Giáo trình hình thành quy luật ứng dụng nguyên lý mặt cắt ngang theo tuyến địa hình p3 pot

Kiểm tra điều kiện cân bằng giới hạn trượt giữa các lớp vật liệu rời rạc và trong lớp bêtông nhựa Phương án chọn Để đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất dưới áo đ

7.1.2 Kiểm tra tiíu chuẩn độ võng đăn hồi -Phương ân 2a

7.1.2.1 Giai đoạn 10 năm đầu:

7

3

4

6

Nề n đường

K dv E yc = 135,3 MPa E ch = 137,18 MPa

E 734 = 260,3 MPa

E 34 = 234,92 MPa

E 4 = 180 MPa

E 0 = 42 MPa

1 BTN loại II Dmax20 420 7

2 CPĐD loại I Dmax25 300 18

3 Cấp phối thiín nhiín loại C 180 18

4 Móng nền đất (E0) 42

Tỷ số:  

33

43 D

H

1,30; trị số Etb của kết cấu âo đường được nhđn thím hệ số =1,14 Vậy : ETB = Etb x  = 260,30x 1,14 = 298,02 MPa

Dùng toân đồ 3-1 [4] xâc định môđuyn đăn hồi chung của mặt đường

Từ câc tỷ số:



 33

43 D

H

1,30



 02 , 298

42 E

E TB

E

E TB

Ech = 0,4603  ETB = 0,4603  298,02 = 137,18 MPa

Ech = 137,18 (MPa) > dv

cd

K Eyc = 1,1x123 = 135,3 MPa Nín kết cấu đê chọn đảm bảo tiíu chuẩn về độ võng đăn hồi cho phĩp

7.1.2.2 Giai đoạn 5 năm sau:

9

Nền đường 6

3

1 2

Trị số mơđuyn đàn hồi cịn lại của mặt đường cũ:

Ecũ = 80% x ETB =0,8 x 298,02 =238,42 MPa

1 BTN loại I Dmax15 420 4

2 BTN loại II Dmax25 420 6

3 CPĐD loại I Dmax25 300 15

4 Mặt đường cũ 238,42 43

5 Mĩng nền đất (E0) 42

Tỷ số:  

33

68 D

H

2,06; trị số Etb của kết cấu áo đường được nhân thêm hệ số =1,21 Vậy : ETB = Etb x  = 287,32x 1,21 = 347,66 MPa

Dùng tốn đồ 3-1 [4] xác định mơđuyn đàn hồi chung của mặt đường

Từ các tỷ số:



 33

68 D

H

2,06



 66 , 347

42 E

E

TB

E

E TB

Ech = 0,5000  ETB = 0,5000  347,66 = 173,83 MPa

Ech = 173,83 (MPa) > dv

cd

K Eyc = 1,1x155 = 170,50 MPa

Nên kết cấu đã chọn đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi cho phép

7.12 Kiểm tra điều kiện cân bằng giới hạn trượt giữa các lớp vật liệu rời rạc

và trong lớp bêtông nhựa (Phương án chọn)

Để đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất dưới áo đường và trong các lớp kém dính nào của áo đường, phải thỏa mãn điều kiện sau:

Tax + Tav tr

cd

tt K

C

(.7.11) Trong đó:

+ Tax: Là ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây

ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kém dính (MPa)

+ Tav: Là ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân của các lớp vật liệu nằm trên lớp tính toán gây ra cũng tại thời điểm đang xét (MPa)

+ tr cd

K : Là hệ số cường độ chịu cắt trượt được chọn tuỳ thuộc vào độ tin cậy thiết kế, bảng 3-7 [4] Đối với đường cấp IV, độ tin cậy đã được chọn trong phần tính võng là 0,90 tương ứng với tr

cd

K =0,94

+ Ctt: Là lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính (MPa) ở trạng thái độ ẩm, độ chặt tính toán

* Các bước tính toán:

- Xác định Tax: dùng toán đồ đã lập sẵn cho hệ hai lớp Toán đồ 3-2 và 3-3 của [4] áp dụng cho trường hợp có sự làm việc đồng thời đồng thời của lớp trên và lớp dưới

- Khi kiểm tra trượt nền đất thì ta qui đổi các lớp bên trên về 1 lớp, còn lớp vật liệu kém dính và các lớp bên dưới như 1 lớp Trị số E1 chính là trị số Etb của các lớp trên nó, trị số E2 chính là Ech trên mặt lớp đó, trong khi đó c và  vẫn dùng trị số tính toán của lớp đó

- Xác định Tav: Bề dày tổng cộng H của các lớp nằm trên lớp cần tính toán trị

số ma sát và trị số ma sát trong  của đất hay vật liệu lớp đó Tra toán đồ 3-4 [4]

xác định được Tav

- Xác định Ctt:

Trong đó:

+ C: lực dính của đất nền hoặc vật liệu kĩm dính lấy theo bảng (7.4) của chương năy (MPa)

+ K1: Hệ số kể đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất nền hoặc vật liệu kĩm dính chịu tải trọng động vă gđy dao động Khi tính toân kết cấu âo đường phần

xe chạy thì lấy K1=0,6

+ K2: Hệ số xĩt đến câc yếu tố tạo ra sự lăm việc không đồng nhất của kết cấu Hệ số năy xâc định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mă kết cấu phải chịu trong một ngăy đím, xâc định theo bảng 3-8 của [4], với PA đầu tư một lần Ntt = 163 (trục/lăn.ngđím) vă PA đầu tư phđn kỳ Ntt = 102 (trục/lăn.ngđím) < 1000 (trục/lăn.ngđím) có K2 = 0,8

+ K3: Hệ số xĩt đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất nền hoặc vật liệu kĩm dính trong điều kiện chúng lăm việc trong kết cấu khâc với trong mẫu thử, xâc định tuỳ thuộc loại đất trong khu vực tâc dụng của nền đường Đối với đất nền đường lă â sĩt lấy K3=1,5 Đối với lớp CPĐD lấy K3 tương ứng với loại đất cât thô

K3 = 7,0

7.12.1 Phương ân đầu tư xđy dựng một lần – Phương ân 1b:

7.12.1.1Kiểm tra nền đất theo tiíu chuẩn đảm bảo không trượt

Tính toân điều kiện ổn định trượt khi nhiệt độ t = 600C

1

2

3

4

6

Nề n đường

E 0 = 42 MPa

p

Sơ đồ tính

6

E 0 = 42 MPa

Nề n đường

p

E TB =277,20 MPa

T

TT Tên vật liệu Ei hi t K ht Etb

4 Cấp phối tiêu chuẩn loại C 180 30

Tỷ số:  

33

62 D

H

1,88; trị số Etb của kết cấu áo đường được nhân thêm hệ số =1,20 Vậy : ETB = Etb   = 230,20  1,20 = 277,20 MPa



 33

62 D

H

1,88



 42

20 , 277 E

E

0

 = 240

Tra toán đồ



p

Tax 0,0185 hình 3-3 [4]

P = 0,6 MPa : áp lực bánh xe tác dụng lên mặt đường  Tax = 0,011 MPa

Từ H = 62cm,  = 240 tra toán đồ hình 3-4 xác định được Tav = -0,0136 MPa

Ứng suất cắt hoạt động trong đất là T=Tax+Tav = 0,011 - 0,0136= -0,0036 MPa

Lực dính tính toán của đất nền: Ctt = C x K1 x K2 x K3

= 0,032x0,6x0,8x1,5= 0,024 MPa

Vậy Tax + Tav = -0,0036 MPa < tr

cd

tt

K

C

= 94 , 0

024 , 0

= 0,0255 MPa Nền đất đảm bảo chống trượt

7.12.1.2 Kiểm tra điều kiện trượt của câc lớp bítông nhựa

Sơ đồ tính như sau:

1

2 3

4

6

Nề n đường

E0 = 42 MPa

p

Sơ đồ tính

6 Nề n đường

p Echm =163,02 MPa T

E12 =300 MPa

E 34 =267,39 MPa

- Đổi 2 lớp BTN về một lớp theo công thức đơn giản:

h12=10cm ; E12=

2 1

2 2 1 1 h h

h E h E





=300 4 300 6

4 6

 = 300 MPa

- Xâc định môđyun đăn hồi Echm trín mặt lớp đâ cấp phối đâ dăm loại I:

3 CPĐD loại I Dmax25 300 22

4 Cấp phối tiíu chuẩn loại C 180 30

5 Móng nền đất (E0) 42

Tỷ số:  

33

52 D

H

1,58; trị số Etb của kết cấu âo đường được nhđn thím hệ số =1,18 Vậy : E34TB = Etb x  = 225,83x 1,18 = 267,39 MPa

Từ câc tỷ số:



 33

52 D

H

1,58



 39 , 267

42 E

E

34 TB

TB

chm E

E

0,5434

Echm = 0,5434  E34TB = 0,5434  267,39 = 163,02 MPa

- Kiểm tra điều kiện trượt:

Từ câc số liệu:

30 , 0 33

10 D

H







 02 , 163

300 E

E chm

12

1,

84

Tra toân đồ



p

Tax 0,3102 hình 3-13 [4]

P = 0,6 MPa : âp lực bânh xe tâc dụng lín mặt đường  Tax = 0,186 MPa

Xâc địnhTav: Thường lớp BTN lă lớp mặt,Tav không đâng kể :Tav= 0

Ứng suất cắt hoạt động trong đất lă T = Tax + Tav = 0,186 + 0 = 0,186 MPa

Lực dính tính toân : Ctt = C x K1 x K2 x K3

= 0,2x0,6x0,8x7,0 = 0,672 MPa

Vậy Tax + Tav = 0,186 MPa < tr

cd

tt K

C

=

94 , 0

672 , 0

= 0,715 MPa Lớp BTN đảm bảo chống trượt

7.12.2 Phương ân đầu tư xđy dựng phđn kỳ – Phương ân 2a 7.12.2.1 Giai đoạn 1: 10 năm đầu

a Kiểm tra nền đất theo tiíu chuẩn đảm bảo không trượt

Tính toân điều kiện ổn định trượt khi nhiệt độ t = 600C

7

3

4

6

Nề n đường

E 0 = 42 MPa

p D

Sơ đồ tính

Nề n đường

6

D

E 0 = 42 MPa

p

E TB =280,27 MPa

3 Cấp phối thiín nhiín loại C 180 18

Tỷ số:  

33

43 D

H

1,30 ; trị số Etb của kết cấu âo đường được nhđn thím hệ số =1,14 Vậy : ETB = Etb   = 244,80  1,14 = 280,27 MPa



 33

43 D

H

1,30



 42

27 , 280 E

E

0

 = 240

Tra toân đồ



p

Tax 0,0328 hình 3-3 [4]

P = 0,6 MPa : âp lực bânh xe tâc dụng lín mặt đường  Tax = 0,0197 MPa

Từ H = 43cm,  = 240 tra toân đồ hình 3-4 xâc định được Tav = -0,0093 MPa

Ứng suất cắt hoạt động trong đất lă T=Tax+Tav = 0,0197 - 0,0093= 0,0104 MPa

Lực dính tính toân của đất nền: Ctt = C x K1 x K2 x K3

= 0,032x0,6x0,8x1,5=0,024 MPa

Vậy Tax + Tav = 0,0104 MPa < tr

cd

tt K

C

= 94 , 0

024 , 0

=0,0255 MPa Nền đất đảm bảo chống trượt

b Kiểm tra điều kiện trượt của lớp bítông nhựa

Sơ đồ tính như sau:

7

3

4

6

Nề n đường

E 0 = 42 MPa

p D

Sơ đồ tính

Nề n đường

6

D

E 0 = 42 MPa

p

T E12 =300 MPa

Echm =118,01 MPa

E34 =262,53 MPa

- Xâc định môđyun đăn hồi Echm trín mặt lớp đâ cấp phối đâ dăm loại I:

2 CPĐD loại I Dmax25 300 18

3 Cấp phối thiín nhiín loại C 180 18

4 Móng nền đất (E0) 42

Tỷ số:  

33

36 D

H

1,09; trị số Etb của kết cấu âo đường được nhđn thím hệ số =1,12

Vậy : E34TB = Etb x  = 234,92x 1,12 = 262,53 MPa

Từ câc tỷ số:



 33

36 D

H

1,09



 53 , 262

42 E

E 34 TB

TB

chm

E

E 0,4495

Echm = 0,4495  E34TB = 0,4495  262,53 = 118,01 MPa

- Kiểm tra điều kiện trượt:

Từ câc số liệu:



 33

7 D

H

0,21



 01 , 118

300 E

E chm

Tra toân đồ



p

Tax 0,3221 hình 3-13 [4]

P = 0,6 MPa : âp lực bânh xe tâc dụng lín mặt đường  Tax = 0,194 MPa

Xâc địnhTav: Thường lớp BTN lă lớp mặt,Tav không đâng kể :Tav= 0

Ứng suất cắt hoạt động trong đất lă T = Tax + Tav = 0,194 + 0 = 0,194 MPa

Lực dính tính toân : Ctt = C x K1 x K2 x K3

= 0,2x0,6x0,8x7,0 = 0,672 MPa

Vậy Tax + Tav = 0,194 MPa < tr

cd

tt K

C

=

94 , 0

672 , 0

= 0,715 MPa Lớp BTN đảm bảo chống trượt

7.12.2.2 Giai đoạn 2: 5 năm cuối

a Kiểm tra nền đất theo tiíu chuẩn đảm bảo không trượt

Tính toân điều kiện ổn định trượt khi nhiệt độ t = 600C

9

1

3 2

6 Nề n đường

D

Sơ đồ tính

6

E 0 = 42 MPa

Nề n đường

p

E TB =309,81 MPa

T D

TT Tên vật liệu Ei hi t K ht Etb

1 BTN loại I Dmax15 300 4

2 BTN loại II Dmax25 300 6

3 CPĐD loại I Dmax25 300 15

5 Móng nền đất (E0) 42

Tỷ số:  

33

68 D

H

2,06 ; trị số Etb của kết cấu áo đường được nhân thêm hệ số =1,21 Vậy : ETB = Etb   = 256,04  1,21 = 309,81 MPa



 33

68 D

H

2,06



 42

81 , 309 E

E 0

 = 240

Tra toán đồ



p

Tax 0,0121 hình 3-3 [4]

P = 0,6 MPa : áp lực bánh xe tác dụng lên mặt đường  Tax = 0,0073 MPa

Từ H = 68cm,  = 240 tra toán đồ hình 3-4 xác định được Tav = -0,0146 MPa

Ứng suất cắt hoạt động trong đất là T=Tax+Tav = 0,0073 - 0,0146= -0,0073 MPa Lực dính tính toán của đất nền: Ctt = C x K1 x K2 x K3

= 0,032x0,6x0,8x1,5= 0,024 MPa

Vậy Tax + Tav = -0,0073 MPa < tr

cd

tt K

C

= 94 , 0

024 , 0

= 0,0255 MPa Nền đất đảm bảo chống trượt

b Kiểm tra điều kiện trượt của lớp bêtông nhựa

Sơ đồ tính như sau: