ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

1. Nội dung: Thiết kê nền mặt đường và tính các chỉ tiêu khai thác của tuyến 2. Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 2112006 3. Các số liệu ban đầu: Bình đồ tỉ lệ: 120.000. Khu vực thiết kế thuộc tỉnh thành phố: Vinh. Đường đồng mức chênh nhau: 10m. Đường cấp: III. Lưu lượng xe hỗn hợp năm khảo sát: N2014 = 320 xhhng.đ.

Trang 1

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

VÀ LUẬN CHỨNG HIỆU QUẢ KINH TẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

*********

1 Nội dung:

- Thiết kê nền mặt đường và tính các chỉ tiêu khai thác của tuyến

2 Tiêu chuẩn thiết kế:

- 22TCN 211-2006

3 Các số liệu ban đầu:

- Bình đồ tỉ lệ: 1/20.000

- Khu vực thiết kế thuộc tỉnh- thành phố: Vinh

- Đường đồng mức chênh nhau: 10m

- Đường cấp: III

- Lưu lượng xe hỗn hợp năm khảo sát: N2014 = 320 xhh/ng.đ

- Thành phần dòng xe:

+ Xe con : 20% ( Trục trước 0.5T, 1 trục sau 0.7T)

+ Xe tải nhẹ : 20% ( Trục trước 1.8T, 1 trục sau 5.2T - bánh đôi)

+ Xe tải trung : 35% ( Trục trước 2.6T, 1 trục sau 6.5T –bánh đôi)

+ Xe tải nặng : 15% ( Trục trước 5T, 2 trục sau mỗi trục 10T – bánh đôi) + Xe buýt : 10% ( Trục trước 2.5T, 1 trục sau 6T – bánh đôi)

- Hệ số tăng xe : q=12%

- Năm đưa vào khai thác: 2015

- Các số liệu khác: tự giả định

Trang 2

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

1.1 Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm

1.1.1 Yêu cầu

a/ Yêu cầu chung đối với kết cấu áo đường:

- Áo đường phải đủ cường độ và ổn định cường độ (cường độ ít thay đổi hoặc không thay đổi khi chịu tác dụng của các điều kiện bất lợi)

- Mặt đường phải đảm bảo đủ độ bằng phẳng nhất định để:

+ Hệ số sức cản lăn giảm (tốc độ xe chạy tăng cao, giảm thời gian xe chạy, giảm lượng tiêu hao nhiên liệu)

+ Tăng tuổi thọ của phương tiện (hạ giá thành vận chuyển)

- Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám để nâng cao hệ số bám giũa bánh xe với mặt đường nhằm tăng mức độ an toàn xe chạy

- Áo đường càng ít sinh bụi càng tốt để: (yêu cầu với lớp mặt)

+ Tầm nhìn của người lái xe tăng

+ Đảm bảo vệ sinh môi trường

+ Tăng tuổi thọ của động cơ cũng như tuổi thọ công trình

b/ Yêu cầu riêng đối với kết cấu áo đường:

+ Chủ yếu chịu tác dụng của lực thẳng đứng, truyền và phân bố lực thẳng đứng

để khi truyền xuống nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến mức độ đất nền đường có thể chịu đựng được

+ Chiều dày các lớp móng phụ thuộc vào tính toán cường độ, thường làm bằng các vật liệu rời rạc, có kích thước lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết

- Lớp đáy áo đường:

+ Vật liệu: đất cấp phối thiên nhiên, đất gia cố vôi hoặc xi măng

+ Độ chặt: K=0.98-1.02

+ Chiều dài tối thiểu sau lu lèn 30cm

+ Chiều rộng: phải rộng hơn lớp móng mỗi bên 15cm ( nên làm cả nền đường) + Mô đun đàn hồi: vật liệu làm lớp đáy áo đường phải có mô đun đàn hồi tối thiểu 500daN/cm2 (50 Mpa)

Trang 3

1.1.2.Nguyên tắc thiết kế cấu tạo áo đường:

- Tuân thủ nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường nhằm tăng cường độ của nền đất, tạo điều kiện thuận lợi để nền đất cùng tham gia chịu lực với áo đường ở mức tối

đa

- Cấu tạo các lớp tầng mặt trên cơ sở cấp đường, lưu lượng xe chạy, tốc độ thiết kế, điều kiện tự nhiên, điều kiện khai thác …

1.1.2.1 Nguyên tắc thiết kế tầng mặt:

- Căn cứ: + Cấp đường (Vtk), để căn nhắc chọn loại mặt đường (A1, A2, B1, B2)

+ Vật liệu địa phương

+ Tải trọng, thành phần xe tải nặng để chọn lớp mặt cho hợp lý

+ Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật

+ Tầng mặt phải kín (không thấm nước)

- Đủ cường độ và ổn định cường độ

- Chọn vật liệu tầng mặt có khả năng chống trượt, chống bong bật(vật liệu hạt nhỏ và

có chất liên kết)

- Tầng mặt ít sinh bụi, phải kín (ít hoặc không thấm nước )

- Đảm bảo độ bằng phẳng ,đảm bảo độ mui luyện, đảm bảo hệ số bám giữa bánh xe

và mặt đường

* Trong điều kiện không đảm bảo các yêu cầu phải có lớp bảo vệ, lớp hao mòn

* Đối với tầng mặt không yêu cầu các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu như tầng móng

1.1.2.2 Nguyên tắc thiết kế tầng móng:

- Căn cứ: + Điều kiện địa hình, điều kiện địa chất, điều kiện thuỷ văn

+ Điều kiện vật liệu địa phương, trên tuyến cho phép sử dụng các đoạn tuyến khác nhau có các tầng móng khác nhau

- Đủ cường độ và đảm bảo cường độ

- Tầng móng có thể chọn vật liệu rời rạc, hạt lớn, không nhất thiết phải có chất liên kết

-Chọn vật liệu sao cho cường độ (mođun đàn hồi) phải giảm dần theo chiều sâu (không giảm đột ngột)

* Chú ý: Khi xác định chiều dày các lớp vật liệu phải đảm bảo chiều dày tối thiểu (hmin=1.4Dmax )

- Tỷ số mođun đàn hồi giữa hai lớp liên tiếp không lớn hơn 3 lần

1.1.3.Quy trình tính toán và tải trọng tính toán:

- Quy trình thiết kế tính toán theo: 22TCN 211-06: Áo Đường Mềm-Các Yêu Cầu Và Chỉ Dẫn Thiết Kế [1]

- Tải trọng tính toán tiêu chuẩn:

Trang 4

+ Tải trọng trục tính toán(trục đơn-bánh đôi) Q = 10T

+ Áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường p = 6 daN/cm2 = 0.6 MPa

+ Đường kính vệt bánh xe là D = 33cm

1.1.4.Xác định Môđun đàn hồi yêu cầu:

1.1.4.1 Xác định số trục xe tính toán /làn xe sau khi quy đổi về trục tiêu chuẩn:

1.1.4.1.1 Đối với phần xe chạy:

- Số trục xe tính toán trên 1 làn xe Ntt là tổng số trục xe đã được qui đổi về trục tính toán tiêu chuẩn sẽ thông qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế trong 1 ngày đêm trên 1 làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kì bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế tùy thuộc loại tầng mặt dự kiến chọn cho KCAĐ

Dự kiến chọn KCAĐ cấp A1, mặt đường bê tông nhựa chặt loại I Tuổi thọ công trình 15 năm kể từ năm khai thác

-Xác định lưu lượng tính toán trên 1 làn xe theo biểu thức:

4 4

1 2

1 . 

i i k

I

P N C C f

Trong đó:

+ Ntt là lưu lượng trục xe tính toán, trên 1 làn xe, trong 1 ngày đêm ở năm tính toán (xe/ng.đêm)

+ Ni là lưu lượng của loại xe i theo cả 2 chiều ở năm tính toán (xe/ng.đêm)

+ k: số trục xe tính toán (những trục nhỏ hơn 2.5T thì bỏ qua)

+ Pi tải trọng trục của loại xe i (chỉ tính với những trục tính toán ≥ 2.5T)

+ Ptt tải trọng trục của loại xe tính toán

Đường 2-3 làn không có dải phân cách giữa 0.55

Đường ≥ 6 làn, có dải phân cách giữa 0.30

Đường cấp III, 2 làn xe, không có dải phân cách giữa lấy f = 0.55

Trang 5

Bảng tính trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn

Bảng tính số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn ở năm khảo sát (2014)

Ghi chú: (*) Vì tải trọng trục dưới 25 kN (2.5T) nên không xét đến khi quy đổi

-Lưu lượng trục xe tính toán đã xét hệ số làn xe ở năm khai thác (2015) (trục xe/ng.đ)

Mặt đường bê tông nhựa chặt loại I có tuổi thọ 15 năm, đưa công trình vào khai thác

Trang 6

năm 2015 nên ta xác định được năm tính toán là 2030

-Lưu lượng trục xe tính toán đã xét hệ số làn xe ở năm tính toán 2030:

* Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế N e :

Trường hợp biết số trục dự báo ở năm đầu của thời hạn thiết kế Ntt(trục/làn/ngày đêm) thì tính Ne theo biểu thức:

+ Thời gian khai thác của áo đường (năm)

- Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy năm thứ 15 ở phần xe chạy là:

Dựa vào bảng 2-2 (22TCN 211-06): Ne = 1.23106 (trục xe/ng.đ.làn) ≥ 1106 thì bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 là 9cm

1.1.4.1.2 Đối với phần lề gia cố:

Theo 3.3.3 (22TCN 211-2006): Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế KCAĐ trong trường hợp giữa phần xe chạy và lề đường không có dải phân cách bên, được lấy bằng 30-50% số trục xe tính toán của làn xe cơ giới liền kề tùy thuộc vào việc bố trí phần xe chạy chính

Ntt(t =15 năm) = 4940.5 = 247 (trục/làn.ng.đ)

1.1.4.2.Xác định Eyc:

Tương ứng với tải trọng tiêu chuẩn thiết kế Trị số mođun đàn hồi yêu cầu được xác định theo bảng 3.4(22TCN 211-2006) tùy thuộc vào số trục xe tính toán Ntt và loại tầng mặt của KCAĐ thiết kế Trị số tối thiểu mođun đàn hồi được xác định tùy thuộc vào loại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế

Trị số E yc thiết kế: E yc = max { E yc min , E yc llxc }

+ Xác định Eycmin :

Dựa vào bảng 3.5 của [1] (với Đường cấp III) ta có :

Eycmin (cấp cao A1) = 140 (Mpa) cho phần xe chạy

= 120 (Mpa) cho phần lề gia cố

1023.1141.9036512

.0

]1)12.01



e N

Trang 7

+ Xác định Eycllxc :

Sau khi biết tải trọng xe tính toán, cấp áo đường, lưu lượng trục xe tính toán trên một

làn xe trong một ngày đêm ta tra bảng 3.4 (22TCN 211-06) xác định được Eycllxc

Bảng: Mô đun đàn hồi yêu cầu

Vị trí

Năm thiết

kế

Ntt(Trục/làn.ngày đêm)

Loại tầng mặt

E

(MPa)

Eyc chọn(MPa)

Phần lề gia cố 15 247 Cấp cao A1 120 162.8 162.8

Nhận xét: Môdun đàn hồi phần lề gia cố và phần mặt đường chênh lệch nhau không

nhiều Mặc khác, để dễ dàng trong quá trình thi công một cách đồng bộ Hơn nữa, đôi khi xe có thể chạy vào phần lề gia cố trong 1 số trường hợp bất lợi Chính vì thế mà ta thiết kế đồng bộ phần chiều dày kết cấu áo đường của cả phần xe chạy và phần lề gia

cố

1.1.5 Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

1.1.5.1 Quan điểm thiết kế cấu tạo :

- Xác định tên tuổi và sắp xếp thứ tự trên, dưới của các lớp vật liệu trong các

phương án kết cấu áo đường trên cơ sở chức năng và nhiệm vụ của mỗi lớp để đảm bảo cả kết cấu áo đường thoả mãn cơ bản các yêu cầu chung

- Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, tạo điều kiện để nền đất tham gia chịu lực cùng với kết cấu áo đường đến mức tối đa

- Cấu tạo lớp mặt và trong một số trường hợp còn có lớp bảo vệ trên lớp mặt nhằm hạn chế tác hại của ngoại lực đến lớp chịu lực chủ yếu của tầng mặt

- Phải chú ý sử dụng tối đa các vật liệu tại chỗ, phế thải công nghiệp

- Phải phù hợp với khả năng thi công thực tế, tăng nhanh tốc độ dây chuyền thi công, cơ giới hóa, công nghiêp hóa trong quá trình xây dựng áo đường, góp phần giảm giá thành xây dựng

- Kết cấu nên được phân chia thành nhiều tầng lớp để phù hợp với điều kiện chịu lực và tận dụng vật liệu rẻ tiền để làm lớp dưới

- Chiều dày của mỗi lớp vật liệu không nhỏ hơn chiều dày tối thiểu để thi công dể dàng và vật liệu không bị gãy vỡ cục bộ trong quá trình lu lèn và chịu tải trọng sau này

1.1.5.2 Đề xuất các phương án cấu tạo áo đường:

Đầu tư xây dựng một lần Eyc = 177.6 (Mpa)

Trang 8

+ Phương án I-a:

Hình 1.1.5.2.Ia Phương án I-a

0 Đất nền á cát đầm chặt K98, a=0.6, E=56MPa,  =260, c=0.02MPa

1 Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 25, dày 18 cm

2 Đá dăm gia cố xi măng, dày 13 cm

3 Bê tông nhựa chặt loại I hạt trung Dmax 20, dày 7cm

4 Bê tông nhựa chặt loại I hạt nhỏ Dmax 15, dày 6cm

5 Bê tông nhựa có độ nhám cao

+ Phương án I-b:

Hình 1.1.5.2.Ib Phương án I-b

1 Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 25, dày 20 cm

2

3 4

3 4 5

Trang 9

2 Đá dăm gia cố xi măng, dày 12 cm

5 Bê tông nhựa có độ nhám cao

1

0

Hình 1.1.5.2.IIa Phương án II-a

1 Cấp phối đá dăm loại II, Dmax 37.5, dày 30cm

2 Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 25, dày 16cm

1

0

Trang 10

Hình 1.1.5.2.IIb Phương án II-b

1 Cấp phối đá dăm loại II, Dmax 37.5, dày 28cm

2 Cấp phối đá dăm loại I, Dmax 25, dày 18cm

1.2: Tính toán cường độ kết cấu

1.2.1 Đặc trưng tính toán của đất nền:

Đất nền là loại đất á cát có độ ẩm tương đối a = 0.6; mođun đàn hồi E0 = 56 Mpa; c = 0.02;  = 260

1.2.2.Các đặc trưng tính toán của vật liệu áo đường và nền đất:

Bảng 1.2.2: Các đặc trưng cường độ của vật liệu áo đường và nền đất của phương

Tính về kéo uốn

5 Nền đường á cát lẫn cuội

1.2.3: Phương án Ia:

1.2.3.1: Tính toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Nguyên lý tính toán: Theo tiêu chuẩn này kết cấu được xem là đủ cường độ khi trị số mođun đàn hồi chung của kết cấu nền áo đường (hoặc của kết cấu áo lề có gia cố) Ech lớn hơn hoặc bằng trị số mođun đàn hồi yêu cầu Eyc nhân với một hệ số dự trữ cường

Trang 11

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên theo công thức:

Etb = E1

3 1/ 3

1 k.t

Bảng 1.2.3.1: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu Phương án Ia

Lớp kết cấu E i (MPa) t= E 2 /E 1 h i (cm) k= h 2 /h 1 H tb (cm) E tb (Mpa)

E0

=

16.462

E

= 0.43 Vậy Ech = 0.43462.16 = 198.73MPa

Chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp đường K= 0.90

Từ độ tin cậy thiết kế xác định được hệ số cường độ về độ võng là Kdv

cd=1.10 Vậy: Ech = 198.73MPa > Kdv

Trang 12

1.2.3.2: Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Kết cấu nền áo đường có tầng mặt là loại A1, A2 và B1 được xem là đủ cường độ khi thoả mãn biểu thức

Tax + Tav  tr

cd

tt K

+Ctt : Lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính (MPa) ở trạng thái độ

ẩm, độ chặt tính toán Trị số Ctt được xác định theo biểu thức

Ctt = C.K1.K2.K3 Trong đó:

+C: lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính xác định từ kết quả thí nghiệm cắt nhanh với các mẫu tưng ứng với độ chặt, độ ẩm tính toán (MPa); với đất nền phi tiêu biểu cho sức chống cắt trượt của c phạm vi khu vực tác dụng của nền đường

+K1: hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tỉ trọng động và gây dao động Với kết cấu nền áo đường phần xe chạy thì lấy

K1=0.6; với kết cấu áo lề gia cố thì lấy K1 = 0.9 để tính toán

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

tố này gây ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng xe chạy càng lớn, do vậy K2 được xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mà kết cấu phi chịu đựng trong 1 ngày đêm như ở Bảng 3-8[1]

+K3: hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính trong điều kiện chúng làm việc trong kết cấu khác với trong mẫu thử (đất hoặc vật liệu được chặn giữ từ các phía); ngoài ra hệ số này còn để xét đến sự khác biệt về điều kiện tiếp xúc thực tế giữa các lớp kết cấu áo đường với nền đất so với điều kiện xem như chúng dính kết chặt (tạo ra sự làm việc đồng thời) khi áp dụng toán đồ Hình 3-2 và 3-3 cho các trường hợp nền đất bằng đất kém dính Cụ thể trị số K3 được xác định tuỳ thuộc loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường như dưới đây:

Trang 13

Đối với các loại đất dính (sét, á sét, á cát) K3 = 1.5

Đối với các loại đất cát nhỏ K3 = 3.0

Đối với các loại đất cát trung K3 = 6.0

Đối với các loại đất cát thô K3 = 7.0

Sơ đồ tính toán:

a Xác định C tt :

Ctt=K1.K2.K3.C

Trong đó:

+ C : Lực dính tính toán của lớp đất nền : C = 0.034 MPa

+ K1: Với kết cấu nền áo đường phần xe chạy thì lấy K1=0.6

chm tb

p tratoando

+ Etb : Mô đun đàn hồi của các lớp áo đường phía trên vị trí tính toán

Trang 14

Bảng 1.2.3.2: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu Lớp kết cấu E i (MPa) t= E 2 /E 1 h i (cm) k= h 2 /h 1 H tb (cm) E tb (Mpa)

.051

.756

72.420

33.133

K    =0.940.0108 =0.0102(MPa) ≤ Ctt =0.0144MPa  Thõa mãn

1.2.3.3: Tính kiểm tra cường độ kết dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong

các lớp bê tông nhựa và đá gia cố xi măng

Kết cấu được xem là đủ cường độ khi thỏa mãn điều kiện:

Trang 15

3-7[1] Với độ tin cậy 0.9 ta có Kku

cd =0.94

+Xác định ku: ku ku.p k b

Trong đó:

p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán lên mặt đường

kb : hê số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng tính toán

Khi kiểm tra với cụm bánh đôi kb=0.85

Khi kiểm tra với cụm bánh đơn kb=1.0

ku: ứng suất kéo uốn đơn vị

a) Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa:

• Đối với bê tông nhựa chặt lớp dưới

.0

;12.055.452

56

tb

chm dc

E OGAN tratoandoK

D

H E

E

Vậy Echm = 0.35452.55 = 158.39MPa

Xác định kuở đáy lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ Hình 3-5[1]

Trang 16

;394.033

.1039.158

31.1692

Với p=0.6MPa ku 1.750.60.850.8925MPa

• Đối với bê tông nhựa lớp trên

Ta có: h1=6cm; E1=1800MPa

Trị số Etb của 3 lớp phía dưới được xác định ở bảng sau

Bảng 1.2.3.3: Tính đổi Etb của 3 lớp vật liệu phía dưới Lớp kết cấu E i (MPa) t= E 2 /E 1 h i (cm) k= h 2 /h 1 H tb (cm) E tb (Mpa)

56

c tb

E E

Tra toán đồ Hình 3-1[1] ta được c 0.35

tb

chm

E E

Vậy Echm=0.35627.22=219.53MPa

Xác định kuở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bằng cách tra toán đồ Hình 3-5[1]

;182.033

.853.219

Trang 17

b)Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa

-Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp:

+Rku : cường độ chịu kéo uốn giới hạn của vật liệu

+k1 : hệ số xét đến sự giảm cường độ do vật liệu chịu tác dụng của tải trọng trùng phục

Đối với vật liệu bê tông nhựa:

  0.508

1023.1

11.1111

.11

22 0 6 22

0

+k2 : hệ số xét đến sự giảm cường độ theo thời gian do các tác nhân về khí hậu thời tiết gây ra Với bê tông nhựa chặt loại I lấy k2=1.0

Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp dưới là:

R tt ku k1k2R ku 0.508121.016MPa

Và của lớp BTN lớp trên là:

R tt ku k1k2R ku 0.50812.81.422MPa

Với độ tin cậy 0.9 ta có hê số Kku cd =0.94

Kiểm toán bê tông nhựa lớp dưới:

Trang 18

Đổi các lớp phía trên về 1 lớp ta có:

h=h3+h4=7+6=13cm

13

618007

Tra toán đồ Hình 3-1[1] ta được 0.35

.5105

600

;82.2600

31.1692

3 2 2

E

E E

Với p = 0.6MPa, ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh dưới đáy lớp đá gia cố xi măng là: ku 0.430.60.850.2193MPa

Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp đá gia cố xi măng:

Đối với vật liệu đá gia cố chất lien kết vô cơ:

  0.612

1023.1

86.286

.2

11 0 6 11

0

+k2 : hệ số xét đến sự giảm cường độ theo thời gian do các tác nhân về khí hậu thời tiết gây ra Với vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ lấy k2=1.0

Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp đá gia cố xi măng là:

R tt ku k1k2R ku 0.61210.80.4896MPa

tt ku

ku

cd  0.940.21930.2061  0.4896

Trang 19

Vậy kết cấu dự kiến thiết kế đảm bảo đủ cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn đối với lớp đá gia cố xi măng

1.2.4: Phương án Ib:

Sơ đồ tính toán:

Bảng 1.2.4.1: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu Phương án Ib

E0

=

35.453

E

= 0.44 Vậy Ech = 0.44453.35 = 199.47MPa

Từ độ tin cậy thiết kế xác định được hệ số cường độ về độ võng là Kdv

cd=1.10 Vậy: Ech = 199.47MPa > Kdv

Trang 20

1.2.4.2: Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

.038

.756

29.413

364.133

K    =0.940.0101 = 0.0095(MPa) ≤ Ctt = 0.0144MPa  Thõa mãn

1.2.4.3: Tính kiểm tra cường độ kết dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp bê tông nhựa và đá gia cố xi măng

a) Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa:

• Đối với bê tông nhựa chặt lớp dưới

Trang 21

;127.017.440

56

tb

chm dc

E OGAN tratoandoK

D

H E

.1086.162

31.1692

Với p=0.6MPa ku 1.620.60.850.8262MPa

• Đối với bê tông nhựa lớp trên

Sơ đồ tính toán

Trang 22

Ta có: h1=6cm; E1=1800MPa

Trị số Etb của 3 lớp phía dưới được xác định ở bảng sau

Bảng 1.2.4.3: Tính đổi Etb của 3 lớp vật liệu phía dưới Lớp kết cấu E i (MPa) t= E 2 /E 1 h i (cm) k= h 2 /h 1 H tb (cm) E tb (Mpa)

56

c tb

E E

Tra toán đồ Hình 3-1[1] ta được c 0.375

tb

chm

E E

Vậy Echm=0.375610.18 = 228.82MPa

Xác định kuở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bằng cách tra toán đồ Hình 3-5[1]

;182.033

.782.228

Với p=0.6MPa ku 1.960.60.850.9996MPa

b)Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa

-Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp:

Trang 23

+k1 : hệ số xét đến sự giảm cường độ do vật liệu chịu tác dụng của tải trọng trùng phục

Đối với vật liệu bê tông nhựa:

  0.508

1023.1

11.1111

.11

22 0 6 22

0

+k2 : hệ số xét đến sự giảm cường độ theo thời gian do các tác nhân về khí hậu thời tiết gây ra Với bê tông nhựa chặt loại I lấy k2=1.0

Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp dưới là:

R tt ku k1k2R ku 0.508121.016MPa

Và của lớp BTN lớp trên là:

R tt ku k1k2R ku 0.50812.81.422MPa

Với độ tin cậy 0.9 ta có hê số Kku cd = 0.94

Kiểm toán bê tông nhựa lớp dưới:

c) Kiểm toán theo điều kiện chịu kéo uốn ở đáy lớp móng bằng đá gia cố xi măng

Đổi các lớp phía trên về 1 lớp ta có:

h=h3+h4=7+6=13cm

13

618007

Trang 24

Tra toán đồ Hình 3-1[1] ta được 0.365

.55.109

600

;82.2600

31.1692

3 2 2

E

E E

Với p = 0.6MPa, ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh dưới đáy lớp đá gia cố xi măng là: ku 0.450.60.850.2295MPa

Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp đá gia cố xi măng:

Đối với vật liệu đá gia cố chất lien kết vô cơ:

  0.612

1023.1

86.286

.2

11 0 6 11

0

+k2 : hệ số xét đến sự giảm cường độ theo thời gian do các tác nhân về khí hậu thời tiết gây ra Với vật liệu gia cố chất lien kết vô cơ lấy k2=1.0

Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp đá gia cố xi măng là:

Nguyên lý tính toán: Theo tiêu chuẩn này kết cấu được xem là đủ cường độ khi trị số mođun đàn hồi chung của kết cấu nền áo đường (hoặc của kết cấu áo lề có gia cố) Ech lớn hơn hoặc bằng trị số mođun đàn hồi yêu cầu Eyc nhân với một hệ số dự trữ cường

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai

Trang 25

lớp một từ dưới lên theo công thức:

Etb = E1

3 1/ 3

1 k.t

Bảng 1.2.3.1: Tính đổi Etb của các lớp vật liệu Phương án IIa

E0

= 56344.09= 0.163

- Theo toán đồ KOGAN  c

tb

ch E

E

= 0.57 Vậy Ech = 0.59344.092= 196.133 MPa

Từ độ tin cậy thiết kế xác định được hệ số cường độ về độ võng là Kdv cd=1.10

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,28 MB