Bài giảng Thiết kế đường ô tô: Chương 4

Bài giảng Thiết kế đường ô tô: Chương 4 trình bày các nội dung chính sau: Thiết kế trắc ngang và nền đường, bề rộng phần xe chạy và lề đường, các dạng trắc ngang nền đường, các loại biến dạng của nền đường, Taluy đường và gia cố Taluy,... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết của bài giảng.

Trang 1

4.1 BỀ RỘNG PHẦN XE CHẠY VÀ LỀ ĐƯỜNG

4.1.1 Bề rộng phần xe chạy

 Bề rộng phần xe chạy được xác định phụ thuộc vào

 lưu lượngxe chạy trên đường;

 thành phần xetham gia lưu thông;

 tốc độxe chạy;

 và việc tổ chức phân luồng giao thông

 Bề rộng phần xe chạy là tổng bề rộng các làn xe bố trí trên

đường

 Bề rộng của một làn xe được xác định phụ thuộc vào chiều

rộng của thùng xe, khoảng cách từ thùng xe đến làn xe bên

cạnh và từ bánh xe đến mép phần xe chạy

 Bề rộng làn xe ngoài cùng xác định theo công thức:

trong đó:

b – chiều rộng thùng xe, m;

c – cự ly giữa hai bánh xe, m;

x – khoảng cách từ thùng xe tới làn xe cạnh;

y – khoảng cách từ giữa bánh xe đến mép phần xe chạy,

 Khi phần xe chạy gồm nhiều làn xe thì những làn xe nằm ở

giữa tính theo công thức:

B2= b + x1+ x2 Trong đó

x1, x2– khoảng cách từ thùng xe tới làn xe cạnh;

Trang 2

 Các trị số x, y được xác định theo công thức thực nghiệm sau:

x = 0,5 + 0,005V khi làn xe cạnh ngược chiều;

x = 0,35 + 0,005V khi làn xe cạnh cùng chiều;

y = 0,5 + 0,005V

trong đó x, y tính bằng m, còn V tính bằng km/h;

 Khi tính toán cần phải xét cả hai trường hợp: xe con có kích thước bé

nhưng tốc độ xe chạy cao, xe tải có tốc độ thấp nhưng kích thước lớn.

4.1.2 Lề đường

 Dải đất song song và nằm sát phần xe chạy gọi là lề đường

 Lề đường có tác dụng giữ cho mép mặt đường không bị hư

hỏng Lề đường phải đảm bảo khi cần thiết ô tô có thể tránh hoặc

đỗ trên lề đường

 Khi sửa chữa xây dựng mặt đường, lề đường còn là nơi dùng để

chứa vật liệu

4.1.2 Lề đường

 Khi Vtt 40km/h thì lề đường có một phần gia cố, phần gia cố

này có cấu tạo đơn giản hơn so với mặt đường (bớt lớp, bớt

chiều dày, dùng vật liệu kém hơn) nhưng lớp mặt của nó phải

cùng vật liệu với mặt đường

 Đường có Vtttừ 60km/h trở lên phải có dãi dẫn hướng – là vạch

sơn liền rộng 20cm nằm trên lề gia cố, sát với mép mặt đường

 Chiều rộng tối thiểu các yếu tố mặt cắt ngang của các cấp đường

được quy định ở bảng 6 và bảng 7

Trang 3

4.1.2 Lề đường

Vạch sơn

dẫn hướng

Lề đường

gia cố

4.1.2 Lề đường

Trang 4

4.1.3 Dốc ngang

 Độ dốc ngang của các bộ phận trên mặt cắt ngang ở các đoạn

đường thẳng quy định như bảng 9 Dốc ngang trên các doạn

cong phải tuân thủ quy định về siêu cao

4.1.4 Độ khum mui luyện

 Để thốt nước ở trên mặt đường được nhanh chĩng, do mặt đường cĩ

dốc ngang 2 mái (ký hiệu là i n ) nên tại tim đường cĩ điểm gãy, vì vậy để

bảo đảm xe chạy êm thuận, an tồn phải bố trí đường cong trên đỉnh tại

tim đường, đường cong này gọi là độ khum mui luyện mặt đường.

 Phương trình độ khum mui luyện

Trong đĩ:

B – bề rộng mặt đường

f – hiệu số cao độ giữa tim đường mép đường

i n – độ dốc ngang của mặt đường

Độ khum mui luyện

2 2

4 x B f

y 

x

y

4.1.5 Dải đất dành cho đường:

 Dải đất dành để bố trí các cơng trình phụ và các cọc tiêu,

biển báo và trồng cây xanh hai bên đường gọi là dải đất

dành cho đường

Trang 5

4.2 CÁC DẠNG TRẮC NGANG NỀN ĐƯỜNG

4.2.1 Nền đường đắp hồn tồn

 Thơng thường cấu tạo mái dốc ta luy là 1:1,5 Khi nền

đường đắp quá cao, độ dốc ta luy cĩ thể thoải hơn

2-3%

Thùng đấu

1:5

Thùng đấu

2-3%

1:1,5

K

a)

b)

1:75

1:

5

1:

5

1:2

c)

d)

Hình 4.1 Các trắc ngang định hình nền đường đắp

a) Nền đắp dưới 1m; b) nền đắp từ 1 – 6m;

c) Nền đắp từ 6 – 12m; d) Nền đường đầu cầu và nền đắp dọc sơng

 Khi đắp nền đường trên sườn dốc

 Khi nền tự nhiên cĩ dốc ngang dưới 20 %, phải đào bỏ

lớp đất hữu cơ rồi đắp trực tiếp

 Khi nền tự nhiên dốc ngang từ 20 % đến 50 % phải đào

thành bậc cấp trước khi đắp nền đường Chiều rộng bậc

a =1÷3m

 Khi đắp nền đường trên sườn dốc

 Khi nền tự nhiên dốc ngang trên 50 % phải thiết kế cơng

trình chống đỡ (tường chân, tường chắn, đắp đá, cầu

cạn, cầu kiểu ban cơng )

>40%

Xếp đá khan

Tường chắn

a) Xếp đá b) Xây tường chắn

Trang 6

 Phạm vi áp dụng: đường đồng bằng, nơi cĩ địa hình

khơng thay đổi nhiều

 Ưu điểm: chế độ thủy nhiệt tương đối ổn định (ít chịu ảnh

hưởng đối với nước ngầm, nước mặt), dễ thi cơng, giá

thành rẻ

 Nhược điểm: khi chiều cao nền đắp quá cao hoặc nền đắp

trên sườn dốc lớn đặc biệt nếu khi thi cơng đất nền khơng

được lu lèn chặt thì nền dường rất dễ bị mất ổn, vì vậy phải

tốn kinh phí cho cơng tác phịng hộ, gia cố chân taluy

4.2.2 Nền đường đào

 Nền đường đào hồn tồn (Hình a)

 Đào chữ L (Hình b)

 Khi đào qua nhiều lớp đất đá khác nhau thì độ dốc ta luy cũng

khác nhau

1:m

Rãnh dọc

1:1

1

Tầng đất

Tầng đá gốc

4.2.2 Nền đường đào

 Nền đường đào hồn tồn

hưởng của chế độ thủy nhiệt

 Nền đường đào kiểu L

dốc

máy đào nhờ vào độ dốc

hưởng của chế độ thủy nhiệt, vì vậy phải tốn kinh phí cho

cơng tác phịng hộ, gia cố chân taluy

Trang 7

4.2.3 Nền đường nữa đào nữa đắp

 Phạm vi áp dụng: đường đi vùng đồi núi, trung du

 Ưu điểm: tận dụng được đất từ nền đào chuyển sang đắp

cho nền đắp, vì vậy giảm được công vận chuyển đất đi đỗ

 Nhược điểm: nếu đào sâu, đắp cao trên sườn dốc có độ

dốc lớn thì dễ bị sạt lở, chế độ thủy nhiệt của đường kém

4.3 YÊU CẦU ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG

 Nền đường ô tô là một công trình thường được làm bằng

đất và có tác dụng:

 Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đất

đủ rộng dọc theo tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình

đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng được điều kiện chạy xe

an toàn, êm thuận và kinh tế

 Làm cơ sở cho áo đường, cùng với áo đường chịu tác

dụng của tải trọng xe cộ và của thiên nhiên

4.3 YÊU CẦU ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG

 Để đảm bảo các yêu cầu nêu trên, khi thiết kế và xây dựng nền

đường cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây:

thước hình học và hình dạng của nền đường không bị phá

hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe Các hiện

tượng mất ổn định toàn khối đối với nền đường thường là:

trượt lở mái ta luy nền đường đào hoặc đắp, trượt nền đường

đắp trên sườn dốc, trượt trồi và lún nền đất đắp trên đất

yếu,…(Hình 4.3.1)

được lực cắt trượt dưới tác dụng của tải trọng bánh xe

không được thay đổi theo thời gian, theo điều kiện khí hậu,

thời tiết một cách bất lợi

Trang 8

4.4 CÁC LOẠI BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐƯỜNG

 Các biến dạng hư hỏng điển hình của nền đường:

 Bào mòn, phong hóa

 Xói lở, sạt lở

 Co ngót

 Lún

 Sụp

 Trượt

 Nền đường thường bị phá hoại do các nguyên nhân sau đây:

 Sự phá hoại của thiên nhiên như mưa làm tích nước hai bên

đường, làm giảm cường độ của đất nền đường, gây sạt lở

mái dốc ta luy

 Do điều kiện địa chất thủy văn tại chỗ không tốt làm cho nền

đường bị mất ổn định

 Do tác dụng của tải trọng xe chạy

 Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường

đắp quá cao hoặc đào quá sâu, ta luy thường hay bị sạt lở

 Do thi công không đảm bảo chất lượng: đắp không đúng quy

cách, loại đất đắp, lu lèn không chặt,…

 Trong số các nguyên nhân nói trên thìtác dụng phá hoại của

nước đối với nền đường là chủ yếu nhất(gồm nước mặt, nước

ngầm và cả hơi nước)

 Bị bào mòn, phong hoá

 Mái taluy nền đào, nền đắp có

thể bị bào mòn, phong hoá do

gió, bão, bức xạ mặt trời,

không khí, …

 Các mái taluy đào bị phong

hoá nặng có thể dẫn đến tình

trạng đá lở, đá lăn, sụt, trượt

 Vì vậy cần có các biện pháp

bảo vệ và gia cố taluy nền

đường cho phù hợp và kinh tế

Trang 9

 Xói lở, sạt lở

 Nền đường có thể bị xói lở,

sạt lở do nước mưa, nước

ngầm, sóng vỗ Xói lở có thể

làm hư hỏng các bộ phận

công trình đường, có thể là

một trong những nguyên nhân

dẫn đến sạt lở, sụt, trượt

 Cấu tạo và xác định đúng

khẩu độ các công trình thoát

nước; Cấu tạo các biện pháp

bảo vệ và gia cố taluy nền

đường hợp lý có thể hạn chế

được hiện tượng xói lở, sụt lở

 Lún

 Lún là biến dạng cơ bản của nền đường

nền đất đủ cường độ, nền đường sẽ xuất hiện một độ lún nhất

định trong quá trình khai thác do trọng lượng bản thân nền

đường, các lớp mặt đường và hoạt tải tác dụng làm nền

đường chặt thêm

 Biến dạng lún này phát triển đều theo chiều ngang và không

vượt quá một trị số nhất định thì không gây nguy hiểm

 Nhưng do tải trọng xe cộ tác dụng không đều nên biến dạng

lún dạng này thường là lún không đều, làm trắc ngang đường

bị méo mó, biến dạng

 Trường hợp nền đường đắp trên đất yếu có thể xuất hiện biến

dạng lún của nền đường vào trong nền đất yếu

 Lún

Trang 10

 Sụp

 Thường do nguyên nhân

nền đường đắp không

được đầm nén hoặc đầm

nén không kỹ, đất đắp nền

có c,  quá thấp hoặc nền

đường quá ẩm ướt

 Trượt

 Đây là dạng mất ổn định cơ học nghiêm trọng.

 Trượt có thể xảy ra ở nền đường đào hoặc nền đường đắp

a)

c)

b)

d)

Hình 4.3.1 Các hiện tượng nền đường mất ổn định toàn khối.

a) Trượt ta luy đắp; b) Trượt ta luy đào;

c) Trượt nền đường đắp trên sườn dốc; d) Trượt trồi trên đất yếu.

 Nền đường bị phá hoại

Trang 11

 Nền đường bị phá hoại

 Các sự cố trượt đường đắp trên nền đất yếu

Sự cố trượt đường đầu cầu Trường Phước, Quận 9, Tp HCM

 Các sự cố trượt đường đắp trên nền đất yếu

Sự cố trượt đường đầu cầu Trường Phước, Quận 9, Tp HCM

Trang 12

 Các phương pháp tính toán ổn định nền đường

 Trên thực tế thường sử dụng phổ biến các phương pháp:

•Phương pháp phân mảnh cổ điển Phương pháp này

do W.Fellenius đề xuất năm 1926

•Phương pháp Bishop (1955)

 Hiện nay việc tính toán thường dùng các phần mềm

chuyên dụng như GeoStudio/Slope, Plaxis …

Kết quả tính toán ổn định tham khảo

4.5 TALUY ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ TALUY

4.5.1 Khái niệm

 Mái đường (taluy đường): Là khoảng bán không gian, giới hạn

bởi vai đường và điểm gặp của đất thiên nhiên với đất đắp nền

đường (nếu là đường đắp), bởi điểm gặp của đất thiên nhiên

với đường đào và mặt trên của rãnh dọc (nếu là đường đào)

 Độ thoải (độ dốc) của taluy đường do các nhân tố sau đây

quyết định:

 Tính chất của đất (cụ thể là góc nội ma sát,, hệ số dính kết)

 Chiều cao đào đắp của nền đường

 Khí hậu, thuỷ văn, mưa gió

 Loại và mật độ xe chạy

Trang 13

4.5.2 Thiết kế mái taluy

Trang 14

4.5.3 Các biện pháp gia cố taluy

 Gia cố bằng cỏ

 Rễ thực vật bám vào lớp đất bên trên làm cho đất liên kết

chặt hơn, tăng khả năng chống nước xói và gió thổi

 Các loại hạt giống cỏ phù hợp với trồng bạt mái taluy như:

Cỏ Ruzi, Vetiver

 Ngày 08/10/2001, bộ

trưởng Bộ NN-PTNT đã ký

quyết định số 4727

QĐ/BNN-KHCN về việc

ứng dụng biện pháp công

nghệ mới trên diện rộng cỏ

Vetiver để bảo vệ mái dốc

Trang 15

 Gia cố taluy bằng đá và tấm bê tông

 Lát đá là một loại gia cố chắc chắn, thường dùng phần dưới

ta-luy bị ngập

 Lát đá có thể chịu được vận tốc dòng nước 2 ÷ 4m/giây

Trang 16

Trang 17

 Gia cố taluy bằng Gecell + Neoweb

 Ô địa kỹ thuật geocell là kết cấu không gian 3 chiều HDPE

(PE,PP) khi căng kéo, vật liệu chèn các ô geocell lu lèn tăng khả

năng chịu lực của kết cấu, chống sạt trượt mái taluy

Trang 18

4.6 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

Đối với công trình dạng tuyến như đường giao thông thì việc tính

toán khối lượng đào đắp cho nền đường thường áp dụng

phương pháp tính toán theo mặt cắt trung trình

Công thức tính khối lượng đào đắp

V = Ftb*L = (F1+F2)*L/2

Trong đó

F1: diện tích đào/đắp tại cọc 1

F2: diện tích đào/đắp tại cọc 2

Ftb: diện tích đào/đắp trung bình

L : khoảng cách giữa 2 cọc, có thể xác định theo lý trình của cọc

F1 Ftb F2

L

Cọc số 3 Diện tích đào/đắp

Trang 19

KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP ĐƯỜNG C2A

TÊN

LẺ

ĐẮP

NỀN

ĐÀO NỀN VÉT H.CƠ ĐẮP TALUY ĐÀO TALUY ĐẮP NỀN ĐÀO NỀN VÉT H.CƠ ĐẮP TALUY ĐÀO TALUY

Bài tập: Tính khối lượng đào và đắp cho tuyến đường từ lý trình

Km0+40 đến Km0+60

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	1,15 MB