Đồ án thiết kế đường ô tô

Đồ án thiết kế đường ô tô được thực hiện sau khi bạn hoàn thành môn đường ô tô 2. Điểm chính của đồ án nhấn mạnh vào phần thiết kế cơ sở tạo cho sinh viên định hướng bước đầu về công việc thiết kế đường. Đồ án được viết các rõ ràng là tài liệu để các sinh viên ngành xây dựng tham khảo. Chúc các bạn học tập vui vẻ

Trang 1

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÌNH HÌNH KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG

1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG:

Lịch sử phát triển xã hội loài người đã chứng minh rằng: con người tồn tại không thểkhông có xây dựng cơ bản Trong đó, xây dựng một mạng lưới giao thông vận tảichính là một trong những tiền đề cho sự phát triển tổng hợp của một nền kinh tế Khisản xuất ngày càng phát triển, phân công lao động xã hội ngày càng sâu sắc thì vai tròcủa xây dựng giao thông trong nền kinh tế càng được khẳng định chắc chắn vì việc dichuyển của con người và hàng hóa về mặt không gian luôn là một nhu cầu vốn có của

xã hội.Chính vì có vai trò quan trọng như vậy nên ngành xây dựng giao thông đượcĐảng và Nhà nước rất chú trọng phát triển nhằm phục vụ cho sự nghiệp công nghiệphóa hiện đại hóa đất nước

Tuy nhiên, một thực tế đáng buồn là hầu hết các tuyến đường bộ chưa được vào cấp kỹthuật quy định, chủ yếu vẫn là đường 1-2 làn xe (chiếm 96%) và gần như chưa cóđường cao tốc, tỷ lệ đường đã được trải nhựa và bê tông xi măng chỉ đạt 70% với quốc

lộ, với các tuyến đường cấp thấp hơn thì khoảng 30-40% Thêm nữa, trong những nămgần đây, với chính sách mở cửa, tạo điều kiện cho sự giao lưu kinh tế giữa nước ta vàcác nước khác trong khu vực cũng như trên thế giới, đã làm cho mạng lưới giao thônghiện có của nước ta lâm vào tình trạng quá tải, không đáp ứng kịp nhu cầu lưu thôngngày càng cao của xã hội Nhưng ngược lại ở khu vực nông thôn, vùng kinh tế mớimạng lưới giao thông còn mỏng, tạo nên sự phân hóa rõ rệt giữa các vùng Do đó, việccải tạo, nâng cấp và xây dựng mới các tuyến đường ngày càng trở nên bức thiết hơn.Tuyến đường thiết kế mới giữa hai điểm B-D là tuyến đường thuộc địa bàn tỉnh ĐồngNai Đây là tuyến đường có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địaphương nói chung và cả nền kinh tế quốc dân nói chung Tuyến đường nối các trungtâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế văn hóa toàntỉnh Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính yếu là vận chuyển hàng hóa phục vụ

đi lại của người dân mà còn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cậntuyến Sự phối hợp này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình đầu tư xâydựng tuyến đường

Tóm lại, cơ sở hạ tầng giao thông của nước ta chưa đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng

cao của xã hội, chưa có sự phân bố đồng đều giữa các vùng kinh tế Do vậy, ngay từbây giờ, việc phát triển mạng lưới giao thông đều khắp và đáp ứng được nhu cầu vậntải của quốc gia là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và cấp bách

1.2 TÌNH HÌNH CHUNG TUYẾN ĐƯỜNG

1.2.1 Tình hình văn hóa, chính trị :

Về chính trị chưa thật ổn định, do ở đây có nhiều người tứ sứ sinh sống, mức sống vàdân trí tương đối thấp, đời sống văn hóa, giải trí chưa cao Việc ăn học, đi lại giao lưukinh tế văn hóa còn nhiều hạn chế, chủ yếu dùng phương tiện vận chuyển thô sơ Vìvậy, một khi tuyến đường được xây dựng sẽ tạo điều kiện phát triển hơn nữa mạnglưới điện đường, trường, trạm, trung tâm văn hóa giải trí … để nâng cao trình độ dântrí, nâng cao mức sống người dân

1.2.2 Tình hình kinh tế dân sinh :

Trang 2

Tuyến đi qua khu vực có dân số đang gia tăng là địa hình tương đối không bằng phẳng,

có nhiều đồi cao, sườn dốc, nghề nghiệp chính là trồng trọt và chăn nuôi hộ gia đình.Việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho tình hình kinh tế vùng được cải thiệnđáng kể

1.2.3 Đặc điểm về địa hình, địa mạo :

Tuyến đường B-D đi theo hướng đông tây, điểm đầu tuyến có cao độ 50 m, điểm cuốituyến có cao độ là 35 m Địa hình tương đối dốc, có nhiều vị trí có suối nhỏ và sôngcắt ngang tuyến Do vậy khả năng tập trung nước trong lưu vực lớn, trong lưu vực lại

ít ao hồ nên việc thiết kế công trình thoát nước sẽ tính lưu lượng vào mùa mưa là chủyếu

Với địa hình như vậy, tuyến được bố trí đi men theo sườn dốc và ven sông, những vịtrí tuyến cắt qua các đường tụ thủy cần phải làm cống hoặc cầu vượt qua Trên tuyếncần đặt nhiều đường cong chuyển hướng

Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến đi qua vườn cây,suối, ao hồ

1.2.4 Đặc điểm về địa chất thủy văn :

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏthuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt

Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ

Địa chất ở 2 bên bờ suối ổn định, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làmcông trình thoát nước Ở khu vực này không có khe xói

1.2.5 Vật liệu xây dựng :

Trong công tác xây dựng, các vật liệu xây dựng đường như cát, đá, đất,… chiếm khốilượng tương đối lớn Để làm giảm giá thành trong khai thác và vận chuyển vật liệu cầnphải cố gắng tận dụng vật liệu sẵn có tại địa phương nhiều nhất có thể

Khi xây dựng nền đường có thể lấy đá tại các mỏ đá đã thăm dò có mặt tại địa phương(với điều kiện đã được kiểm nghiệm để xác định mức độ phù hợp với khả năng xâydựng công trình) Ngoài ra còn có những vật liệu sẵn có như tre, nứa, gỗ,… dùng làmláng trại, nhà ở cho công nhân hết sức thuận lợi

Đất để xây dựng nền đương có thể lấy ở nền đường đào hoặc khu vực lân cận tuyến(khi đã kiểm tra mức độ phù hợp với công trình), còn cát có thể khai thác dọc theosuối, sông

1.2.6 Đặc điểm địa chất.

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp V)lớp trên là lớp á cát, lớp dưới là á sét lẫn laterrit Nên tuyến thiết kế không cần xử líđất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường Ở trên đoạntuyến có một vài mỏ sỏi đỏ và mỏ đá có thể khai thác tại chỗ làm kết cấu áo đường vàcác công trình trên đường nhằm giảm giá thành xây dựng

Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơnên rất thuận lợi

1.2.7 Tình hình khí hậu trong khu vực

Khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nắng nhiềumưa ít Khu vực tuyến chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc phân biệt thành 2 mùa

rõ rệt:

Trang 3

 Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9

 Mùa nắng từ tháng 10 đến tháng 3

Vùng nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của gió mùa khô, thuộc khu vực mưa rào, mùamưa thi công sẽ khó khăn, nên chú ý chọn thời điểm thi công vào mùa nắng

Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc có thể lập bảng, và đồ thị các yếu

tố khí tượng thuỷ văn của khu vực mà tuyến đi qua như sau :

Hướng gió – Ngày gió – Tần suất

Các số liệu này được biểu diển bằng các biểu đồ sau:

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

Trang 7

Chương II:

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG

2.1 CÁC TIÊU CHUẨN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN :

Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 2005

Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06

2.2 CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ CẤP QUẢN LÝ CỦA ĐƯỜNG :

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế tuyến đường qua hai điểm B-D

Căn cứ vào mục đích ý nghĩa của việc xây dựng tuyến B-D, cấp hạng kỹ thuật củatuyến đường dựa vào yếu tố sau:

Giao thông đúng với chức năng của đường trong mạng lưới giao thông

Địa hình khu vực tuyến đi qua

Hiệu quả tốt về kinh tế, chính trị xã hội của tuyến

Khả năng khai thác của tuyến khi đưa vào sử dụng trong điều kiện nhất định.Lưu lượng xe thiết kế

2.2.1 Số liệu thiết kế ban đầu gồm

Bình đồ tỷ lệ : 1:10000

Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức : 5 m

Lưu lượng xe chạy năm tương lai : Nt = 1780 (xe/ngđ)

Trang 8

Tuyến được xây dựng trên địa hình núi, có lưu lượng xe thiết kế Nt : 3000<Nt<6000(xcqđ/ngđ)

So sánh với Bảng 3 TCVN 4054-05, ta chọn : cấp thiết kế của đường là cấp III và lưulượng thiết kế cho năm tương lai là Nt = 3123 xcqđ/ngđ

2.2.3 Xác định tốc độ thiết kế

Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đườngtrong trường hợp khó khăn Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đườngcủa cơ quan quản lý đường Tốc độ lưu hành cho phép phụ thuộc tình trạng thực tế củađường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thông…)

Tốc độ thiết kế các cấp đường dựa theo điều kiện địa hình Việc phân biệt địa hìnhđược phân biệt dựa trên cơ sở dốc ngang phổ biến của sườn đồi, sườn núi như sau:đồng bằng và đồi ≤30%, núi >30%

Dựa theo Bảng 4 TCVN 4054-05, đối với đường cấp thiết kế là cấp III, địa hình là núithì tốc độ thiết kế Vtk=60 km/h

2.3 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU:

2.3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật cho mặt cắt ngang:

2.3.1.1 Yêu cầu chung đối với thiết kế bố trí mặt cắt ngang đường ôtô

Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên và các làn xephụ (làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên mặt cắt ngang đường phải phù hợp với yêucầu tổ chức giao thông nhằm đảm bảo mọi phương tiện giao thông (ôtô các loại,

xe máy, xe thô sơ) cùng đi lại được an toàn, thuận lợi và phát huy được hiệu quả khaithác của đường Tùy theo cấp thiết kế của đường và tốc độ thiết kế, việc bố trí các bộphận nói trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông qui định ở Bảng 5 TCVN4054-05 Chiều rộng tối thiểu của các yếu tố trên mặt cắt ngang đường được qui địnhtùy thuộc cấp thiết kế của đường và đảm bảo khả năng thông xe

Trang 9

Số làn xe được xác định tùy thuộc cấp đường đồng thời phải được kiểm tra theo côngthức trích mục 4.2.2 TCVN 4054-05.

Trong đó :

nlx : Số làn xe yêu cầu, được lấy tròn

Ncđgio : Lưu lượng xe chạy thiết kế giờ cao điểm, không không có nghiên cứu đặcbiệt

Được tính như sau theo điều 3.3.3 :

N = (0.1÷ 0.12)× N

cdgio

N = 0.12 3123 = 375(xcqd h)�Nlth : Năng lực thông hành thực tế, khi không có nghiên cứu, tính toán, có thể tínhnhư sau :

Giả sử số làn xe Nlx < 4 khi đó theo Bảng 5 TCVN 4054-05 thì mặt cắt ngang đường không cần dải phân cách giữa hai chiều làn xe

Khi không có dải phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ :

= > Số làn xe dành cho xe cơ giới là 2 làn

Chọn giá trị 2 làn xe để thiết kế

2.3.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất :

Độ dốc càng lớn thì tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mònsăm lốp càng nhiều, tức là giá thành vận tải càng cao Khi độ dốc lớn thì mặt đườngnhanh hao mòn do ma sát với lốp xe, do nước mưa bào mòn, rảnh dọc mau hư hỏnghơn, duy tu bảo dưỡng cũng khó khăn hơn Tóm lại nếu độ dốc dọc càng lớn thì chiphí khai thác vận doanh tốn kém hơn, lưu lượng xe càng nhiều thì chi phí mặt nàycàng tăng

Tùy theo cấp thiết kế của đường, độ dốc dọc tối đa được quy định trong điều 5.7 TCVN 4054-05 Khi gặp khó khăn có thể tăng lên 1% nhưng độ dốc dọc lớn nhấtkhông vượt quá 11% Đường nằm trên cao độ 2000m so với mực nước biển khôngđược làm dốc quá 8%

 Đường đi qua khu dân cư không nên làm dốc dọc quá 4%

 Dốc dọc trong hầm không lớn hơn 4% và không nhỏ hơn 0.3%

 Trong đường đào độ dốc dọc tối thiểu là 0,5%( khi khó khăn là 0,3% và đoạn dốcnày không kéo dài quá 50m)

cdgio lx

lth

N

n =

Z.N

Trang 10

 Độ dốc dọc lớn nhất cĩ thể được xác định theo điều kiện sức bám và sức kéo củaơtơ:

2.3.2.1 Theo điều kiện sức kéo :

Ta xét xe đang lên dốc và chuyển động đều : D ≥ f + i

fv : hệ số cản lăn do vận tốc xe chạy V≤60 (km/h) thì f thay đổi ít, khi đĩ fv

chỉ phụ thuộc loại mặt đường và tình trạng của mặt đường do đĩ ta lấy

fv=f0=0.02 (mặt đường bê tơng nhựa)

Hệ số lực cản lăn trung bình Loại mặt

đường Hệ số f Loại mặt đường Hệ số f

Đường đất khô vàbằng phẳng

Đường đất ẩm khôngbằng phẳng

Đường cát khô rời rạc

0.04 –0.050.07 –0.150.15 –0.03

2.3.2.2 Theo điều kiện sức bám :

Xe chỉ cĩ thể chuyển động khi bánh xe và mặt đường khơng cĩ hiện tượng trượt

Trang 11

kiện ẩm và bẩn (điều kiện bất lợi nhất).

b G m G

 với G b : áp lực của các bánh xe chủ động

G : Trọng lượng toàn bộ ôtô

Pw : Lực cản không khí

2 w

Nhất thiết phải bảo đảm chiều dài tầm nhìn trên đường để nâng cao độ an toàn chạy xe

và độ tin cậy về tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế

Khi thiết kế phải kiểm tra tầm nhìn Các chỗ không đảm bảo tầm nhìn phải dỡ bỏ các chướng ngại vật (chặt cây, đào mái taluy…) Chướng ngại vật sau khi dở bỏ phải thấp hơn tia nhìn 0,3m Trường hợp thật khó khăn, có thể dùng gương cầu, biển báo, biểnhạn chế tốc độ hoặc biển cấm vượt xe

2.4.1 Xác định tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :

Sơ đồ tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :

Trang 12

Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định là đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấychướng ngại vật, sau đó thực hiện hãm phanh và dừng xe cách vật cản một đoạn antoàn.

K = 1.3 : hệ số xét đến hiệu quả của bộ phận hãm phanh đối với

xe tải.( trang 29 giáo trình)

L0 = 5÷10m, lấy l0 = 5m là khoảng cách an toàn

d

φ = 0.5 : hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường (giả sử mặt đường bê tông nhựa ở

điều kiện bình thường)

i = 0.07 độ dốc dọc của đường, trường hợp bất lợi nhất là khi xe chạy xuống dốc

Vậy ta chọn S1 = 75m để thiết kế

2.4.2 Xác định tầm nhìn trước xe ngược chiều :

Trang 13

Tầm nhìn thấy xe ngược chiều là đoạn đường để hai xe chạy ngược chiều trên cùngmột làn xe và hai tài xế cùng nhìn thấy nhau, cùng thực hiện hãm phanh và dừng lạicách nhau một khoản an toàn Chú ý là trên sườn dốc đối với xe này là xuống dốc đốivới xe ngược chiều sẽ là lên dốc Chiều dài S2 tính bằng công thức :



�Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 thì chiều dài tầm nhìn tối thiểu thấy xe ngược chiều là :

Trang 14

V1 = V3 = 120 Km/h ( xét trường hợp khó khăn xe chạy với tốc độ cao)

Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 thì chiều dài tầm nhìn vượt xe tối thiểu là 350m

Vậy ta chọn S4 = 750m để thiết kế chiều dài vượt xe

2.5 XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM:

Trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu Khuyếnkhích dùng bán kính tối thiểu thông thường trở lên, và luôn tận dụng địa hình để đảmbảo chất lượng chạy xe tốt nhất

2.5.1 Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao (i scmax =

7%) :

2 sc

Theo Bảng 13 TCVN 4054-05 ứng vận tốc thiết kế Vtk = 60 Km/h thì iscmax = 7%

µmax = 0.15 :hệ số lực ngang tính toán cho mặt đường ướt bẩn, và tính toán trongtrường hợp khó khăn

Tra bảng 11 điều 5.3.1 của TCVN 4054-05 ta chọn bán kính đường cong nằm tối thiểuthông thường để thiết kế là 250 m

2.5.2 Bán kính đường cong nằm không bố trí siêu cao:

2 ksc

µ = 0,08 :hệ số do tác dụng của lực ngang của bánh xe chạy trên đường

isc = -in (độ dốc ngang tối thiểu thoát nước tùy theo loại vật liệu cấu tạo mặt đường)

in = 2% đối với mặt đường bê tông nhựa và do không bố trí siêu cao nên mặt cắtngang làm hai mái

Trang 15

Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào góc phát sáng β theo phương ngang của đèn pha ôtô,thường góc phát sáng theo phương ngang là nhỏ khoảng β = 4o

Ta có:

o min

S×180

R =

π×β

S là tầm nhìn vào ban đêm của người lái xe để Rmin thì S = min(S1 , S2)

S = S1 =75 m (chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định)

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu thay đổi:

Bán kính từ � chuyển sang bằng R hữu hạn

Lực li tâm từ chỗ bằng không đạt tới giá trị

2

G × Vg× R hữu hạn

Góc α hợp thành giửa trục bánh trước và trục xe từ chỗ bằng không (trên đườngthẳng) tới chỗ bằng α (trên đường cong)

Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách Vì vậy đểđảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực ly tâm, về góc α, và về cảm giác của hànhkhách cần phải làm một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong Khi vận tốc thiết kế Vtk = 60 Km/h phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối từ đườngthẳng vào đường cong

Dựa theo 3 điều kiện sau :

2.6.1 Điều kiện 1:

Đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp (làm cho hành khách không cảm thấy đột ngộtkhi xe chạy vào trong đường cong) :

3 ct

V

L =47× I× RTrong đó :

V = 60 km/h (vận tốc xe chạy thiết kế )

R = 250 m (bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi có bố trí siêu cao (7%))

I : độ tăng gia tốc ly tâm cho phép.Theo TCVN lấy I = 0.5 (m/s3)

Đủ để bố trí đoạn nối siêu cao

Đoạn nối siêu cao (Lsc) : là đoạn chuyển tiếp từ độ dốc ngang của mặt đường có haimái nghiêng đến độ dốc siêu cao mặt đường còn một mái

Trang 16

Trong đó :

B = 6 m (bề rộng của mặt đường).Theo Bảng 7 TCVN 4054-05 đối với đường

cấp III, địa hình vùng núi thì chiều rộng 1 làn là 3m

Δ= 0,6 m ( độ mở rộng phần xe chạy)

isc = 3% độ dốc siêu cao Theo Bảng 13 TCVN 4054-05 ứng với bán kính tối

thiểu khi có siêu cao là R = 250m

R 250

L > = = 27.77 m

9 9Trong đó : R = 250 m là bán kính đường cong nằm nhỏ nhất trên bình đồ ứngvới isc = 7%

Chiều dài đường cong nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện trên

 Nếu có đường cong chuyển tiếp thì đoạn nối siêu cao được bố trí trùng vớiđường cong chuyển tiếp

 Trên đoạn nối siêu cao mặt cắt ngang hai mái được chuyển thành mặt cắtngang có độ dốc siêu cao, trước khi nâng cần phải nâng các bộ phận bênngoài phần xe chạy Cụ thể là lề đường sẽ được nâng lên với độ dốc bằng độdốc của phần xe chạy (ở phía lưng đường cong, cách vị trí nâng siêu cao 10m)sau đó thực hiện nâng siêu cao bằng một trong hai cách sau:

Quay quanh mép trong của phần xe chạy

Quay quanh tim đường

Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng, tuỳ trường hợp cụ thể mà ta chọn để ápdụng

Trang 17

Đoạn nối siêu cao

Đường cong tròn

Vậy giữa hai đường cong cùng chiều ta chọn Lchêm = 120 m

2.8.2 Chiều dài tối thiểu của đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong ngược chiều:

Khi hai đường cong cĩ siêu cao thì yêu cầu tối thiểu là cĩ một đoạn chêm, chiều dàitối thiểu đoạn chêm lớn hơn tổng hai nữa đường cong chuyển tiếp

Giữa hai đường cong ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn 200 m

Trang 18

Độ mở rộng ở bụng của hai đường cong ngựơc chiều, có hướng ở bên phải và bên tráidọc theo tuyến tại bụng của hai đường cong kế tiếp nhau vì nó phải đổi việc nâng siêucao từ hướng bên này sang hướng bên kia so với hai đường cong cùng chiều nên nóphải đủ dài để bố trí so với ct

min

L của hai đường cong cùng chiều

2.9 ĐẢM BẢO TẦM NHÌN TRONG ĐƯỜNG CONG NẰM, XÁC ĐỊNH

PHẠM VI XÓA BỎ CHƯỚNG NGẠI VẬT (BẰNG 2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH VÀ ĐỒ GIẢI):

Khi xe chạy vào đường cong nằm, nhất là đường cong có bán kính nhỏ, nhiều trườnghợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây cản trở cho tầm nhìn như mái

ta luy, cây cối trên đường Tầm nhìn trong đường cong được kiểm tra đối với xe chạytrong làn phía bụng đường cong với giả thiết mắt người lái xe cách mép đường 1,5m

và ở độ cao cách mặt đường 1.00m

Gọi Zo là khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật

Z là khoảng cách từ mắt người lái xe đến ranh giới chướng ngại vật cần phá bỏ

Có hai phương pháp xác định phạm vi phá bỏ của chướng ngại vật:

2.9.1 Phương pháp đồ giải:

Trên quỹ đạo xe chạy xác định điểm đầu và điểm cuối của những đường cong có chiềudài dây cung bằng cự ly tầm nhìn, ta lấy tầm nhìn hai chiều S2 = 150m (sở dĩ ta khônglấy tầm nhìn vượt xe S4 = 750m là vì không cho vượt xe ở những chỗ đường cong).Nối chúng lại bằng những đường thẳng gọi là các tia nhìn Tiếp đó ta vẽ đường bao cáctia nhìn thì sẽ xác định được phạm vi phá bỏ

Sơ đồ xác định phạm vi phá bỏ theo phương pháp đồ giải

Trang 19

Z 0 Z

1.5

0 Z Z

2.9.2 Phương pháp giải tích (ta dùng phương pháp này):

Có hai hai trường hợp xảy ra:

TH1: Chiều dài tầm nhìn nhỏ hơn cung đường tròn (S ≤ K):

Trang 20

Xác định vùng dỡ bỏ khi S > K Khi đó phần phá bỏ là: Z = Z1 + Z2

S (m) : Chiều dài tầm nhìn xe chạy, S = S2 = 150m

K (m) : Chiều dài cung tròn, xác định theo công thức:

α×π× R

K =

180Như vậy, phạm vi dỡ bỏ chướng ngại vật được tính theo công thức:

Từ công thức trên cho thấy phạm vi dỡ bỏ Z phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm

R, góc chuyển hướng α Như vậy, tương ứng với mỗi cặp giá trị R và α ta sẽ xác địnhđược một giá trị Z tương ứng

Đảm bảo tầm nhìn trên đường cong

2.10 XÁC ĐỊNH CÁC BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG ĐỨNG:

Để liên kết các dốc dọc trên mặt cắt dọc, người ta phải dùng các đường cong đứng để

xe chạy điều hòa, thuận lợi, bảo đảm tầm nhìn ban ngày và ban đêm, đảm bảo hạn chếlực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng Lần lượt phân tích theo các quan điểm trênchúng ta sẽ có các cơ sở để lựa chọn bán kính đường cong đứng lồi, lõm Các chổ đổidốc trên mặt cắt dọc (lớn hơn 1% khi tốc độ thiết kế = 60 Km/h lớn hơn 2% khi tốc độthiết kế < 60 Km/h) phải nối tiếp bằng các đường cong đứng (lồi và lõm) Các đườngcong này có thể là đường cong tròn hoặc parabol bậc 2

Bán kính đường cong đứng phải chọn cho hợp với địa hình, tạo thuận lợi cho xe chạy

và mỹ quan cho đường đồng thời phải thỏa giá trị ghi trong Bảng 19 TCVN 4054-05

2.10.1.Xác định bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi :

Đường có xe chạy ngược chiều không có dải phân cách

Trang 21

2 lôi

min

S

R =

8×dTrong đó :

h =1.00 m hay 1.20m (chiều cao từ mắt người lái xe đến mặt đường)

Để Rlồi đạt giá trị nhỏ nhất thì S chọn giá trị nhỏ nhất Do đường cấp III nên: S = S2 = 150 m (chiều dài tầm nhìn hai chiều)

R = 4000 m (tối thiểu thông thường)

Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thông thường ở những nơi địa hình cho phép Vậy ta chọn lôi

b là gia tốc li tâm không vượt quá (0,5÷0,7) m/s2, chọn b = 0,5 (m/s2)

Điều kiện 2 : đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên đường cong đứng lõm

Về ban đêm, pha đèn của ôtô chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều nhỏ hơn sovới trên đường bằng

hd = 0.5 m (độ cao đèn xe con so với mặt đường)

α =2o góc chiếu sáng của đèn ô tô theo phương đứng

S1 =75 m (là chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật)

Trang 22

R = 1500 m (tối thiểu thông thường)

Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thông thường

Vậy ta chọn lõm  

min

R = 1000 m để thiết kế ở những nơi địa hình khó khăn

Trong thiết kế trắc dọc, việc lựa chọn đường cong đứng là nhằm tạo điều kiện tốt cho

xe chạy về phương diện động lực cũng như về phương diện quang học, cơ học để cho

xe chạy với tốc độ mong muốn, và an toàn.Yêu cầu khi thiết kế là đường cong đứngnên bám sát địa hình, càng bám sát thì không những khối lượng công trình bớt đi,nhưng còn đảm bảo cho công trình ổn định lâu dài

2.11 XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THÔNG HÀNH XE VÀ CÁC KÍCH THƯỚC NGANG CỦA ĐƯỜNG:

2.11.1 Khả năng thông hành xe:

Khả năng thông xe tức là số lượng xe tối đa có thể chạy qua một mặt cắt ngang đường trong một đơn vị thời gian, thường được biểu thị bằng xe/h

Khả năng thông xe phụ thuộc vào khả năng thông xe của một làn, và số làn xe

Xác định khả năng thông xe của một làn khi không xét đến khoảng cách hãm xe trước:

V = 60 Km/h ( vận tốc xe chạy)

lx = 9.1 m (chiều dài xe tải)

lo = 5 m khoảng cách an toàn

i = 7% ( xét trong trường hợp khó khăn khi xe lên dốc)

φ= 0.5 ( hệ số bám phụ thuộc vào loại mặt đường, xét trong điều kiện khó khăn)

2.11.2 Các kích thước ngang của đường:

2.11.2.1 Độ mở rộng mặt đường ở đoạn đường cong:

Khi xe chạy trong đường cong yêu cầu phải mở rộng phần xe chạy Khi bán kính đường cong nằm ≤ 250 m, phần xe chạy mở rộng theo quy định trong Bảng 12 TCVN 4054-05

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn bánh trước hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng Đối với những đoạn cong ta phải mở rộng mặt đường với độ mở rộng ():

= 2ew

Trang 23

Trong đó :

 : độ mở rộng của phần xe chạy

2 w

l = 6.675 m : chiều dài tính từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước

đối với xe zil 130

R = 250 m (bán kính đường cong nằm nhỏ nhất trong đoạn nối siêu cao)

Bề rộng phần xe chạy, được xác định theo công thức sau:

a + c

B = y + + x

2Trong đó :

y : khoảng cách từ mép mặt đường đến tim bánh xe

c : khoảng cách giữa hai bánh xe trên một trục

Trang 24

Xe con với kích thước nhỏ, vận tốc lớn.

Xe tải với kích thước lớn, vận tốc nhỏ

Khi tính toán chiều rộng của một làn xe chúng ta chỉ tính cho trường hợp xe con vì kích thước ngang của xe tải thường lớn hơn nhiều so với của xe con

Đối với với xe con, V = 60 Km/h

Đối với đường thẳng : Bmđ = 7.5 m

Đối với đường cong : Bmđ = 7.5 +  = 7.5 + 0.6 = 8.1 m

Theo Bảng 7 TCVN 4054-05, với đường cấp thiết kế là cấp III, tốc độ thiết kế Vtt =

60 km/h thì B1lan = 3 m nên Bmđ = 6 m (cho hai làn xe)

Với phương án này thì xe chạy ngược chiều nhau không đạt được tốc độ tối thiểu 60 km/h vì bề rộng đường không đủ an toàn,để khắc phục nhược điểm trên ta tận dụng phần lề gia cố để làm chỗ tránh xe khi hai xe tải chạy ngược chiều nhau để tăng tính antoàn trong lưu thông

Đối với đoạn đường thẳng : Bmđ = 6 m

Đối với đoạn đường cong : Bmđ = 6 +  = 6 + 0.6 = 6.6 m

2.11.2.3 Bề rộng lề đường :

Đối với đường cấp III, theo Bảng 7 TCVN 4054-05 thì bề rộng lề đường là 1,5m trong

đó gồm : phần lề đường có gia cố tối thiểu là 1m và phần lề đất là 0,5m (Nếu có điều kiện thì nên gia cố toàn bộ phần lề đặc biệt là khi đường không có đường bên dành cho

xe thô sơ)

2.11.2.4 Bề rộng nền đường theo tính toán:

Đối với đoạn đường thẳng : B = B + 2× B = 7.5 + 2×1.5 = 10.5 mnd md ld  

Đối với đoạn đường cong : B = 10.5 + 0.6 = 11.1 mnd  

2.11.2.5 Bề rộng nền đường theo TCVN4054 - 05:

Đối với đoạn đường thẳng : B = B + 2× B = 6 + 2×1.5 = 9 mnd md ld  

Đối với đoạn đường cong : B = 9 + 0.6 = 9.6 mnd  

Bảng tổng hợp

TT Tên các chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Tính toán trình Quy Thiết kế

Trang 25

TT Tên các chỉ tiêu kỹ thuật Đơn

vị

Tính toán

Quy trình

Thiết kế

2

24

472.44128.85

1074.3

1500150250

15001502501125

6 Tầm nhìn :

 Trước chướng ngại vật cố định

 Thấy xe ngược chiều

 Vượt xe

mmm

64.52113.5746

75150750

7 Chiều dài đoạn chêm

 Hai đường cong cùng chiều

 Hai đường cong ngược chiều

mm

120200

8 Bán kính đường cong đứng

 Bán kính đường cong lồi nhỏ nhất

 Bán kính đường cong lõm nhỏ nhất

mm

2343.7902

25001000

7.58.1

66.6

12 Bề rộng nền đường

 Đoạn thẳng

 Đoạn cong

mm

10.511.1

99.6

Trang 26

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

3.1SỐ LIỆU THIẾT KẾ :

3.1.1Tải trọng và thời gian tính toán (22 TCN 211-06) :

Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn được quy định là trục đơn ôtô có trọng lượng 100

kN đối với áo đường mềm trên đường ôtô các cấp thuộc mạng lưới chung Đường kínhvệt bánh xe quy ước D = 33 cm, áp lực lên mặt đường p =6 daN/cm2

Thời gian tính toán kết cấu áo đường lấy bằng thời gian đại tu lớp mặt bền vững nhất,tức là phụ thuộc vào loại tầng mặt được lựa chọn cho kết cấu theo bảng 2.1 (22 TCN211-06) Với kết cấu áo đường cấp cao A1 lớp mặt phải là bê tông nhựa chặt loại I hạtnhỏ có Tđạitu = 15 năm, do đó thời gian tính toán kết cấu áo đường sẽ là 15 năm

Trọng lượng trục sau Pi (kN)

Số trục sau

Số bánh của mỗi cụm bánh ở trục sau

Khoản

g cách giữa các trục sau (m)

3.1.3Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN :

Công thức quy đổi :

4.4 k

Trang 27

N : Tổng số tải trọng trục được quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục

xe tính toán sẽ thông qua đoạn đường thiết kế trong 1 ngày đêm trên cả hai chiều xe chạy

Ptt : Tải trọng trục xe tính toán (tiêu chuẩn hoặc nặng nhất)

Pi : Tải trọng trục của loại xe thứ i có trọng lượng trục là Pj

ni : Số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục Pi cần được quy đổi về tải trọng trục tính toán Trong tính toán thường lấy ni bằng số lần mỗi loại xe i sẽ thông qua mặt cắt ngang đường thiết kế trong 1 ngày đêm

C1 : Hệ số trục

1

C = 1+1.2× m -1 (m là số trục của cụm trục i)

C1 = 2 nếu khoảng cách hai trục xe ≥ 3 m

C2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của số bánh xe trong 1 cụm bánhCụm bánh đơn : C2 = 6.4

Cụm bánh đôi : C2 = 1Cụm 4 bánh : C2 = 0.38Chỉ quy đổi những trục có trọng lượng từ 25 kN trở lên

3.1.4Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15)

Ntk(trục/ngày đêm.2 chiều) 255

3.1.5Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên một làn xe N tt :

Công thức : N = N ×f

Trang 28

fL : hệ số xét đến sự phân bố số trục xe trên 1 làn xe.

Đường 1 làn xe : fL = 1Đường 2÷3 làn xe : fL = 0.55Đường 4 làn xe + dải phân cách giữa : fL = 0.35Đường 6 làn xe + dải phân cách giữa : fL = 0.3

Ở đây đường có 2 làn xe và không có dải phân cách nên fL = 0.55Đối với mặt đường phần xe chạy :

N = N × f 255 0.55 140�  (trục/làn.ngày đêm)Đối với phần lề gia cố lưu lượng tính toán được lấy bằng 35÷50% lưu lượng xe chạy của làn cơ giới liền kề

lgc

N = 0.35× N = 0.35×140 = 49 (trục/làn.ngày đêm)

3.1.6Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm :

Đối với mặt đường

q = 0.085 : tỷ lệ tăng xe hàng năm

t = 15 năm : thời hạn tính toán

Nt : số trục xe dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế (N15)

lgc

N = 0.35× N = 0.35× 4460416 = 161146 (trục/làn)

3.1.7Môdun đàn hồi yêu cầu E yc :

 Trị số modun đàn hồi yêu cầu được xác định theo bảng 3.4 của 22 TCN 211-06tùy thuộc số trục xe tính toán Ntt và tùy thuộc loại tầng mặt của kết cấu áođường thiết kế

 Trị số modun đàn hồi yêu cầu xác định được theo bảng trên không được nhỏhơn trị số tối thiểu (Emin) quy định ở bảng 3.5 phụ thuộc loại đường, cấp đường

và loại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế

 Trị số modun đàn hồi chọn tính toán Echọn = max(Eyc, Emin)

 Trị số modun đàn hồi chung yêu cầu được xác định dựa vào bảng 3.4 22TCN211-06 và số trục xe tính toán

Đối với mặt đường cấp cao A1:

Ntt = 140 trục/làn.ngđ => Eyc = 152.2 MPa (lớn hơn giá trị tối thiểu của modun đànhồi theo yêu cầu ở bảng 3.5 là 140 Mpa) => lấy Eyc = 152.2 MPa để kiểm toán.Đường cấp III, theo bảng 3.3, chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp hạng đường là 0.9.Dựa vào số đó tiếp tục tra bảng 3.2 chọn hệ số cường độ về độ võng dvd 1.1

c

K  =>1.1 152.2 167.42

dv

cd yc

Trang 29

Đối với lề gia cố

Độ chặt yêu cầu

Nền đắp : Từ đáy áo đường xuống 30 cm lấy K = 0.98; Bên dưới chiều sâu trên

lấy K = 0.95Nền đào và nền không đào không đắp : Từ đáy áo đường xuống 30 cm lấy

K=0.98; Bên dưới chiều sâu trên lấy K = 0.93

Độ ẩm tương đối

nh

W

a = = 0.55W

Modun đàn hồi Eo = 49 MPa

Góc ma sát trong o

0

φ = 30Trị số lực dính đơn vị c = 0.020 MPa

Trong trường hợp đất nền tự nhiên không đạt độ chặt yêu cầu thì cần đào phạm vikhông đạt rồi đầm nén cho đạt độ chặt

3.2KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

3.2.1Phương án 1

3.2.1.1Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 1 và các đặc trưng tính toán

Lớp kết cấu (từ dưới lên) Bề dày lớp

(cm)

E (MPa)

R ku (MPa)

c (MPa)

φ (đ ộ)

Độ võng Trượt

Kéo uốn

Cấp phối đá dăm loại II 25 250 250 250

Cấp phối đá dăm loại I 18 300 300 300

Bê tông nhựa chặt hạt trung 6 350 250 1600 2.0

Bê tông nhựa chặt hạt mịn 4 420 300 1800 2.8

Trang 30

Phần lề gia cố :

Lớp kết cấu (từ dưới lên)

Bề dày lớp (cm)

E (MPa)

R ku (MPa)

c (MP a)

φ (độ)

Kéo uốn

Cấp phối đá dăm loại II 20 250 250 250

Bê tông nhựa chặt hạt trung 6 350 250 1600 2.0

3.2.1.2Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi :

Một kết cấu áo đường được xem là đảm bảo về mặt cường độ nếu thõa mãn điều kiện :

dv

E �K ETrong đó :

dv cd

K : hệ số cường độ về độ võng, phụ thuộc độ tin cậy thiết kế

Eyc : Modun đàn hồi yêu cầu của kết cấu áo đường, xác định theo

bảng 3.4 22 TCN 211-06, phụ thuộc tổng số trục xe tính toán ởnăm cuối thời hạn thiết kế

Ech : được xác định dựa vào toán đồ Kogan cho hệ hai lớpChuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi kết cấu áo đường hai lớp một từ dướilên trên theo công thức :

3 1/3 '

Kết cấu áo đường phần xe chạy

Trang 31

Vậy kết cấu dự kiến đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.

3.2.1.3Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất :

Điều kiện kiểm tra :

Tax : ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe chạy gây ra trong

nền đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính

Tav : ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân của các lớp đất

bên trên gây ra cũng tại điểm đang xét

tr cd

K : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy

thiết kế

Kết cấu áo đường phần xe chạy :

Xác định Etb của cả 4 lớp kết cấu, kết quả tính toán được lập thành bảng sau :

Trang 32

Tra biểu đồ hình 3.3, 22 TCN 211-06 với góc nội ma sát của đất nền là 30o ta được Tax

= 0.0156

p Vì áp lực lên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán là

p = 0.6 MPa nên => Tax = 0.0156 × 0.6 = 0.0093 MPa

Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây

=> C = C × k × k × ktt 1 2 3 0.02 0.6 0.8 1.5 0.0144� � �  MPa

Kiểm toán điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu lấy bằng 0.9, tra bảng 3.7 22 TCN 211-06

ta được tr

cd

K 0.94.Với các trị số Tav và Tax tính được ở trên ta có

T + T = 0.0093 - 0.0021 = 0.0072MPa

tt tr cd

C 0.0144

= = 0.0153MPa0.94

KKết quả kiểm toán cho thấy 0.0072<0.0153 nên thỏa mãn tiêu chuẩn chịu cắt trượt

3.2.1.4Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu liền khối :

Công thức :

ku tt

cd

RσK

�Trong đó :

ku

σ : ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dướitác dụng của tải trọng bánh xe

Trang 33

K : hệ số cường độ về chịu kéo uốn chọn tùy thuộc vào độ tin cậy thiết kế

Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bêtông nhựa ku

k2 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tácnhân về khí hậu thời tiết Với bêtông nhựa chặt loại 1 lấy k2 = 1

k1 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụngcủa tải trọng trùng phục; k1 được lấy như sau với vật liệu bêtông nhựa :

p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán nêu trong 3.2.1 và 3.2.2

kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đườngdưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn;

Cụm bánh đơn của tải trọng trục nặng nhất (nếu có): kb = 1Cụm bánh đôi của tải trọng tiêu chuẩn : kb = 0.85

ku

σ : ứng suất kéo uốn đơn vị, xác định theo toán đồ

Đối với lớp bêtông nhựa lớp trên H 1 = 4 cm ; E 1 = 1800 MPa

Lớp vật liệu hi

(cm)

E(MPa)

E

t =E

i+1 i

h

k =h

Trang 34

=> ch dc tb

E

= 0.4657

E => Ech = 0.4657 x 421.6= 196.37 MPaTìm σku ở đáy lớp bêtông nhựa lớp trên theo toán đồ hình 3.5 22 TCN 211-06

ku

σ = 2.3005× 0.6× 0.85 = 1.1733

Kiểm toán với bêtông nhựa lớp trên :

ku tt

E

= 0.4921

E => Ech = 0.4921 x 309.346= 152.229MPaTìm σku ở đáy lớp bêtông nhựa lớp trên theo toán đồ hình 3.5 22 TCN 211-06

Trang 35

σ = 2.215× 0.6× 0.85 = 1.1296

Kiểm toán với bêtông nhựa lớp dưới :

ku tt

3.2.1.5Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.

Một kết cấu áo đường được xem là đảm bảo về mặt cường độ nếu thỏa mãn điều kiện :

dv

dv cd

3 1/3 '

Kết cấu áo đường phần lề gia cố

Trang 36

=> chdc tb

E

= 0.4996

E => Ech = 0.4996 x 342.6= 173.1 MPa Giá trị Ech đã được tính toán bên trên

Ech = 173.1 MPa > Kdvcd.Eyc146.3 MPa

Vậy kết cấu dự kiến đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

3.2.1.6Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn cắt trượt trong đất nền.

Điều kiện kiểm tra :

Tax : ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe chạy gây ra trong

nền đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính

Tav : ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân của các lớp đất

bên trên gây ra cũng tại điểm đang xét

tr cd

K : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy

thiết kế

Kết cấu áo đường phần lề gia cố :

Xác định Etb của cả 4 lớp kết cấu, kết quả tính toán được lập thành bảng sau :

Trang 37

Tra biểu đồ hình 3.3, 22 TCN 211-06 với góc nội ma sát của đất nền là 30o ta được Tax

= 0.0128

p Vì áp lực lên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán là

p = 0.6 MPa nên => Tax = 0.0128 × 0.6 = 0.0076 MPa

Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây

Kiểm toán điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu lấy bằng 0.9, tra bảng 3.7 22 TCN 211-06

ta được tr

cd

K 0.94.Với các trị số Tav và Tax tính được ở trên ta có

T + T = 0.076 - 0.0019 = 0.0057MPa

tt tr cd

C 0.027

= = 0.0287MPa0.94

KKết quả kiểm toán cho thấy 0.0057<0.0287 nên thỏa mãn tiêu chuẩn chịu cắt trượt

3.2.1.7Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu lien khối.

Công thức :

ku tt

cd

RσK

�Trong đó :

K : hệ số cường độ về chịu kéo uốn chọn tùy thuộc vào độ tin cậy thiết kế

Kết cấu áo đường phần lề gia cố

Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bêtông nhựa ku

tt

R : (mục 3.6.3,

22 TCN 211-06)

Trang 38

R = k × k × RTrong đó

k2 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tácnhân về khí hậu thời tiết Với bêtông nhựa chặt loại 1 lấy k2 = 1

k1 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụngcủa tải trọng trùng phục; k1 được lấy như sau với vật liệu bêtông nhựa :

K = K =0.94 theo bảng 3-7 cho đường cấp III, ứng với độ tin cậy 0.9

Đối với lớp bêtông nhựa lớp trên H 1 = 4 cm ; E 1 = 1800 MPa

Trị số Etb của 3 lớp kết cấu bên dưới là 372.8 MPa như đã tính ở trên, bề dàylớp tổng cộng là H’ = 44 cm Xét đến trị số hiệu chỉnh

E

=> ch dc tb

E

= 0.4312

Trang 39

Kết quả tra toán đồ được σku 2.3877 và với p = 0.6 MPa ta có :

ku

σ = 2.3877× 0.6× 0.85 = 1.2177

Kiểm toán với bêtông nhựa lớp trên :

ku tt

E

=> chdc tb

E

= 0.4649

ku

σ = 2.3089× 0.6× 0.85 = 1.1775

Kiểm toán với bêtông nhựa lớp dưới :

ku tt

3.2.2.1Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 2 và các đặc trưng tính toán

Trang 40

(MPa) (MPa) (độ)

Độ võng Trượ t Kéo uốn

Bê tong nhựa chặt hạt trung 6 350 250 1600 2

Phần lề gia cố :

Lớp kết cấu (từ dưới lên)

E (MPa)

R ku (MPa)

c (MPa)

φ (độ)

Kéo uốn

Bê tông nhựa chặt hạt trung 6 350 250 1600 2

3.2.2.2Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi :

Một kết cấu áo đường được xem là đảm bảo về mặt cường độ nếu thõa mãn điều kiện :

dv

dv cd

3 1/3 '

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	4,38 MB