Tập bài giảng kinh tế và quản lý khai thác

-Lựa chọn + 2 đến 3 vận tốc định chuẩn dự kiến, trong đó có 1 vận tốc chủ đạo là vận tốc của dòng xe trên các đoạn đờng có tình trạng lu thông bình thờng + 1 đến 2 vận tốc dự phòng là vậ

Trang 1

1

Tập bài giảng: Kinh tế và Quản lý Khai thỏc đường

Đỏnh giỏ chất lượng khai thỏc

đường

TS Đinh Văn Hiệp

Trường Đại học Xõy dựng

Đ Đỏnh giỏ độ bằng phẳng và phương phỏp xỏc định

Khi xe chạy trờn đường khụng bằng phẳng, bỏnh

xe va chạm vào chỗ ghồ ghề, vận tốc xe chạy sẽ giảm đi

một lượng :

R h h R V R

a V V

2 2 sin

Động năng sẽ giảm đi một

lượng tương ứng :

2 2 2 1

) 2 (

.

2

1

.

R h h R V

g

G

 

Vỡ h2 << R nờn :

h D V g G R

h R V g

G

2

1

2

1 2 2





1 ảnh hởng của sự không bằng phẳng đến

điều kiện xe chạy :

Nếu trờn đoạn đường dài L (m) cú n chỗ nhấp nhụ cao hi thỡ năng lượng của bỏnh xe sẽ giảm đi một lượng :





i i h D V g

G E

1 2

1 2 .



Để xe chạy được với vận tốc bỡnh thường như trờn đường bằng phẳng thỡ trờn 1 (m) dài đường động cơ phải cần thờm một lực kộo phụ F1 :





i i

L h D V g

G F

1 2 1

1  2 . Lực kộo phụ F1 cú thể xem dựng để thắng sức cản lăn phụ f1 thờm xuất hiện do đường khụng bằng phẳng





i i

a

h D g V G G G F f

1 2 1 1

2



5

ĐỘ BẰNG PHẲNG

– ĐỘ GỒ GHỀ

(PAVEMENT ROUGHESS)

Chất lượng

xe chạy

Tiện nghi của hành khỏch

Mất mỏt thời gian

Tiờu hao nhiờn liệu

Chi phớ bảo dưỡng phương tiện GT

Quan điểm của Worldbank:

Độ bằng phẳng là yếu tố quan trọng nhất

trong phõn tớch, đỏnh giỏ ảnh hưởng của chất

lượng mặt đường tới chi phớ khai thỏc

 Nhận xột : Khi xe chạy trờn đường khụng bằng phẳng :

- Sức cản lăn f cú thể tăng 3 ữ 4 lần

- Vận tốc kỹ thuật của xe cú thể giảm 40%

- Tiờu hao nhiờn liệu tăng 1,3 ữ 1,5 lần

- Hao mũn xăm lốp tăng 1,4 ữ 1,5 lần

- Thời gian đại tu giảm, chi phớ khai thỏc cú thể tăng 2 ữ 2,5 lần

Trang 2

2 Các phơng pháp đánh giá độ bằng phẳng :

2.1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam :

- Phương phỏp dựng thước 3m : 22 TCN 16-79

- Phương phỏp đỏnh giỏ theo chỉ số độ ghồ ghề

quốc tế IRI (International Roughess Index) :

22 TCN 277-01

2.2 Các phơng pháp khác :

- Phương phỏp dựng thước đo 1 hay nhiều trục

bỏnh xe

- Phương phỏp dựng mỏy đo gia tốc dao động

- Phương phỏp dựng mỏy đo xúc

8

I CHỈ TIấU IRI

I.1 Định nghĩa

IRI:International Roughness Index 22TCN-277-01: Chỉ số mụ tả mức độ gồ ghề của mặt đường theo tiờu chuẩn quốc tế (m/km) (0-20)

CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG

9

(1)

IRI = International Roughness Index (in mm/m or m/km)

L = Chiều dài cho một đoạn đường cõ̀n xác định IRI (m)

x = chiều dài đoạn đường mà xe thí nghiợ̀m đi được khi thực hiợ̀n khi tiến hành

đo IRI (m)

V = vọ̃n tốc xe chạy (m/s)

x/V = thời gian xe đi được đoạn đường x

Z * s: độ nõng của phần chịu xoúc (thõn xe - phía trờn giảm xúc)

Z * u: độ nõng của phần khụng chịu xoúc (trục xe -phía dưới giảm xúc)

10

Loại đờng Xây dựng mới

IRI yêu cầu (m/km)

Cải tạo IRI yêu cầu (m/km)

Đờng cao tốc cấp 120, 100, 80 IRI  2,0 IRI  2,5

Đờng ô tô Vtk 80 IRI  2,2 IRI  2,8

Đờng cao tốc cấp 60, Đờng ô tô Vtk

60

IRI  2,5 IRI  3,0

I.2 Ứng dụng trong phõn loại chất lượng mặt đường

11

Loại

mặt đờng Cấp đờng

Tình trạng mặt đờng Tốt Khá Kém Rất kém

Cấp cao A1:

Bê tông nhựa

chặt, bê tông

xm đổ tại

chỗ

Đường cao tốc

cấp 120, cấp 100

và cấp 80;

đường ụ tụ

cấp 80

IRI  2 2<IRI 

4 4<IRI  6 6<IRI  8 Đường cao tốc

cấp 60; đường ụ

tụ Vtk=60 IRI  3

3<IRI 

5 5<IRI  7 7<IRI  9 Đường ụ tụ IRI  4 4<IRI 

6 6<IRI  8 8<IRI  10

I.2 Ứng dụng trong phõn loại chất lượng mặt đường -

22TCN-277-01

12

I.2 Ứng dụng trong phõn loại chất lượng mặt đường

Chỉ số IRI trong đỏnh giỏ chất lượng một số loại mặt đường tại Mỹ

(Sayers et al., 1986)

Trang 3

Kết quả đo IRI: QL5 Hà Nội - Hải Phũng Kết quả đo IRI: Đoạn Phỏp Võn - Cầu Giẽ

15

I.3 Phương tiện đo

16

I.3 Phương phỏp phõn tớch kết quả đo (Phương phỏp giỏn tiếp): Xem 22TCN-277-01

Đo xúc (Tốc độ nhanh)

Đo IRI (Tốc độ chậm)

Độ xúc

IRI

T-ơng quan thực nghiệm giữa IRI và độ xóc V=45km/h

y = 0,1302x - 1,1044

R 2 = 0,9625

0 4 8

Độ xóc (số/km)

CễNG TÁC ĐỊNH CHUẨN

IRI

Phương trỡnh tương quan

Trang 4

Dynatest Road Surface Profiler (RSP)

“South Dakota" method (21 Laser)

Dynatest RSP 5051 Mk II "L5.2c" in Jiangsu, China (5 Laser, 2 gia tốc kế)

Dynatest RSP 5051 Mk II "L3.2cg" in Bulgaria

-RNIP (2004): 10 Year Strategic

Plan for National Road Network in Vietnam

21

I.3.1 Lựa chọn vận tốc định chuẩn:

Vận tốc định chuẩn là vận tốc khi đo xóc trên các đoạn định chuẩn

Vận tốc định chuẩn đợc lựa chọn sẽ là vận tốc dự kiến sau này khi đo xóc trên

toàn tuyến

-Thị sát trên toàn tuyến để lựa chọn vận tốc định chuẩn cho phù hợp

-Lựa chọn

+ 2 đến 3 vận tốc định chuẩn dự kiến, trong đó có 1 vận tốc chủ đạo là vận

tốc của dòng xe trên các đoạn đờng có tình trạng lu thông bình thờng

+ 1 đến 2 vận tốc dự phòng là vận tốc hạn chế trong tình trạng lu thông khó

khăn ở những đoạn đờng qua vùng dân c

+ Vận tốc nhỏ nhất lựa chọn là 25 km/h

22

I.3.2 Lựa chọn đoạn đường định chuẩn:

- Giá trị độ gồ ghề mặt đờng của các đoạn ĐC bao phủ đợc toàn bộ thang độ gồ

200 m, thông thờng là 300m

Đoạn định chuẩn phải nằm trên đờng thẳng, độ dốc dọc không quá 2%, mặt đ-ờng đủ rộng để đảm bảo xe chạy với vận tốc không đổi trên đoạn

Tình trạng gồ ghề bề mặt của đoạn cần phải đồng đều trên dọc cả chiều dài

đoạn, đảm bảo tránh phân chia thành các đoạn nhỏ cục bộ có tình trạng gồ ghề bề mặt khác nhau

Bề mặt của đoạn định chuẩn không bị nứt, vỡ hoặc ổ gà

Trên một đoạn định chuẩn không đợc xen kẽ các loại mặt đờng khác nhau cứng, mềm hoặc lớp phủ khác nhau

23

II CHỈ TIấU THễNG QUA Kấ́T QUẢ ĐO BẰNG THƯỚC

3 mm 5mm 7mm 10mm

15mm

Con nờm

II.1 THƯỚC 3 M

24

II CHỈ TIấU THễNG QUA Kấ́T QUẢ ĐO BẰNG THƯỚC II.1 THƯỚC 3 M

Trang 5

25

Mức độ bằng phẳng đạt đợc

Rất tốt Tốt đạt yêu cầu

Lớp mặt và móng đá dĂm cấp phối

Tất cả khe hở giữa mặt

đờng và thớc không vợt

quá 10 mm

70% khe hở đo đợc không vợt quá 10mm, quá 15 mm

đờng và thớc không vợt quá 15 mm

Lớp móng và mặt dùng nhựa đờng

đờng và thớc không vợt

quá 7 mm

70% số khe hở không vợt quá 7mm phần còn lại không vợt quá 10 mm

26

Mức độ bằng phẳng đạt đợc

Rất tốt Tốt đạt yêu cầu Lớp móng và mặt đờng đá dăm (sỏi ) đen

70% số khe hở không vợt quá 5 mm phần còn lại không vợt quá 7 mm

Mặt đờng bê tông nhựa và bê tông xi mang

70% số khe hở giữa mặt quá 3 mm phần còn lại không vợt quá 5 mm

50% số khe hở không vợt không quá 5 mm

Tất cả khe hở giữa mặt quá 5 mm

Chú thích: (*) Cho phép 5% số khe hở vợt quá trị số qui định, nhng khe hở lớn

nhất không đợc vợt quá 2 lần trị số qui định

27

CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ ĐỘ BẰNG PHẲNG CỦA MẶT ĐƯỜNG

Thiết bị đo độ bằng phẳng nhiều trục bỏnh xe Sơ đồ cấu tạo một ngăn của “gia tốc kế”

1 Khối sắt; 2 Lỏ kim loại; 3 Đinh kim loại; 4 Khung

Trang 6

Đ hao mòn mặt đờng và

phơng pháp xác định

1 Hao mòn mặt đờng :

* Nguyờn nhõn :

 Do tỏc dụng của cỏc lực của bỏnh xe (lực xung kớch thẳng đứng làm vỡ cỏc hạt vật liệu, lực ngang làm búc cỏc hạt vật liệu, ), do sự trượt của bỏnh xe

 Do tỏc dụng của cỏc yếu tố thiờn nhiờn (nước, giú, nhiệt độ, ) làm cho vật liệu bị phong húa dễ bị bào mũn

Quỏ trỡnh hao mũn mặt đường cú thể đều hoặc khụng đều

- Mặt đường mũn đều : ớt ảnh hưởng đến chất lượng

khai thỏc nếu mặt đường vẫn cũn đủ độ nhỏm yờu cầu

- Mặt đường hao mũn khụng đều : Chất lượng khai

thỏc sẽ giảm đỏng kể

Nguyờn nhõn :

+ Cường độ mặt đường và tớnh chịu bào mũn của

vật liệu khụng đều

+ Lưu lượng xe phõn bố khụng đều trờn đường

+ Tốc độ xe chạy trờn cỏc làn xe khỏc nhau

+ Ảnh hưởng của một số vị trớ bị đọng nước, làm

giảm cường độ của vật liệu

Quan hệ giữa độ hao mũn mặt đường theo thời gian và lưu lượng xe chạy :

Nếu xem độ hao mũn và thời gian, cường độ vận

chuyển là tuyến tớnh, thỡ độ hao mũn trong 1 năm của

mặt đường làm việc trong giai đoạn II :

Trong đú : a – hệ số phụ thuộc điều kiện khớ hậu thời

tiết (mm)

b – hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu, mức

độ ẩm ướt của mặt đường, thành phần xe chạy (mm/triệu tấn)

Độ hao mũn của mặt đường ở năm khai thỏc t :

) ( 1 ) 1 (

q

q Q b t a

H

t t







Nếu gọi Tv là số năm phải làm lại lớp hao mũn tương ứng với trị số độ hao mũn cho phộp Ho, ta cú :

Nếu trong khoảng thời gian Tv cường độ hàng húa ớt thay đổi theo thời gian, hoặc cú thể điều tra được cường độ vận chuyển hàng húa trung bỡnh Qtb trong giai đoạn phục vụ thỡ :

) ( 1 ) 1 (

q q Q b T a H

v

T

v o







) ( ) (

.

Thời gian phải làm lại lớp hao mũn :

) ( Q nam b a H T tb o v





Trang 7

2 Phơng pháp xác định độ hao mòn :

 Phương phỏp đào hố, khoan lỗ : ỏp dụng với

cỏc mặt đường đỏ dăm, cấp phối, (khoảng 3 năm đo 1

lần)

 Phương phỏp dựng cỏc miếng kim loại mềm

(chỡ, kẽm, ) cú dạng tam giỏc, hỡnh thang, chữ thập,

 Phương phỏp dựng cỏc mốc kim loại : ỏp dụng

cho cỏc đường cấp cao (khoảng 2 năm đo 1 lần, trờn 3

mặt cắt ngang cỏch nhau khoảng 10m, mỗi trắc ngang

đặt khoảng 3 ữ 5 điểm)

Phương phỏp dựng cỏc miếng kim loại mềm

Hỡnh tam giỏc Hỡnh thang Hỡnh chữ thập

Sơ đồ tớnh độ hao mũn mặt đường

m n H

h  .

Phương phỏp dựng cỏc mốc kim loại

Mặt bằng bố trớ

Sơ đồ đặt mốc kim loại

1 Mốc kim loại khụng gỉ; 2 Nỳt cao su hoặc matit

Sơ đồ thiết bị đo

Đ độ nhám, hệ số bám mặt đờng và

ph-ơng pháp xác định

41

VIII Chỉ số độ nhỏm của mặt đường SN

CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG

Hợ̀ sụ́ nhám f = F/L

F: Lực bám, L: Lực tác dụng thẳng đứng

SN = 100(f)

L

F

42

Quan hệ giữa độ bỏm và tai nạn

Trang 8

43

Yờu cõ̀u vờ̀ SN (Jayawickrama et al., 1996)

< 30 Cõ̀n có biợ̀n pháp khắc phục

≥ 30 Phù hợp với đường cṍp thṍp

31 - 34 Cõ̀n theo dõi và bảo dưỡng

≥ 35 Đường cṍp cao, có lưu lượng giao thụng lớn

* Cỏc phương phỏp đỏnh giỏ độ nhỏm giữa bỏnh xe & Mặt đường :

 Nhúm 1 : Xỏc định trực tiếp hệ số bỏm φ

- Thiết bị : xe đo lực, bản thõn ụ tụ, thiết bị đo giảm tốc, dụng cụ đo kiểu quả lắc, giỏ đo cú bỏnh rơi, giỏ đo cú bỏnh cố định,

 Nhúm 2 : Xỏc định giỏn tiếp hệ số bỏm φ thụng qua độ nhỏm của mặt đường

- Phương phỏp rắc cỏt, phương phỏp chụp ảnh nổi, phương phỏp ỏp khuụn bằng thạch cao, phương phỏp siờu õm,

* Phương phỏp đo :

- Đoạn đường bằng phẳng, thẳng, rửa sạch và mặt

giữa cho thật ẩm

- Dựng xe đo tiờu chuẩn (M21, Volga) cú 4 lốp

mới, chạy với vận tốc 60km/h và hóm đột ngột

- Xỏc định chiều dài hóm Sh

- Xỏc định hệ số bỏm φ thụng qua chiều dài hóm.

1 Phơng pháp đo chiều dài hãm xe :

* Yờu cầu :

- Hóm đột ngột, tất cả cỏc bỏnh xe phải được hóm

cứng lại, lỳc này ụ tụ chỉ cú trượt dọc.

i S V K

h



 254

2

Thiết bị Dynatest 6850H

Thiết bị Dynatest 995 T

* Nguyên lý : Một con lắc có trọng lợng P =1500  30g, mặt dới có gắn một tấm trợt bằng cao su tiêu chuẩn (kích thớc 6,35x25,4x76,2mm), rơi từ một độ cao xác định H= 411

 5mm và trợt trên bề mặt đờng ẩm ớt với chiều dài trợt không

đổi L = 125  2mm, sau đó con lắc sẽ văng lên tới độ cao h

SRT càng lớn và mặt đờng càng nhám

Thí nghiệm đo độ nhám mặt đờng bằng con lắc Anh nhằm mô phỏng điều kiện xe chạy trên đờng ẩm ớt với tốc độ

V = 50km/h và phản ánh độ nhám vi mô của mặt đờng

2 Dụng cụ đo kiểu quả lắc (con lắc Anh) :

Trang 9

Sơ đồ cấu tạo con lắc Anh

* Phương phỏp đo :

- Dựa trờn nguyờn tắc

đo lực quỏn tớnh nhờ cỏc khối nặng

- Khi đo, đặt trực tiếp dụng cụ ngay trờn sàn xe Độ lệch của quả lắc khi hóm xe đặc trưng cho hệ số bỏm dọc

φ1 xỏc định theo cụng thức :

3 Dụng cụ quả lắc đo gia tốc âm :



1 sin

* Thiết bị :

- Ống trụ trũn bằng kim loại cú một đầu bịt kớn, cú

thể tớch bờn trong 25cm3

- Bàn xoa bằng gỗ đường kớnh 6 ữ 7,5 cm, một

mặt được phủ bằng đệm cao su dày 2 ữ 3mm

- Thước, chổi mềm, thiết bị chắn giú.

- Cỏt cú kớch cỡ tiờu chuẩn (0,16 ữ 0,3mm), sạch,

khụ, trũn cạnh.

4 Phơng pháp rắc cát (22 TCN 278 – 01) :

Chỉ ỏp dụng cho mặt đường BTXM & BTN.

* Trỡnh tự đo :

- Chọn vị trớ cần đo (khụ rỏo, sạch)

- Đổ đầy cỏt vào ống trụ, dựng ỳp ống trụ vào vị trớ cần đo và gừ nhẹ thành ống cho cỏt ra hết

- Dựng bàn xoa trải đều cỏt trờn mặt đường (Quỏ trỡnh xoa tiến hành từ trong ra ngoài theo hỡnh xoắn ốc, tạo thành mảng cỏt trũn cú diện tớch lớn nhất).

- Đo đường kớnh mảng cỏt theo hai hướng vuụng gúc nhau (song song và vuụng gúc trục đường)

- Xỏc định chiều sõu trung bỡnh vệt cỏt H :

)

(mm S V

H 

53 CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG

54

VIII Chiều sõu rắc cỏt ( 22 TCN 65 - 84 )

Trang 10

* Đỏnh giỏ kết quả :

Chiều sõu TB

Htb (mm)

Đặc trưng độ nhỏm

bề mặt

Phạm vi ỏp dụng

Htb < 0,25

0,25 ≤ Htb < 0,35

0,35 ≤ Htb < 0,45

0,45 ≤ Htb < 0,80

0,80 ≤ Htb ≤ 1,20

Htb > 1,2

Rất nhẵn Nhẵn TB Nhẵn Trung bỡnh Thụ Rất thụ

Khụng nờn dựng

V < 60 km/h

60 km/h ≤ V < 80 km/h

80 km/h ≤ V ≤ 120 km/h

V > 120 km/h Trường hợp đặc biệt

Đ cờng độ mặt đờng và phơng

pháp xác định

(Xem thờm thớ nghiệm đỏnh giỏ chất lượng mặt đường)

57

IV CHỈ TIấU BB(benkenman beam-22TCN251-98)

CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ MẶT ĐƯỜNG

BB(độ lỳn mặt đường tại vị trớ đầu đo)

58

IV CHỈ TIấU BB(benkenman beam-22TCN251-98)

Trị số mô đun đàn hồi đặc trng của từng đoạn đờng thử nghiệm (Eđh) xác

định theo công thức sau:

Trong đó : P: áp lực bánh xe tiêu chuẩn xuống mặt đờng, p = 6 daN/cm2

D: Đờng kính tơng đơng của diện tích vệt bánh xe tiêu chuẩn, D=33 cm

: Hệ số poat-xông, =0,3

Ldt: Độ võng đàn hồi đặc trng

) / ( 1 693 ,

2

cm daN L D p E

dt dh







59

IV CHỈ TIấU FWD (22TCN 335-06)

IV.1 Thiết bị đo

FWD

(Độ lỳn mặt đường tại tấm ộp)

(xung lực 40KN, D=30cm)

60

IV CHỈ TIấU FWD (22TCN 335-06)

IV.1 Xử lý số liệu

r d

P M

ri ri

4 , 2



(3) trong đó:

i

là mô đun đàn hồi của lớp đất nền đờng tại vị trí đo, MPa ;

tính toán của mặt đờng) tại điểm cách tâm tấm ép một khỏang là r , cm

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	2,02 MB