intTypePromotion=1

Tính toán các kết cấu mặt đường và Hướng dẫn kỹ thuật thiết kế: Phần 2

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

0
78
lượt xem
19
download

Tính toán các kết cấu mặt đường và Hướng dẫn kỹ thuật thiết kế: Phần 2

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

Phần 2 Tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật thiết kế và tính toán các kết cấu mặt đường trình bày nội dung tính toán mặt đường mới và các phụ lục, tóm tắt các thông số dùng tính toán trong Tài liệu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tính toán các kết cấu mặt đường và Hướng dẫn kỹ thuật thiết kế: Phần 2

  1. Phần VI TÍNH TOÁN MẶT ĐƯỞNG MỚI 6.1. VỊ TRÍ CỦA V É C NGHGÊN c ú u TÍNH TOÁN KẾT c ấ u m ặ t đ ư ờ n g TRONG THIẾT KẾ Đ ồ ÁN ĐƯỜNG Việc nghiên cứu tính toán kết cấu mặt đường nằm trong tổng thể các nghiên cứu kỹ thuật, sau phần nghiên cứu kinh tế - xã hội dùng để làm khung cho chức nâng kinh tế của dự án cơ sở hạ tầng iường ốtô). Như đã nói ớ trên (rr.ục 2.3), mhừng vấn đề kinh tế đã đirợc chủ công trình lựa chọn khi tiến hành xong nhữr.g nghiên cứu trên đây đã đưa đến các quyết định về kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến việc thiết kế nnặt đường, đến việc tính toán và lựa chọn các kỹ thuật, đặc biệt là: - Mức độ phục vụ cần tìm. thể ìhiện bằng việc xác định độ rủi ro gián đoạn giao thông được chấp nhận và bằng các yêu cẩui về tính chất và đậc trưng của lớp mặt xe chạy; - Chiến lược đầu tư VÀ bảo dưỡing., đưa đến việc lựa chọn thời gian tính toán. N goài các số liệu cơ bản này, kchii nghiên cứu kết cấu mặt đường cần phải tính đến các yếu tố xuất phát từ các thành phầin Ikhác của đồ án đường: các yếu tố hình học, việc làm đất, vệ sinh và thoát nưóc, có thểcdẫin đến việc sửa chữa lại một số trong các điểm này. Dưới đây ta sẽ xem xét: - Quan hệ giữa việc nghiên ciứui mặt đường nói riêng với việc nghiên cứu các mặt khác của đồ án đường; - Những nghiên cứu sơ bộ và cấc giai đoạn tiếp theo của việc nghiên cứu mặt đường; - Cuối cùng là các nghiên cứru mà xí nghiệp làm trong khuôn khổ kiến nghị các phương án hoặc các cuộc thi tuvểm. C h ú t h í c h : P ìu íơ n í’ ph áp luận tigllùĩm cint vù c á c q u y địn li k ỹ th u ậ t c ủ a C ụ c Đ ư ờn g b ộ đ ể lậ p c á c đ ồ án c ủ a m ạ n g dường quốc gia crỉtat Iiước P h á p d ã c ó tro n g ĩà i liệ u th a m kh ảo. 6.1.1. Q uan hệ với các thành iplnần khác của đồ án đường 6.1.1.1. Q uan hệ vói các yếu tcô Ihình học Yếu tố hình học của đồ án ảnhlhiưởng đến đổ án mặt đường theo nhiều cách: 119
  2. - Thông qua tính chất và các đặc trưng cơ học của nền đất dưới mặt đường, từ đồ án làm đất và kết quả so sánh đối chiếu các tiêu chuẩn hình học [7], [9], [10] và các đặc trưng của địa điểm đặt cơ sở hạ tầng thiết kế; - Đ ối với việc chọn lớp mặt (yêu cầu độ bám cao trên tuyến đường quanh co, cường độ chống hình thành vệt bánh trong trường hợp trắc dọc có độ dốc lớn và có nhiều xe nặng chạy). Vị trí đường đỏ của đất đào đắp phải được xác định cùng với việc chọn loại kết cấu mặt đường. 6.1.1.2. Quan hệ với việc khai thác đường V iệc chọn chính sách bảo dưỡng có thể ảnh hưởng đến việc thiết kế mặt đường (và ngược lại), điều này đúng trong việc chọn lớp mặt xe chạy và đến một số cách bố trí cấu tạo mặt cắt ngang (vị trí các thiết bị an toàn trên mặt cắt ngan g)... 6.1.1.3. Q uan hệ với cô n g tác làm đất Phương pháp luận được triển khai ở Pháp để nghiên cứu địa kỹ thuật các đồ án đường ôtô được trình bày trong các tài liệu kỹ thuật về: - Tổ chức và nội dung khảo sát địa chất và địa kỹ thuật các tuyến đường ôtô và đường cao tốc [18]; - Một cách tiến hành các công tác làm đất [19]. Các đặc trưng về sức chịu tải lâu dài của nền đất dưới mặt đường, khi dưới nền đường có bô' trí các công trình thoát nước [ 11 ], là một trong các số liệu đầu vào chủ yếu để tính toán mặt đường. Những tiến bộ kỹ thuật về phương pháp gia cố và lu lèn cho phép thực hiện các lớp vật liệu gia cố có các đặc trưng cơ học cao và độ phân tán nhỏ. D o đó có khả nâng làm tăng giá trị các vật liệu địa phương và tối ưu hóa giá thành của tổng thể kết cấu mật đường và lớp trên nền đường bằng cách cải thiện sức chịu tải của nền đất dưới mặt đường, nếu có thể. 6.1.2. C ác nghiên cứu sơ bộ cần thiết Như sẽ thấy một cách chi tiết trong mục 6.2, để nghiên cứu tính toán mặt đường ngoài các thông tin được cung cấp qua việc nghiên cứu địa kỹ thuật của nền đường, cần phải thu thập các số liệu về: - Lượng giao thông; - Môi trường khí hậu và thủy văn; - Tính chất của các vật liệu mặt đường sẽ dùng. 120
  3. 6.1.2.1. L ư ợ n g giao thông Là một cơ sở hạ tầng mới nên phải ước tính lượng giao thông của các cơ sở hạ tầng tại chỗ chuyển sang cơ sở hạ tầng thiết kế này; và ước tính sự tăng trưởng theo thời gian cũng như thành phần của lượng giao thông này. 6.1.2.2. Các s ố liệu về k h í hậu Nhũng thông tin thích đáng có các tính chất khác nhau: - Hiểu biết về lượng mưa để bố trí cống trình thoát nước; - Các chu kỳ nhiệt độ để xác định các nhiệl độ đặc trưng nhằm nghiên cứu tình hinh mỏi và độ bền chống hình thành vệt bánh xe của các vật liệu bitum, hoặc để xác định các ứng suất mà các tấm mặt đường bê tông xi mãng phải chịu; - Các số liệu lịch sử về các thời kỳ đóng băng. 6.1.2.3. Tính chất cùa các vật liệu mặt đường Phương pháp luận nghiên cứu và các đặc trưng của vật liệu mặt đường cần thiết để tính toán đã trình bày ở phần V. 6.1.3. C ác giai đoạn thiết kẽ đồ án m ạt đường Thường phân biệt hai mức độ nghiên cứu: sơ bộ và chi tiết. Việc nghiên cứu sơ bộ chủ yếu nhằm ước tính giá thành của dự án. Ở giai đoạn này việc nghiên cứu địa chất và địa kỹ thuật không đủ chi tiết dể có thể xác địnhchính xác sức chịu tải của nền. Loại kết cấu thì thường lấy tương tự với các công trườngcó cùng tính chất và tầm quan trọng đã làm trước đó. Mức thiết kế chi tiết nhằm xác định các đặc trưng kỹ thuật của đồ án. Với mặt đường có thể chia thành nhiều giai đoạn, đầu tiên xét riêng từng đoạn đào đắp của đồ án, các giai đoạn sau xử lý toàn bộ tuyến. G iai đoạn đầu tiên: Nghiên cứu theo các đoạn thống nhất. Với mỗi đoạn đồng nhất về đào đắp phải xác định trị số sức chịu tải tối thiểu của nền đất cũng như chiều dày nhỏ nhất của lớp trên nền đất. Kết quả toàn bộ tuyến là các đoạn liên tiếp có chiều dày mặt đường khác nhau. G iai đoạn thứ hai: Nghiên cứu các giải pháp nền đường. Đ ể đạt được tốc độ thi công công nghiệp, chiều dày danh định của các lớp mặt đường phải giống nhau trên những độ dài lớn nhất có thể. Như vậy cần nghiên cứu các giải pháp thi công khác nhau để làm nền đất trên toàn tuyến, có tính đến những bó buộc về thi công. 121
  4. Giai đoạn thứ ba: Tính toán các giải pháp kết cấu mặt đường khác nhau. Sau khi đã thu thập các số liệu bổ sung, với từng kỹ thuật mặt đường và giải pháp cứa lớp trên nền đất đã dự kiến thì tiến hành: - Chọn lóp mặt theo lượng giao thông và các điều kiện riêng của dự án (địa điểm, các đặc trung hình học, chính sách bảo d ư ỡ n g...); - Xác định các chiều dày lớp móng theo trình tự đã nêu trong phần VI. Trong phán nghiên cứu này các điều kiện thi công mặt đường thể hiện qua: + Các trị số chiều dày lớn nhất hoặc nhỏ nhất của các lớp theo khả năng của các thiết bị rải và tính năng của các thiết bị lu lèn. D o đó phải hiệu chỉnh các kết quả tính toán chiều dày và xác định mặt cắt giữa các lớp; + Chất lượng liên kết giữa các lớp có thể hoặc không thể đạt được trong thực tế, vì tình hình dính hoặc trượt ở các mặt tiếp giáp có ảnh hưởng lớn đến chiều dày của mặt đường (hoặc tuổi thọ của nó). Việc xác định chiều dày được bổ sung bằng việc xác định mặt cắt ngang [ 8 ]. Giai đoạn thứ tư: Chọn kỹ thuật mặt đường. Qua so sánh kinh tế tổng thể kinh phí đầu tư + kinh phí bảo dưỡng tích lũy đã quy đổi về thời kỳ tính toán Iĩià chọn các loại mặt đường dự kiến, có tính đến những điều kiện địa phương của dự án và những khó khăn khai thác gắn liền với bảo dưỡng. Những điểu kiện và những khó khăn này có thể định hướng cho việc lựa chọn. 6.1.4. Trường hợp các kiến nghị kỹ th u ậ t do xí n gh iệp làm đ ể lập các phương án hoâc để thi tuyển Trong một số trường hợp chủ công trình có thể gọi thầu với các phương án hoặc các cuộc thi tuyển để huy động một phần sáng kiến của các x í nghiệp trong việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật mặt đường. Điều này có thể dẫn đến: - V iệc gọi thầu với các phương án hạn chế, trong đó xí nghiệp có thể trình bày giải pháp gốc, các kiến nghị kỹ thuật về các điểm đặc biệt đã xác định trong điều lệ tư vấn, RC, với diều kiện tôn trọng thiết k ế kỹ thuật tổng thể của giải pháp gốc. - Một cuộc thi tuyển trình bày các mục tiêu tính năng của công trình. Trong trường hợp các phương án hạn ch ế cho phép: - Thay thế vật liệu của một số lớp mặt đường bằng các vật liệu cùng họ phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật nhưng khác với giải pháp gốc ở các vật liệu thành phần, thành phần cấu tạo, hoặc cấp cơ học; - Các phương pháp thi công hoặc bố trí cấu tạo (theo mức độ đã biết và khống chế được ảnh hưởng của chúng đến tình hình làm việc của kết cấu). Trong đáp án của mình 122
  5. xí nghiệp nêu các chứng minh cần thiết cho phương án sẽ chọn, theo cùng phương pháp cùa giải pháp gốc với các thông số tính toán thích đáng và với cùng các giả thiết (thời gian tính toán, bảo vệ chống băng giá). Trong trường hợp việc thiết kế kết cấu mặt đường là do x í nghiệp đề xuất: - Nếu các vật liệu, việc thiết kế và phương pháp xây dựng đều bao gồm trong tài liệu này, kết cấu sẽ được chứng minh theo phương pháp nêu trong phần VI. - Nếu vật liệu hoặc phương pháp thi công dự kiến, hoặc mỏ hình tính toán sử dụng sai khác với các giải pháp nêu trong tài liệu này, thì xí nghiệp phải thuyết minh toàn bộ căn cứ của kiến nghị của mình (về việc chọn các đặc trưng cơ học của vật liệu, tính toán lực, chọn giá trị của hệ số điều chỉnh). Chủ công trình có thể yêu cầu những đảm bảo riêng theo độ rủi ro cho phép, nằm trong tập các điều khoản về quản lý đặc biệt. Trong mọi trường hợp để đánh giá đúng các giải pháp kiến nghị thì: - Một mật, điều lệ tư vấn phải xác định rõ các giả thiết cơ bản, thời gian và độ rủi ro tính toán, lượng giao thống, các đặc trưng của nền đất. các yêu cầu đối với việc bảo dưỡng sau này, chương trình bảo dưỡng được sử dụng để so sánh các đơn vị nhận thầu... - Mặt khác, phải chú ý trong việc phân tích các kiến nghị, phải lưu ý rằng giá trị của các thông số (các đặc trưng cơ học, độ phân tán chiều dày, hệ số phá hoại và hệ số điểu ch ỉn h ...) hoặc các giá thiết (liền kết giữa cấc lốp, sự truyền tẩi trộng qua khe n ố i...) phải phù hợp với các kiến nghị của tài liệu này hoặc căn cứ vào thực nghiệm . 6.2. CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT ĐỂ TÍNH TOÁN KẾT CẤU M ẶT ĐUỜNG MỚI Mục này giới thiệu các số liệu cần thiết để áp dụng phương pháp tính toán. Các số liệu này được xếp thành bốn loại: - Lượng giao thông; - Các thông số cơ bản để tính toán. Đó là những thông số tính toán do chủ công trình chọn từ việc phân tích chức năng kinh tế của đường; - Các số liệu về khí h,ậu và môi trường. Tập hợp các số liệu mô tả các điều kiện khí hậu của nơi đặt dự án có ảnlh hưởng trực tiếp đến việc chọn một số của biến số tính toán; - Các thông số mô tả vật liệu. Tổ hợp này tương ứng với các tính chất của vật liệu mặt đường và nền đường cần Ithiết để tính kết cấu mặt đường. 6.2.1. Lượng giao thôing H iểu lượng giao thôn g của xe nặng: - Là tiêu chuẩn lựa chiọn chất lượng của một số vật liệu thành phần dùng để chế tạo các vật liệu mặt đường (ví dlụ độ cứng của cốt liệu); 123
  6. - Là tham số đầu vào để phân tích cơ học tình hình m ỏi của kết cấu mặt đường. Xe nặng là xe với tải trọng có ích lớn hơn hoặc bằng 5 tấn. Với mục tiêu đầu tiên, biết được thông tin về khối lượng hàng ngày của xe nặng nói chung là đủ, không cần phải biết thành phần xe chi tiết, ở đây ta dùng khái niệm về cấp giao thông. Đ ể tính chiều dày phải xem xét lượng giao thông tích lũy trong thời hạn tính toán thông qua khái niệm lượng giao thông tương đương. Xác định lượng giao thông của đường ô tô để tính kết cấu mặt đường là đối tượng của tiêu chuẩn NFP98-082. 6.2.1.1. C ác cấp giao thông Cấp giao thông Tj được xác định từ lượng giao thông trung bình ngày trong năm (MJA) của xe nặng theo một hướng trên làn xe chịu tải nặng nhất, ở năm đưa đường vào sử dụng. Trường hợp mặt đường hai làn xe chiều rộng nhỏ (dưới 6 m), để xét sự chồng lên nhau của các dải xe chạy, ta dùng quy ước sau đây tính MJA: - Chiều rộng dưới 5m: 100% lượng giao thông tổng cộng của xe nặng theo hai hướng. - Chiều rộng giữa 5 và 6 m: 75% lượng giao thông tổng cộng của xe nặng theo hai hướng. Trường hợp mặt đường có các làn xe được phân cách, làn xe nặng nhất thường là làn xe chạy chậm. Khi thiếu thông tin về sự phân bố giao thông giữa các làn xe (và không xét khả năng lên xuống của giao thông, nhất là do công tác bảo dưỡng) ta có thể lấy: 7. * ơ vùng nông thôn Mặt đường 2 X 2 làn xe: Mặt đường 2 X 3 làn xe - Làn xe chạy chậm - 90% xe nặng - Làn chạy chậm - 80%; theo hướng xét; - Làn trung gian - 20%; - Làn chạy nhanh - 10% - Làn chạy nhanh - 0%. * Ở vành đ a i dô thị Mặt đường 2 x2 làn xe Mặt đường 2 X 3 làn xe: (Xác định cho từng trường hợp - Làn chạy chậm - 65% - Làn tru . - Làn chạy nhanh - 5 % . Các cấp giao thông được xác định bởi các giới hạn cho ở bảng 6.1. 124
  7. B ảng 6.1. Xác định các cấp giao thông T3 T2 T1 T0 TS Cấp T5 T4 TEX T3“ T3* T2~ T2* T1" Tf T0“ T0* TS“ TS* MJA 0 25 50 85 150 200 300 . 500 750 1200 2000 3000 5000 6.2.1.2. L ư ợ n g giao thông tương đương Để tính chiều dày, iượng giao thông được đặc trưng bằng số NE - số lượng tương đniơng các trục bánh thiết kế tương ứng với lượng giao thông của xe nặng tích lũy trong thời hạn tính toán ban đầu. ở Pháp, trục bánh thiết kế là trục đơn bánh kép 130kN (trục bánh lớn nhất hợp pháp). Sô' NE phụ thuộc vào: - Trị số của lượng giao thông đếm được khi đưa đường vào sử dụng và tỉ lệ tăng xe X tr ong thời hạn tính toán; - Thành phần giao thông (sự phân bô' tự nhiên các trục bánh xe và tải trọng trục); - Tính chất của kết cấu mật đường. N ó được tính theo công thức: NE = N X CAM V ớ i: N - số tích lũy các xe nặng trong thời kỳ tính toán p năm; CAM - hẹ số phá hoại trung bình của xe nặng so với trục bánh tính toán. * Tính tổng s ố lần N của xe nặng N = 365 X MJA X c Trong đó c là hệ số tích lũy trong thời kỳ tính toán. Khi đã xác định được cấp giao thông ta dùng giá trị MJA tương ứng với trung bình ciủa các giới hạn của cấp. Với p nãm và tỉ lệ tăng xe T không đổi trong thời kỳ đó, c được tính theo công thức: C = [ ( 1 + t )p - 1 ) ] / t N ếu giả thiết một tỉ lộ tăng xe không đổi là không chắc chắn lắm, thì c được tính với T trong khoảng p nãm. * G iá trị của hệ sô'phá hoại CAM Dạng của các trục (đơn,- đởi, ba), các bánh (đơn hoặc kép) và tải trọng của chúng đều thiay đổi theo loại xe nặng. Mật khác, với một tải trọng đã cho, ứng suất và biến dạng trong mặt đường, trong một mức độ nhất định phụ thuộc vào kết cấu mặt đường. Cuối 125
  8. cùng, đối với tình hình mỏi, sự phá hoại gây ra khi tác dụng một tải trọng cho trước lại phụ thuộc vào tính chất của vật liệu. Như vậy một xe nặng sẽ không gây ra một độ phá hoại như nhau khi chạy trên một mặt đường nhựa mềm, hoặc trên một mặt đường có lớp móng gia cố chất liên kết rắn trong nước. Nếu ước lượng đúng thành phần giao thông (sự phân bo các trục bánh và tải trọng trục) từ biện pháp cân trục bánh trên các đường ôtô cùng cấp và trong cùng điều kiện địa lý, thì có thể tính hệ số CAM theo phương pháp viết ở phụ lục 7.5. Khi thiếu các thông tin cần thiết để tiến hành tính toán như vậy thì có thể lấy các trị số cho trong bảng 6.2. B ảng 6.2. Các hệ số phá hoại theo lượng giao thông và loại mặt đường CAM 0,4 0,5 0,7 0,8 Mặt đường có lượng Cấp T5 T4 T3- T3+ giao thông nhỏ CAM 0,8 1 1,3 - Mặt đường có lượng Các lớp nhựa của kết Mặt đường nhựa Các lớp vật liệu gia cố giao thông vừa và lớn cấu hỗn hợp và kết chiéu dày trên chất liên kết rắn trong cấu ngược 29cm nước và bê tông xi măng Các lớp nhựa chiêu dày Các lớp không liên lớn nhất bằng 20cm của kết và đất nén mặt đường nhựa bitum Các trị số này của hệ số phá hoại CAM được áp dụng để xác định số lần tích lũy 'rục bánh tương đương NE, để kiểm tra đối với tình hình mỏi của các lớp liên kết và đối với nguy cơ xuất hiện vệt bánh trong đất nền hoặc các lớp không liên kết. 6.2.2. Các thông sô căn cứ để tính toán Như đã nói ở phần I, việc nghiên cứu thiết kế một kết cấu mặt đường phải được >:em xét bằng lý thuyết xác suất. Giai đoạn đầu của quá trình là chọn một trị số xác xuất phá hoại mặt đường từ năm thứ p, có xét tới lượng giao thông tính trước. V iệc chọn thời hạn tính toán ban đầu và độ rủi ro tính toán kết hợp tương ứng với mục tiêu kinh tế. Bảng 6.3 là các trị số dùng trong Catalô 1977 về các kết cấu mặt đưTn.g của quốc lộ. B ảng 6.3. Độ rủi ro tính toán lấy với 20 năm của Catalô các kết cấu mặt đường 1977 T0 T1 12 T3 Cáp phối đá - bitum 2% 5% 12% 25% Cấp phối đá - chất liên kết rắn trong nước 2,5% 5% 7,5% 12% 126
  9. 6.2.3. C ác số liệu khí hậu và môi trường Các điều kiện khí hậu có ảnh hưởng đến độ bền, tuổi thọ và các đặc trưng biến dạng của mặt đường và nền đường là: - Lượng mưa nhiểu liên quan đến việc thoát nước; - Các chu kỳ theo mùa và các trị số cao nhất và thấp nhất của nhiệt độ; - Cường độ và thời gian của thời kỳ đóng băng, tan băng. Các điều kiện khí hậu ảnh hưởng đến việc chọn tính chất của các chất liên kết hyđrôcacbon. Các điều kiện thủy văn có liên quan tới mặt cắt hình học (nền đào, nền đắp) và có tác động lớn tới trạng thái ẩm ướt của nền đường. Các số liệu trực tiếp sử dụng trong tính toán chiều dày là: - Trạng thái ẩm ướt của đất nền đường; - Các chu kỳ theo mùa của nhiệt độ; - Cường độ của thời kỳ đóng băng. 6.2.3.1. C h ế độ ẩm ướt của đất nền đường Như đã nói ở phần IV, trạng thái ẩm ướt của đất nển đường được xem xét thông qua sức ch ịu tả i của phần trên của nền đất: - Lúc thi công các lớp mặt đường; và - Đ ể tính chiều dày có xét tới trị số tương ứng với tình hình bất lợi nhất (loại trừ thời kỳ tan băng) có thể xảy ra: tính đến khí hậu và các điểu kiện thoát nước. 6 .2 3 .2 . Các chu kỳ theo mùa của nhiệt độ Hiểu biết các chu kỳ theo mùa của nhiột độ của một đổ án là hữu ích vì: - Sự nhạy cảm của tính biến dạng và độ bền của các vật liệu bitum đối với nhiệt độ; - Tầm quan trọng của ứng suất do gradien nhiệt độ gây ra trong mặt đường cứng. 6.2.3.3. Cường độ của thời kỳ đóng băng 6.2.4. C ác thông sô mô tả nền đất 6.2.4.1. Đ ất nền đường Phương pháp luận của việc nhận dạng và làm rõ các loại đất nền đường đã được giới thiệu trong phần IV. Đ ể tính ứng suất trong thân mặt đường dưới tác dụng của trục bánh tính toán, đất nền đường được xem là một môi trường đàn hổi được biểu thị bởi: - Một mốđun đàn hồi và một hệ số Poisson được chọn, như đã nói ở trên, đại diện cho tình hình làm việc lâu dài của phần trên của nền đất (PST). 127
  10. Với hệ số Poisson ta lấy trị số trung bình là 0,35; tuy rằng thông số này thay đổi theo tính chất của đất, trạng thái ẩm ướt và ứng suất tác dụng(1>. - Chiều dày của đất xốp, khi vị trí các lớp đá gốc nằm ở nông(2). Trong trường hợp mặt đường mềm và bitum dày, thân mặt đường phải được tính toán để tránh vệt lún bánh xe của đất nền do tích lũy biến dạng dư ở cao trình này. Với các kết cấu mặt đường cứng hon, tiêu chuẩn độ bền mỏi của các lớp móng thường là tiêu chuẩn quyết định. Khi thiếu phương pháp tính toán và các số liệu cho phép xác định sự phát triển của biến dạng dư phụ thuộc vào ứng suất và số lần tác dụng tải trọng, việc tính kết cấu mặt đường đối với độ rủi ro hình thành vệt lún bánh xe của đất nền được tiến hành bằng cách hạn chế biến dạng thẳng đứng £z của đất nền. Những quan sát trên một số mặt điờng bitum cho phép lấy gần đúng theo kinh nghiệm giá trị giới hạn của chiều sâu vệt bám xe trên đất nền bằng một tiêu chuẩn có dạng ezad = f(N ) (xem 6.4.1.). 6.2.4.2. Lớp trên nền đất Về việc chọn lớp trên nền đất và kiểm tra việc tính toán thân mặt đường trong thục tế đã áp dụng hai điểm gần đúng. V ề điểm gần đúng đầu tiên, chiều dày lớp trên nền đất, được chọn theo sức chịi tải của đất nển và sức chịu tải cần tìm của nền đường, từ các bảng tăng cấp cho ở phần IV. Để tính toán kiểm tra kết cấu mặt đường, tổ hợp đất nền + lớp trên nền đất được xem là một khối đồng nhất biểu thị bằng cặp môđun đàn hồi và hệ số Poisson. Với nền đường, phải kiểm tra xem tiêu chuẩn biến dạng thẳng đứng dưới lớp móng của mặt đườnị có được thỏa mãn không. V ề điểm gần đúng thứ hai, trong tính toán kết cấu thì lớp trên nền đất được x en là một lớp kết cấu. Điểm gần đúng này áp dụng cho các trường hợp người ta muốn tìm cách tối ưu hóa chiều dày của tổ hợp mặt đường + lớp trên nền đát phụ thuộc vào các đặc trưng cơ học thực tế có thể đạt được ở hiện trường với vật liệu của lớp trên nền đất. Trong trường hợp này, các đặc trưng cơ học của vật liệu này phải được xác định riing, cũng như các đặc trưng của nền đường, bằng cách tiến hành phù hợp với các kiến ìghị nêu trong phần IV. Việc kiểm tra được tiến hành phân biệt theo tính chất của lớp trên nền đất: - Với các lớp trên nền đất bằng vật liệu khống gia cố, phải kiểm tra xem trịsố liến dạng thẳng đứng ở đỉnh của lớp này và của đất nền đường có nằm trong phạm vi cho phép không. Sử dụng công thức ez ad = f(N ) đã cho trong mục 6.4.1.1. Các tính toán trước đây thường lấy V = 0,25. (2) Thông tin này là đặc biệt cần thiết trop.g trường hợp từ độ võng đo được sẽ rút ra các đặc trưig cơ học cùa nền. 128
  11. - Các lớp trên nền đất bằng vật liệu gia cố được kiểm tra theo mỏi bằng cách chọn mô hình nêu ở phần IV. Ngoài ra, phải kiểm tra xem biến dạng thẳng đứng của mặt đất nền có cho phép không. 6.2.5. Vật liệu xây dựng các lớp mặt đường 6.2.5.1. Cấp p h ố i đá kh ô n g gia cô' * C ác đặc trưng nội tại Đ ể biểu thị tình hình làm việc thuận nghịch dưới tác dụng tải trọng, phương pháp tính toán cần biết số liệu của môđun E và của hệ số Poisson. Theo cách làm thông thường để chọn trị sô' môđun đàn hổi của lớp cấp phối đá không gia cố thì tùy theo loại mặt đường, mà dùng các trị số trong bảng 5.2 mục 5.3. Khi thiếu các số liệu thì hệ số Poisson của các vật liệu này lấv bằng 0,35. Đối với việc đánh giá vệt lún bánh xe do tích lũy biến dạng dư, phương pháp thường dùng là hạn chế biến dạng thẳng đứng £z ở đỉnh của lớp không liên kết. Trong trường hợp này không cần bổ sung nào về trạng thái cơ học của mặt đường. 6.2.5.2. Cấp phối đá gia cô' chất liên kết rắn trong nước và bê tông lu lèn chặt * C ác đặc tnữig nội tại Cùng với hiện tượng đông kết, tính đến sự tiến triển của các đặc trưng cơ học theo thời gian của các vật liệu gia cố chất liên kết rắn trong nước, phải đánh giá các đặc trưng này: - V ề lâu dài - để đánh giá tình hình làm việc trong tuổi thọ thiết kế; - Về ngắn hạn - để kiểm tra xem độ bền đạt được có đủ chịu tác dụng của các ứng suất đầu tiên hay không (xe thi công hoặc lượng giao thông khi đưa đường vào sử dụng). Về "Dài hạn" ta xem xét các đặc trưng ở một năm tuổi, v ể "ngắn hạn" thì phụ thuộc vào kết hoạch thi công. Phương pháp tính toán cần biết: - Đ ể biểu thị tình hình làm việc thuận nghịch dưới tác dụng của tải trọng thì số liệu của môđun đàn hồi E và hệ số Poisson lấy bằng 0,25 với các vật liệu này. - Đ ể biểu thị sự hư hỏng do mỏi: + Các thông số ơ 6 và b của biểu thức về quy luật mỏi được lấy dưới dạng: ơ /ơ 6 = (N /106)b + Đ ộ lệch chuẩn SN của sự phân bỏ' logN gây phá hoại với 106 chu kỳ. Các trị sô đặc trưng cho các thông số này của các kỹ thuật khác nhau của cấp phối đá gia cố và cách rút ra các trị số này từ các kết quả thí nghiệm được ;ioi ở mục 5.4. 129
  12. * Đ ặc tnừig thi công Việc tính toán phải dùng đến độ phân tán, đặc trưng bằng độ lệch chuẩn Sh của chiều dày các lớp thi công. Với những quy định thông thường về cao đạc nền đất và sức chịu tải nhỏ nhất của nền, giá trị của Sh là 3cm. Nhờ khống chế chặt chẽ các đặc trưng hình học của nền bảo đảm có sức ch ú tải cao và có đường dẫn máy tốt, thì độ lệch chuẩn của sự phân tán chiều dày có thể giảm xuống 2cm. 6 2 .5 .3 . Vật liệu gia cô' chất liên kết hyđrôcacbon * C ác đặc trưng nội tại Các đặc trưng cơ học của các vật liệu bitum phụ thuộc vào nhiệt độ và tần sỗ của ứng suất, việc tính toán phải được tiến hành với các trị số đại diện cho các điều kiện của đồ án. V ề tần số của ứng suất ta lấy các đặc trưng ở 10Hz. Phương pháp tính toán cần biết: - Đ ể biểu thị cho tình hình làm việc thuận nghịch dưới tác dụng của tải trọng, tkì sô' liệu của môđun đàn hồi E và hộ số Poisson lấy bằng 0,35. - Đ ể biểu thị hư hỏng do mỏi: + Số liệu về biến dạng e6; + Đ ộ dốc b của quy luật mỏi: e/e6 = (N /106)b + Đ ộ lệch chuẩn SN của sự phân bố logN gây phá hoại với 106 chu kỳ. Các giá trị của E, e6 và b được chọn ở trị số nhiệt độ tương đương (xem phụ lục 75 để tính nhiệt độ tương đương có tính đến chu kỳ nhiệt hàng năm). Ỏ nước Pháp thường dùng nhiệt độ tương đương là 15 °c. * Đ ặc trưng thi công Với các công trường thông thường, độ lệch chuẩn Sh về chiều dày các lớp thi (ông lấy các giá trị cho ở bảng 6.4 phụ thuộc vào tổng chiều dày e của các vật liệu bitum. B ảng 6.4. Đ ộ lệch chuẩn về chiều dày thi công của các lớp vật liệu bitum e (cm) e < 10 10 < e < 15 15 < e Sh (cm) 1 1+0,3 (e -1 0 ) 2,5 Bằng cách khống ch ế chặt chẽ các đặc trưng hình học của nền đường, bảo đảm sức chịu tải cao, dùng máy rải có vít kẹt, độ phân tán có thể giới hạn là l,5cm . 130
  13. 6.2.5.4. Bê tông xi màng * C ác đặc tn m g nội tại Với bê tông ngưng kết bình thường, các số liệu dùng để tính toán kiểm tra đều được xác định ở 28 ngày tuổi. Với bê tông dùng chất liên kết ngưng kết chậm thời hạn có thể là 56 ngày. Phương pháp tính toán cần biết: - Đ ể biểu thị sự làm việc thuận nghịch dưới tác dụng tải trọng cần biết sô' liệu của môđun đàn hồi E có hệ số Poisson thường lấy bằng 0,25. - Đ ể biểu thị sự phá hoại do mỏi: + Các thông số ơ 6 và b của biểu thức của quy luật mỏi được chọn dưới dạng: ơ /ơ 6 = (N/106)b + Đ ộ lệch chuẩn SN của sự phân bố logN gây phá hoại ở 10* chu kỳ. Các trị số tham khảo của các thông số này cũng như cách xác định chúng từ các thí nghiệm trong phòng được trình bày ở mục 5.7. * Đ ặc trưng thi công K h i các lớp mặt đường được th i công bằng thiết bị tưang ứng Yứi lo ạ i B hoặc c của tiêu chuẩn NFP98-170, độ lệch chuẩn Sh của chiều dày các lớp thi cỡng được lấy như sau: - Với các lớp móng trên đặt trên lớp móng dưới gia cố: Sh = lcm ; - Các trường hợp khác: Sh = 3cm. Khi các lớp được thi công bằng thiết bị tương ứng với loại A của tiêu chuẩn thì lấy Sh = 3cm. 6.3. TRÌNH TỰTÍNH TOÁN Như đã nêu ở phần I, phương pháp tính toán các kết cấu mặt đường của Pháp là sự kết hợp giữa: - V iệc phân tích cơ học về sự làm việc của kết cấu; - Các kết quả thí nghiệm về hư hỏng do mỏi của các vật liệu mặt đường; - Nhũng nhận thức rút ra được từ việc quan sát tình hình làm việc của mặt đường thực tế, các số liệu thu được từ các đoạn đường làm thử hoặc thực nghiệm làm trên đường vòng nghiên cứu các kết cấu đường của Viện nghiên cứu cầu đường trung tâm. Dù kỹ thuật làm mặt đường là như thế nào thì trình tự tính toán và sự khớp nối các giai đoạn khác nhau lại cũng hoàn toàn giống nhau. Ở đây giới thiệu trình tự chung, chi tiết riêng cho từng kỹ thuật được cho trong mục 6.4. 131
  14. G iai đoạn đầu tiên: Tính toán sơ bộ. Khi đã tập hợp được các số liệu cần thiết cho tính toán thì tiến hành: - Chọn lớp mặt, theo các nguyên tắc trình bày ở phần III; - Sơ bộ định chiều dày kết cấu bằng cách tham khảo các tình hình có thể so sánh. G iai đoạn th ứ hai: Tính kết cấu. Tính ứng suất và biến dạng theo mô hình toán học của kết cấu mặt đường đã tính toán ở giai đoạn 1, với trục bánh tính toán 130kN. Một nửa trục gồm có: Một đôi bánh đơn, biểu thị bằng hai tải trọng gây ra một áp lực phân bô' đểu 0,662 MPa trên hai đĩa tròn bán kính 0,I25m, với klioảng cách giữa hai tâm là 0,375m. G iai đoạn thứ ba: Kiểm tra mỏi của kết cấu và biến dạng của đất nền. V iệc kiểm tra được tiến hành bằng cách so sánh ứng suất và biến dạng đã tính được ở giai đoạn 2 với các trị số cho phép. Các trị số giới hạn này được xác định theo: - Lượng giao thông tích lũy ở thời kỳ tính toán xem xét; - Đ ộ rủi ro phá hoại cho phép ở thời kỳ đó; - Các đặc trưng độ bền mỏi của vật liệu; - Hiệu ứng nhiệt; - Các số liệu quan sát vể tình hình làm việc của các mặt đường cùng loại. Điểm cuối cùng này được thể hiện bằng cách đưa vào một hệ số gọi là hệ số điều chỉnh, cho phép tính đến sự thiếu đại diện của m ô hình toán học do các giả thiết giản hóa, mặt khác xét tới những sai lệch của việc dùng các thí nghiệm trong phòng để mô tả các tính chất của vật liệu. G iai đoạn th ứ tư: Hiệu chỉnh các chiều dày tính toán. Chiều dày các lớp được xác định ở giai đoạn thứ ba sau đó được hiệu chỉnh để: - Tính đếis những bó buộc công nghệ về chiều dày tối thiểu và tối đa để đạt được độ chặt và độ băng phẳng yêu cầu; - Giảm các rủi ro thiếu liên kết ở các mặt tiếp giáp bằng cách hạn ch ế số mặt tiếp giáp; - Bảo đảm bảo vệ đầy đủ các lớp móng gia c ố đối với các hiện tượng không lường trước được trong tính toán trên đây (đặc biệt là sự truyền nứt). G iai đoạn th ứ năm: Kiểm tra việc đóng băng - tan băng. G iai đoạn th ứ sau: Xác định mặt cắt ngang của mặt đường Toàn bộ các kiểm toán trên đây là đúng với kết cấu gọi là danh nghĩa tương ứng với mép phải của làn xe chịu tải lớn nhất viêc còn lại là phải xác định mặt cắt ngang của 132
  15. mặt đường, Đ ể làm việc này, những thay đổi theo hướng ngang là của chiều dày các lớp được xác định theo: lượng giao thông trên một làn xe, các đặc trưng hình học của tuyến, việc tăng dần các độ dốc ngang giữa nền đất và lớp mặt. V iệc xác định kết cấu mặt đường kết thúc cùng với việc xác định độ mở rộng của các lớp khác nhau, của lể đường và các bố trí cấu tạo. Điểm này sẽ nói trong mục 6.6. 6.4. TÍNH TOÁN CÁC HỌ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG KHÁC N H A U Trong chương này, với từng kỹ thuật, nêu rõ: - M ô hình dùng để tính toán; - Các tiêu chuẩn để tính chiều dày; - Các giai đoạn của quá trình tính toán. M ỗi phần được minh họa bằng một thí dụ. Đ ể không làm phức tạp phần giới thiệu trình tự và các tính toán đều được trình bày cho một kết cấu đặt trên đất nền đồng nhất. Trong trường hợp mặt đường đặt trên lớp trên nền đất gia cố phải tiến hành những kiểm tra bổ sung, tham khảo ở mục 6.2.4.2 và thí dụ giới thiệu trong phụ lục 7.7. 6.4.1. K iểm tra chung vói nền đường và các lớp m óng k h ông liên kết Các tiêu chuẩn nêu ở đây là chung đối với các kết cấu khác nhau và sẽ không nhắc lại các mục tiếp theo. 6.4.1.1. Đ ấ t nền Với các kết cấu mật đường khác nhau phải kiểm tra sao cho vết lún bánh xe trên đất nền nhỏ hem trị số cho phép. Khi thiếu sô' liệu thì tiến hành việc kiểm tra nàybằng cách dùng tiêu chuẩn biến dạng thẳng đứng £z có dạng e z ad = fCNE): - Mặt đường có lượng giao thông trung bình và lớn (T > T3): e , ad = 0,012(NE)-°'222 - Mặt đường có lượng giao thông nhỏ (T < T3): £z, d = 0,016(NE)-°’222 Số lượng trục bánh tương đương NE được tính toán bằng cách áp dụng giá trị các hệ số phá hoại trung bình của lượng giao thông CAM cho ở bảng 6.5. Bảng 6.5. Giá trị của hệ số phá hoại trung bình Cấp T5 T4 T3- T3+ > T2 CAM 0,4 0,5 0,7 0,8 1 133
  16. 6.4.1.2. Các lớp m óng bằng vật liệu hạt Trong trường hợp mặt đường có lượng giao thông nhỏ (lượng giao thông tích lũy dưới 250000 trục bánh tiêu chuẩn) gồm có một lớp mặt chiều dày m ỏng trên một lớp móng bằng vật liệu hạt không gia cố, thì không đưa vào tiêu chuẩn tính toán đối với vật liệu móng. Chính nhờ vào việc chọn các đặc trưng của vật liệu mà theo kinh nghiệm cấp phối không gia cố đã bảo đảm được cường độ cho phép chống hình thành vệt lún bánh xe. Trong những trường hợp khác: mặt đường nhựa bitum trên lớp m óng bằng cấp phối đá không gia cố, kết cấu ngư ợ c... thì v iệ c kiểm tra sự hình thành vệt lún bánh xe cũng được làm ở đỉnh của lớp vật liệu hạt không gia c ố theo cùng tiêu chuín đã làm với đất nền. 6.4.2. Mặt đường mềm và mặt đường nhựa dày Phương pháp dưới đây bao gổm việc tính toán các mặt đường xác định ở mục .2 là mặt đường mềm và mặt đường nhựa dày 6.4.2.1. M ô hình của kết cấu m ặt đường Kết cấu là một hệ nhiều lớp đàn hồi, các lớp dính chặt vói nhau (liên tục về chu)ển vị ở các mặt tiếp giáp). Mồđun đàn hồi của cấp phối đá không gia cố thay đổi theo tính chất của lớp, ỉhiều dày của lớp móng, tính chất của đất nền và chất lượng của cấp phối, như nói ở mục 6.2.5.1 trên đây. 6.4.2.2. Các tiêu chuẩn đ ể tính toán * Trường hợp m ặt đường có lượng giao thông nhỏ Trường hợp này mặt đường gổm một lớp mặt mỏng trên một lớp cấp phối khôn* gia cố, chịu một lượng giao thông tích lũy dưới 250000 trục bánh tiêu chuẩn. Lớp mặt xe chạy có thể là một lớp láng nhựa khi lượng giao thông tích lũy ương đương NE là 100000 trục bánh, hoặc bê tông nhựa với chiểu dày được chọn theo to;n đồ ở phần III (hình 3.8). Chiều dày lớp móng trên bằng cấp phối đá không gia c ố quy định là 15cm khi liợiig giao thông tích lũy tương đương NE là 100000 trục bánh và 20cm khi NE lớn hơn. Chiều dày lớp cấp phối đá không gia cố được xác định sao cho không hình thàm vệt lún bánh xe trên đất nền. Tiêu chuẩn kiểm tra là biến dạng thẳng đứng s z ở bề mặ của đất nền nhỏ hơn trị sô' giới hạn (xem mục 6.4.1). Sự làm việc của cấp phối đá không gia c ố được xem là được bảo đảm khi nhữnị quy định kỹ thuật của vật liệu được tôn trọng (xem mục 5.3) và lớp mặt không thấm nư c. 134
  17. * Trường hợp các m ặt đường mềm khác hoặc m ặt đường nhựa bitum dày Với các mặt đường có lớp móng dưới bằng cấp phối đá trộn ẩm không gia cố, chiều dày của vật liệu hạt được xác định theo sức chịu tải của nền đường để bảo đảm thi công tốt lớp móng trên. Các chiều dày nhỏ nhất tương ứng là 15cm với PF3, 25cm với PF2 và 45cm trên PF1. Các kết cấu mặt đường này được kiểm tra bằng tính toán đối với: - Sự phá hoại do mỏi ở đáy của các lớp bitum; - Sự hình thành vệt lún bánh xe trên các lớp không liên kết và nền đường. Hai tiêu chuẩn được kiểm tra là: - Đ ộ dãn dài E, ở đáy của các lớp bitum phải nhỏ hơn trị số cho phép; - Biến dạng thẳng đứng £z ở bề mặt của các lớp không liên kết và nền đường phải nhỏ hơn trị sô' giới hạn (xem mục 6.4.1). 6.4.2.3. Xác định độ dãn dài cho phép st ad ở đáy các lớp bitum Giá trị của e, ad tính theo công thức: s, ad = e(NE, e eq, f)kr, kc, ks * £ (NE, 0eq, 0 là biến dạng khi đạt được sự phá hoại uốn quy ước trên mẫu sau NE chu kỳ với xác suất 50% ở nhiệt độ tương đương 0eq và tần số f đặc trưng cho các ứng suất mà lớp đang xét phải chịu. Quy luật mỏi của vật liệu bitum được biểu thị bằng quan hệ có dạng: s(Ne, e eq) f) = s6 (0eq, f) (NE/106)b Với các kết cấu ở vùng khí hậu điều hòa và ở nhiệt độ dương, khi thiếu các số liệu thí nghiệm thì thường xem ảnh hưởng của nhiệt độ với tình hình m ỏi có quan hệ: £6(0)E(9)0,5 = const. Quy luật mỏi thường được thiết lập bằng thực nghiệm ở nhiệt độ 1 0 °c và tần số 10Hz. Với các lớp móng người ta thường xem tần số đặc trưng các ứng suất vào khoảng 10Hz và có thể bỏ qua việc điều chỉnh đối với trị số của e6 khi tần số giữa 10 và 25Hz ở nhiệt độ trung bình. Trong những điều kiện này, e(NE, 0eq,f) được viết dưới dạng: e(Ne, e eq, f) = e6 (10°c, 25Hz)[E (lOoC)/E(0eq)]0'5 (N E /106)b Khi các giả thiết trên đây không còn chấp nhận được nữa, tức là khi: - Nhiệt độ cao; 135
  18. - Tần số đặc trưng các ứng suất khác nhau nhiều (giao thông chậm, lớp mặt); - Vật liệu có độ lưu biến sai khác với độ lưu biến của các sản phẩm bitum trayền thống, thì biểu thức của s(N e, 0eq, f) được rút ra từ các kết quả nghiên cứu về mỏi với các điều kiện thí nghiệm thích ứng. * kr là hệ số hiệu chỉnh trị số biến dạng cho phép theo độ rủi ro tính toán, phụ tnuộc vào hệ số phân tán về chiều dày (độ lệch chuẩn Sh) và vào các kết quả thí nghiệm mỏi (độ lệch chuẩn SN): kr = 10'ubS u - biến số tập trung giảm nhỏ ứng với độ rủi ro r; b - độ dốc của quy luật mỏi của vật liệu; ô - độ lệch chuẩn của sự phân bố logN: 5 = [SN2 + (c7 b 2)Sh2]0'5 c- hệ số liên quan với sự thay đổi biến dạng và sự thay đổi chiều dày mặt đíờng Ah, (lgs = logs0 - cAh). Với các kết cấu thông thường vào khoảng 0,02cm ‘' V ới độ rủi ro tính toán 50% thì u = 0 và kr = 1. * kc là hệ số điều chỉnh nhằm hiệu chỉnh các kết quả của m ô hình tính với tình hình làm việc quan sát được trên các mặt đường cùng loại. V ới mặt đường bitum các rị số của hệ số điều chỉnh theo tính chất của vật liệu bitum được xác định ở bảng 6.7. B ảng 6.7. Giá trị của hệ số kc Vật liệu kc Cấp phối đá - bitum (GB)1 1, 3 Bê tổng nhựa (BB)1 1,1 Hỗn hợp môđun cao (EME)1 1 * ks là hệ số giảm nhỏ xét tới tác dụng của sự không cục bộ của sức chịu tải củi lớp có độ cứng nhỏ nằm dưới các lớp liên kết (bảng 6.8). B ảng 6.8. Giá trị của hệ số ks Môdun E < 50MPa 50MPa < E < 120 MPa 120 MPa < E ks 1/ 1,2 1/ 1,1 1 Ghi chú: Môđun xem xét là môđun của vật liệu của lớp nằm dưới và không phải là rtôđun đặc trưng cho độ cứng của nền đường. Như vậy, với một lớp trên nền đất dày , có môduì trên 120MPa, thì ngay cả khi sức chịu tải của nền đất nhỏ hơn 120MPa cũng không cần giảm mỏ. (I) Xem phụ lục 7.1 về các chữ viết tắt và ký hiệu (ND). 136
  19. 6.4.2.4. Các ví dụ tính toán V í d ụ 1. Mặt đường mềm có lượng giao thông nhỏ. * C ác sô' liệu - Lượng giao thông: Lượng giao thông T4 với tỉ lệ tãng xe là 4% mỗi nãm. Tuổi thọ ban đầu 12 năm. Hệ số phá hoại trung bình của giao thông: CAM = 0,5, Lương giao thông tích lũy trên một làn xe: N = 1,94.10-*. Số trục bánh tương đương: NE = 0,9 7 .105. - Lớp mặt: Với lượng giao thông tích lũy này có thể làm một lớp láng nhựa. - Nền đất: Cấp chịu tải PFj: R = 20M Pa, V = 0,35 - Các đặc trưng cơ học của vật liệu: Với lớp móng trên dùng cấp phối đá không gia c ố loại 1 theo bảng 5.3, các đặc Itrưng (xem bảng 5.2): E = 6 0 0 M Pa, V = 0 ,3 5 Chiều dày của lớp móng trên lấy bằng 15cm. Với lớp móng dưới dùng cấp phối đá không gia cố loại 2. Môđun đàn hồi của một llớp dày 25cm (theo bảng 5.2) là: Eị = 2,5 Eđấ( = 50MPa E) = 2,5 Ej = 125MPa E3 = 2,5 E2 = 312 MPa V = 0,35 với tất cả các lớp cấp phối đá không gia cố (GNT). - Điều kiện thi công: Các mặt tiếp giáp đều dính * Các trị sô'giới hạn cho phép Đất nền. Biến dạng thẳng đứng cho phép ezad: e z,ad = 0,016(NE)'°'222 = 125.1CT6 137
  20. * Tính ứng su ấ t và biến dạn g Chiều dày cấp phối đá không gia cố của lớp móng dưới là thông số duy nhất cần xác định. Các kết quả tính toán được đưa vào bảng 6.9. B ảng 6.9. Biến dạng ở bề mặt của đất nền Chiều dày của GNT lớp móng dưới (cm) 52 54 ez ở mặt của nền đất (x 10'6) 1270 1190 * Tính toán Lấy trị số cho phép của biến dạng thẳng đứng của đất nền là 1 2 5 0 .10'6, kết cấu mặt đường gồm một lớp láng nhựa trên 15cm GNT loại 1 của lớp móng trên và 53cm GNT loại 2 của lớp móng dưới là thích hợp. Nếu chọn lớp mặt là 4cm bê tông nhựa (E = 5400 MPa ở 15°C) qua tính toán chỉ cần 38cm GNT cho lớp móng dưới là đủ. V í d ụ 2. Mặt đường nhựa dày bằng cấp phối đá - bitum (BG) * C ác sô' liệu - Lượng giao thông: MJA = 210 PL/ngày với tỉ lệ tăng xe là 7% mỗi nãm. Tuổi thọ ban đầu: 20 năm. Hệ số phá hoại trung bình của giao thông: CAM = 1. Lượng giao thông tích lũy trên 1 làn xe: N = 3,14.106. Số trục bánh tương đương: NE = 3,14.106. - Đ ộ rủi ro tính toán: r = 12% - Lớp mặt: Với lượng giao thông T2; đầu tiên lấy gần đúng là một lớp bê tông nhựa dày 6cm. - Nền đất: Cấp chịu tải PF3: E = 120MPa; V = 0,35 - Các đặc trưng cơ học của vật liệu bitum: Nhiệt độ tương đương của vật liệu bitum lấy là 15°c. Các thí nghiệm ở trong phòng cho các kết quả sau (bảng 6.10). B ảng 6.10 E(10°c, 10Hz) (MPa) E(15°c, 10Hz) (MPa) e6(10°C, 25Hz) b SN GB cấp 3 12300 9300 90.10-6 -0,2 0,30 BB 7200 5400 150.10'6 -0,2 0,25 138

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản