Đề cương ôn thi môn xây dựng bề mặt đường

*Khác biệt: mô hình làm việc: Trong trường hợp bố trí lớp móng có cường độ cao hơn lớp mặt là kết cấu ngược thì sơ đồ làm việc của hệ nhiều lớp bị phá vỡ, *Để phát huy năng lực chịu tải

Câu 1: Nêu sự khác biệt về sự làm việc KC áo đường ngược và xuôi trong ADM?

Để phát huy năng lực chịu tải, hợp lý cần lựa chọn các lớp thỏa mãn đk gì?

vật liệu có mô đun đàn hồi giảm dần từ trên xuống dưới, còn gọi là kết cấu xuôi

*Khác biệt: mô hình làm việc:

Trong trường hợp bố trí lớp móng có cường độ cao hơn lớp mặt ( là kết

cấu ngược) thì sơ đồ làm việc của hệ nhiều lớp bị phá vỡ,

*Để phát huy năng lực chịu tải trong ADM

kết cấu chỉ đạt hợp lý khi chiều dày các lớp vật liệu không nên quá dày Đây là vấn đềđảm bảo yêu cầu kỹ thuật-kinh tế Khi chọn chiều dày các lớp vật liệu lớn sẽ dẫn đến tìnhtrạng dư thừa cường độ của một số lớp mà không có tác dụng làm tăng cường độ chung củakết cấu

Trong thực tế, ngoài việc lựa chọn chiều dày và cường độ lớp vật liệu thỏa mãn đườngcong Kogan, cần xem xét lựa chọn chiều dày vật liệu xuất phát từ điều kiện thiết bị thi công

thực tế, điều kiện vật liệu địa phương để có phương án cấu tạo hợp lý, đáp ứng được yêu cầu

kỹ thuật và kinh tế của kết cấu lựa chọn

Câu 2: Hãy nêu mô hình hệ số nền và mô hình bán không gian đàn hồi đồng nhất, tuyến tính Phạm vi ứng dụng của mô hình này trong tính toán thiết kế mặt đường nêu quan hệ giữa mô đun đàn hồi và hệ số nền.

Trả lời:

2.1 Mô hình nền một hệ số

Mô hình cơ học của mô hình nền một hệ số, do Winkler (1867) đề nghị, là thay thế

liên kết công trình với nền, bằng hệ các lò xo đàn hồi, độc lập với nhau theo phương thẳngđứng, biến dạng nền chỉ xảy ra ở đáy công trình

Đối với mỗi loại đất nền, độ lớn của độ võng mặt nền dưới tác dụng của áp lực, tỉ lệ với

độ lớn của áp lực đó Gọi C là hệ số nền, p(x,y) là áp lực tác dụng lên mặt nền,

wo là độ lún mặt nền, ta có:

p(x,y) = Cw0(x,y)

Ý nghĩa của mô hình nền một hệ số, là khi ép xuống nền một lực có độ lớn P (N,

KN), trên một đơn vị diện tích (cm2, m2), làm cho mặt nền bị lún xuống một đơn vịchiều dài (cm, m), khi đó hệ số nền có độ lớn bằng P Đơn vị của hệ số nền là Mpa/cm,MPa/m

Do mô hình nền một hệ số đơn giản trong tính toán, nên nó được ứng dụng rộng rãi trongthực tế tính toán thiết kế: trong quy trình thiết kế mặt đường cứng sân bay của Việt nam, củaLiên xô (cũ), của ICAO, trong quy trình thiết kế áo đường cứng đường ô tô của Mỹ(AASHTO)

- Mô hình nền 2 hệ số có kể thêm thành phần ứng suất tiếp giữa các phân tố đất, nềnđất thể hiện khả năng chịu lực tốt hơn, so với mô hình nền một hệ số Ứng suấtkéo uốn trong tấm bê tông mặt đường, tính theo mô hình nền hai hệ số giảm đitrung bình 4-6% so với ứng suất khi tính với mô hình nền một hệ số

- Mô hình nền 3 hệ số có kể đến hệ số nền thứ ba là hệ số xét đến cản trở chuyểndịch giữa tấm bê tông và nền Mô hình nền thứ ba, trong thực tế thường được ápdụng trong tính toán ứng suất nhiệt trong tấm bê tông, do lực ma sát đáy tấm gây

ra khi tấm bị co dãn do thay đổi nhiệt độ, hoặc tính toán tấm bê tông chịu uốn khitấm bê tông đặt trực tiếp trên mặt nền, giữa chúng không bố trí lớp cách ly

Sử dụng bài toán với mô hình nền hai hệ số hoặc ba hệ số cho lời giải sát với điều kiệnlàm việc của nền, song do mức độ phức tạp của bài toán, nên các mô hình nền này thường chủyếu dùng trong các tính toán nghiên cứu có yêu cầu độ chính xác cao

2.2 Mô hình nền bán không gian đàn hồi đồng nhất tuyến tính

Nền đất được xem là môi trường liên tục Các đặc trưng cơ lý của nền là mô đun đàn hồi

và hệ số Poisson Chuyển vị của mặt nền dưới tác dụng của tải trọng lên kết cấu, được xácđịnh theo lý thuyết đàn hồi Theo quan niệm này, nền đất được xem như một bán không gian đànhồi, đồng nhất, tuyến tính và biến dạng của mặt nền dưới kết cấu khi chịu áp lực ngoài khôngchỉ trong phạm vi bên dưới kết cấu mà cả ngoài kết cấu

Theo J Boussinesq chuyển vị Wo của điểm có toạ độ x,y trên

mặt nền, và cách điểm đặt lực tập trung P một khoảng r, được xác định theo công thức:

w0(x,y)=

trong đó: Eo,µo- tương ứng là mô đun đàn hồi và hệ số poisson của đất nền

Mô hình nền bán không gian đàn hồi tuyến tính hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong các quy trình thiết kế áo đường mềm của các nước

0

2.3 Quan hệ giữa hệ số nền và mô đun đàn hồi

Sự đơn giản trong tính toán tấm trên nền đàn hồi theo giả thiết Winkler được thể

hiện ở chỗ, sự thuận tiện trong công thức tính toán so với bài toán mà trong đó, nền đấtđược xem là bán không gian đàn hồi

Trong một số trường hợp trong thực tế, đòi hỏi cần thiết phải quy đổi các giá trị hệ sốnền và mô đun đàn hồi nền với nhau Các kết quả nghiên cứu cho thấy, chuyển đổi các giá trịgiữa hệ số nền và mô đun đàn hồi nền, cần xem xét sự phụ thuộc của chúng với độ cứng kếtcấu mặt đường phía trên

Theo N.M Gersevanov, có quan hệ sau:

C= (1)Theo Gluscov ta có:

E0=1,8 (2)

với E0,C- tương ứng là mô đun đàn hồi (daN/cm2), hệ số nền (daN/cm3) của nền

hoặc lớp nền và móng tương đương;

E,h- mô đun đàn hồi bê tông và chiều dày tấm bê tông

Công thức quy đổi (1), đã được Ivanov sử dụng để chuyển đổi công thức tính ứng suất kéo uốn tấm bê tông của Westergaad, từ tính theo mô hình nền một hệ số, sang môhình nền bán không gian đàn hồi, đang được ứng dụng trong một số quy trình thiết kế áo đườngcứng hiện nay

Cần lưu ý là các công thức chuyển đổi trên được xây dựng trên cơ sở thựcnghiệm.Công thức (1) có xét ảnh hưởng của độ cứng lớp mặt đến sức chịu tải của nền, còn côngthức (2) không xét Đây là các công thức mang tính tham khảo, kết quả tính toán theo cáccông thức có thể sẽ cho các giá trị khác nhau Khi cần thiết kế tính toán kết cấu áo đường, cầntiến hành khảo sát thực tế

Câu 3 Mặt đường cứng, phân loại mặt đường cứng, các nguyên tắc thiết kế cấu tạo mặt đường cứng?, tại sao phải phân nhỏ tấm bê tông, các loại liên kết cạnh tấm Các chỉ tiêu kiểm toán mặt đường BTXM gồm các chỉ tiêu nào, tại sao?

Phân loại mặt đường cứng:

- Theo phương pháp thi công:

+ Mặt đường BTXm sợi kim;

+Mặt đường BTXM hỗn hợp (2 hoặc 3 lớp Bê tông khác nhau

Nguyên tắc thiết kế cấu tạo mặt đường cứng:

Để thiết kế mặt đường cứng cần phải điều tra khảo sát thu thập các số liệu sau:

- Qui mô giao thông trên đường ở năm tính toán trong tương lại

- Điều tra, thí nghiệm, quan trắc để xác định các thong số tính toán đối với nền đất(hoặc đối với kết cấu mặt đường cũ

- Điều tra về vật liệu xây dựng dọc tuyến, khả năng cung cấp xi măng có mác yêu cầu.Điều tra điều kiện khí hậu (nhiệt độ), địa chất thủy văn, điều kiện và phương tiện thi công

- Điều tra thu thập các số liệu phục vụ luận chứng hiệu quả kinh tế

Thiết kế mặt đường cúng gồm các nội dung:

- Thiết kế cấu tạo nhằm chọn và bố trí hợp lý kích thước tấm, các khe và liên kết giữacác khe tấm, chọn vật liệu lớp móng, vật liệu chèn khe, vật liệu lớp tạo phẳng và bố trí mặt cắtngang của kết cấu áo đường, chọn các biện pháp tăng cường cường độ và sự ổn định cường độcủa nền đất dưới lớp móng

- Tính toán kiểm tra cường độ (bề dày) tấm bê tông xi măng và lớp móng dưới tác dụngcủa tải trọng và dưới tác dụng của nhiệt

Phân nhỏ tấm bê tông có tác dụng giảm sự nứt mặt đường do bê tông co ngót (giãn nở) khi nhiệt độ thay đổi.

Các loại liên kết cạnh tấm:

- Liên kết có thanh truyền lực;

- Liên kết tự do (không có thanh truyền lực

Các chỉ tiêu kiểm toán mặt đường BTXM gồm:

- Kiểm toán ứng suất cắt:

≤ cp

+  Ứng suất cắt tính toán của

Câu 4: Hãy nêu và phân tích bình luận các chỉ tiêu kiểm toán khi tính toán thiết kế mặt đường mềm? Tại sao cần kiểm toán các chỉ tiêu này?

Trả lời:

1 Các chỉ tiêu kiểm toán KCAD mềm

- Theo quy trình thiết kế của VN khi kiểm toán kết cấu áo đường mềm cần kiểm toán các chỉ tiêu sau:

+ Chỉ tiêu độ võng đàn hồi của mặt đường: w < [w];

+ Chỉ tiêu ứng suất cắt trong nền đất và lớp vật liệu kém dính: τ < [C];

+ Chỉ tiêu ứng suất kéo uốn trong lớp vật liệu liền khối σku < [Rku]

- Tùy thuộc vào từng loại mặt đường mà người ta ưu tiên lựa chọn chỉ tiêu nào để kiểm toán:

+ Đối với mặt đường cấp cao A1, A2 cần phải kiểm toán cả 3 chỉ tiêu theo thứ tự: chỉ tiêu độ võng đàn hồi, chỉ tiêu trượt và chỉ tiêu chịu ứng suất kéo uốn

+ Đối với mặt đường cấp B1, B2 và kết cấu tăng cường chỉ cần kiểm toán chỉ tiêu độ võng đàn hồi

+ Độ võng đàn hồi có quan hệ tỉ lệ nghịch bậc nhất với mô đun đàn hồi chung của kết cấu vì vậy chỉ tiêu này tương đương với chỉ tiêu về mô đun đàn hồi yêu cầu

2 Sự cần thiết phải kiểm toán KCAD mềm theo 3 chỉ tiêu

- Khi bánh xe tác dụng lên mặt đường sẽ sinh ra các vùng biến dạng như sau:

+ Tại vùng 4: Nền đất phía dưới mặt đường bị nén ép lại làm lớp mặt đường bị võng

xuống Khi độ võng mặt đường vượt quá giới hạn sẽ gây phá hủy kết cấu mặt đường

+ Tại vùng 3: Lớp vật liệu liền khối bị uốn trong phạm vi chậu võng chia ra làm 2 phần:

1 phần chịu nén uốn và một phần chịu kéo uốn Khi ứng suất kéo uốn vượt qua cường độ kéo uốn của vật liệu thì sẽ gây nứt trong lớp vật liệu liền khối

+ Tại vùng 1: Trong lớp nền đất và lớp vật liệu kém dính xuất hiện ứng suất cắt Khi giá

trị ứng suất cắt vượt quá giới hạn lực dính cho phép sẽ gây ra hiện tượng trượt trồi trong lớp nền và lớp vật liệu kém dính

- Như vậy khi tính toán kết cấu mặt đường cần phải xem xét cả 3 chỉ tiêu trên

Câu 5: Phân tích tại sao cần tính toán nền đường dưới tác dụng của tải trọng động

mà không nên quy đổi về tải trọng tĩnh tương đương? Trong quy trình thiết kế hiện nay tải trọng động được xét đến như thế nào?

Trả lời:

1 Sự cần thiết phải tính toán với tải trọng động

- Tải trọng tác dụng trên đường ô tô bao gồm tải trọng tĩnh và tải trọng động

+ Tải trọng tác dụng coi là tải trọng tĩnh khi thời gian tác dụng từ 10 phút trở lên (các bãi đỗ xe

+ Tải trọng động tác dụng làm kết cấu áo đường và nền đường sẽ dao động với 1 gia tốc nhất định Khi gia tốc này vượt quá giá trị giới hạn sẽ làm giảm một số chỉ tiêu cơ học của đất như lực dính

+ Đất nền là vật liệu đàn nhớt nên khi chịu tác dụng của tải trọng động nền đất không biến dạng ngay mà thể hiện tính biến dạng trễ Còn khi nền chịu tải trọng tĩnh thì tính nhớt của đất không thể hiện vì vậy độ lớn biến dạng của nền sẽ lớn hơn khi chịu tác dụng của tải trọng độnghay mô đun động sẽ lớn hơn mô đun tĩnh

+ Khi xe chạy thùng xe dao động theo phương thẳng đứng gây ra thêm tải trọng xung tác dụng xuống nền đường Xe chạy với tốc độ càng cao, độ bằng phẳng kém thì lực xung càng lớn

=> Như vậy trong tính toán kết cấu áo đường việc quy đổi tải trọng động về tải trọngtĩnh tương đương sẽ không phản ánh đầy đủ khả năng làm việc của vật liệu Dẫn đến chiều dàykết cấu áo đường tính ra có thể là thừa hoặc thiếu so với yêu cầu thực tế

2 Xét ảnh hưởng động của tải trọng trong các quy trình hiên nay:

- Trong t/chuẩn thiết kế áo đường cứng của VN hiện nay: tải trọng tính toán = tải trọngtrục tiêu chuẩn nhân thêm hệ số xung kích từ 1,15 đến 1,2

- Trong t/chuẩn thiết kế áo đường mềm của VN hiện nay: mới chỉ xét được ảnh hưởngđộng của tải trọng gây dao động làm suy giảm lực dính của đất bằng việc nhân thêm với hệ sốsuy giảm sức kháng cắt trượt K1=0.6

- Như vậy trong tất cả các quy trình của VN hiện nay đều chưa phản ảnh được đầy đủảnh hưởng động của tải trọng trong việc tính toán kết cấu áo đường

Câu 6: Hãy nêu ưu điểm, hạn chế và phân tích nguyên tắc, yêu cầu cấu tạo các kết cấu áo đường cứng và áo đường mềm đường ô tô?

+ Mặt đường cứng cũng ít bị hư hỏng hơn so với mặt đường mềm

+ Mặt đường cứng làm việc ít phụ thuộc vào nền đất vì tấm chịu lực là chủ yếu, nền đất chỉ cótác dụng chống đỡ

+ Mặt đường BTXM thông thường bắt buộc phải phân tấm phân khe làm giảm độ êm thuận khi xe chạy Mặt đường BTCT liên tục hoặc lưới thép liên tục không phải phân tấm phân khe nhưng giá thành rất cao

+ Móng của mặt đường cứng phải là móng cứng như: móng cát gia cố xi, CPĐD gia cố xi … nên không tận dụng được vật liệu địa phương

+ Hư hỏng của mặt đường cứng tuy ít hơn mặt đường mềm nhưng rất khó sửa chữa, kỹ thuật sửa chữa chưa hoàn chỉnh và hiệu quả sửa chữa thấp

b Mặt đường mềm

+ Mặt đường mềm không phải phân tấm phân khe như mặt đường cứng

+ Móng của mặt đường mềm có thể dùng móng cứng hoặc móng mềm vì vậy có thể tận dụng được vật liệu địa phương

+ Mặt đường mềm dễ sửa chữa hơn mặt đường cứng, kỹ thuật sửa chữa đơn giản và hiệu quả Vật liệu có thể tái sử dụng được

Nguyên tắc và yêu cầu cấu tạo của các loại kết cấu áo đường

tải trọng trục tính toán trong suất thời gian khai thác ( Phải đảm bảo 3 chỉ tiêu về cường độ, độvõng, trượt trong lớp vật liệu rời rạc, trượt giữa các lớp BTN)

tầng mặt

+ Tầng mặt: Tầng mặt chịu ứng suất nén và ứng suất kéo lớn nên yêu cầu đối với tầng mặt là

sử dụng vật liệu liền khối có mô đun đàn hồi lớn và có sức kháng cắt cao như: BTN, BTXM, BTCT …

+ Tầng móng: Do đặc điểm ứng suất nén và ứng suất cắt do tải trọng xe gây ra giảm dần theo

chiều sâu nhưng ứng suất cắt giảm nhanh hơn vì vậy yêu cầu vật liệu làm lớp móng chỉ cần vậtliệu có mô đun đàn hồi cao vì thế có thể sử dụng vật liệu rời rạc như CPĐD, CPSC … riêng đối với mặt đường cứng yêu cầu lớp móng cũng phải là lớp móng cứng như cát gia cố xi, CPĐD gia cố xi

+ Đối với kết cấu áo đường mềm để tăng khả năng làm việc của kết cấu thì yêu cầu các lớp vậtliệu phải liên kết tốt với nhau

+ Đối với mặt đường cứng để giảm ảnh hưởng của ứng suất nhiệt thì yêu cầu phải có lớp phân cách giữa các lớp để giảm ma sát giữa các lớp vật liệu

Câu 7: Hãy nêu khái niệm về mô đun đàn hồi yêu cầu Mô đun đàn hồi yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố nào và tại sao? Trong 22TCN 211-06 mô đun đàn hồi yêu cầu được đề cập thế nào?

1, Mô đun đàn hồi yêu cầu là đặc trưng chống biến dạng của kết cấu nền mặtđường và khu vực tác dụng của nền đường dưới tác dụng tải trọng bánh xe tiêu chuẩn

2 Mô đun đàn hồi yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố nào và tại sao:

- Mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc phụ thuộc vào loại kết cấu áo đường, tải trọng xe chạy tính toán và lưu lượng xe chạy Sự phụ thuộc này có thể giải thích bằng công thức của Ivanov như sau:

2

2

m yc

µ- hệ số poisson của vật liệu mặt đường, đối với KCAĐ có thể lấy µ = 0,3;

λcp- độ võng tương đối cho phép, đối với hệ 2 lớp có thể xác định bằng thực nghiệm như sau:

1 2,5 0

W

cp cp

E h

Dqd- đường kính vệt bánh xe quy đổi;

km- hệ số xét đến hiện tượng mỏi của vật liệu, phụ thuộc vào lưu lượng trục xetiêu chuẩn trong ngày đêm, có thể áp dụng công thức thực nghiệm của Ivanov như sau:

km = a + b.logNTrong đó:

a,b- được xác định bằng thực nghiệm ( theo Ivanov có thể lấy a=1; b=1)N- lưu lượng trục xe tiêu chuẩn ngày đêm

3.Mô đun đàn hồi yêu cầu theo 22TCN211-06:

Theo 22TCN 211-06 thì mô đun đàn hồi yêu cầu là mô đun đàn hồi tĩnh, trị số

mô đun đàn hồi yêu cầu tùy thuộc vào loại tải trọng trục tiêu chuẩn, số trục xe tính toán,loại tầng mặt của kết cấu áo đường như sau:

Câu 8 (Dẫn): Phân loại MĐC, các nguyên tắc thiết kế cấu tạo MĐC? Tại sao phải phân nhỏ tấm BT? Các loại liên kết cạnh tấm? Các chi tiêu kiểm toán mặt đường BTXM phân tấm gồm những chỉ tiêu nào? Tại sao?

- Phân loại MĐC: BTXM, BTXMLT, BTXMCT, BTCT ứng suất trước;

- Các nguyên tắc thiết kế cấu tạo MĐC:

+ Chọn loại tầng mặt MĐC phải xphát từ ý nghĩa, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường,lưu lượng và tốc độ tính toán của các phương tiện khai thác;

+ Tầng móng gồm nhiều lớp, được chọn theo điều kiện địa chất, thủy văn, thổ nhưỡng

và tình hình vật liệu sẵn có tại địa phương Đối với k/c đường ô tô, có chiều dài tuyến lớn nênk/c móng có thể thay đổi trên từng đoạn đường;

+ lớp móng phải là móng cứng (cát GCXM, đá GCXM, BT nghèo hoặc BTN), lớpmóng ko được làm từ vật liệu rời (cát, CPDD) mà phải làm từ vật liệu gia cố chất kết dính vô

cơ hoặc hữu cơ, để tăng độ cứng cho lớp móng, đảm bảo điều kiện độ cứng giảm dần từ trênxuống dưới (k/c xuôi);

+ Chiều dày lớp vật liệu theo tính toán nhưng ko được nhỏ hơn chiều dày tối thiểu, đốivới tấm BTXM thường là 18cm;

+ cần đảm bảo điều kiện trượt của tấm BT, phải có lớp cách ly

- ứng suất nhiệt trong BT xuất hiện do sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt

dưới tấm (uốn vồng tấm), sự thay đổi nhiệt độ theo mùa (giãn ra, co vào) Để tránh ko cho tấm

BT bị nứt do ứng suất nhiệt, mặt đường BTXM cần phải chia thành các tấm nhỏ hơn

- Các loại liên kết cạnh tấm: liên kết biên tự do, liên kết biên có thanh truyền lực.

- Các chỉ tiêu kiểm toán mặt đường BTXM:

Đối với các kết cấu mặt đường sân bay và đường ô tô, khi xuất hiện các vết nứttrong mặt đường bê tông và bê tông lưới thép, sức chịu tải của tấm sẽ không còn Mặt khác,khi trong nền và trong lớp vật liệu kém dính xuất hiện ứng suất cắt, khi ứng suất cắt vượt quágiá trị lực dính cho phép, nền đường sẽ bị biến dạng dẻo, mất khả năng chịu lực Bởi vậy đốivới các loại mặt đường này trạng thái làm việc ứng với giai đoạn xuất hiện vết nứt và trạng tháibiến dạng dẻo trong nền là trạng thái tính toán và được đặc trưng là trạng thái giới hạn theocường độ

Trạng thái giới hạn của tấm bê tông mặt đường nêu trên được gây ra bởi

tác động của ứng suất kéo uốn và ứng suất cắt trong nền, do vậy điều kiện cơ bản củatính toán có thể được viết dưới dạng:

σtt ≤ Rcp ;

τ tt≤ Ccp,

trong đó σtt – là ứng suất kéo uốn ở vị trí bất lợi nhất của tấm bê tông;

τ tt - ứng suất cắt tính toán, do tải trọng ngoài và do trọng lượng lớp đất phíatrên gây ra trong nền;

Rcp,– là cường độ kéo uốn cho phép của bê tông;

Ccp - lực dính cho hép của nền đường

Cần lưu ý là lực dính của đất nền thường rất nhậy cảm với sự trùng phục

của tải trọng Khi lưu lượng trục xe tăng, lực dính của đất nhanh chóng bị suy giảm, làmgiảm khả năng chịu lực của nền Khi tính toán tấm bê tông mặt đường sân bay, do lưu lượngtrùng phục tải trọng trên sân bay không lớn, lực dính ít bị suy giảm nên trong một số quy trìnhthiết kế mặt đường cứng sân bay, người ta thường bỏ qua, không xét chỉ tiêu ứng suất cắt trongnền đất

Câu 9: Nêu yêu cầu cấu tạo của kết cấu hệ nhiều lớp áo đường mềm? Hãy phân tích các yêu cầu lựa chọn hợp lý kết cấu áo đường mềm nhiều lớp: nêu công thức, phương thức chọn các lớp vật liệu?

TRẢ LỜI:

a Yêu cầu cấu tạo.

Kết cấu áo đường mềm thường bao gồm tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng có thể có 1hoặc nhiều lớp, cùng làm việc như một khối thống nhất thông qua lực ma sát giữa các lớp, làmtăng khả năng chịu lực của kết cấu áo đường

Tầng mặt chịu ảnh hưởng trực tiếp tải trọng bánh xe truyền xuống , do vậy vật liệu làmlớp mặt là vật liệu liền khối, có khả năng chịu kéo cao và chịu cắt cao Đồng thời phải đảmbảo khả năng khai thác như độ bằng phẳng, độ nhám, (bê tông nhựa hoặc đá dăm thấm nhậpnhựa, )

Tầng móng có chức năng chủ yếu là truyền áp lực bánh xe lên mặt đường xuống nền đấtsao cho áp lực truyền xuống đất đủ nhỏ để nền đất chịu được, đồng thời cũng phải đủ cứng đểgiảm ứng suất kéo uốn tại đáy tầng mặt Do đó tầng móng có thể được làm từ vật liệu có chấtkết dính (đá dăm thấm nhập, cát hoặc đá gia cố xi măng, ) hoặc từ các lớp vật liệu rời nhưcấp phối đá dăm, đá thải, cấp phối sỏi đồi, cho phép tận dụng vật liệu tại chỗ

b Phân tích yêu cầu lựa chọn hợp lý kết cấu áo đường mềm nhiều lớp.

Xét một kết cấu áo đường nhiều lớp, ứng suất theo các phương z,x dưới tác dụng củatải trọng bánh xe theo phương đứng và lực ngang do hãm phanh có thể mô tả theo hình sau:

Biểu đồ ứng suất , phía trên mặt đường có giá trị lớn, như vậy yêu cầu lớp vậtliệu cho tầng mặt cần chọn vật liệu vừa có cường độ nén cao, vừa có cường độ chịu kéo cao.Xuống tới lớp móng, ứng suất giảm nhanh, cho phép chủ yếu lựa chọn loại vật liệu móngchịu nén cao, cường độ chịu kéo có thể giảm đi, còn khi xuống tới lớp móng dưới và nền, chủyếu chỉ cần vật liệu chịu nén Biểu đồ giảm theo chiều sâu, thông thường với đường ô tô là1,5-2m và sân bay là 3-4m được coi là hết phạm vi tác dụng của tải trọng bánh xe

Việc lựa chọn kết cấu hợp lý về cường độ là cần thỏa mãn điều kiện các lớp vật liệuphía trên chịu áp lực lớn hơn thì cần cường độ lớn hơn, các lớp phía dưới cường độ có thểgiảm dần theo chiều sâu.

Để lựa chọn chiều dày và cường độ kết cấu hợp lý, cần xuất phát từ điều kiện sau:cường độ lớp mặt được lựa chọn tùy thuộc vào điều kiện cấp hạng đường, điều kiện xe chạy vàlớp nền đất có cường độ đã biết từ số liệu khảo sát thực tế, trong trường hợp nền đất yếu cầnđược xử lý trước

Kết cấu được xem là hợp lý nếu lựa chọn Ei, hi bám sát đường cong lý thuyết:

Trong thực tế, ngoài việc lựa chọn chiều dày và cường độ lớp vật liệu thỏa mãn đườngcong Kogan, cần xem xét lựa chọn chiều dày vật liệu xuất phát từ điều kiện thiết bị thi côngthực tế, điều kiện vật liệu địa phương để có phương án cấu tạo hợp lý, đáp ứng được yêu cầu

kỹ thuật và kinh tế của kết cấu lựa chọn

Câu 10 : hãy nêu khái niệm và ý nghĩa chiều sâu hoạt tải kết cấu áo đường là gì? Làm thế nào để xác định chiều sâu này? Kết cấu áo đường ô tô (mềm ) có chiều sâu hoạt tải trung bình là bảo nhiêu?

Khi có chiều sâu hoạt tải, ta có thể bố trí các lớp kết cấu áo đường một cách hợp

lý, đủ khả năng chịu lực và đảm bảo về mặt kinh tế

• Xác định chiều sâu hoạt tải :

Ta có z giảm theo chiều sâu, nên dựa vào z ta có thể tính được chiều sâu tác dụngcủa hoạt tải, theo iacunhin :

• Kết cấu áo đường oto (mềm ) có chiều sâu hoạt tải trung bình là bảo nhiêu?