Toán đồ xác định ứng suất cắt chủ động τAM của lớp dưới hệ 2 lớp khi chuyển vị tự do ở mặt tiếp xúc dùng cho vật liệu kém dính... Chương 14 : THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG--- --- 14.1.1 Khái ni
Trang 1E2
E1
h/D
0.11
0.9
0.8
0.7
48 0
44
0 0 42
40 0 38
0 0 36
34
0 0 32
30
0
=
5 10
Hình 13 -14 Toán đồ xác định ứng suất cắt chủ động τAM của lớp dưới hệ 2 lớp
khi chuyển vị tự do ở mặt tiếp xúc (dùng cho vật liệu kém dính)
Trang 2Chương 14 : THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG
- -
14.1.1 Khái niệm: (Rigid pavement – Ciment concrete)
Áo đường cứng là kết cấu có độ cứng rất lớn, khả năng chống biến dạng (mô
đun đàn hồi) cao hơn hẳn so với nền đất và đặc biệt có khả năng chịu uốn lớn, do
đó làm việc theo nguyên lý tấm trên nền đàn hồi, diện phân bố áp lực của tải trọng
xe chạy trên nền đất rộng
Kết cấu AĐ cứng về mặt cấu tạo khác với KCAĐ mềm ở chỗ một trong các lớp kết cấu của nó bằng bêtông ximăng có cường độ cao, có thể là lớp mặt hoặc lớp móng
14.1.2 Phân loại :
- Phân loại theo cấu tạo VL:
+ Bêtông thường – Ciment Concrete (CC)
+ Bêtông cốt thép – Jointed Reinforced Concrete Pavement (JRCP)
+ Bêtông cốt thép liên tục – Continuously Reinforced Concrete Pavement (CRCP)
+ Bêtông cốt thép sợi - Fibre – Reinforced Concrete Pavement (FRCP)
+ Bêtông tự chặt - Roller Compacted Concrete Pavement (RCCP)
+ Bêtông cốt thép ứng suất trước
- Theo phương pháp thi công :
+ Lắp ghép
+ Đổ tại chỗ
- Theo kích thước tấm :
Tấm liên tục LxBxh ( L>>)
Tấm có kích thước hữu hạn LxBxh (thông qua độ mềm S)
14.1.3 Cấu tạo:
1.Tấm bêtông ximăng :
• Chiều dày : Hmin= 18cm, R#min 300 cho đường ôtô, R# 200 cho GTNT, cấp thấp V=20km/h
• Chức năng : bộ phận chịu lực chủ yếu của mặt đường cứng
Trang 3100
30
l
L
2 Lớp đệm :
Vật liệu : Cát, cát trộn nhựa, giấy dầu tẩm nhựa đường ( 1-3 lớp )
1- khe d·n ; 2- khe co ; 3- khe däc ; 4- thanh truyÒn lùc (kÝch thø¬c theo cm)
H×nh 10-8
3
4
Hình 14-1
• Chức năng:
- Tăng độ bằng phẳng cho lớp móng
- Tạo tiếp xúc tốt giữa móng với đáy tấm
- Giảm hệ số ma sát, giảm sự phát sinh ứng suất nhiệt do tấm có thể dịch chuyển tự do
Tương tự kết cấu áo đường mềm (Flexible Pav)
14.2 Các loại khe nối :
1 - Khe co 3- Khe dọc
2 - Khe dãn 4- Thanh truyền lực
14.2.1 Khe dãn (Expansion joint)
ứng suất sinh ra trong tấm khi tấm bêtông có xu hướng dãn ra do nhiệt độ môi trường lớn hơn nhiệt độ khi thi công
- Khe dãn có thanh truyền lực
- Khe dãn kiểu ngàm
- Khe dãn có thanh truyền lực sử dụng khi đổ bêtông từng vệt liên tục, bằng máy
- Khe dãn kiểu ngàm sử dụng khi thi công bằng thủ công, đổ bêtông thành từng tấm riêng biệt
Trang 414.2.2 Khe co:
• Tỏc dụng : giảm ứng suất khi bờtụng co ngút trong thời gian đụng cứng và
khi tấm bờtụng làm việc ở nhiệt độ thấp
• Cấu tạo: 2 loại khe co
- Khe co cú thanh truyền lực
- Khe co kiểu ngàm
• Áp dụng :
- Khe co cú thanh truyền lực ỏp dụng khi đổ bờtụng từng vệt liờn tục, bằng mỏy
- Khe co kiểu ngàm ỏp dụng khi thi cụng bằng thủ cụng, đổ bờtụng thành từng tấm riờng biệt
suất khi bờtụng co ngút, khi nhiệt độ mặt đường thấp
Ưu, nhược điểm của việc bố trớ cỏc khe nối :
- Làm độ bằng phẳng của MĐ khụng cao
- Cỏc khe nối là vị trớ xung yếu, nước thấm xuống cỏc lớp múng (cường độ múng giảm -> cường độ của kết cấu giảm đi)
- Giảm ứng suất nhiệt, chống nứt tấm
14.2.3.4 Thanh thộp truyền lực :
Trị số trong ngoặc ứng với trường hợp tấm BT đặt trờn lớp múng gia cố chất liờn kết vụ cơ
50
8 2,5
h/2
1
Quét nhựa
Matít
1
h/2
50
h/4
2
Quét nhựa
h/2
4cm
4cm
2
h/4
75
h/2
1
Quét nhựa chống
gỉ dài 30cm
Matít
Hình 10-9 Cấu tạo khe áo đừơng bê tông xi măng.
khe dãn ; b- khe co giả ; c- khe dọc kiểu ngàm ; d- khe dọc có thanh truyền lực không quét nhựa để chống tấm di động ra phía lề ; 1- thanh truyền lực ;
2- đừơng nứt do giảm yếu tiết diện (kích thứơc tính bằng cm)
a)
b)
c)
d)
Hỡnh 14-2
Trang 5
a-14.3 Các thông số tính toán của mặt đường bêtông ximăng :
14.3.1 Tải trọng thiết kế và hệ số xung kích:
Tải trọng trục tiêu
chuẩn (daN)
Tải trọng bánh xe tiêu chuẩn (daN) Hệ số xung kích
Tải trọng bánh xe tính toán (daN)
10000
12000
9500
5000
6000
4750
1.2 1.15 1.2
6000
6900
5700
14.3.2 Hệ số an toàn và hệ số chiết giảm cường độ :
- Hệ số xét đến hiện tượng mỏi của tấm bêtông do tác dụng trùng phục và tác
dụng động của tải trọng gây ra
- Hệ số an toàn phụ thuộc vào tổ hợp tải trọng tính toán được lấy như sau :
Tổ hợp tải trọng tính
toán
Hệ số an toàn (k) Hệ số chiết giảm cường độ
(n=1/k )
-Tính với tải trọng thiết
kế
2 0.5
-Kiểm toán với xe nặng 1.7 - 1.53 0.59 - 0.83
- Kiểm toán với xe xích 1.54 0.65
-Tác dụng đồng thời của
hoạt tải và ứng suất
nhiệt
1.18 - 1.11 0.85 - 0.9
14.3.3 Cường độ và môđun đàn hồi của bêtông:
14.4.1 Ưu nhược điểm của mặt đường bêtông ximăng :
14.4.1.1 Ưu điểm :
- Có cường độ rất cao thích hợp với các loại xe kể cả xe bánh xích
- Ổn định cường độ khi chịu tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm
- Hệ số bám cao và ít thay đổi khi ẩm ướt
- Mặt đường có màu sáng nên dễ phân biệt phần mặt đường và lề đường( an toàn
xe chạy cao
- Độ hao mòn mặt đường ít : 0.1(0.2mm/1năm
- Tuổi thọ rất cao : nếu bảo dưỡng tốt có thể sử dụng 30(40 năm
- Công tác duy tu bảo dưỡng ít
- Có thể cơ giới hoá hoàn toàn khi thi công và mùa thi công có thể kéo dài (thi
công lắp ghép)
Trang 614.4.1.2 Nhược điểm:
- Do có hệ thống khe nối ( mặt đường không bằng phẳng( vận tốc xe chạy không cao
- Giá thành cao
- Tốn thời gian bảo dưỡng (28 ngày BTXM đổ tại chỗ )
≥ 90ο
Khe d·n
Khe d·n
H×nh 12-3 Bè trÝ chia tÊm t¹i c¸c chç giao nhau
Hình 14-4
