tư

nhằm cải tạo - nâng cấp và xây dựng mới các công trình giao thông, đầu tư cho cơ