Bài giảng môn học Kỹ thuật hạ tầng giao thông: Phần 3 - Chương 5 trình bày về công trình nền mặt đường như khái niệm công trình nền đường và các yếu cầu đối với nền đường, các dạng nền đường, thiết kế mái đường đào, thiết kế mái đường đắp và các nội dung khác.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng môn học Kỹ thuật hạ tầng giao thông: Phần 3 (Chương 5) - KS. Phạm Đức Thanh
- CHƯƠNG 5. CÔNG TRÌNH NỀN MẶT ĐƯỜNG
5.1 Khái niệm công trình nền đường và các yêu cầu đối với nền đường
Nền đường ô tô là một công trình bằng đất có tác dụng:
- Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải 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, kinh tế.
- Làm cơ sở cho áo đường: Lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường
chịu đựng tác dụng của xe do đó có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ và tình
trạng khai thác của cả kết cấu áo đường
1
Các yêu cầu đối với nền đường
a/ Nền đường phải đảm bảo luôn luôn ổn định toàn khối: nghĩa là kích
thước hình học và hình dạng của nền đường trong mỗi hoàn cảnh không bị phá
hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe.
b/ Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định: tức là đủ độ bền khi
chịu cắt trượt và không bị biến dạng quá nhiều (hay không được tích luỹ biến
dạng) dưới tác dụng của áp lực bánh xe chạy qua. Nếu không đảm bảo yêu cầu
này thì kết cấu áo đường sẽ bị phá hoại.
c/ Nền đường phải được đảm bảo ổn định về cường độ: nghĩa là cường độ
nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết một cách
bất lợi.
2
5.2 Các dạng nền đuờng (1/5)
Nền đường đắp thấp :
Chiều cao đắp H < 6m.
Độ dốc ta luy tuỳ thuộc loại vật
liệu đắp, thường là 1:1.5
Nền đường đắp cao và đắp trên nền đất
yếu :
Chiều cao đắp H > 6m.
Độ dốc ta luy tuỳ thuộc loại vật liệu đắp,
phần dưới độ dốc cấu tạo thoải hơn, phần
trên đắp thông thường.
Giữa phần dưới và phần trên có thể có bậc
rộng 1-2m.
3
1
- 5.2 Các dạng nền đuờng (2/5)
Nền đường nửa đào, nửa đắp :
Độ dốc ta luy đào, đắp thường khác
nhau.
Chân taluy dương có bố trí rãnh
thoát nước dọc.
Nền đường đào chữ L :
Chân taluy dương có bố trí rãnh
thoát nước dọc.
Độ dốc taluy dương tuỳ thuộc loại
vật liệu nền đào.
4
5.2 Các dạng nền đuờng (3/5)
Nền đường đào chữ U :
Chân taluy dương có bố trí rãnh
thoát nước dọc.
Độ dốc taluy dương tuỳ thuộc
loại vật liệu nền đào.
Nền đường kết hợp với
tường chắn (kè chân)
Thường là nền đường đắp
trên sườn có độ dốc khá
lớn.
5
5.2 Các dạng nền đuờng (4/5)
Nền đường kết hợp với kè đá vai
đường :
Thường là nền đường trong thành
phố với mục đích tiết kiệm diện
tích chiếm dụng.
Kè đá được xây sát mép mặt
đường .
Nền đường kết hợp với tường
chắn chống sụt taluy dương.
Thường là nền đường đào có độ
dốc taluy dương lớn, kém ổn
định.
6
2
- 5.2 Các dạng nền đuờng (5/5)
Nền đường kết hợp với tường chắn có
móng cọc sâu chống trượt sâu taluy
dương.
Thường là nền đường đào có độ dốc
taluy dương lớn, kém ổn định, dễ bị
trượt sâu.
Đường hầm
7
5.3 Thiết kế mái đường đào
Bảng 24 TCVN 4054 - 2005
8
5.4 Thiết kế mái đường đắp
Bảng 25 TCVN 4054 - 2005
9
3
- 5.5 Xây dựng nền đường trên nền đất yếu
5.5.1 Khái niệm về đất yếu
Đất yếu là các loại đất có:
+ Sức chịu tải nhỏ (khoảng 0,5 – 1,0 daN/cm2)
+ Có tính nén lún lớn
+ Hầu như bão hòa nước
+ Có hệ số rỗng lớn (e>1)
+ Môđun biến dạng thấp (thường Eo = 50 daN/cm2)
+ Lực chống cắt nhỏ …
Đất yếu là các vật liệu mới hình thành (từ 10.000 đến 15.000 năm tuổi)
Có thể chia làm 3 loại:
+ Đất sét hoặc đất á sét bụi mềm, có hoặc không có chất hữu cơ;
+ Than bùn;
+ Các loại đất rất nhiều hữu cơ và bùn.
10
5.5.2 Các dạng phá hoại nền đường đắp trên nền đất yếu
Sơ đồ độ lún và chuyển vị ngang của đất nền thiên nhiên 11
5.5.2 Các dạng phá hoại nền đường đắp trên nền đất yếu
Phá hoại do trượt sâu ở nền đắp thực nghiệm gần Bordeaux (Pháp) 12
4
- Hai kiểu phá hoại xảy ra sau khi đào đắp đất
a) Tôn cao nền đắp; b) Đào ở chân taluy nền đắp
13
Các phá hoại dạng đường cong tròn
a) Có đường nứt do kéo trong nền đắp; 14
b) Không có đường nứt kéo trong nền đắp
5.5.3 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu
Khi xây dựng nền đường trên đất yếu thì phải tính toán đảm bảo ổn định cho
nền đường trong suốt qúa trình khai thác con đường.
Nếu không đảm bảo thì cần có các biện pháp xử lý thích hợp khi xây dựng.
15
5
- 5.5.3 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu
Trên thực tế có thể chia ra ba nhóm biện pháp xử lý như sau :
Nhóm 1: Thay đổi sửa chữa đồ án thiết kế như:
+ Giảm chiều cao nền đắp.
+ Thay đổi vị trí tuyến tới chỗ khác.
+ Dùng vật liệu nhẹ để đắp nền đường như xỉ, tro công nghiệp...
16
5.5.3 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu
Nhóm 2: Các biện pháp liên quan tới:
+ Bố trí thời gian: xây dựng theo giai đoạn
+ Các giải pháp về vật liệu (làm bệ phản áp, đắp bằng vật liệu nhẹ, đào
bỏ một phần hay toàn bộ lớp đất yếu...),
+ Gia tải tạm thời…
Xây dựng nền đường theo giai đoạn 17
5.5.3 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu
Nhóm 3: Các biện pháp xử lý chính bản thân nền đất yếu nhằm cải thiện
các tính chất của đất:
c1. Dùng cọc cát , giếng cát.
18
6
- c1. Dùng cọc cát , giếng cát (tiếp)
Thi công cọc cát
Các bước làm cọc cát bằng 19
phương pháp nổ mòn
c1. Dùng cọc cát , giếng cát (tiếp)
Khoan các lỗ bằng
phương pháp xói nước
Tạo lỗ cọc cát bằng
phương pháp đóng ống thép
20
a) Thiết bị tạo lỗ; b) Sơ đồ mũi ống thép
21
Quá trình thi công cọc cát
7
- Quá trình thi công cọc cát (tiếp) 22
5.5.3 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu (5/6)
c2. Sử dụng bấc thấm.
Cấu tạo bấc thấm
Thi công cắm bấc thấm
23
c2. Sử dụng bấc thấm (tiếp)
Thi công bấc thấm
24
a) Thiết bị cắm bấc thấm; b) Ống lồng bấc thấm
8
- c2. Sử dụng bấc thấm (tiếp)
Mạng lưới các đường thấm
a) Đường thấm thẳng đứng; b) Rãnh thấm
25
c3. Cọc balát, cọc đất đá gia cố vôi
Quá trình thi công cột ba lát
1. Khoan lỗ bằng chấn động và xói nước
2. Cho vật liệu rời vào đầm bằng đầm chấn động, kết hợp kéo đầu đầm lên
3. Cột ba lát đã làm xong 26
c3. Cọc balát, cọc đất đá gia cố vôi (tiếp)
Máy thi công cọc đất gia cố vôi (xi măng) LPS3
27
a) Sơ đồ; b) Mũi khoan; c) Dạng chung
9
- 5.5.3 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu
c4. Nền cọc
Nền đắp trên cọc
a) Cọc độc lập
b) Cọc có liên kết bằng tấm bê tông cốt thép
28
5.5.2 Các biện pháp xây dựng trên nền đất yếu
c4. Nền cọc (tiếp)
29
5.6. Khái niệm mặt đường
Mặt đường là phần xe chạy được xây dựng trên nền đường bằng nhiều
tầng lớp vật liệu có độ cứng và cường độ cao hơn so với đất nền đường đảm
bảo chịu được tác động của tải trọng xe và các yếu tố thiên nhiên.
30
10
- Mặt đường có kết cấu đồng đều trên toàn mặt cắt ngang
Mặt đường có kết cấu không đồng đều trên toàn mặt cắt ngang
Mặt đường cấp cao (có dải phân cách) 31
5.7. Các yêu cầu cơ bản đối với mặt đường
Mặt đường phải đủ cường độ và độ ổn định trong suốt thời kỳ khai thác, nghĩa
là mặt đường phải chịu được tải trọng xe và các yếu tố thiên nhiên , cường độ ít
bị thay đổi theo mùa trong năm và trong suốt thời kỳ khai thác.
Mặt đường phải có đủ độ bằng phẳng để đảm bảo cho xe chạy với vận tốc
thiết kế . Độ bằng phẳng phụ thuộc vào chất lượng của các loại vật liệu xây
dựng lớp mặt và phương pháp thi công.
Mặt đường phải có đủ độ bám đảm bảo cho xe chạy an toàn.
Mặt đường không bụi để đảm bảo vệ sinh môi trường và bảo đảm sức khoẻ
cho người và gia súc ven đường.
32
5.8. Phân loại mặt đường
5.8.1. Phân loại mặt đường theo tính chất sử dụng
Theo quy
trình thiết
kế mặt
đường
22TCN
211-93 phân
ra mặt
đường:
33
11
- 5.8.2. Phân loại theo phương pháp thiết kế
-Mặt đường mềm: là loại mặt đường chịu nén là chủ yếu và đánh giá cường độ
của mặt đường thông qua độ lún dưới tác dụng của tải trọng.
Nó bao gồm tất cả
các loại mặt đường
trừ mặt đường bêtông
ximăng. (mặt đường
làm bằng hỗn hợp đá
nhựa, bằng sỏi đá, đất
hoặc đá , đất gia cố
chất liên kết )
34
5.8.2. Phân loại theo phương pháp thiết kế
- Mặt đường cứng: là kết cấu mặt đường có lớp mặt hoặc lớp móng làm bằng
bêtông ximăng
Mặt đường cứng được
thiết kế dựa theo lý thuyết
“tấm trên nền đàn hồi”
đồng thời có xét tới sự thay
đổi của nhiệt độ và của các
nhân tố khác gây ra với tấm
bêtông.
35
5.9. Ví dụ một số loại mặt đường thường gặp
1. Mặt đường cấp phối : đồi, suối,
nghiền.
36
12
- 2. Mặt đường đá dăm
(Macadam)
37
3. Mặt đường nhựa: mặt đường bêtông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa.
38
Mặt đường bê tông nhựa rải nóng
3. Mặt đường nhựa: mặt đường bêtông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa.
39
Mặt đường bê tông nhựa
13
- 3. Mặt đường nhựa: mặt đường bêtông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa.
40
Mặt đường asphan rải nóng ít đá găm
3. Mặt đường nhựa: mặt đường bêtông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa.
41
Mặt đường asphan rải nóng nhiều đá găm
3. Mặt đường nhựa: mặt đường bêtông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa.
42
Đá nhựa thấm ướt
14
- 3. Mặt đường nhựa: mặt đường bêtông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa.
43
Lớp mặt đá nhựa đặc kín – Cỡ hạt 10 mm
4. Mặt đường bêtông ximăng
44
Thi công mặt đường BTXM nông thôn
4. Mặt đường bêtông ximăng
45
Thi công mặt đường bêtông ximăng bằng máy hiện đại
15
- 5.10. Giới thiệu một số loại máy thi công mặt đường
Sơ đồ trạm trộn 46
47
Sơ đồ trộn, rải lớp vữa nhựa
Sơ đồ trộn,
rải lớp vữa
nhựa (tiếp)
48
16
- Toàn cảnh rải và
đầm nén lớp mặt
bằng bê tông
asphan rải nóng
49
50
Lu bánh lốp
51
Lu bánh thép bọc cao su
17
- Lu
chấn
động
hiện
đại
52
53
Lu chấn động hiện đại
Lu
tĩnh
thông
thường
54
18
- Máy rải hiện đại 55
56
Máy vận chuyển bitum hiện đại
Xe tưới nhựa hiện đại đang thi công lớp láng mặt 57
19
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
