intTypePromotion=3

Thiết kế nền mặt đường ô tô

Chia sẻ: Nguyen Huu Hong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
1.083
lượt xem
410
download

Thiết kế nền mặt đường ô tô

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo bài giảng Thiết kế nền mặt đường ô tô thuộc bộ môn đường ô tô dành cho sinh viên chuyên ngành xây dựng cầu đường, giúp các bạn nắm được kiến thức môn học này. Mời các bạn cùng tham khảo

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thiết kế nền mặt đường ô tô

  1. Tr-êng §¹i häc giao th«ng vËn t¶i Khoa c«ng tr×nh – bé m«n ®-êng bé NguyÔn quang phóc Bµi gi¶ng ThiÕt kÕ ®-êng « t« Häc phÇn 2 thiÕt kÕ nÒn mÆt ®-êng « t« Hµ néi, 2007
  2. APPROVED By Nguyen Quang Phuc at 5:42 pm, 10/21/07 REVIEWED By Nguyen Quang Phuc at 5:42 pm, 10/21/07
  3. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG phÇn i ThiÕt kÕ nÒn ®-êng REVISED By Nguyen Quang Phuc at 5:43 pm, 10/21/07
  4. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG CHƯƠNG 1 THIẾT KẾNỀN ĐƯỜNG THÔNG THƯỜNG 1.1 NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG - CHIỀU SÂU HOẠT ĐỘNG CỦA ĐẤT NỀN ĐƯỜNG 1.1.1 Những yêu cầu chung đối với nền đường. n đường ô tô là mộtcông trình bằ Nề ng đấ t (đá) có tác dụng: - Khắc phục đị a hình thiên nhiên nhằm tạ o nên mộ t dải đất đủrộng dọc theo tuyến đường có các tiêu chuẩ n vềbình đồ, trắ c dọc, trắ c ngang đáp ứng được điều kiệ n chạy xe an toàn, êm thuận và kinh tế . - Làm cơsởcho áo đường: lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường chị u tác dụng của tải trọng xe cộvà của các nhân tốthiên nhiên do đó có ảnh hưởng rất lớn đến cường độvà tình trạng khai thác của cảcông trình đường. Đểđả m bả o các yêu cầu nói trên, khi thiế t kếvà xây dựng nề n đường cầ n phả i đáp ứng được các yêu cầu sau đây: 1. Nền đường phải đảm bảo luôn ổn đị nh toàn khối, nghĩa là kích thước hình học và hình dạng của nề n đường không bịphá hoại hoặc biến dạng gây bấ t lợi cho việ c thông xe. a) b) c) d) e) f) n tượng nề Hình 1.1 Các hiệ n đường mất ổn đị nh toàn khối. a) Trượtta luy đắ p; b) Trượt nề n đường đắ p trên sườn dốc; c) Lún sụttrên đấ t yế u d) Trượt trồi trên đấ t yế u. t lởta luy đào; e) Sụ f) Trượt ta luy đào 10/21/2007 I-1
  5. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Các hiệ n tượng mấtổn đị nh toàn khối đối với nề n đường thường là: trượt lởmái ta luy nền đường đào hoặ c đắp, trượt nền đường đắp trên sườn dốc, trượt trồi và lún nền đất đắ p trên đấ t yếu,… (Hình 1.1). 2. Nề n đường phả i đả m bả o có đủcường độnhấ t định, tức là đủđộbền khi chịu cắ t trượt và không được biế n dạng quá nhiề u (hay không được tích luỹbiến dạng) dưới tác dụng của tả i trọng bánh xe. 3. Nền đường phải luôn đảm bảo ổn đị nh vềmặ t cường độ, nghĩ a là cường độcủa nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo điề u kiệ n khí hậ u, thời tiết một cách bấtlợi. Nề n đường thường bịphá hoạ i do các nguyên nhân sau đây: - Sựphá hoại của thiên nhiên nhưmưa làm tích nước hai bên đường, làm giảm cường độcủ a đấ t nề n đường, gây sạ t lởmái dốc ta luy. - Điều kiện đị a chấ t thủy vă n tạ i chỗkhông tốt vềcấu tạ o tầ ng lớp và mức độ phong hoá đấ t đá, đặc biệ t là sựphá hoạ i của nước ngầm (nước ngầ m chảy lôi theo đấ t gây hiệ n tượng xói ngầm và giảm cường độcủ a đất). - Do tác dụng củ a tả i trọng xe chạy. - Do tác dụng của tảitrọng bả n thân nền đường khi nền đường đắ p quá cao hoặ c đào quá sâu, ta luy quá dốc thường hay bịsạ t lở. - Do thi công không đảm bả o chấ t lượng: đắp không đúng quy cách, loạ i đấ t đắp, lu lèn không chặ t,… Trong sốcác nguyên nhân nói trên, tác dụng phá hoạicủa nước đối với nề n đường là chủyế u nhất(gồm nước mặt, nước ngầm và cảhơi nước). u sâu hoạt động của đất nề 1.1.2 Chiề n đường Cường độvà độổn đị nh của nền đường chủyế u là do các lớp đấ t tầng trên quyế t đị nh, nhưvậy cần phả i xác đị nh chiều sâu hoạ t động của tả i trọng. P p 0 Z + z M r za z z  Hình 1.2 Sơđồxác đị nh chiề u sâu khu vực tác dụng của nền đường 10/21/2007 I-2
  6. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Chiều sâu hoạt động của đất nền đường hay phạm vi hoạ t động của đất nề n đường là khu vực chịu tác dụng của tải trọng động (tải trọng xe cộđi trên đường truyề n xuống). Phạm vi này được xác đị nh bằng chiều sâu za ởhình 1.2. Trên hình vẽ , ứng suấttạimỗiđiểm trong đấ t do trọng lượng bả n thân nề n đắ p gây nên là: (xét trường hợp đấ t đồng nhấ t) =  .z  3 - dung trọng của đấ  t đắp (t/m ); z – chiều sâu tính ứng suấ t, m. Ứng suất thẳng đứng do tả i trọng động của bánh xe P gây ra sẽphân bốtắ t dầ n u sâu theo công thức của Bussinet: theo chiề P z k. z2 3 1 k – hệsốBussinet k  . ( Điểm nằ m trên trụ c Z thì r=0 và k≈0,5) 2 5  r 2 2 1     Z    Giảthiết khi = nz là có thểbỏqua ả nh hưởng của tải trọng động thì ta có thể xác đị nh được chiều sâu z a củ a khu vực tác dụng theo quan hệ: P k. n. P = nz   z a nk  z a 3 2 za  Thường giảthiế t n = 5 – 10 và với các tả i trọng bánh xe thông thường sẽtính được z a = 0,9 – 1,5m. Nhưvậ y, đểnền đường có cường độvà độổn đị nh nhấ t đị nh cầ n đầ m nén chặ t đấ t nền đường bằng các phương tiện đầm nén. Đầm nén chặt đất nề n đường: là một biệ n pháp tă ng được cường độvà cải thiệ n được chếđộthủy nhiệtcủa nề n đường tương đốiđơn giản, phổbiến và có hiệ u quả cao. i lượng dung trọng khô (g/cm ) của đấ 3 Hiện nay người ta thường dùng đạ t đểđặ c trưng cho độchặtcủa đấ t được đầm nén thông qua hệsốđầm nén: K= /0 Trong đó - là dung trọng khô của đất sau khi được nén chặ t trên thực tếvà  0 là dung trọng khô của loạiđấ t đó nhưng được nén chặt trong điề u kiệ n tiêu chuẩn (độ chặtlớn nhấ t – xác đị nh bằng cối Proctor). 1.1.3 Nguyên tắc thiế t kếnền đường 1. Phảiđảm bả o khu vực tác dụng của nền đường (khi không có tính toán đặ c biệt, khu vực này có thểlấ y tới 80 cm kểtừ dưới đáy áo đường trởxuống ) luôn đạ t được các yêu cầu sau: 10/21/2007 I-3
  7. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG  Không bịquá ẩm (độẩ m không lớn hơn 0,6 giới hạ n nhão) và không chị uả nh hưởng các nguồn ẩm bên ngoài (nước mưa, nước ngầ m, nước bên cạ nh nền đường)  30 cm trên cùng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiể u bằ ng 8 đối với đường cấp I, cấ p II và bằ ng 6 đốivới đường các cấ p khác.  50 cm tiếp theo phảiđảm bảo sức chị u tải CBR tối thiểu bằ ng 5 đối với đường cấp I, cấ p II và bằ ng 4 vớiđường các cấp khác. Ghi chú: CBR xác đị nh theo điề u kiệ n mẫu đấtởđộchặtđầm nén thiế t kếvà được ngâm bão hòa 4 ngày đêm. 2. Đểhạn chếtác hại xấu đế n môi trường và cả nh quan, cần chú trọng các nguyên tắc: - Hạn chếphá hoại thả m thực vậ t. Khi có thểnên gom đấ t hữu cơtrong nền đào đểphủxanh lạicác hốđấtmượn, các sườn taluy. - Hạn chếphá hoại cân bằ ng tựnhiên. Đào đắ p vừa phả i. Chú ý cân bằ ng đào đắp. Gặp địa hình hiể m trởnên so sánh nề n đường với các phương án cầu cạn, hầm, nền ban công. Chiều cao mái dốc nề n đường không nên cao quá 20 m. - Trên sườn dốc quá 50% nên xét phương án tách thành hai nền đường độc lậ p. - Nền đào và nền đắp thấp nên có phương án làm thoải(1:3 ~ 1:6) và gọ t tròn để phù hợp đị a hình và an toàn giao thông. - Hạn chếcác tác dụng xấu đến đời sống kinh tếvà xã hội của cưdân nhưgây p lụt ruộng đấ ngậ t, nhà cửa. Các vịtrí và khẩu độcông trình thoát nước phảiđủ đểkhông chặn dòng lũvà gây phá nề n ởchỗkhác, tránh cả n trởlưu thông nội bộcủa đị a phương, tôn trọng quy hoạch thoát nước của đị a phương. 1.2 CÁC LOẠI ĐẤT ĐẮP NỀN ĐƯỜNG – TIÊU CHUẨN ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG 1.2.1 Các loạiđất đắp nề n đường Đấ t, đá là vật liệ u chủyếu đểxây dựng nề n đường, kế t cấu của nền mặt đường và sựlàm việ c của công trình đường phụthuộc rất nhiều vào tính chất của đất. Trong xây dựng nền đường, đểhạgiá thành xây dựng thường dùng đấttạichỗđểđắ p nền đường. Cường độvà độổn đị nh của nền đường phụthuộc vào loạ iđ ấtvà cường độ của đấ t. Cỡhạ t đất càng lớn thì đất có cường độcàng cao, tính mao dẫ n càng thấp, tính thấm và thoát nước tốt, ít hoặc không nởkhi gặ p nước cũng nhưít hoặ c không co khi khô. Những tính chấ t này khiến cho loại đất chứa nhiề u cỡhạ t lớn có tính ổn định nước tốt, tuy nhiên nó có nhược điểm lớn là tính dính và tính dẻo kém. t đấ Cỡhạ t càng nhỏthì các tính chấ t trên ngược lại 10/21/2007 I-4
  8. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Phân loạiđất đắp nề n đường: 1. Đá : Là loại vậ t liệu xây dựng nền đường rất tốt. Nề n đường đắp bằng đá thì đảm bả o cường độvà độổn đị nh, chống được xói bào mòn và va đậ p của dòng nước. 2. Đất lẫn đá: Gồm các hạt đá có kích cỡlớn hay nhỏlẫ n với cát và sét. Đá trong đất lẫn đá là đá rắn chắ c, không bịphong hoá, có cường độcao và không bịmềm trong nước. Loạinày dùng đắ p nền đường rất tốt 3. Sỏi cuội: Là loại vậ t liệ u đá dưới tác dụng của dòng nước bịchuyển chỗvà bào mòn, trong thành phầ n có lẫ n cảcát và sét. Loại này đắp nền đường khá tốt, khi đắ p ởnơi khô và quá ẩ m ướt cường độkhông thay đổi nhiều. Nhược điểm là sức chống xói mòn kém nên mặ t ngoìa của mái dốc cần được gia cố. 4. Cát : Là loại đất vụn, rời rạc, ít dính, kích thước hạt khoảng 50% khối lượng) có cường độổn đị nh, tính dính cao, có khảnăng thoát nước nhanh. 7. Đấtsét: Là loạiđấtcó tính dính lớn và tính thấ m nước rấ t kém, lâu bão hoà nước và lâu khô, chỉdùng đắp nền đường ởnhững nơi khô ráo. Ởtrạ ng thái ẩm ướt đất sẽmề m nhão và không nén chặtđược. 8. Đất á sét: Là loạiđấ t tốt đểđắp nề n đường, có tính dính lớn chống được xói lởvà làm cho ta luy nề n đường ổn đị nh. Cần chú ý nền đường đ ắp qua bãi sông bằng loạ i đấtnày khi nước rút không thoát ra ngay làm tăng áp lực thuỷ động và gây mấ t ổn định mái ta luy 9. Đất bột: Là loạ i đất có những hạt rấ t nhỏ, cường độthấ p khi khô thì bong, khi ướt thì nhão không thích hợp đểđắ p nền đường 10.Đất hữu cơ: Loạ i này có cường độthấp, tính trương nởlớn, không nên đắ p nền đường. Cầ n nắm vững các loại đấ t và tính chấ t của đất được phân tích ởtrên đểtìm cách xửlý, cả i thiện hoặc đềxuất các biện pháp cấ u tạo khác (nhưthoát nước, đắp cao, gia cố,...) đểkhắ c phục các nhược điể m củ a mỗi loại đất nhằm thoảmãn các yêu cầu đối với nền đường một cách tốt nhấ t 10/21/2007 I-5
  9. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Phân loạiđất theo TCVN 5747-1993 theo các bảng 1.1, 1.2 và 1.3 sau: Bảng 1.1 Phân loạihạt đấttheo kích cỡ Tên hạt Kích cỡhạt (mm) Tên hạt Kích cỡhạt(mm) Cuội 100-40 Cát : To 2-1 Sỏi: Rấtto 40-20 Vừa 1-0,5 To 20-10 Nhỏ 0,5-0,25 Vừa 10-4 Rấ t nhỏ(mị n) 0,25-0,05 Bé 4-2 Bụi: To 0,05-0,01 Nhỏ 0,01-0,005 Sét < 0,005 Bảng 1.2 Phân loại cát Loạicát Tỷlệhạt theo kích cỡ Chỉsốdẻ o Khảnăng sửdụng để xây dựng nề n đường (% khốilượng) Cát sỏi t > 2mm chiếm 25-50% hạ 0,5mm chiếm > 50% hạ 0,25mm chiếm > 50% hạ 0,10mm chiếm > 75% hạ 0,05mm chiếm > 75% hạ 50 1-7 Rấ t thích hợp Á cát nhẹ > 50 1-7 Thích hợp Á cát bụi 20-50 1-7 Ít thích hợp Á cát bụinặ ng < 20 1-7 Không thích hợp Á sét nhẹ > 40 7-12 Thích hợp Á sét nhẹbụi < 40 7-12 Ít thích hợp Á sét nặng > 40 12-17 Thích hợp Á sét nặng bụi < 40 12-17 Ít thích hợp Sét nhẹ > 40 17-27 Thích hợp Sét bụi Không quy định 17-27 Ít thích hợp Sét béo - nt - > 27 Không thích hợp 10/21/2007 I-6
  10. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Mộtsốyêu cầu đốivới đất đ ắp nề n đường 1. Đấ t đắp nền đường lấy từnề n đào, từmỏđấ t, từthùng đấu. Việc lấy đất phả i tuân thủnguyên tắ c hạn chếtác động xấ u đế n môi trường nhưnói ởđiể m4 điều 6.1.2. Thùng đấu phả i thiếtkếcó hình dáng hình học hoàn chỉ nh, không làm xấ u cảnh quan và khi có thểphảitậ n dụng được sau khi làm đường. Đấ t từcác nguồn phảicó thí nghiệm, không được đắ p hỗn độn mà đắ p thành từng lớp. Các lớp được đắ p xen kẽnhau nhưng khi lớp bằ ng đấ t có tính thoát nước tốt ởtrên lớp đấ t có tính khó thoát nước thì mặt củ a lớp dưới phải làm dốc ngang 2 đến 4% đểthoát nước. 2. Không dùng các loạ i đất lẫn muối và lẫ n thạch cao (quá 5%), đất bùn, đấ t than bùn , đấ t phù sa và đấ t mùn (quá 10% thành phân hữu cơ) đểlàm nề n đường. Trong khu vực tác dụng không được dùng đấ t sét nặng có đ ộtrương nởtự do vượt quá 4%. Không nên dùng đất bụi và đá phong hoá đểđắ p các phầ n thân nền đường trong phạm vi bịngậ p nước. Tại chỗsau mốcầ u và sau lưng tường chắ n nên chọn vậ t liệ u đắ p hạt rời có góc nội ma sát lớn. Khi sửdụng vậ t liệu đắp bằng đá thải, bằ ng đất lẫ n sỏi sạn thì kích cỡhạ t (hòn) lớn nhấtcho phép là 10cm đối với phạ m vi đắp nằm trong khu vực tác dụng 80cm kểtừđáy áo đường và 15cm đối với phạm vi đắ p phía dưới; tuy nhiên, kích cỡhạ t lớn nhất này không được vượt quá 2/3 chiề u dầy lớp đất đầm nén (tuỳthuộ c công cụđầ m nén sẽsửdụng). 3. Không được dùng các loại đá đã phong hoá và đá dễphong hoá (đá sít...) để đắp nề n đường. 4. Khi nề n đường đắ p bằ ng cát, nền đường phả i được đắp bao cảhai bên mái dốc và cảphần đỉ nh nề n phía trên đểchống xói lởbềmặt và đểtạo thuậ n lợi cho việc đi lại của xe, máy thi công áo đường. Đất đắ p bao hai bên mái dốc phải có chỉsốdẻ o lớn hơn hoặ c bằng 7; còn đấ t đắ p bao phía trên đỉnh nề n phải có chỉsốdẻo từ6 đến 10 và nên sửdụng cấ p phối đồi. Đất đắp bao phần trên đỉ nh nền không được dùng vật liệ u rời rạc đểhạ n chếnước mưa, nước mặ t xâm nhậ p vào phần đắ p cát. Bềdầ y đắp bao hai bên mái dốc tối thiểu là 1,0m và bềdầy đắp bao phía đỉ nh nền (đáy áo đường) tối thiểu là 0,30m. 1.2.2 Tiêu chuẩn đầm nén đất nền đường: n thiế Theo tiêu chuẩ t kếđường ô tô TCVN 4054-05 và tiêu chuẩ n đầ m nén đấ t TCVN 4201-1995, tiêu chuẩn đầm nén đấ t quy đị nh nhưsau: 10/21/2007 I-7
  11. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG B¶ng 1.4 §é chÆt quy ®Þnh cña nÒn ®-êng §é s©u tÝnh §é chÆt k tõ ®¸y ¸o §-êng «t« tõ Lo¹i c«ng tr×nh §-êng «t« ®-êng xuèng cÊp V trë tõ cÊp IV trë lªn (cm) xuèng Khi ¸o ®-êng dµy trªn 60cm 30 0,98 0,95 Khi ¸o ®-êng dµy d-íi 60cm 50 0,98 0,95 NÒn ®¾p Bªn d-íi §Êt míi ®¾p 0,95 0,93 chiÒu s©u kÓ §Êt nÒn tù trªn nhiªn (*) cho ®Õn 80 0,93 0,90 NÒn ®µo vµ nÒn kh«ng ®µo kh«ng ®¾p 30 0,98 095 (®Êt nÒn tù nhiªn) (**) 30 - 80 0,93 0,90 Ghi chó b¶ng 1.1: (*) Tr-êng hîp nµy lµ tr-êng hîp nÒn ®¾p thÊp, khu vùc t¸c dông 80cm, mét phÇn n»m vµo ph¹m vi ®Êt nÒn tù nhiªn. Trong tr-êng hîp ®ã, phÇn nÒn ®Êt tù nhiªn n»m trong khu vùc t¸c dông ph¶i cã ®é chÆt tèi thiÓu lµ 0,90; (**) NÕu nÒn tù nhiªn kh«ng ®¹t ®é chÆt yªu cÇu quy ®Þnh ë b¶ng 23 th× ph¶i ®µo ph¹m vi kh«ng ®¹t råi ®Çm nÐn l¹i ®Ó ®¹t yªu cÇu. 1.3 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN THIÊN NHIÊN ĐẾN NỀN ĐƯỜNG - CHẾĐỘTHUỶNHIỆT CỦA NỀN ĐƯỜNG. 1.3.1 Sựảnh hưởng của các điề u kiện thiên nhiên đến nề n đường Nền đường trực tiếp chị u ảnh hưởng của các điề u kiện thiên nhiên nhưnhiệt độ, mưa, gió, bốc hơi,... Trong thiết kếvà xây dựng đường cần phải lưu ý hạn chế những ảnh hưởng bấtlợi đó. 1.3.1.1 Ảnh hưởng của nước n đường ô tô có thểchị Nề u ảnh hưởng của các nguồn ẩm nhưhình 1.3 1 2 4 Möùc nöôùc ngaàm 3 Hình 1.3 Các nguồn ẩm ảnh hưởng đế n nề n đường 1. Nước mưa; 2. Nước mặ t; 3. Nước ngầ m; 4. Hơi nước 10/21/2007 I-8
  12. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 1. Nước mưa: thấm qua lềđường và mặt đường vào khu vực đất nền đường. Nếu mặ t đường không thấm nước, lềđường được gia cốvà đủdốc thì ảnh hưởng của nguồn ẩ m này giảm đi rấ t nhiều. 2. Nước mặt: gồm nước đọng ởthùng đấu, rãnh dọc, nước ngập hay kênh mương, ao hồsát đường,… Nước đọng có thểtồn tại lâu dài hoặ c từng thời kỳ, nước đọng ngấm vào nền đường làm cho nề n đường luôn bịẩ m ướt và làm giảm cường độ. 3. Nước ngầm: mao dẫ n lên thân nền đường từphía dưới, nhất là nề n đường vùng đồng bằ ng, vùng lầy. Còn ởvùng đồi núi thì ả nh hưởng mao dẫn củ a nước ngầ m đối với nền đường thường không đáng kể . 4. Hơi nước: thường di chuyển trong các lỗrỗng của đất theo chiề u của dòng nhiệt (từnóng đến lạnh). Sựthay đổi nhiệ t độtheo mùa ởnước ta khá lớn cũng tạ o điề u kiện cho hơi nước di chuyể n liên tục trong thân nền đường làm cho nền đường luôn bịẩm ướt. 1.3.1.2 Ảnh hưởng nhiệ t độ Sựthay đổi của nhiệt độcó ả nh hưởng tới độẩm của đấ t, khi nhiệ t độcao nước trong đấtcó khảnăng bốc hơi nhiều do độẩm của không khí giảm 1.3.1.3 Ảnh hưởng của gió Độbốc hơi càng lớn khi lực gió càng lớn vì khi gió mạ nh, không khí chuyể n động, lớp không khí ởsát mặ t đấ t không bịbão hoà hơi nước nữa Qua các phân tích trên ta thấy độẩm là nhân tốcó ả nh hưởng rấ t lớn đến nề n đường. Độẩm càng lớn thì cường độcủa nề n đường càng giảm và đấ t càng biến dạng nhiề u. Nói chung người ta thường tìm cách hạn chếtác hạicủa độẩ m và luôn giữcho đất nền đường ởtrạng thái dẻo cứng 1.3.2 Chếđộthủy nhiệt của nền đường. 1.3.2.1 Chếđộthủy nhiệtcủa nề n đường: Chếđộthủy nhiệtcủ a nền đường hay quy luậ t tác động của môi trường thiên nhiên đối với nền đường là quy luậ t thay đổi và phân bốđộẩm của các điể m khác nhau trong khối đất nền đường theo thời gian. Chếđộthuỷnhiệt của nề n đường phụthuộc vào quy luậ t chung củ a thời tiế t, khí hậu cũng nhưcác yếu tốthiên nhiên đị a hình, đị a mạ o, quang cảnh,... của vùng xây dựng đường. Chếđộthuỷnhiệt của nền đường còn phụthuộc vào kế t cấu nền đường và mặ t đường, cụthểnhưbiện pháp thoát nước nền mặ t đường, chiều cao đào đắ p của nề n đường, độchặt của đấ t nề n đường và loại mặt đường. Nộidung nghiên cứu chếđộthủy nhiệ t của nền đường là nhằ m xác đị nh được quy luật thay đổi và phân bốđộẩm của đất nền đường theo thời gian đối với các kế t cấu nền mặt đường khác nhau ởcác vùng thiên nhiên khác nhau. Nhờđó có thể nắm được quy luậ t phân bốđ ộẩm trong thời gian bấ t lợi nên có thểđềxuất được 10/21/2007 I-9
  13. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG n pháp thay đ các biệ ổi tình trạng phân bốđó nhưngă n chặn các nguồn ẩ m, tă ng cường độcủa đấtnền đường. n pháp cảithiện chếđộthủy nhiệ 1.3.2.2 Các biệ t của đấtnề n đường: Cả i thiệ n chếđộthuỷnhiệ t là áp dụng các biện pháp thiế t kếhạn chếtác hạ i của của các nguồn ẩm nhưđắp cao nền đường, mởrộng lềđường, thoát nước mặt, thay đất hoặc đầm nén chặt đấ t. Các biệ n pháp cảithiện chếđộthuỷnhiệ t trước hết cần phảithực hiện đốivới khu vực tác dụng của nề n đường. 1. Đầm nén chặt đấtnề n đường: là một biện pháp tă ng được cường độvà cả i thiệ n được chếđộthủy nhiệtcủa nền đường tương đốiđơn giản, phổbiến và có hiệu quả cao. n pháp đắp cao nền đường: 2. Biệ Đắ p cao nền đường trên mức nước ngầm hoặ c mức nước đọng thường xuyên là một biện pháp gần nhưbắ t buộc đểcả i thiệ n trạng thái phân bốẩ m bấ t lợi trong thân nền đường. Chiều cao nền đắp cầ n thiết kểtừmức nước ngầm tính toán hoặ c mức nước đọng thường xuyên đến bềmặ t của mặt đường có thểxác đ ịnh theo công thức: Hđắp = zmax + za Trong đó: u cao mao dẫ z max – chiề n lớn nhấ t củ a mức nước ngầ m. za u sâu khu vực tác dụng của nề – chiề n đường. n pháp thoát nước và ngăn chặn các nguồn ẩm: 3. Biệ - Thoát nước mặ t : Làm các độdốc ngang mặt đường, lềđường, bốtrí hệ thống rãnh dọc, rãnh tháo - Ngăn chặn, khống chếả nh hưởng của nước ngầ m - Dùng các lớp cách nước, cách hơi đểngăn chặn nước ngầm mao dẫ n hoặ c hơi nước - Đắ p lềđường đủrộng đểngă n nước ngậ n chặ p hai bên nền đường di chuyể n vào khu vực tác dụng củ a nền đường - Chọn và thiết kếkếtcấ u áo đường và lềđường hợp lý cũng là một biện pháp hạn chếtác dụng củ a các nguồn ẩm. Nhưdùng loạ i vật liệ u lớp mặt không m nước hoặ (ít) thấ c dùng các lớp móng cát dễthoát nước ngang. 1.4 CAO ĐỘ NỀN ĐƯỜNG Đểđảm bả o nền đường luôn khô ráo, đảm bảo ổn định và đủcường độthì nề n đường phả i đảm bảo có cao độnhất đị nh. Cao độthiếtkếcủ a nề n đường là cao độ ởtim đường. Khi có hai nền đường độc lập sẽcó hai cao độthiết kếtrên hai mặt cắt dọc riêng biệ t. 10/21/2007 I - 10
  14. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG - Cao độthiết kếmép nề n đường ởnhững đoạ n ven sông, đầ u cầ u nhỏ, cống, các đoạn qua các cánh đồng ngập nước phải cao hơn mức nước ngậ p theo tần suất tính toán (có xét đế n mức nước dềnh và chiề u cao sóng vỗ) ít nhất là 0,5. n suấ Tầ t thiế t kếnề n đường được quy đị nh : + Đường cao tốc : 1% + Đường cấp I, II : 2% + Đường các cấ p khác : 4% - Cao độnề n đường đắp tạ i vịtrí cống tròn phả i đảm bả o chiều cao đấ t đắ p tối u là 0,5m đểcống không bịvỡdo lực va đậ thiể p của lốp xe ô tô. Khi chiÒu dÇy ¸o ®-êng dÇy h¬n 0,5 m, ®é chªnh cao nµy ph¶i ®ñ ®Ó thi c«ng ®-îc chiÒu dÇy ¸o ®-êng. Nế u không thỏa mãn yêu cầ u trên thì dùng cống chị u lực nhưcống bản, cống hộp,… - Cao độđáy áo đường phải cao hơn mực nước ngầ m tính toán (hay mực nước đọng thường xuyên) một trịsốcao độghi trong bảng 1.5 Bảng 1.5 Chiề u cao tốithiể u tính từmực nước ngầ m tính toán (hoặc mức nước đọng thường xuyên) tới đáy áo đường Sốngày liên tục duy trì mức nước trong Loạiđất đắp nề n đường 1 năm Trên 20 ngày Dưới 20 ngày Cát bụi, cát nhỏ,cát pha sét nhẹ. 50 30 Cát bột, cát pha sét nặng 70 40 Cát pha sét bụi 120 – 80 50 Sét pha cát bột, sét pha cát nặ ng, sét béo, sét nặ ng 100 – 120 40 1.5 CẤU TẠO NỀN ĐƯỜNG TRONG TRƯỜNG HỢP THÔNG THƯỜNG. Các loạitrắc ngang nền đường thường gặ p bao gồm - Nề n đắp hoàn toàn - Nề n đào hoàn toàn - Nề n nửa đào nửa đắp - Nề n đào hình chữL (Là loạinề n đào đặc biệt) 1.5.1 Các trắc ngang đị nh hình nền đường đắp: Tuỳchiề u cao đắ p và loại đấ t đắp mà có các dạ ng trắc ngang điể n hình cho nề n đắp, nhưsau: - Nề n đắ p thấp có rãnh biên (h≤0,5÷0,6m) - Nề n đắ p vừa (h=1÷6m) - Nề n đắ p cao (h=6÷12m) - Nề n đắ p rấtcao (h≥12m) và nề n đường đắp qua bãi sông ng trắ Các dạ c ngang đị nh hình nền đắ p nhưhình 1.4. 10/21/2007 I - 11
  15. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG a) Thuøng ñaáu 1: 5 2-3% b) ,5 Thuøng ñaáu 1:1 2-3% K c) 1, 5 1: h1 ,75 1:1 h2 d) ,5 1:1 2 1: Hình 1.4 Các trắc ngang đị nh hình nền đường đắp 0,5 n đắ a) Nề p dưới1m; b) nền đắp từ1 – 6m; n đắ c) Nề p từ6 – 12m; d) Nền đường đầ u cầu và nền đắp dọc sông Bềrộng bậc thề m bảo vệk=0÷4m tuỳthuộc chiề u cao nền đắp Đối với loại đấ t đắ p thông thường, bằng kinh nghiệ m thường cấ u tạo mái dốc ta luy là 1:1,5. Trường hợp chiề u cao mái dốc đắp lớn hơn 6-12m thì phải phân tích, kiểm toán ổn đị nh đểquyế t đị nh hình dạng nền đường và độdốc ta luy. Chiều cao mái dốc đắp đấ t không nên quá 16.0m và đắp đá không nên quá 20m. Tuỳtheo độcao củ a mái đắ p và loại vậ t liệu đắ p, độdốc mái đắ p theo qui đị nh trong bảng 1.6 Bảng 1.6 Độdốc mái đường đắp Chiều cao mái dốc Chiề u cao mái dốc Loạiđất đá nền đắp dưới 6m nề n đắp từ6 đến 12m Các loạiđá phong hoá nhẹ 1: 1 1: 1,3 1: 1,3 1,5 Đá khó phong hoá cỡlớn hơn 25cm xế p khan 1: 0,75 1: 1,0 Đá dă m, đá sỏi, sạn, cát lẫn sỏi sạn, xỉquặng. 1: 1,3 1: 1,3 1,5 Cát to và cát vừa, đấ t sét và cát pha, đá dễ 1: 1,5 1: 1,75 phong hoá Đất bụi, cát nhỏ 1: 1,75 2 1: 1,75 2 10/21/2007 I - 12
  16. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Khi mái dốc nền đắ p đấ t tương đối cao thì cứ8 – 10m cao phả i tạ o một bậc thề m rộng 1 3,0m; trên bậc thề m có cấu tạo dốc ngang và rãnh . Khi xây dựng nền đường trên sườn dốc, tùy theo độdốc củ a sườn dốc mà có các biện pháp xửlý nhưsau: - Khi độdốc của sườn dốc nhỏhơn 20% thì chỉcầ n dãy cỏhoặc đào bỏlớp đấ t hữu cơphía trên rồiđắp trực tiế p nền đường trên sườn dốc. - Khi độdốc củ a sườn dốc từ20 – 50% thì phả i đánh cấp (bậc) nhưhình 1.5. Nế u thi công bằ ng thủcông thì chiều rộng bậc a = 1m; nế u thi công bằng máy thì chiều rộng bậ c là a = 3~4 m (bằng chiề u rộng lưỡi máy ). Bản chấ t của đánh cấ p là thay lực ma sát nhỏgiữa nề n đắp và sườn dốc bằng sức chống cắ t cao hơn củ a đất đắp. 2-3% a 20-50% Hình 1.5 Cấu tạo nề n đắp trên sườn dốc có độdốc 20 – 50% - Nế u độdốc củ a sườn dốc lớn hơn 50% thì không thểđắ p đấ t với mái dốc ta luy 1:1,5 được nữa mà phả i dùng các giảipháp chống đỡđểtăng ổn đị nh (kè chân, p khan, xây vữa, bê tông xi mă kè vai, xế ng) (Hình 1.6 a, b). a) b) Töôøng chaén Xeáp ñaù khan >50 % Hình 1.6 Cấu tạo các biệ n pháp chống đỡnề n đường trên sườn dốc p đá; b) Xây tường chắn a) Xế Các chỗlấ y đất đểđắ p nền đường phải được quy hoạ ch trước và được sựchấ p nhận của đị a phương theo nguyên tắc sau: - Tận dụng các chỗhoang hoá, có chất lượng đấ t và điề u kiện khai thác thích hợp; - Không ả nh hưởng môi trường, tiế t kiệm đấ t đai; - Kếthợp việc khai thác đấ t với nông, ngưnghiệp (tạ o nơi chứa nước, nuôi trồng thủy sản...) 10/21/2007 I - 13
  17. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 1.5.2 Các trắc ngang đị nh hình nền đường đào: Bao gồm nề n đường đào hoàn toàn (Hình 1.7a) và đào chữL (Hình 1.7b). 1: a) b) m 1: m m 1: Raõnh doïc Raõnh doïc Hình 1.7 Cấu tạo nề n đường đào n đào hoàn toàn; b) Nền đào chữL a) Nề Nề n đào khi xây dựng sẽphá vỡthếcân bằ ng của các tầ ng đất, đá thiên nhiên, vì vậy mái dốc ta luy đào cần phả i có độdốc nhất đị nh đểđảm bả o ổn đị nh cho ta luy và sườn dốc. Quyếtđị nh độdốc ta luy đào cầ n quan sát, phân tích các yế u tốsau: n và tính chấ - Thành phầ t cơlý của các lớp đấ t đá - Thếnằm và sựphát triển các mặ t nứt, kẽnứt - Nguyên nhân hình thành đị a chấ t (sườn tích, đồitích đá, trầ m tích,...) - Tính chấtkế t cấ u và mức độphong hoá củ a đấtđá - Chiều cao mái dốc,... Độdốc của mái dốc ta luy nề n đường đào được lấy nhưsau (TCVN 4054-05): Bảng 1.7 Độdốc ta luy đào ChiÒu cao m¸i dèc (m) Lo¹i vµ t×nh tr¹ng ®Êt ®¸ 12m - §Êt lo¹i dÝnh hoÆc kÐm dÝnh nh-ng ë tr¹ng 1: 1,0 1: 1,25 th¸i chÆt võa ®Õn chÆt - §Êt rêi 1: 1,50 1: 1,75 - §¸ cøng phong ho¸ nhÑ 1: 0,3 1: 0,5 - §¸ cøng phong ho¸ nÆng 1: 1,0 1: 1,25 - §¸ lo¹i mÒm phong ho¸ nhÑ 1: 0,75 1: 1,0 - §¸ lo¹i mÒm phong ho¸ nÆng 1: 1,00 1: 1,25 Ghi chú bảng 1.7: Với nề n đào đất, chiề u cao mái dốc không nên vượt quá 20 m. Với nề n đào o đá mềm, nếu mặ t tầng đá dốc ra phía ngoài với góc dốc lớn hơn 25 thì mái dốc thiế t kếnên lấy bằng góc dốc mặt tầng đá và chiều cao mái dốc cũng nên hạ n chếdưới30m. Khi chiều cao mái dốc cao hơn 12m thì phả i tiến hành phân tích, kiểm toán ổn đị nh bằng các phương pháp thích hợp tương ứng với trạ ng thái bấ t lợi nhất (đất, đá phong hoá bão hoà nước). Với mái dốc bằ ng vậ t liệ u rời rạc, ít dính thì nên áp dụng phương pháp mặ t trượt phẳng; với đấ t có dính kế t thì nên dùng phương pháp mặt trượt tròn. Hệsốổn đị nh nhỏnhấtphảibằ ng hoặc lớn hơn 1,25. 10/21/2007 I - 14
  18. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG Khi mái dốc qua các tầng, lớp đất đá khác nhau thì phải thiế t kếcó độdốc khác nhau tương ứng, tạo thành mái dốc đào kiểu mặ t gẫy hoặ c tạ i chỗthay đổi độdốc bốtrí thêm mộtbậ c thềm rộng 1 3,0 m có độdốc 5 – 10 % nghiêng vềphía trong c thề rãnh; trên bậ m phải xây rãnh thoát nước có tiết diện chữnhật, tam giác đảm bảo đủthoát nước đủthoát nước từtầng ta luy phía trên. Taàng ñaát 1: 1 Taàng ñaù goác 1 :0,2 Hình 1.8 Cấu tạo nề n đào qua các lớp đất khác nhau Khi mái dốc đào không có các tầng lớp đất, đá khác nhau nhưng chiề u cao lớn thì cũng nên t kếbậ thiế c thềm nhưtrên với khoả u cao Taàng ñaù goác ng chiề giữa các bậc thềm từ6 – 12m. Khi đào qua lớp đá cứng chưa bịphong hoá thì có thểdùng dạng đào nửa hầm Khi mái dốc có cấ u tạo dễbịlở, rơi thì giữa mép ngoài của rãnh biên tới chân mái dốc nên có mộtbậc thề m rộng tối thiểu 1,0m. Khi đã có tường phòng hộ, hoặ c khi mái dốc thấ p hơn 12m thì không phảibốtrí bậc thềm này. Hình 1.9 Cấu tạo nề n đào nửa hầm Phảithiết kếquy hoạ ch đổđấ t thừa từnền đào, không được tuỳtiện đổđấ t xuống sườn dốc phía dưới gây mấ t ổn đị nh sườn dốc tựnhiên, không được đổxuống ruộng, vườn, sông suối phía dưới. Chỗđổđấ t phải được san gạ t thành bãi. Trồng cây cỏphòng hộvà có biện pháp thoát nước thích hợp. 1.5.3 Cấu tạo nề n đường nửa đào nửa đắp: Thường gặ p khi nề n đường qua các vùng sườn dốc nhẹ (dưới 1 :1 50%). Lúc này có thểvận dụ ng 1:1 ,5 các cấu tạo nói riêng cho phần đào và phần đắ p.Khi thi công cầ n tận dụng vậ n chuyể n ngang đ ấttừnửa đào sang nửa đ ắp (Hình 1.10). Hình 1.10 Cấu tạo nền đường nửa đào nửa đắp 10/21/2007 I - 15
  19. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 1.5.4 Cấu tạo nề n đường cao tốc (TCVN 5729-97): Do các yêu cầ u đảm bả o xe chạy an toàn, thuậ n tiện với tốc độcao, chống đấ t, đá lởởđoạn đường đào và yêu cầ u vềthiết kếcả nh quan, nền đường cao tốc nên được thiết kếvới mái dốc thoảinhưbảng 1.8. Trường hợp bịhạ n chếvềdiệ n tích chiếm đất thì có thểdùng tường chắ n hoặc đắ p đá thay cho mái dốc đắ p. Đối với ta luy đào trên các sườn núi có độdốc ngang lớn, đị a hình quá khó khăn và với các ta luy đào đá, đ ắp đá thì có thểdùng tiêu chuẩ n thiết kếđường ô tô công cộng TCVN 4054-05. Bảng 1.8 Độdốc ta luy đấtnề n đường cao tốc u cao đắp hoặc chiề Chiề u Mái dốc nề n đắp n đào Mái dốc nề sâu đào đến 1,2m 1:4 (1:3) 1:3 ≥1,2 ÷ 3,0m 1:3 (1:2) 1:2,5 (1:2) ≥3,0 ÷ 4,5m 1:2,5 (1:1,75) 1:2,0 (1:1,5) ≥4,5 ÷ 6,0m 1:2 (1:1,5) 1:1,75 (1:1,5) Trên 6m 1:2 (1:1,5) 1:1,5 Ghi chú : Các trịsốtrong ngoặ c áp dụng cho các trường hợđại hình khó khăn hoặc hạn chếvề n tích chiế diệ m đấtcho phép. Đỉnh mái dốc đắ p nên được gọt tròn với bán kính R=2,5m, chân mái dốc đắp với R=8,0m; đỉ nh mép vai ta luy đào với R=2,5m, đỉnh mái dốc nền đào với R=2H với u cao ta luy đào, m H là chiề Đểhình dạ ng nền đường phối hợp tốt với cả nh quan, ởđoạn nề n đào sâu chuyể n sang nền đắ p nên thiết kếđộdốc ta luy đào thoả i dần kểtừgiữa đoạ n ra đến chỗ bắtđầ u chuyể n sang đắp (ví dụtừđộdốc 1:2 ởgiữa chuyể n dầ n thành 1:3 rồi1:5) 1.6 PHÒNG HỘ VÀ GIA CỐ TA LUY NỀN ĐƯỜNG Mục đích của việ c gia cốmái ta luy là đểđềphòng ta luy bịphá hoạido tác dụng củ a nước mưa, nước mặ t, sóng, gió, và các tác dụng khác (nhưtác dụng phong hoá bềmặ t),... Mùa mưa mái ta luy rấ t dễbịxói thành các vệ t xói sâu làm bềmặ t mái ta luy bịphá hoại, mái đấ t lởxuống làm tắ c rãnh dọc, xói hổng chân ta luy dẫ n đế n sụt lởlớn. Những đoạ n nề n đường đắ p qua bãi sông, ven biể n, ven hồ, qua các các cánh đồng chiêm,... thì mái ta luy thường bịsóng vỗhoặ c nước chả y với tốc độlớn gây xói lở, sạ t cảđoạ n dài. Ởvùng núi, các mái ta luy cao có diệ n hởlớn càng dễ bịphong hoá nặ ng, càng dễbịngấm nước nhiều dẫ n đến phá hoại. Những mái ta luy đất ít dính còn có thểbịphá hoạ i do gió thổi hoặ c do súc vậ t trèo qua. Do đó, tuỳtrường hợp cầ n phải có các biện pháp gia cốmái ta luy thích đáng, nhất là nhiề u trường hợp do bịphá hoại bềmặ t lâu dài sẽdẫn đế n cảmái ta luy mấ t ổn định toàn khối. Các hình thức gia cốmái ta luy thông thường gồm có: - Đầm nén chặt và gọt nhẵn mái ta luy 10/21/2007 I - 16
  20. NGUY ỄN QUANG PHÚC THI ẾT KẾNỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG - Trồng cỏtrên mái ta luy : có thểtrồng bằ ng cách đánh các vầng cỏgă m có hàng lối lên mái ta luy đểcỏlan dần ra khắ p mái, hoặc gieo hạtcỏgiống. Cũng có thểtrồng các loạ i cây bụi. Trồng cỏhoặ c cây bụi có tác dụng làm chặt mái ta luy (rễcỏ), cả n trởdòng chảy, điề u tiế t độẩ m của đấ t, phủxanh tạo cả nh quan,... do đó nên áp dụng với mọi trường hợp (trừnhững mái ta luy thường xuyên bịngậ p nước) Một sốcông trình nhưQL18, đường HồChí Minh đã sửdụng các loại cỏnhậ p phù hợp với khí hậ u Việ t Nam, gia cốta luy, bước đầu cho kếtquảtốt. Mùc n-íc lò thiÕt kÕ §µo cÊp TÊm cá kÝch th-íc 25cm x 40cm, dÇy 10cm nÕu i>20% 1/ 1 ,5 §¾p ®Êt K>0,95 chi tiÕt a Ghim tre 2.5x2.5cm, dµi 30cm chi tiÕt A .5 1 :1 §µo h÷u c¬ nÕu i

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản