Báo cáo khoa học: "ph-ơng pháp thiết kế nâng cấp mặt đ-ờng bêtông xi măng"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

103
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày một số giải pháp và ph-ơng pháp tính toán gia c-ờng mặt đ-ờng bê tông xi măng khi thiết kế cải tạo nâng cấp các loại mặt đ-ờng bê tông cũ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "ph-ơng pháp thiết kế nâng cấp mặt đ-ờng bêtông xi măng"

ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ n©ng cÊp mÆt ®−êng bªt«ng xi m¨ng pgs. ts Ph¹m huy khang Bé m«n §−êng bé - §H GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy mét sè gi¶i ph¸p vμ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n gia c−êng mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng khi thiÕt kÕ c¶i t¹o n©ng cÊp c¸c lo¹i mÆt ®−êng bª t«ng cò. Summary: The article presents some solutions and caculating methods to enforce concrete pavement when designing to improving and upgrading concrete pavements which are in use. Do ®iÒu kiÖn chiÕn tranh, vµ do nÒn kinh I. §Æt vÊn ®Ò tÕ gÆp nhiÒu khã kh¨n, mÆt ®−êng BTXM ë n−íc ta cßn cã nhiÒu h¹n chÕ ch−a ph¸t triÓn. Cho ®Õn nay chóng ta ®· cã nhiÒu ®o¹n Nh÷ng ®o¹n ®−êng ®Çu tiªn b»ng bª tuyÕn ®−êng (trªn c¸c QL), nhiÒu hÖ thèng t«ng xi m¨ng (BTXM) ë n−íc ta lµ vµo nh÷ng ®−êng trong c¸c thµnh phè, thÞ x·, th«n xãm n¨m 1964 - 1965 ë miÒn Nam, ®ã lµ xa lé Sµi cã mÆt b»ng BTXM. V× nhiÒu lý do kh¸c nhau, gßn – Biªn hoµ gÇn 30 km b»ng BTXM l¾p cho ®Õn nay ng−êi ta ®· b¾t ®Çu nghiªn cøu ghÐp do Mü x©y dùng, nh»m vµo môc ®Ých c¶i t¹o, n©ng cÊp l¹i lo¹i mÆt ®−êng nµy. Bµi phôc vô cho cuéc chiÕn tranh x©m l−îc cña b¸o ®Ò cËp ®Õn c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ c¶i Mü ë miÒn nam n−íc ta. t¹o vµ n©ng cÊp c¸c lo¹i mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng cò, nh÷ng c¬ së lý thuyÕt vµ thùc tiÔn, Cßn ë miÒn B¾c ®o¹n ®−êng ®Çu tiªn vµ gióp cho nh÷ng ng−êi lµm c«ng t¸c nµy cã còng lµ ®o¹n ®−êng BTXM cèt thÐp hiÖn ®¹i - nh÷ng c¨n cø vµ d÷ liÖu cÇn thiÕt, ®ång thêi ®Ñp nhÊt n−íc ta hiÖn nay chÝnh lµ ®−êng trùc tiÕp gióp ®ì cho c«ng t¸c thiÕt kÕ c¶i t¹o Hïng V−¬ng tr−íc l¨ng Hå Chñ TÞch, ®©y lµ n©ng cÊp lo¹i mÆt ®−êng nµy. ®o¹n ®−êng ®−îc x©y dùng vµo n¨m 1975 do Liªn x« gióp ®ì. §©y lµ ®o¹n ®−êng phôc vô cho c¸c cuéc duyÖt binh vµo ngµy lÔ lín cña II. Thùc tr¹ng lo¹i mÆt ®−êng BTXM d©n téc. ë n−íc ta hiÖn nay Mét thêi gian dµi kho¶ng 10 n¨m, do MÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng (BTXM) víi nh÷ng khã kh¨n vÒ kinh tÕ, ®−êng giao th«ng nh÷ng −u ®iÓm næi bËt vÒ c−êng ®é (chÞu nÐn, nãi chung vµ mÆt ®−êng BTXM nãi riªng gÇn chÞu kÐo cao), vÒ tuæi thä vµ kh¶ n¨ng æn ®Þnh nh− kh«ng ®−îc ph¸t triÓn. víi n−íc, vÒ duy tu b¶o d−ìng thuËn lîi, nªn ®· trë nªn phæ biÕn ë mét sè n−íc ph¸t triÓn. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nÒn kinh tÕ HÇu hÕt c¸c ®−êng cao tèc cña c¸c n−íc ph¸t n−íc ta ph¸t triÓn m¹nh, c¬ së h¹ tÇng ®−îc triÓn hoÆc ®ang ph¸t triÓn trªn thÕ giíi ®Òu ®¶ng vµ nhµ n−íc chó träng, −u tiªn ph¸t b»ng BTXM. triÓn. Cïng víi viÖc ph¸t triÓn c¸c lo¹i mÆt
®−êng th«ng dông kh¸c, mÆt ®−êng bª t«ng xi c«ng sÏ kho¶ng 30 - 40 n¨m. HÖ thèng ®−êng m¨ng còng ®−îc hÕt søc chó träng. BTXM chóng ta hiÖn nay nhiÒu ®o¹n míi khai th¸c kho¶ng 10 - 15 n¨m nh−ng ®· xuèng cÊp Vµo cuèi thËp niªn 80 cña thÕ kû tr−íc, nghiªm träng (®Æc biÖt lµ nh÷ng ®o¹n ®−êng trªn mét sè tuyÕn QL ®· sö dông BTXM lµm do ®Þa ph−¬ng tù x©y dùng, nguyªn nh©n chñ mÆt ®−êng (QL3 ®o¹n Th¸i nguyªn – B¾c c¹n yÕu nh− sau: kho¶ng 40 km) QL4 (®o¹n §Çm Hµ Tiªn Yªn + VÊn ®Ò vÒ thiÕt kÕ, cho ®Õn tËn 1995 kho¶ng 10 km), QL 37 ®o¹n qua NghÜa Lé chóng ta míi chÝnh thøc ban hµnh ®−îc quy (Yªn B¸i) kho¶ng 20 km. tr×nh thiÕt kÕ mÆt ®−êng cøng. Tr−íc ®ã chóng Mét sè thµnh phè lín nh− Hµ néi, Thµnh ta ph¶i dùa vµo c¸c quy tr×nh n−íc ngoµi mµ phè Hå ChÝ Minh, Thµnh phè Yªn b¸i, Tuyªn chñ yÕu lµ cña Liªn x«, Trung quèc. Ngoµi ra quang còng ®· x©y dùng mét sè tuyÕn ®−êng do ®iÒu kiÖn kinh tÕ khã kh¨n, viÖc lùa chän cã mÆt b»ng BTXM. kÕt cÊu cßn bÞ h¹n chÕ, ph¶i bá qua nhiÒu yÕu Cuèi thÕ kû tr−íc (kho¶ng nöa cuèi thËp tè quan träng trong kÕt cÊu. niªn 90) thùc hiÖn chñ tr−¬ng “kÝch cÇu“ cña + VÊn ®Ò thø hai lµ tr×nh ®é vµ sè l−îng ChÝnh phñ, phong trµo bª t«ng ho¸ ®−êng c¸n bé kü thuËt hoÆc c«ng nh©n kü thuËt vÒ giao th«ng n«ng th«n ®· ph¸t triÓn m¹nh. lo¹i mÆt ®−êng nµy cßn h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é vµ NhiÒu tØnh ®· cã c¸c huyÖn, x· hoµn Ýt kinh nghiÖm. thµnh c«ng t¸c bª t«ng ho¸ hÖ thèng ®−êng + ThiÕt bÞ thi c«ng vµ chÊt l−îng thi c«ng trong c¸c th«n, c¸c ®−êng liªn x· - ®iÓn h×nh rÊt kÐm. NhiÒu ®o¹n ®−êng thi c«ng b»ng thñ lµ c¸c tØnh Th¸i b×nh, Hµ nam, mét sè huyÖn c«ng, hoÆc thi c«ng b¸n thñ c«ng víi chÊt cña tØnh Nam ®Þnh, Ninh b×nh. Mét sè tØnh l−îng kh«ng ®¶m b¶o. miÒn nói nh− Lai ch©u, Yªn b¸i, Tuyªn quang Nh÷ng hiÖn t−îng h− háng còng ®· cã hÖ thèng ®−êng cã mÆt b»ng 1. MÆt ®−êng BTXM bÞ vì tÊm ë gi÷a BTXM t−¬ng ®èi lín. hoÆc gãc c¹nh. HiÖn t−îng nµy cã thÓ x¶y ra HiÖn nay chóng ta ®ang tiÕn hµnh x©y nh− hiÖn t−îng vì thµnh nhiÒu m¶nh hoÆc dùng kho¶ng gÇn 500km ®−êng BTXM trªn gÉy ®«i tÊm. QL1 (kho¶ng 100 km trªn nh÷ng ®o¹n ngËp Nguyªn nh©n lµ do t¶i träng v−ît t¶i vµ lôt) vµ trªn ®−êng Hå ChÝ Minh kho¶ng 400 mãng cña tÊm BTXM kh«ng ®¶m b¶o, kh«ng km (nh÷ng ®o¹n ®Ìo dèc). Nh÷ng c«ng tr×nh ®ång nhÊt dÉn ®Õn hiÖn t−îng ph¸t sinh øng nay ®ang ®−îc tiÕn hµnh vµ ®· cã mét sè km suÊt côc bé g©y vì tÊm. Mét nguyªn nh©n n÷a ®· ®−îc x©y dùng. còng cã thÓ dÉn ®Õn hiÖn t−îng nµy lµ do chiÒu Theo thèng kª cña Côc ®−êng bé ViÖt dµy tÊm vµ kÝch th−íc cña tÊm kh«ng ®óng. nam, cho ®Õn nay hÖ thèng ®−êng cã mÆt 2. X¶y ra hiÖn t−îng cËp kªnh gi÷a hai b»ng BTXM ë n−íc ta (quy ®æi) míi chiÕm tÊm. Nguyªn nh©n lµ do kh«ng cã thanh kho¶ng 2,5% sè ®−êng quèc lé trªn toµn truyÒn lùc, hoÆc thanh truyÒn lùc kh«ng ®óng, quèc. Nh− vËy so víi thÕ giíi, tû lÖ nµy cßn chÊt l−îng thi c«ng mèi nèi kÐm. HiÖn t−îng qu¸ thÊp, chóng ta ph¶i phÊn ®Êu nhiÒu míi nµy ¶nh h−ëng nghiªm träng ®Õn chÊt l−îng b»ng c¸c n−íc trong khu vùc. ch¹y xe. Nh÷ng vÊn ®Ò ®Æt ra: 3. BÒ mÆt tÊm bÞ tr¬ ®¸ do hiÖn t−îng VÒ mÆt lý thuyÕt tuæi thä cña mÆt ®−êng mßn bÒ mÆt lµm ¶nh h−ëng xÊu, g©y xãc khi BTXM nÕu ®¶m b¶o tèt kh©u thiÕt kÕ vµ thi ch¹y xe.
Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n víi tr−êng hîp 2: Nguyªn nh©n lµ do c−êng ®é tÊm bª t«ng thÊp, dÉn ®Õn hiÖn t−îng mßn nh− trªn. Khi tÊm bÞ vì thµnh mét sè tÊm nhá, V× nh÷ng nguyªn nh©n trªn, nhiÒu ®o¹n hoÆc tÊm kh«ng bÞ vì nh−ng muèn t¨ng ®−êng mÆt b»ng BTXM cÇn ph¶i ®−îc n©ng c−êng ®Ó n©ng cao t¶i träng. Chóng ta cã thÓ cÊp nh»m ®¶m b¶o ®é b»ng ph¼ng, ªm thuËn quy vÒ bµi to¸n sau: cho xe ch¹y. p III. Gi¶i ph¸p thiÕt kÕ n©ng cÊp h2, E2, μ2 mÆt ®−êng BTXM σ2 Víi nh÷ng ph©n tÝch ë trªn, chóng ta thÊy H1, E1, μ1 r»ng cã thÓ, tuú theo nguyªn nh©n vµ c¸c hiÖn σ1 t−îng h− háng ®Ó ®Ò ra c¸c gi¶i ph¸p kh¸c nhau. S¬ ®å ph©n bè øng suÊt cña tÊm hai líp c¸ch ly. Cã thÓ nªu ra c¸c gi¶i ph¸p sau: C¸c gi¶ thuyÕt: 1. Víi nh÷ng tÊm bª t«ng cò bÞ vì n¸t, ®Ó Gi÷a tÊm bª t«ng cò vµ míi cã tiÕp xóc ®¶m b¶o tÝnh ®ång nhÊt cho mãng khi thiÕt kÕ tr¬n. C¸c tÊm máng riªng rÏ cã mÆt trung hoµ míi, gi¶i ph¸p trong tr−êng hîp nµy lµ lo¹i bá riªng, ®é vâng cña tÊm trªn vµ d−íi gièng phÇn bª t«ng mÆt ®−êng cò, chØ tËn dông nhau, tæng m« men uèn cña tÊm hai líp thu mãng cò cßn l¹i nÕu: nhËn lµ tæng m« men mèi líp thu nhËn. + Mãng cò lµ ®¸ d¨m c¸c lo¹i. Khi μ1 = μ2 = μ vµ tõ ph−¬ng tr×nh chuyÓn + Mãng cò lµ vËt liÖu rêi (c¸t, cuéi sái). vÞ khi ph©n tÝch øng suÊt do t¶i b¸nh xe g©y + Mãng cò lµ vËt liÖu gia cè chÊt liªn kÕt ra, ta cã thÓ t×m ®−îc ®é cøng khi uèn D3 cña v« c¬ cßn tèt. tÊm hai líp c¸ch ly lµ tæng ®é cøng cña líp trªn vµ líp d−íi D1 vµ D2.. 2. Víi nh÷ng lo¹i mÆt ®−êng bª t«ng bÞ vì thµnh miÕng lín, hoÆc mét tÊm bÞ gÉy lµm E1h1 + E 2 h 3 3 ( ) 2 D3 = D1 + D2 = (1) hai hoÆc 3 tÊm, bÞ gÉy gãc. Ng−êi ta cã thÓ 12 1 − μ 2 tËn dông mÆt bª t«ng ®Ó thiÕt kÕ thªm líp mÆt M« men uèn M1vµ M2 cña líp d−íi vµ líp t¨ng c−êng. Trong tr−êng hîp nµy bª t«ng trë trªn cña tÊm hai líp c¸ch ly cã thÓ tÝnh theo thµnh bª t«ng hai líp. c«ng theo c«ng thøc sau: 3. Víi lo¹i mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng cò 3 E1h1 D1 chØ tr¬ ®¸ bÒ mÆt, hoÆc bÞ mßn nhanh dÉn ®Õn M1 = M= M E1h1 + E 2 h 3 3 tr¬n tr−ît mÆt ®−êng. Tr−êng hîp nµy chØ nªn D3 2 xö lý l¹i bÒ mÆt b»ng nhùa (BTN hoÆc l¸ng (2) 3 E 2 h1 D2 nhùa). M2 = M= M E1h1 + E 2 h 3 3 D3 2 4. Víi tr−êng hîp khe gi÷a c¸c tÊm bÞ vªnh nhau (cËp kªnh) nh−ng kh«ng vì tÊm, Tõ c«ng thøc tÝnh øng suÊt cña tÊm: cã thÓ bÞ mßn mÐp tÊm t¹i khe nèi Chóng ta 6M σ= (3) cã thÓ xö lý b»ng c¸ch xö lý lµm s¹ch, gia h2 c−êng l¹i mÐp vµ ®æ líp m¾t tÝt míi t¹o ®é b»ng ph¼ng vµ ªm thuËn.
[3] NguyÔn Quang Chiªu, Ph¹m Huy Khang. X©y Ta cã thÓ t×m ®−îc øng suÊt ë ®¸y tÊm dùng mÆt ®−êng «t«. Nhµ xuÊt b¶n GTVT, cña mçi líp: 1998 6M1 σ1 = ; 2 h1 6M1 σ2 = h2 2 Víi tr−êng hîp 3 cã thÓ cã hai tr−êng hîp x¶y ra: - Tr−êng hîp 1: Khi bÞ h¹n chÕ vÒ kinh phÝ, chóng ta chØ cÇn l¸ng nhùa lªn trªn tÊm bª t«ng cò, l−îng nhùa l¸ng cã thÓ 2 - 3 líp víi l−îng nhùa 3,5 kg/m2. §¸ nªn dïng ®¸ d¨m kÝch cì 0,5x1. - Tr−êng hîp 2: Khi cã ®iÒu kiÖn vµ ®Ó ®¶m b¶o ªm thuËn vµ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chÞu lùc. Chóng ta cã thÓ r¶i hai líp bª t«ng nhùa víi tæng chiÒu dµy kh«ng nhá h¬n 12 cm ®Ó chèng nøt lan truyÒn (th−êng lµ 7 cm bª t«ng nhùa h¹t tho vµ 5 cm bª t«ng nhùa h¹t mÞn). Ngoµi ra cßn cã 1 gi¶i ph¸p tÝch cùc h¬n nÕu ta r¶i t¨ng c−êng lªn trªn kho¶ng 10 - 12 cm cÊp phèi ®¸ d¨m lo¹i 1, sau ®ã th¶m kho¶ng 5 cm bª t«ng nhùa h¹t trung hoÆc h¹t mÞn lªn trªn. III. KÕt luËn MÆt ®−êng b»ng vËt liÖu bª t«ng xi m¨ng lµ lo¹i vËt liÖu cã ®é cøng lín, ®ßi hái khi thiÕt kÕ vµ thi c«ng cÇn cÈn träng. HiÖn nay, nhiÒu nhµ thiÕt kÕ ®ang gÆp nhiÒu khã kh¨n khi thiÕt kÕ c¶i t¹o n©ng c¸p lo¹i mÆt ®−êng nµy. Víi c¸c kiÕn nghÞ mét sè gi¶i ph¸p, t¸c gi¶ mong muèn r»ng c¸c gi¶i ph¸p nªu trªn sÏ gióp c¸c nhµ thiÕt kÕ cã h−íng ®i ®óng, ®ång thêi còng mong nhËn ®−îc sù gãp ý cïng t¸c gi¶. Tµi liÖu tham kh¶o [1] NguyÔn Quang Chiªu. ThiÕt kÕ mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng. Nhµ xuÊt b¶n GTVT, 1995. [2] Lôc §Ønh Trung - TrÞnh Gia CÇu. C«ng tr×nh nÒn - mÆt ®−êng «t«, TËp II - §¹i häc §ång TÕ Trung quèc.