Nghiên cứu kết cấu áo đường hợp lý tỉnh bình dương luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Trong các hạng mục của công trình đường ôtô thì hạng mục mặt đường là chiếm giá trị, khối lượng rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khai thác của công trình.Vì vậy nâng cao chất

- -

VÕ HỒNG LÂM

NGHIÊN CỨU KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HỢP LÝ

TỈNH BÌNH DƯƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

MÃ SỐ : 60 – 58 – 30

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS LÊ VĂN BÁCH

Thành Phố Hồ Chí Minh - 2009

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Sự cần thiết của đề tài

Bình Dương là một trong những địa phương năng động trong kinh tế, thu hút đầu tư nước ngoài Hướng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh là: tập trung khai thác các lợi thế về vị trí địa lý, về cơ sở hạ tầng công nghiệp và khai thác các nguồn lực đầu tư bên ngoài để đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa trên địa bàn tỉnh, phấn đấu để phát triển kinh tế với tốc độ nhanh và bền vững, thực sự trở thành một địa bàn động lực kinh tế

và phát triển năng động gắn kết với các địa phương trong vùng trọng điểm kinh tế Nam Bộ

Hiện nay, Bình Dương đang tập trung hoàn thiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật,

hệ thống đường xá Tỉnh đã đầu tư hàng ngàn tỷ đồng cho việc nâng cấp các tuyến đường cũ và xây dựng các tuyến đường mới nhằm đẩy nhanh tốc độ đô thị hóa, mở rộng và phát triển các đô thị hiện tại, các thị trấn công nghiệp, hình thành chùm đô thị ở Bình Dương

Trong các hạng mục của công trình đường ôtô thì hạng mục mặt đường

là chiếm giá trị, khối lượng rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khai thác của công trình.Vì vậy nâng cao chất lượng thiết kế của mặt đường, hạ giá thành bằng những kết cấu có cường độ và độ ổn định cao, thời gian khai thác dài, tận dụng vật liệu địa phương, phù hợp với điều kiện tự nhiên: khí hậu, địa chất, thủy văn và điều kiện khai thác xe: Lưu lượng xe, loại xe của từng khu vực có ý nghĩa rất lớn vế mặt kinh tế, kỹ thuật

Trên cơ sở lý thuyết và tổng kết thực tiễn từ thực tế thiết kế, xây dựng và khai thác mặt đường ôtô ở Bình Dương, chỉ ra các ưu nhược điểm của các kết cấu đã và đang sử dụng Từ đó nghiên cứu đưa ra các kết cấu áo đường định hình hợp lý, giúp các kỹ sư nhanh chóng lựa chọn kết cấu phù hợp với điều kiện tỉnh Bình Dương là rất cần thiết

1.2 Mục tiêu của đề tài

Nhằm chọn ra những kết cấu áo đường phù hợp: Về mặt vốn đầu tư, về vật liệu xây dựng, về khả năng thi công, sử dụng nhân lực lao động phổ thông trên địa bàn tỉnh và phù hợp với điều kiện địa chất, thủy văn, lưu lượng và tải

trọng xe của đường ôtô trên địa bàn tỉnh Bình Dương

1.3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về các điều kiện tự nhiên và hiện trạng mạng lưới đường giao thông tỉnh Bình Dương

- Nghiên cứu về các loại kết cấu áo đường đã và đang xây dựng ở tỉnh Bình Dương Chỉ ra các ưu nhược điểm, những tồn tại

- Nghiên cứu về các loại vật liệu xây dựng áp dụng cho đường ôtô tỉnh Bình Dương, nguồn vật liệu địa phương có thể sử dụng và các vật liệu phải mua, lấy từ nơi khác

- Nghiên cứu về năng lực các đơn vị thi công trong tỉnh – lực lượng chủ yếu tham gia xây dựng đường ôtô ở Bình Dương – thông qua điều kiện thực

tế và qua các công trình đã thi công trong tỉnh

- Nghiên cứu về các phương pháp thiết kế áo đường trong nước và trên thế giới, lựa chọn phương pháp thiết kế phù hợp áp dụng

- Nghiên cứu các thông số đặc trưng phục vụ công tác thiết kế áo đường cho tỉnh Bình Dương

- Thiết kế cấu tạo và kiểm toán kết cấu, so sánh về giá thành và lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý

- Công nghệ thi công các lớp kết cấu áo đường đã lựa chọn để xây dựng mặt đường tỉnh Bình Dương

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu lựa chọn ra kết cấu áo đường hợp lý áp dụng cho đường ôtô cấp III, IV, V và các đường ôtô chuyên dụng tỉnh Bình Dương ở hai vùng: phía Nam và phía Bắc tỉnh Bình Dương

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu một số kết cấu áo đường hợp lý áp dụng cho đường ôtô ở Bình Dương tác giả dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm dựa trên điều kiện thực tế của Bình Dương, có kế thừa chọn lọc kết quả nghiên cứu của các tác giả khác, những bài báo cáo khoa học Về kiểm toán kết cấu: Dựa vào cơ sở lý thuyết của các quy trình hiện hành như Quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211 - 06, 22TCN 274 - 01 và quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN 223 - 95 Đồng thời, viết chương trình thiết kế kết cấu áo đường mêm theo tiêu chuẩn trên bằng phần mềm excel để thiết kế lại kết cấu áo đường trong trường hợp có những thay đổi về lưu lượng xe hoặc thay đổi về vật liệu, địa chất, …

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Qua việc nghiên cứu về các kết cấu áo đường đang sử dụng trên địa bàn tỉnh Bình Dương, chỉ ra được các ưu nhược điểm của các kết cấu đã và đang

áp dụng

- Nghiên cứu và sử dụng có hiệu quả vật liệu xây dựng địa phương sử dụng làm kết cấu áo đường trên địa bàn tỉnh Bình Dương, hạ giá thành xây dựng phù hợp với điều kiện địa chất, thủy văn của địa phương

- Cung cấp những kết cấu áo đường định hình hợp lý trên cơ sở nghiên cứu các điều kiện địa chất, thủy văn, vật liệu địa phương; trên cơ sở tổng kết các kết cấu áo đường đã được thiết kế thi công và khai thác trên địa bàn tỉnh

- Giúp cho các kỹ sư thiết kế nhanh chóng lựa chọn kết cấu áo đường hợp

lý phù hợp với cấp hạng kỹ thuật của đường cũng như điều kiện khai thác với giá thành hợp lý

- Giúp cho cơ quan thẩm định phê duyệt nhanh chóng kết cấu áo đường

- Giúp cho nhà thầu thi công chủ động đầu tư về mặt công nghệ thi công, trang thiết bị máy móc thi công phù hợp

- Giúp cho các cơ quan quản lý và khai thác chủ động trong công nghệ bảo trì sửa chữa mặt đường

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – HIỆN

TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TỈNH BÌNH DƯƠNG 2.1 Giới thiệu khái quát về các điều kiện tự nhiên tỉnh Bình Dương

2.1.1 Địa hình

- Địa hình tương đối bằng phẳng, nền địa chất ổn định, vững chắc, phổ biến là những dãy đồi phù sa cổ nối tiếp nhau với độ dốc không quá 2 - 50 Đặc biệt có một vài đồi núi thấp nhô lên giữa địa hình bằng phẳng như núi Châu Thới (Dĩ An) cao 82m và ba ngọn núi thuộc huyện Dầu Tiếng là núi Ông cao 284,6m, núi La Tha cao 198m, núi Cậu cao 155m

- Từ phía Nam lên phía Bắc, theo độ cao có các vùng địa hình:

 Vùng thung lũng bãi bồi, phân bố dọc theo các sông Đồng Nai, sông Sài Gòn và sông Bé Đây là vùng đất thấp, phù sa mới, khá phì nhiêu, bằng phẳng, cao trung bình 6 - 10m

 Vùng địa hình bằng phẳng, nằm kế tiếp sau các vùng thung lũng bãi bồi, địa hình tương đối bằng phẳng, cao trung bình từ 10 - 30m

 Vùng địa hình đồi thấp có lượn sóng yếu, nằm trên các nền phù sa cổ, chủ yếu là các đồi thấp với đỉnh bằng phẳng, liên tiếp nhau, có độ dốc 5 -

120, độ cao phổ biến từ 30 - 60m

- Với địa hình cao trung bình từ 6 - 60m, nên trừ một vài vùng thung lũng dọc sông Sài Gòn và sông Đồng Nai, đất đai ở Bình Dương ít bị lũ lụt, ngập úng Địa hình tương đối bằng phẳng thuận lợi cho việc mở mang hệ thống giao thông, xây dựng cơ sở hạ tầng, khu công nghiệp và sản xuất nông nghiệp

2.1.2 Đặc điểm về khí hậu

- Khí hậu mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt: mùa mưa, từ tháng 5-11, mùa khô từ khoảng tháng 12 năm trước - tháng 4 năm sau

- Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1800 - 2000mm với số ngày có mưa

là 120 ngày Tháng mưa nhiều nhất là tháng 9, trung bình 335mm, năm cao nhất có khi lên đến 500mm, tháng ít mưa nhất là tháng 1, trung bình dưới 50mm và nhiều năm trong tháng này không có mưa

- Nhiệt độ trung bình hằng năm là 26,50C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 290C (tháng 4), tháng thấp nhất 240C (tháng 1) Tổng nhiệt độ hoạt động hàng năm khoảng 9500 - 100000C, số giờ nắng trung bình 2400 giờ, có năm lên tới 2700 giờ

- Chế độ gió tương đối ổn định, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão

và áp thấp nhiệt đới Về mùa khô gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông, Đông - Bắc, về mùa mưa gió thịnh hành chủ yếu là hướng Tây, Tây - Nam Tốc độ gió bình quân khoảng 0,7m/s, tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 12m/s thường là Tây, Tây - Nam

- Chế độ không khí ẩm tương đối cao, trung bình 80-90% và biến đổi theo mùa Độ ẩm được mang lại chủ yếu do gió mùa Tây Nam trong mùa mưa, do

đó độ ẩm thấp nhất thường xảy ra vào giữa mùa khô và cao nhất vào giữa mùa mưa Giống như nhiệt độ không khí, độ ẩm trong năm ít biến động

- Với khí hậu nhiệt đới mang tính chất cận xích đạo, nền nhiệt độ cao quanh năm, ẩm độ cao và nguồn ánh sáng dồi dào, rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp, đặc biệt là trồng cây công nghiệp ngắn và dài ngày Khí hậu Bình Dương tương đối hiền hoà, ít thiên tai như bão, lụt…

2.1.3 Thuỷ văn

- Các vùng đất ven các sông Sài Gòn, Đồng Nai, sông Bé, Thị Tính (chi lưu của sông Sài Gòn) và ven các kênh, rạch có chế độ thủy văn chủ yếu dựa vào chế độ thủy triều, bán nhật triều, triều cường của các sông rạch trên địa bàn tỉnh

- Các vùng đất còn lại chỉ chịu ảnh hưởng của nước mặt do chế độ mưa lũ trên lưu vực

- Tóm lại, chế độ thủy văn trên toàn tỉnh rất thuận lợi cho việc đầu tư các công trình xây dựng, giao thông và hạ tầng kỹ thuật

- Đối với các vùng còn lại: địa tầng, trật tự các lớp đất đá trong các khu vực này tương đối ổn định, rất thuận lợi cho việc xây dựng các khu công nghiệp và kết cấu hạ tầng kỹ thuật, giao thông

2.1.5 Vật liệu xây dựng

- Bình Dương có nguồn vật liệu xây dựng rất phong phú và dồi dào Kết quả thăm dò địa chất ở các vùng mỏ lớn nhỏ, cho thấy Bình Dương có các loại vật liệu xây dựng gồm: sét; các loại đá xây dựng (gồm đá phun trào andezit, đá granit và đá cát kết); cát xây dựng; cuội sỏi; laterit…

* Sét, cuội sỏi:

Có 23 vùng mỏ với tổng tài nguyên trên 1 tỷ m3, sét có nguồn gốc từ trầm tích và phong hoá với trữ lượng phong phú và phân bố ở nhiều nơi trong tỉnh

Đá xây dựng cát kết trong hệ tầng Dray Linh đã được thăm dò và khai thác ở

Tân Uyên…

* Cát xây dựng:

Phát triển theo các sông Sài Gòn, Đồng Nai và Thị Tính với tổng tiềm năng khoáng sản gần 25 triệu m3, trong đó 20% có thể dùng cho xây dựng, 80% dùng cho san nền Cát xây dựng đang được khai thác ở khu vực cù lao Rùa, cù lao Bình Chánh

- Các vật liệu khác như: nhựa đường, sắt thép, ximăng…có thể tìm thấy tại các trung tâm thị xã, thị trấn trong tỉnh hoặc mua từ Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Biên Hòa

2.2 Hiện trạng mạng lưới giao thông khu vực tỉnh Bình Dương

2.2.1 Khái quát chung về mạng lưới giao thông tỉnh Bình Dương

2.2.1.1 Mạng lưới giao thông đường bộ

* Quốc lộ:

Hiện trên địa bàn tỉnh Bình Dương có 03 tuyến Quốc lộ đi qua với tổng chiều dài 74,5km, hoàn toàn là BT nhựa

1) Quốc lộ 1A: Tuyến nối tỉnh Đồng Nai – Bình Dương – TP.Hồ Chí

Minh Đi qua tỉnh Bình Dương gồm 02 đoạn:

- Đoạn 1: Từ Cầu Đồng Nai đến Đại học Quốc Gia dài 4,9km, mặt BT nhựa rộng 21m

- Đoạn 2: Từ Đại học Nông Lâm đến giáp Tam Bình dài 2,4km, nằm trên tuyến đường Xuyên Á, mặt BT nhựa rộng 28m

2) Quốc lộ 1K: Tuyến nối tỉnh Đồng Nai – Bình Dương – TP.Hồ Chí

Minh Đoạn đi qua tỉnh Bình Dương từ Cầu Hang đến giáp Linh Xuân (Thủ Đức) dài 5,068km, mặt BT nhựa 9m

3) Quốc lộ 13: Tuyến nối TP.Hồ Chí Minh - tỉnh Bình Dương – Bình

Phước đi Cămpuchia Đoạn đi qua tỉnh Bình Dương từ Cầu Vĩnh Bình đến

Cầu Tham Rớt (giáp Bình Phước) dài 61,52km gồm 02 đoạn:

- Đoạn 1: Từ Cầu Vĩnh Bình đến Thị trấn Mỹ Phước dài 39km, mặt BT nhựa rộng 22m

- Đoạn 2: Từ Thị trấn Mỹ Phước đến Cầu Tham Rớt dài 22,52km, mặt

BT nhựa rộng 9m

* Đường tỉnh:

Hiện mạng lưới đường tỉnh Bình Dương bao gồm 10 tuyến với tổng chiều dài 461,98km, trong đó có 121,6km BT nhựa, 240,12km láng nhựa, còn lại là cấp phối sỏi đỏ

1) ĐT.741: Tuyến nối TX.Thủ Dầu Một tại Ngã 4 Sở Sao với TX.Đồng

Xoài - Bình Phước, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Ngã 4 Sở Sao – TT.Phước Vĩnh dài 38km, mặt BT nhựa 9m

- Đoạn 2: TT.Phước Vĩnh – Bình Phước dài 13,1km, mặt láng nhựa 7m

2) ĐT.742: Tuyến nối TX.Thủ Dầu Một tại Ngã 3 Sao Qùi đến Ngã 3

Cổng Xanh (huyện Tân Uyên) dài 23,82km, mặt láng nhựa 7m

4) ĐT.744: Tuyến nối TX.Thủ Dầu Một tại Ngã 3 Suối Giữa qua Bến Cát

– Dầu Tiếng dài 67,58km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Ngã 3 Suối Giữa – Cầu Cát dài 46,29km, mặt láng nhựa 7m

- Đoạn 2: Cầu Cát – Ngã 3 Kiểm Lâm dài 4,63km, mặt BT nhựa 6m

- Đoạn 3: Ngã 3 Kiểm Lâm – Minh Hòa dài 16,6km, mặt CPSĐ 7m

5) ĐT.745: Tuyến nối huyện Thuận An tại Ngã 3 Mũi Tàu (QL.13) với

TX.Thủ Dầu Một (QL.13) dài 14,21km, mặt BT nhựa 8,5-15m

6) ĐT.746: Tuyến nối huyện Thuận An tại Ngã 3 Bình Quới với huyện

Tân Uyên tại Hội Nghĩa dài 72,37km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Ngã 3 Bình Quới - TT.Tân Phước Khánh dài 3,25km, mặt BT nhựa 10,5m

- Đoạn 2: Tân Phước Khánh - Ngã 3Bưu Điện dài 9km, mặt BT nhựa 7m

- Đoạn 3: Ngã 3 Bưu Điện - Bà Muộn dài 0,95km, mặt BT nhựa 10,5m

- Đoạn 4: Bà Muộn - Hiếu Liêm dài 26,28km, mặt láng nhựa 7m

- Đoạn 5: Hiếu Liêm - Hội Nghĩa dài 32,9km, mặt CPSĐ 6m

7) ĐT.747:

+ ĐT.747a: Từ cầu Ông Tiếp (ranh Đồng Nai) đến Ngã 3 Cổng Xanh dài 31,52km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Cầu Ông Tiếp - cầu Rạch Tre dài 12,9km, mặt BT nhựa 9m

- Đoạn 2: Cầu Rạch Tre - Dốc Bà Nghĩa dài 3,85km, mặt BT nhựa 10,5m

- Đoạn 3: Dốc Bà Nghĩa - Cầu Rạch Tre - Ngã 3 Cổng Xanh dài 14,78km, mặt láng nhựa 7m

+ ĐT.747b: Ngã 3 Tân Ba - Hội Nghĩa dài 16,84km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Ngã 3 Tân Ba - Miếu Ông Cù dài 2,8km, mặt BT nhựa 9m

- Đoạn 2: Miếu Ông Cù - Khánh Bình dài 4,3km, mặt BT nhựa 15m

- Đoạn 3: Xã Khánh Bình - Hội Nghĩa dài 9,74km, mặt láng nhựa 7m

8) ĐT.748: Tuyến nối huyện Bến Cát (Ngã 4 Phú Thứ) đến huyện Dầu

Tiếng (Ngã 3 Giáng Hương) dài 37,2km, mặt láng nhựa 7m

9) ĐT.749:

+ ĐT.749a: Từ Thị trấn Mỹ Phước (cầu Quan) đến Ngã 3 Minh Thạnh dài 37,6km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Cầu Quan – Đường lô cao su dài 27km, mặt láng nhựa 6m

- Đoạn 2: Đường lô cao su – Minh Thạnh dài 10,6km, mặt CPSĐ 6m + ĐT.749b (ĐT.751 cũ): Từ Cầu Bà Và đến Bưng Bàng (ranh Tây Ninh)

dài 21km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Cầu Bà Và – UB Minh Hòa dài 8,3km, mặt láng nhựa 7m

- Đoạn 2: Minh Hòa – Bưng Bàng (Tây Ninh) 12,7km, mặt CPSĐ 6m

10) ĐT.750: Tuyến nối huyện Phú Giáo tại Phước Hòa (ĐT.741) đến Cầu

Tàu Dầu Tiếng dài 52,02km, gồm các đoạn:

- Đoạn 1: Phước Hòa (ĐT.741) – QL.13 dài 18,7km, mặt CPSĐ 6m

- Đoạn 2: QL.13 – Cây Trường dài 10,42km, mặt đường láng nhựa 7m

- Đoạn 3: Cây Trường – Lộ 30 dài 8,7km, mặt CPSĐ 6m

- Đoạn 4: Lộ 30 – Cầu tàu Dầu Tiếng dài 14,2km, mặt láng nhựa 6m

* Đường huyện:

Mạng lưới đường huyện quản lý (bao gồm cả đường đô thị) tổng cộng 781,89km, trong đó có 97,25km BT nhựa, 221,95km láng nhựa, còn lại là cấp phối sỏi đỏ

Bảng 2-1: Tổng hợp số liệu hiện trạng mạng lưới đường huyện STT TÊN HUYỆN-

THỊ

Tổng số (km)

BT nhựa

Láng nhựa

Cấp phối+đất

2 Huyện Thuận An 73,14 27,09 12,10 33,95

5 Huyện Tân Uyên 113,25 0,00 11,50 101,75

7 Huyện Phú Giáo 211,70 0,00 24,50 187,20

TỔNG CỘNG 781,89 97,25 221,95 462,69

* Đường xã:

Mạng lưới đường xã quản lý tổng cộng 2.576,3km, trong đó có 11,61km

BT nhựa, 60,16km láng nhựa, còn lại là cấp phối sỏi đỏ

Bảng 2-2: Tổng hợp số liệu hiện trạng mạng lưới đường xã

Tổng số (km)

BTông nhựa

Láng nhựa

5 Huyện Tân Uyên 163 332,15 0,00 0,00 332,15

6 Huyện Dầu Tiếng 455 434,87 0,00 2,67 432,20

7 Huyện Phú Giáo 642 620,68 0,00 0,00 620,68

TỔNG CỘNG 3.486 2.576,30 11,61 60,16 2.504,53

* Đường chuyên dụng:

Mạng lưới đường chuyên dụng trực thuộc các nông trường, lâm trường

và các khu công nghiệp, tổng cộng 1.455,89km, trong đó có 18,51km BT nhựa, 69,19km láng nhựa, còn lại là cấp phối sỏi đỏ

Bảng 2-3: Tổng hợp số liệu hiện trạng mạng lưới đường chuyên dụng

Láng nhựa

C.phối

&đất

1 Công ty cao su Dầu Tiếng 1.189,62 0,00 69,19 1.120,44

2 Công ty cao su Phước Hòa 226,97 0,00 0,00 226,97

3 Lâm trường Chiến khu D 20,79 0,00 0,00 20,79

4 Các khu công nghiệp 18,51 18,51 0,00 0,00

TỔNG CỘNG 1.455,89 18,51 69,19 1.368,20 2.2.1.2 Mạng lưới giao thông đường thủy

Giao thông thủy chủ yếu thực hiện trên 2 tuyến sông lớn: sông Sài Gòn

và sông Đồng Nai, nhưng chỉ có phương tiện nhỏ hoạt động Các phương tiện lớn không lưu thông liên tỉnh được mà chỉ thực hiện được trên từng đoạn do

hạn chế bởi tĩnh không cầu Bình Lợi, cầu Phú Long (trên sông Sài Gòn) Các sông nhỏ thì tuyến ngắn (sông Thị Tính) và nhiều thác ghềnh (sông Bé)

2.2.1.3 Mạng lưới đường giao thông đường sắt

- Tuyến đường sắt Bắc Nam có 8,6 km qua huyện Dĩ An (tỉnh Bình Dương) Tại thị trấn Dĩ An có ga Dĩ An và nhà máy toa xe Dĩ An

- Tuyến Dĩ An -Lộc Ninh: Trước đây đã hoạt động, trong chiến tranh đã

bị phá hủy nay chưa khôi phục lại

2.2.1.4 Mạng lưới giao thông đường hàng không

- Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bình Dương có một số sân bay dã chiến cũ trước đây do Bộ Quốc phòng quản lý, đã bị xuống cấp

- Tỉnh Bình Dương chỉ cách sân bay Quốc tế Tân Sơn Nhất khoảng 30km, rất thuận tiện cho giao lưu trong nước và Quốc tế

2.2.2 Các loại kết cấu áo đường đang áp dụng ở tỉnh Bình Dương

- Phổ biến trong xây dựng kết cấu áo đường ở nước ta hiện nay đó là:

 Lớp mặt: Phổ biến nhất là các loại bê tông nhựa nóng, bê tông xi măng, các lớp láng nhựa, đối với đường cấp thấp có sử dụng các loại cấp phối thiên nhiên, cấp phối đá dăm làm lớp mặt…

 Lớp móng trên: láng nhựa, cấp phối đá dăm các loại (I,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 ximăng, các loại đá dăm …

- Kết cấu áo đường đã và đang áp dụng ở tỉnh Bình Dương như sau:

 Nền đường được thiết kế theo các hồ sơ bản vẽ thi công thường là san đào bỏ hữu cơ, đào nền đường tận dụng đắp lề, đắp đất nền đường theo

từng lớp, đầm chặt từng lớp 20 ÷ 30 cm với hệ số K phụ thuộc cấp đường

 Kết cấu áo đường thường được thiết kế bằng những loại vật liệu như sau: cấp phối sỏi đỏ, cấp phối đá dăm, đá dăm macadam, bêtơng nhựa nĩng, láng nhựa, bê tơng xi măng …

 Thí dụ: đường tỉnh ĐT 743: đắp đất chọn lọc nâng nền, trải cấp phối sỏi

đỏ, cán đá 0x4, thảm bê tơng nhựa nĩng; Đường ĐT 744 (đoạn 1): đắp đất chọn lọc nâng nền, trải cấp phối sỏi đỏ, cán đá dăm macađam, láng nhựa 2 lớp; Đường ĐH 503 (đường chuyên dụng): đắp đất chọn lọc nâng nền, trải cấp phối sỏi đỏ làm mặt đường

BTNN hạt mịn BTNN hạt trung

CP đá dăm

CP sỏi đỏ Nền đất á sét Eo=42Mpa

Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

Láng nhựa 2 lớp Đá dăm Macadam

CP sỏi đỏ Nền đất á sét Eo=42Mpa

KẾT CẤU HH3

Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

Hình 2-1: Các kết cấu áo đường đang áp dụng ở Bình Dương

- Sự không hợp lý của các kết cấu áo đường đang áp dụng tại Bình Dương:

 Lớp BTN hạt mịn trên cùng quá mỏng và không được kiểm toán cường

độ nên thường bị bong tróc trong thời gian ngắn

 Các kết cấu đều sử dụng lớp móng dưới là CP sỏi đỏ mà hiện nay rất khan hiếm (nếu có cũng không đạt được chỉ tiêu yêu cầu)

 Một số khu vực (Phú Giáo, Tân Uyên) sử dụng CP đá dăm có cường độ thấp nên mặt đường thường mau xuống cấp, hư hỏng

2.2.3 Thực trạng khai thác và mức độ hư hỏng của mạng lưới đường ôtô tỉnh Bình Dương

- Tổng chiều dài mạng lưới đường toàn tỉnh gần 5.351km, trong đó:

 Quốc lộ: 75 km, đường nhựa 100%

 Đường tỉnh: 462 km, đường nhựa 78%, còn lại là cấp phối

 Đường huyện - thị: 782 km, đường nhựa 41%, còn lại là cấp phối

 Đường xã: 2.576 km, đường nhựa chỉ có 1%, còn lại là cấp phối

 Đường chuyên dụng: 1.456 km, đường nhựa có 6%, còn lại là CP

- Tỷ lệ nhựa hóa toàn bộ mạng lưới đường bộ của tỉnh mới chỉ đạt 21% (không tính đường chuyên dụng) và 17% (nếu tính cả đường chuyên dụng)

- Mật độ đường so với dân số và diện tích thì tương đối, nhưng diện tích giành cho giao thông đường bộ còn quá thấp:

 Mật độ mạng lưới đường bộ toàn tỉnh (kể cả đường xã và đường chuyên dụng) đạt 1.98km/km2

 Diện tích giành cho giao thông bộ mới chỉ đạt 1,53% DT tự nhiên, chủ yếu tập trung ở phía Nam (3-4%)

- Qua số liệu đếm xe cho thấy: Các tuyến đường Quốc lộ và đường tỉnh phía Nam Bình Dương hầu hết quá tải, không đảm bảo tốc độ lưu thông

- Mạng lưới đường tỉnh và đường chuyên dụng hiện chưa đồng nhất về bề rộng nền và kết cấu mặt Một số đường bêtông nhựa đặt trên tầng móng đá dăm không đảm bảo cường độ cộng với lưu lượng xe ngày càng tăng cao đã gây rạn nứt trên trên bề mặt Đường láng nhựa và cấp phối còn nhiều, khai thác đã lâu nên một số đoạn đã bong bật, rạn nứt, xuống cấp

Hình 2-2: Hư hỏng mặt đường láng nhựa (ĐT747)

Hình 2-3: Ổ gà trên mặt đường ĐT 744

Hình 2-4: Nứt trên mặt đường ĐT741

Hình 2-5: Bong bật, nứt trên mặt đường ĐT741

- Mạng lưới đường huyện - thị bao gồm các tuyến đường từ huyện đến xã, liên xã, hầu hết còn là CP + đất Với việc gia tăng lưu lượng xe như hiện nay

đã làm cho các tuyến đường này hư hỏng nghiêm trọng, mặt đường bị bong bật, lồi lõm ổ gà, thường xuyên bị đọng nước khi mưa và bụi vào mùa nắng

Hình 2-6: Mặt đường cấp phối sỏi đỏ sau khi mưa

CHƯƠNG 3: NHỮNG CĂN CỨ LỰA CHỌN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

CHO ĐƯỜNG ÔTÔ KHU VỰC TỈNH BÌNH DƯƠNG

3.1 Căn cứ lựa chọn

3.1.1 Lưu lượng xe

Lưu lượng xe là một thông số quan trọng trong việc thiết kế, đề ra kết

cấu áo đường hợp lý Tuy nhiên, tỉnh Bình Dương chưa có số liệu dự báo lưu

lượng xe đầy đủ cho các năm tương lai nên để xác định môđun đàn hồi yêu

cầu của từng cấp đường kiến nghị căn cứ vào số liệu đếm xe trên một số

tuyến đường (tương ứng với từng cấp) ở thời điểm hiện tại với hệ số tăng

trưởng giao thông 5% và thời hạn tính toán là 10 năm Tuy nhiên, khi có số

liệu dự báo đầy đủ chính xác hơn, có thể kiểm tra lại hoặc thiết kế kết cấu mới

cho phù hợp bằng chương trình tính kết cấu áo đường đính kèm

3.1.2 Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn

Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn được quy định là trục đơn của ôtô có

trọng lượng 100kN đối với tất cả các loại áo đường mềm trong phạm vi

nghiên cứu Đối với áo đường cứng lấy thêm trục có trọng lượng 120kN

100 0,6 33

120 0,6 36

3.1.3 Độ tin cậy

Đối với kết cấu áo đường mềm, độ tin cậy đặc trưng cho mức độ dự trữ

cường độ Chọn độ tin cậy thiết kế đối với các loại đường và cấp hạng đường

theo bảng sau:

Bảng 3-2: Chọn độ tin cậy thiết kế tùy theo loại và cấp hạng đường Loại, cấp hạng đường Độ tin cậy thiết kế

1 Đường ô tô

- Cấp III, cấp IV

- Cấp V

0,85 , 0,90 , 0,95 0,80 , 0,85 , 0,90

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

3.1.4 Kết cấu nền và mặt đường hiện hữu

Theo số liệu đo cường độ áo đường cũ bằng cần Benkelman và nền đất bằng tấm ép tĩnh tiến hành vào tháng 5 năm 2009, có được kết quả như sau:

- Đối với bê tông nhựa trên lớp móng đá dăm cường độ thấp, qua thời gian khai thác khá lâu đã hư hỏng, bong bật, rạn nứt, môđun nền đường tiết giảm sau khi đào bỏ lớp đá bên trên 20cm: E=80-90Mpa

- Đối với đường đá dăm láng nhựa, qua thời gian khai thác khá lâu đã hư hỏng, rạn nứt cục bộ: E=90-100Mpa

- Đối với đường cấp phối và đất qua thời gian khai thác mặt đường bong bật, xuất hiện nhiều ổ gà : E=60-70Mpa

- Mô đun nền đất đo bằng tấm ép tĩnh: E=42-45Mpa

3.1.5 Định hướng về quy hoạch phát triển giao thông đường bộ tỉnh Bình Dương đến năm 2020

3.1.5.1 Định hướng phát triển

Phát triển giao thông đường bộ theo hướng kết nối với hệ thống quốc lộ hiện đại tầm cỡ khu vực, với sân bay quốc tế và cụm cảng biển Thị Vải – Vũng Tàu và hệ thống hạ tầng kỹ thuật khác Tập trung phát triển các trục giao thông đường bộ từ đại lộ Bình Dương đi cửa khẩu Hoa Lư, từ đại lộ Bình Dương đi Đồng Xoài, từ đại lộ Bình Dương đi Dầu Tiếng, đường cao tốc Mỹ Phước - Tân Vạn Phối hợp chặt chẽ với Bộ Giao thông vận tải xây dựng các trục cắt ngang: Vành đai 3, Vành đai 4, đường Thường Tân - Tân Hưng -

Hưng Hòa Chuẩn bị kết nối hệ thống Metro (Tàu điện ngầm) từ trung tâm thành phố Hồ Chí Minh đi Thủ Dầu Một vào sau năm 2020 Mạng lưới tỉnh lộ

và huyện lộ sẽ kết nối với các trục giao thông và các đường vành đai nhằm kết nối giao thông thông suốt tới các khu, cụm công nghiệp và các vùng sản xuất chuyên canh nông nghiệp

3.1.5.2 Quy hoạch phát triển giao thông đường bộ tỉnh Bình Dương đến năm 2020

* Mạng lưới đường Quốc gia:

1) Quốc lộ 1A:

- Đoạn từ cầu Đồng Nai đến Trạm II, cùng với đường xa lộ Hà Nội được xác định là tuyến trục chính Bắc – Nam của TP.Hồ Chí Minh, đang trình duyệt dự án đường song hành với tổng cộng 8 làn xe ô tô

- Đoạn Trạm II - An Sương thuộc dự án “Đường Xuyên Á” dự kiến mở rộng thêm 2 dải xe thô sơ hai bên (6m/dải)

2) Quốc lộ 1K:

Đoạn từ cầu Hóa An đến Ngã 4 Linh Trung được Bộ phê duyệt với qui mô: Bnền = 21m; Mặt đường BT nhựa 06 làn xe; Dải phân cách trung tâm 0,6m + dải an toàn 0,5m x 2 bên; Lề đường 0,5m x 2 bên

3) Quốc lộ 13:

Dự kiến qui hoạch đến năm 2010:

+ Xây dựng đoạn vòng tránh Thị xã Thủ Dầu Một: khoảng 10km từ Ngã

4 Hòa Lân - Phú Hòa – QL13, qui mô kiến nghị 6 làn xe

+ Xây dựng đoạn vòng tránh Thị trấn Mỹ Phước: Đoạn vòng tránh nằm

về phía Đông thị trấn dài khoảng 7km, qui mô kiến nghị 6 làn xe

+ Nâng cấp đoạn TT.Mỹ Phước đến ranh tỉnh Bình Phước, qui mô kiến nghị 6 làn xe với mặt cắt ngang đồng nhất trên toàn tuyến

4) Quốc lộ N2 (Đường Hồ Chí Minh kéo dài):

Đoạn qua tỉnh Bình Dương dài khoảng 28km Đến năm 2010: nâng cấp đạt tiêu chuẩn cấp III (2 làn xe cơ giới + 2 làn xe thô sơ)

5) Vành đai 3 TP.HCM (Dĩ An - Bình Chánh):

Sau năm 2010 sẽ xây dựng tuyến Vành đai 3 TP.HCM (Dĩ An-Bình Chánh) với qui mô 4 làn xe

6) Vành đai 4 TP.HCM (Biên Hòa – Thủ Dầu Một – Bến Lức)

Sau năm 2010 sẽ Xây dựng tuyến Vành đai 4 TP.HCM (Biên Hòa-Thủ Dầu Một-Bến Lức) với qui mô 4-6 làn xe

7) Vành đai khu vực ĐBKTTĐPN (Vành đai 5):

Nhằm tạo điều kiện giao thông thuận lợi và nhanh chóng giữa các trung tâm công nghiệp lớn của Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Dự kiến sau năm

2010 sẽ xây dựng một tuyến đường Vành đai khu vực ĐBKTTĐPN

8) Cao tốc TP.HCM - Thủ Dầu Một – Mỹ Phước:

Trong tương lai, khi nhu cầu vận chuyển hàng hóa và đi lại giao lưu giữa TP.HCM và tỉnh Bình Dương tăng cao, để nâng cao tốc độ giao lưu cần nghiên cứu xây dựng tuyến đường bộ cao tốc (có thể đi trên cao), nối trực tiếp TP.HCM - Thủ Dầu Một – Thị trấn Mỹ Phước dài 40km, qui mô 4-6 làn xe

* Phát triển mạng lưới đường tỉnh:

Dự kiến qui hoạch đến năm 2020, nâng cấp toàn bộ các tuyến đường tỉnh (ĐT741- ĐT750) đạt tiêu chuẩn: 04 làn xe cơ giới; 02 làn xe thô sơ; Lề đường 2,5-6m x 2 bên; mặt đường BT nhựa nóng Đồng thời mở các tuyến mới sau:

1) Tuyến Định Hòa – An Phú – Tân Vạn:

Dự kiến quy mô đường cấp I – II, 6 – 8 làn xe, lộ giới 36m

2) Tuyến Hội Nghĩa – An Tây:

Tuyến được dự kiến xây dựng sau năm 2010 với quy mô đường cấp I – II,

6 – 8 làn xe, lộ giới 36m

3) Tuyến đê bao ven sông Sài Gòn:

Qui mô dự kiến: mặt BT nhựa 10,5m, lộ giới 16m Đến năm 2010: Hoàn thiện phần nền và các công trình thủy lợi dọc tuyến Đến năm 2020: Hoàn thiện mặt BT nhựa và các công trình phụ trợ…

* Mạng lưới đường huyện, đường xã, đường chuyên dụng

Dự kiến qui hoạch đến năm 2020, cải tạo, nâng cấp, nối dài các tuyến đường trục do các huyện quản lý, đồng thời xây dựng mới thêm một số tuyến chính để phục vụ giao thông trong khu vực

3.2 Các phương pháp thiết kế kết cấu áo đường

3.2.1 Nhóm các phương pháp lý thuyết - thực nghiệm

- Lập các mô hình và chương trình tính toán rồi qua thực nghiệm để kiểm tra nhằm xác định điều kiện bền Các tính chất thông thường là xác định ứng suất do xe chạy gây ra trong các lớp mặt đường bằng lý thuyết và so sánh các ứng suất này với cường độ cho phép của vật liệu làm đường thường lấy theo kinh nghiệm

- Trong nhóm này có rất nhiều phương pháp như phương pháp của Trung Quốc, phương pháp hiện hành của Bộ Giao Thông Vận Tải: quy trình thiết kế

áo đường mềm 22TCN211-06 và Quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN223-95…

3.2.2 Nhóm các phương pháp kinh nghiệm - thực nghiệm

Các phương pháp thực nghiệm dựa trên các kinh nghiệm thu được trên các đoạn đường thực nghiệm hoạch trên mạng lưới đường đang khai thác Một phương pháp chính: phương pháp theo hướng dẫn của AASHTO (22TCN 274 – 01), phương pháp CBR, phương pháp của viện nghiên cứu đường Anh

3.2.3 Lựa chọn phương pháp tính toán kết cấu áo đường áp dụng cho đường ôtô tỉnh Bình Dương

- Với mặt đường mềm sử dụng quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN211-06 Các yêu cầu và nguyên tắc tính toán như sau:

* Yêu cầu tính toán:

+ Sau khi đưa ra các phương án cấu tạo kết cấu nền áo đường thì yêu cầu của việc tính toán là kiểm tra xem các phương án, cấu tạo đó có đủ cường độ không, đồng thời tính toán xác định loại bề dày cần thiết của mỗi lớp kết cấu

và có thể phải điều chỉnh lại bề dày của mỗi lớp theo kết quả tính toán

+ Kết cấu áo đường mềm được xem là đủ cường độ nếu như trong suốt thời hạn thiết kế dưới tác dụng của ôtô nặng nhất và của toàn bộ dòng xe trong bất kỳ lớp nào (kể cả nền đất) cũng không phát sinh biến dạng dẻo, tính liên tục của các lớp liền khối không bị phá vỡ và độ võng đàn hồi của kết cấu không vượt quá trị số cho phép

* Các tiêu chuẩn cường độ:

Theo yêu cầu nêu trên, nội dung tính toán chính là tính toán kiểm tra 3 tiêu chuẩn cường độ dưới đây:

+ 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 các 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 Tiêu chuẩn này nhằm đảm bảo hạn chế được sự phát triển của hiện tượng mỏi trong vật liệu các lớp kết cấu dưới tác dụng

trùng phục của xe cộ, do đó bảo đảm duy trì được khả năng phục vụ của cả kết cấu đến hết thời hạn thiết kế

* Về yêu cầu tính toán theo 3 điều kiện giới hạn:

Về thứ tự tính toán, nên bắt đầu tính theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, sau đó kiểm toán theo điều kiện cân bằng trượt và khả năng chịu kéo uốn

- Với mặt đường BTXM sử dụng quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN223-95 Nguyên tắc 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 kiểm tra cường độ (bề dày) tấm bê tông xi măng và lớp móng dưới tác dụng của tải trọng và dưới tác dụng của nhiệt

3.3 Một số vấn đề cần lưu ý khi xây dựng kết cấu áo đường

3.3.1 Các yêu cầu cơ bản đối với áo đường

- Trong suốt thời hạn thiết kế, áo đường phải có đủ cường độ và duy trì được cường độ để hạn chế được tối đa các trường hợp phá hoại của xe cộ và của các yếu tố môi trường tự nhiên (sự thay đổi thời tiết, khí hậu; sự xâm nhập của các nguồn ẩm…) Cụ thể là hạn chế được các hiện tượng tích luỹ biến dạng dẫn đến tạo vệt hằn bánh xe trên mặt đường, hạn chế phát sinh hiện tượng nứt nẻ, hạn chế bào mòn và bong tróc bề mặt, hạn chế được các nguồn

ẩm xâm nhập vào các lớp kết cấu và phần trên của nền đường trong phạm vi khu vực tác dụng, hoặc phải đảm bảo lượng nước xâm nhập vào được thoát ra một cách nhanh nhất

- Bề mặt kết cấu áo đường phải đảm bảo bằng phẳng, đủ nhám, dễ thoát nước mặt và ít gây bụi để đáp ứng yêu cầu giao thông an toàn, êm thuận, kinh

tế, giảm thiểu tác dụng xấu đến môi trường hai bên đường

3.3.2 Cấu tạo áo đường

Kết cấu áo đường có thể có một tầng hay nhiều tầng vật liệu:

- Tầng mặt của kết cấu áo đường: Là bộ phận phải chịu đựng trực tiếp tác dụng phá hoại của xe cộ (đặc biệt là dưới tác dụng phá hoại bề mặt) và của các yếu tố bất lợi về thời tiết, khí hậu Yêu cầu thiết kế cấu tạo tầng mặt là vật liệu và bề dày các lớp trong tầng mặt phải bảo đảm chịu đựng được các tác dụng phá hoại trực tiếp nêu trên đồng thời phải bảo đảm được các yêu cầu sử dụng khai thác đường về độ bằng phẳng và độ nhám Vật liệu làm các lớp tầng mặt phải có tính ổn định nhiệt, ổn định nước và không thấm nước (hoặc hạn chế thấm nước)

- Tầng móng: Chức năng của tầng móng là truyền áp lực của bánh xe tác dụng trên mặt đường xuống đến nền đất sao cho trị số áp lực truyền đến nền đất đủ nhỏ để nền đất chịu đựng được cả về ứng suất và biến dạng, đồng thời tầng móng phải đủ cứng để giảm ứng suất kéo uốn tại đáy tầng mặt cấp cao bằng bê tông nhựa ở phía trên nó

Đối với kết cấu áo đường mở rộng, làm mới, hoặc tăng cường, sửa chữa dặm vá chọn áo đường gồm tầng mặt (1-2 lớp); tầng móng (1-2 lớp)

3.3.3 Loại áo đường

Khi chọn loại áo đường cần căn cứ vào cấp hạng kỹ thuật và chức năng của con đường cũng như căn cứ vào tình hình vật liệu địa phương và yêu cầu kinh tế kỹ thuật Phương án chọn loại áo đường như sau:

- Đối với đường cấp III, IV, V và một số đường ôtô chuyên dụng: Sử dụng tầng mặt bê tông nhựa nóng, tầng móng là cấp phối đá dăm

- Các đường ôtô chuyên dụng có nhiều xe nặng, các đoạn đường thường xuyên ngập nước vào mùa mưa và khu vực trạm cân, trạm thu phí giao thông:

sử dụng mặt đường bêtông xi măng trên lớp móng cấp phối đá dăm hoặc cát gia cố ximăng

3.3.4 So sánh kinh tế

Trong điều kiện giao thông trên toàn tỉnh ngày càng phát triển như hiện nay (lưu lượng xe ngày càng tăng, tiết kiệm được từ chi phí vận tải tương đối lớn) việc tính toán so sánh kinh tế mặt đường phải thỏa mãn: các kết cấu áo đường đề xuất phải có giá thành xây dựng chấp nhận được, không chênh lệch quá nhiều so với giá thành của kết cấu trước đây, phù hợp với mức đầu tư, giá thành duy tu bảo dưỡng thấp

3.3.5 Công nghệ xây dựng mặt đường

- Đối với các tuyến đường ở Bình Dương, do chưa đồng nhất về bề rộng nền – mặt nên khi xây dựng mặt đường mở rộng và tăng cường sẽ làm ảnh hưởng đến giao thông trên tuyến Do đó trong quá trình thi công phải đảm bảo giao thông và thông xe nhanh Vì vậy, việc đề ra các kết cấu áo đường cho các tuyến đường trên cũng phải xét đến vấn đề này

- Một số tuyến đường do không gian hạn hẹp, triển khai các phương tiện thi công hạn chế nên phải lựa chọn kết cấu yêu cầu máy móc thi công nhỏ gọn

- Các kết cấu áo đường trong quá trình thi công yêu cầu ít gây ô nhiễm môi trường

- Các kết cấu áo đường lựa chọn phải phù hợp với công nghệ thi công và khả năng cung cấp vật liệu Hiện nay các đơn vị thi công trên địa bàn Bình Dương có đủ khả năng triển khai thiết kế, thi công các công trình với qui mô

từ lớn tới nhỏ

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ ĐỀ XUẤT KẾT ÁO ĐƯỜNG

HỢP LÝ CHO TỈNH BÌNH DƯƠNG 4.1 Phương pháp tính toán được sử dụng

Kết cấu áo đường hợp lý dùng cho đường ôtô tỉnh Bình Dương bao gồm những kết cấu áo đường định hình được lập sẵn, đánh giá là hợp lý về mặt kinh tế kỹ thuật, dùng cho xây dựng mới, mở rộng, cải tạo mặt đường ôtô tận dụng mặt đường cũ Nó được xây dựng với phương châm: Tham khảo các tài liệu catalog của các nước, các tài liệu trong nước, các kết cấu đã và đang sử dụng cho đường ôtô tỉnh Bình Dương, trên cơ sở tận dụng tốt vật liệu địa phương và vật liệu truyền thống trên địa bàn tỉnh Phương pháp tính toán sử dụng theo quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN223 – 95 và quy trình thiết

kế áo đường mềm 22TCN221 – 06 của bộ GTVT

4.2 Phân nhóm kết cấu, nhóm tải trọng

4.2.1 Kết cấu áo đường mềm

- Tính cho áo đường cấp III với lưu lượng xe tính toán Ntt=200trục/làn tương ứng với Eyc = 160 Mpa, độ tin cậy lần lượt bằng 0,95; 0,90; 0,85 (bao gồm kết cấu tăng cường, kết cấu làm mới, mở rộng, kết cấu sửa chữa dặm vá)

- Tính cho áo đường cấp IV với lưu lượng xe tính toán Ntt=90trục/làn tương ứng với Eyc = 144 Mpa, độ tin cậy lần lượt bằng 0,95; 0,90; 0,85 (bao gồm kết cấu tăng cường, kết cấu làm mới, mở rộng, kết cấu sửa chữa dặm vá)

- Tính cho áo đường cấp V và đường chuyên dụng với lưu lượng xe tính toán Ntt=50trục/làn tương ứng với Eyc = 133 Mpa, độ tin cậy lần lượt bằng 0,90; 0,85; 0,80 (bao gồm kết cấu tăng cường, kết cấu làm mới, mở rộng)

4.2.2 Kết cấu áo đường cứng

Tính với tải trọng trục 100kN (10T), 120kN (12T) cho đường ôtô chuyên dụng có nhiều xe nặng, các đoạn đường thường xuyên ngập nước vào mùa mưa và khu vực trạm cân tại mỏ vật liệu, khu vực trạm thu phí giao thông

4.2.3 Loại nền đường

- Đối với đường bê tông nhựa trên lớp móng đá dăm cường độ thấp, qua thời gian khai thác khá lâu đã hư hỏng, bong bật, rạn nứt, môđun nền đường tiết giảm sau khi đào bỏ lớp đá bên trên 20cm: E=80-90Mpa, lấy E=80Mpa để tính toán

- Đối với đường đá dăm láng nhựa, qua thời gian khai thác khá lâu đã hư hỏng, rạn nứt cục bộ: E=90-100Mpa, lấy E=90Mpa để tính toán

- Đối với đường cấp phối và đất qua thời gian khai thác mặt đường bong bật, ổ gà : E=60-70Mpa, lấy E=60Mpa để tính toán

- Môđun nền đất đo bằng tấm ép tĩnh: E=42-45Mpa, lấy E=42Mpa để tính toán

4.2.4 Thông số tính toán của các lớp vật liệu áo đường

- Thông số tính toán theo quy trình 22TCN211-06 (áo đường mềm) và 22TCN223 – 95 (áo đường cứng)

- Thông số các lớp vật liệu lấy theo quy trình 22TCN211-06 theo hướng lấy các giá trị cận trên (trị số lớn) để xét đến các năng lực của các đơn vị sản xuất vật liệu xây dựng và thi công hiện nay

- Ngoài ra, việc lấy các thông số tính toán còn xét đến các kinh nghiệm, các số liệu thí nghiệm được trong phòng thí nghiệm và thực tế thiết kế và xây dựng các công trình trên địa bàn tỉnh Bình Dương

4.3 Đề xuất kết cấu áo đường hợp lý cho khu vực tỉnh Bình Dương

4.3.1 Căn cứ đề xuất

Để đề xuất kết cấu áo đường hợp lý, tác giả đi theo khuynh hướng:

- Dựa theo kinh nghiệm sử dụng, lý thuyết cấu tạo áo đường và đặc điểm địa chất, vật liệu xây dựng, trình độ công nghệ, khả năng khai thác, duy tu bảo dưỡng…để xây dựng kết cấu áo đường

- Dùng các phương pháp tính toán để định chiều dày các lớp

- Phân tích các kết cấu về kỹ thuật, công nghệ và kinh tế

- Đưa ra bảng kết cấu mẫu (catalog các kết cấu định hình)

- Sử dụng và theo dõi các kết cấu mẫu trong thực tế để tổng kết nhằm thực hiện và phát triển

4.3.1.1 Đặc điểm địa chất

Theo mô tả về đặc điểm địa chất ở chương trên cho thấy địa tầng, trật tự các lớp đất đá trong các khu vực này tương đối ổn định, rất thuận lợi cho việc xây dựng các khu công nghiệp và kết cấu hạ tầng kỹ thuật, giao thông

4.3.1.2 Chế độ thủy nhiệt

Nhìn chung trên địa phận tỉnh Bình Dương mực nước ngầm tương đối thấp (trừ một số vùng trũng thấp) Mặt khác, với đặc điểm địa hình tương đối bằng phẳng, nền địa chất ổn định, vững chắc, phổ biến là những dãy đồi phù

sa cổ nối tiếp nhau Do đó chế độ thủy nhiệt cũng rất thuận lợi cho việc chọn lựa kết cấu áo đường

4.3.1.3 Nguồn vốn

Nguồn vốn đầu tư cho hệ thống giao thông của tỉnh Bình Dương nói chung thường là vốn ngân sách tỉnh và vốn tự có của các Doanh Nghiệp

4.3.1.4 Nguồn vật liệu địa phương

Bình Dương có nguồn vật liệu xây dựng rất phong phú và dồi dào rất thuận lợi cho việc phát triển các công trình giao thông đặc biệt là đường ôtô

- Đá xây dựng: Được thăm dò và khai thác tại các mỏ ở các huyện Dĩ An, Phú Giáo, Tân Uyên với trữ lượng rất lớn…

- Cát xây dựng: Phát triển theo các sông Sài Gòn, Đồng Nai và Thị Tính với tổng tiềm năng khoáng sản gần 25 triệu m3 Cát xây dựng đang được khai thác ở khu vực cù lao Rùa, cù lao Bình Chánh

- Các vật liệu khác như: nhựa đường, sắt thép, ximăng…có thể tìm thấy tại

các trung tâm thị xã, thị trấn trong tỉnh hoặc mua từ Thành phố Hồ Chí Minh,

Thành phố Biên Hòa bên cạnh

4.3.1.5 Trình độ công nghệ thi công

- Trên địa bàn tỉnh Bình Dương có rất nhiều Công ty và doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực xây dựng giao thông Điển hình trong đó có các Công ty lớn là lực lượng chính tham gia xây dựng các công trình giao thông trọng điểm của tỉnh như: Công ty Đầu Tư Phát Triển Công Nghiệp (Becamex IDC Corp.), Công ty Đầu Tư Xây Dựng 3/2, Công ty Vật Liệu và Xây Dựng Bình Dương… Các Công ty này ngành nghề chủ yếu là xây dựng các công trình đường giao thông với tổng số nhân lực trên 400 người và được trang bị rất nhiều máy móc thi công, thiết bị hiện đại đủ khả năng thi công các công trình lớn, quan trọng của tỉnh

- Ngoài ra còn có các Công ty trực thuộc Bộ đóng tại Thành phố Hồ Chí Minh, các doanh nghiệp, công ty tư nhân trong và ngoài tỉnh cũng có thể tham gia xây dựng các công trình có quy mô từ lớn tới nhỏ

4.3.2 Đề xuất kết cấu áo đường hợp lý tỉnh Bình Dương

Căn cứ vào những đặt điểm trên kết cấu áo đường hợp lý tỉnh Bình Dương được lựa chọn như sau:

- Tầng móng: Móng dưới sử dụng cấp phối đá dăm loại 2 rải trực tiếp

trên nền đất; móng trên có thể dùng cấp phối đá dăm loại 1, đá dăm chèn (đá dăm macadam) Móng mặt đường bêtông ximăng có thể dùng cát gia cố, đá cấp phối

- Tầng mặt: Với áo đường mềm sử dụng tầng mặt bê tông nhựa nóng một

hoặc hai lớp tùy theo cấp đường Với áo đường cứng dùng bêtông xi măng đá 1x2 M300-350, kích thước tấm 6mx3,5m, 6mx3,75m, khe co dãn kiểu thanh truyền lực và kiểu ngàm

KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM CHO ĐƯỜNG CẤP III KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG LÀM MỚI, ĐƯỜNG MỞ RỘNG

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa Nền đất á sét Eo=42Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa Nền đất á sét Eo=42Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa Nền đất á sét Eo=42Mpa

KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TĂNG CƯỜNG, SỬA CHỮA, DẶM VÁ

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

Mặt đường sỏi đỏ cũ Eo=60Mpa

Tưới nhựa dính bám tc 0,5kg/m2 Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

Tưới nhựa dính bám tc 0,5kg/m2 Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

Mặt đường sỏi đỏ cũ Eo=60Mpa

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa Mặt đường sỏi đỏ cũ Eo=60Mpa

Tưới nhựa dính bám tc 0,5kg/m2 Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

Mặt đường láng nhựa cũ Eo=90Mpa (Cày sọc mặt đường cũ)

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

Nền đá Eo=80Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM CHO ĐƯỜNG CẤP IV KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG LÀM MỚI, ĐƯỜNG MỞ RỘNG

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa

Nền đất á sét Eo=42Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa

Nền đất á sét Eo=42Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa

Nền đất á sét Eo=42Mpa

KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TĂNG CƯỜNG, SỬA CHỮA, DẶM VÁ

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

Tưới nhựa dính bám tc 0,5kg/m2 Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

Mặt đường sỏi đỏ cũ Eo=60Mpa

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa Mặt đường sỏi đỏ cũ Eo=60Mpa

Tưới nhựa dính bám tc 0,5kg/m2 Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa Mặt đường sỏi đỏ cũ Eo=60Mpa

Tưới nhựa dính bám tc 0,5kg/m2 Tưới nhựa thấm bám tc 1kg/m2

BTNN hạt mịn E=420Mpa BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM CHO ĐƯỜNG CẤP V, ĐƯỜNG CHUYÊN DỤNG

KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG LÀM MỚI, ĐƯỜNG MỞ RỘNG

KẾT CẤU 19

Eyc=133Mpa Ech=151Mpa

BTNN hạt mịn E=420Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa

Nền đất á sét Eo=42Mpa

BTNN hạt trung E=350Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa

Nền đất á sét Eo=42Mpa

BTNN hạt mịn E=420Mpa

CP đá dăm loại I E=300Mpa

CP đá dăm loại II E=250Mpa

Nền đất á sét Eo=42Mpa