Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯ­ỜNG

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯ­ỜNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Loại xe

Volga

Gaz51

ZiL 150

Maz 200 Maz 504

Vtb(Km/h)

60

60

60

60

60

Sức chở

4 người

4,15T

5,24T

7,82T

10,30T

Trọng lượng xe có hàng(Kg)

1280

7400

9540

14820

18000

Trọng lượng khơng hàng (Kg)

640

3250

4300

7000

8000

Chiều dài (mm)

4055

6400

6675

7330

7500

Khổ xe

Chiều rộng(mm)

1540

2290

2500

2650

2650

Chiều cao (mm)

1560

2130

2335

3300

3510

Chỉ xét đến các trục có trọng lượng trục từ 25 KN trở lên, nên ta chỉ xét tới các loại xe tải

trong thành phần dòng xe.

Bảng VII.3 : Sự phân bổ tải trọng lên các trục của các loại xe tải

Số bánh của mỗi K/c giữa

Ptrục trước

Ptrục sau

Số trục

Loại xe

cụm bánh ở trục

các trục

(KN)

(KN)

sau

sau

sau (m)

Tải nhẹ Gaz51 (20%)

18.0

56.0

1

Cụm bánh đôi

Tải trung Zil150 (15%)

25.8

69.6

1

Cụm bánh đôi

Tải nặng Maz200 (20%)

48.2

100.0

1

Cụm bánh đơi

Tải nặng Maz504 (10%)

45.2

94.2

2

Cụm bánh đơi

> 3.0

VII.1.1.2. Tính tốn lưu lượng xe

Cơng thức tính lưu lượng theo thời gian: Nt = N0.(1+q)t (xe/ngày đêm)

Lưu lượng xe năm thứ nhất (N0) :

N15 = N0 (1+q)15  N0 = = 416 xe/ngđ

Bảng VII.4 : Lưu lượng xe các năm

Năm

0

5

10

15

Nt (xe/ngđ)

416

611

898

1320

Số xe con

63

92

135

198

Số xe tải nhẹ

104

153

225

330

Số xe tải trung

166

244

359

528

Số xe tải nặng

62

92

135

198

Số xe tải nặng 2 trục sau

21

30

44

66

VII.1.1.3. Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 KN

Việc tính toán quy đổi được thực hiện theo biểu thức (3.1) [7]

(trục tiêu chuẩn/ ngày đêm)

Trong đó:

ni- là lưu lượng loại xe thứ i thơng qua mặt cắt ngang điển hình của đoạn đường thiết kế

trong một ngày đêm cho cả 2 chiều xe chạy

C1- hệ số trục được xác định theo biểu thức sau :

C1= 1 + 1,2(m-1)

Với m - số trục của cụm trục i (cụm trục có thể gồm m trục có trọng lượng mỗi

trục như nhau với các cụm bánh đơn hoặc cụm bánh đôi (m= 1, 2, 3)

Bất kể xe gì khi khoảng cách giữa các trục ≥ 3,0m thì việc quy đổi thực hiện riêng

rẽ đối với từng trục.;

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



38



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Khi khoảng cách giữa các trục < 3,0m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổi gộp

m trục có trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xét đến hệ số trục C 1 như công thức

trên.

C2- hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh, với cụm bánh chỉ có 1 bánh

lấy C2 = 6,4; với các cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì lấy C 2 = 1,0; với cụm

bánh có 4 bánh lấy C2 = 0,38

Các xe tính tốn có trục trước có 1 bánh, trục sau có cụm bánh đơi.

Bảng VII.5 : Bảng tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN năm thứ 15

Loại xe

Tải nhẹ

Tải trung

Tải nặng

Tải nặng



Pi(KN)



Trục trước

Trục sau

Trục trước

Trục sau

Trục trước

Trục sau

Trục trước

Trục sau



18

56

25.8

69.6

48.2

100

45.2

94.2

Tổng cộng



C1



C2



ni



N15



1

1

1

1

1

1

1

2.0



6.4

1

6.4

1

6.4

1

6.4

1



330

330

528

528

198

198

66

66



Khơng quy đổi

25.736

8.708

107.180

51.080

198

12.833

101.484

505



Kết quả tính được N = 505(trục xe tiêu chuẩn/ngày đêm)

VII.1.1.4. Số trục xe tính tốn trên một làn xe

Xác định theo biểu thức

Ntt = Ntk fL (trục / làn.ngày đêm)

Trong đó:

fL là hệ số phân phối số trục xe tính tốn trên mỗi làn xe. Với đường cấp III trên phần xe

chạy có 2 làn xe, khơng có dải phân cách thì lấy fL= 0,55

Ntk là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính tốn trong một

ngày đêm trên cả 2 chiều xe chạy ở cuối năm cuối của thời hạn thiết kế

 Ntk = N15 = 505 (trục xe tiêu chuẩn / ngày đêm)

Vậy Ntt = 5050,55 = 277.75278 (trục/ làn.ngđ)

Tương tự tính tốn cho các năm còn lại cho trong bảng VII.6

Bảng VII.6 : Tính tốn số trục xe tính tốn trên 1 làn cho các năm

Xe tải

Xe tải

Xe tải

Xe tải

Năm

N

nặng 2

Ntk

Ntt

nhẹ

trung

nặng

trục sau

0

416

104

166

62

21

159

88

1

449

112

180

67

22

172

95

2

485

121

194

73

24

186

102

3

524

131

210

79

26

200

110

4

566

141

226

85

28

217

119

5

611

153

244

92

31

234

129

6

660

165

264

99

33

253

139

7

713

178

285

107

36

273

150

8

770

192

308

115

38

295

162

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



39



9

10

11

12

13

14

15



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



832

898

970

1048

1131

1222

1320



208

225

242

262

283

305

330



333

359

388

419

453

489

528



125

135

145

157

170

183

198



42

45

48

52

57

61

66



318

344

371

401

433

467

505



175

189

204

220

238

257

278



VII.1.1.5.Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính tốn 15 năm

Tỷ lệ tăng xe tải hàng năm là q= 0,08 ta tính Ne theo biểu thức (A-3) [7]

 Ne == 0.938106 (trục tiêu chuẩn / làn)

+ Cấp thiết kế của đường là cấp III miền núi, Vtk = 60Km/h

+ Thời hạn thiết kế là 15 năm

+ Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong thời hạn thiết kế là 0.938106 (trục

xe tiêu chuẩn / làn)

Dựa vào bảng 2-1 [7] ta kiến nghị chọn loại tầng mặt đường là cấp cao A1

+ Bê tông nhựa chặt hạt nhỏ làm lớp mặt trên

+ Bê tông nhựa chặt hạt trung làm lớp mặt dưới

VII.1.1.6. Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1

Dự kiến tầng mặt cấp cao A1 đặt trên lớp móng là cấp phối đá dăm loại I thì tổng bề dày

tầng mặt lấy theo bảng 2-2 [7]

Do tổng số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong 15 năm trên 1 làn xe N e= 0.938106> 0,5106

nên bề dày tối thiểu của 2 lớp bê tông nhựa là 8 cm.

VII.1.2. Đất nền

Theo kết quả khảo sát, đất nền là loại đất á sét, có loại hình chế độ thủy nhiệt và điều kiện

gây ẩm loại II. Các tính chất cơ lý và chế độ thủy nhiệt của loại đất này sau khi được đầm lèn với

độ ẩm tốt nhất và đạt được độ chặt yêu cầu đối với nền đường được trình bày trong phụ lục bảng

1.7.2

Bảng 1.7.2 :Bảng thông số đặc trưng của đất trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường

Độ ẩm tương

E

Lực dính C

Góc ma sát 

Loại đất

Độ chặt

đối A

(MPa)

(MPa)

(độ)

Á sét

0,98

0,65

42

0,032

24

VII.1.3. Vật liệu

Để phù hợp với cấp đường đã chọn và nguồn nguyên liệu của địa phương cũng như trình

độ thi cơng của nhà thầu ta có thể dùng một số vật liệu làm áo đường có các đặc trưng cho trong

phụ lục bảng 1.7.3

Bảng 1.7.3 : Các đặc trưng cơ lý của vật liệu làm đường

STT



Tên vật liệu



1



BTN hạt mịn



Tính

độ võng

420



THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



E (MPa)

Tính về

trượt

300



Tính

kéo uốn

1800



Ru

C



(MPa) (MPa) (độ)

2,8

40



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



2



BTN hạt trung



350



250



1600



3



Cấp phối đá dăm loại 1



300



-



-



4



Cấp phối đá dăm loại 2



250



-



-



5



Đá dăm gia cố xi măng 6%



600



600



600



6



Nền đất á sét



42



-



-



2,0



0.8

0.032



24



Tính tốn sử dụng đơn giá xây dựng cơ bản Tỉnh Nghệ An năm 2010, được cho trong bảng

1.7.4 phần phụ lục.

Bảng 1.7.4 : Đơn giá xây dựng cơ bản Tỉnh Nghệ An năm 2010

Danh mục đơn giá



Đơn vị



VL



NC



M



Đơn giá



Làm móng CPĐD lớp trên



100 m



3



11,644,000



254,628



1,324,903



13,223,531



Làm móng CPĐD lớp dưới

Làm móng đá dăm gia cố xi

măng 6%



100 m3



11,644,000



225,693



1,251,879



13,121,572



100 m3



25,987,138



2,585,073



5,081,272



33,653,483



VII.2. Thiết kế kết cấu áo đường

VII.2.1. Phương án đầu tư tập trung (15 năm)

VII.2.1.1. Đề xuất phương án kết cấu tầng mặt áo đường

Kết cấu tầng mặt áo đường thường được làm bằng vật liệu đắt tiền nên thường chọn giá trị

nhỏ để đảm bảo kinh tế, trên cở sở tổng bề dày 2 lớp mặt đường không được nhỏ hơn 8 cm. Để

thuận tiện cho thi công lớp mặt, đơn vị tư vấn kiến nghị chọn :

Lớp 1: BTN hạt mịn E1 = 420 MPa; h1= 4 cm

Lớp 2: BTN hạt trung E2 = 350 MPa; h2= 6 cm

VII.2.1.2. Chọn loại tầng móng

Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu đựơc xác định theo bảng 3-4 và bảng 3-5 [7], tuỳ thuộc vào

Ntt và tuỳ thuộc vào tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế.

Ntt= 278 (trục/ làn.ngđ). Tra bảng 3-4 [7]  Eyc= 164.68MPa

Trị số mô đun đàn hồi xác định theo bảng 3-4[7] không được nhỏ hơn trị số tối thiểu quy

định ở Bảng 3-5 [7]. Với đường cấp III và loại tầng mặt của kết cầu áo đường thiết kế là cấp cao

A1 ta có trị số Eycmin= 140 (MPa).

Vậy Eyc= 164.68MPa

a. Mô đun chung của kết cấu áo đường

Điều kiện tính tốn :

Theo tiêu chuẩn 22 TCN211-06 kết cấu áo đường được xem là đủ cường độ khi trị số mô

đun đàn hồi chung của cả kết cầu nền áo đường Ech lớn hơn hoặc bằng trị số mô đun đàn hồi yêu

cầu Eyc nhân thêm với một hệ số dự trữ cường độ về độ võng được xác định tuỳ theo độ tin cậy

mong muốn.

Ech.Eyc

Xác định hệ số cường độ và chọn độ tin cậy mong muốn :

Dựa theo Bảng 3-3[7] với đường cấp III, V tk = 60Km/h ta lựa chọn độ tin cậy thiết kế là

0,9

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



41



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Tra Bảng 3-2[7] ta có: =1,10

 Ech.Eyc = 1,10 164.68 = 181.15 (MPa)

Chọn Ech= .Eyc = 181.15 (MPa)và tính theo bài tốn truyền tải trọng để tính ra chiều dày

các lớp móng.



E1,h

1

E2,h

2

E3,h

3

E4,h

4



Nền đất E = 42MPa



Ec

h

Ech

1

Ech

2

Ech

3

Ech

4



+ Xác định mơđun u cầu của lớp móng

Từ các số liệu trên, tính được mơ đun đàn hồi chung của tầng móng và đất nền E ch2 theo sơ

đồ tính dưới đây:

Lớp



Loại vật liệu



Ech= 181.15MPa



1



BTN hạt mịn



E1 = 420MPa



hi (cm)

4



2

BTN hạt trung

E2 = 350MPa

6

= 0.414 (Tra toán đồ Kogan)  Ech1 = 173.88 (MPa)

= 0.457 (Tra toán đồ Kogan)  Ech2 = 159.95 (MPa)

Kết luận: Tầng móng có Ech2 = 159,95(MPa)

b. Cấu tạo tầng móng và chọn phương án móng

Móng đường phải đảm bảo các yêu cầu về cường độ, công nghệ thi công đơn giản, tận

dụng được vật liệu tại chỗ, hạ giá thành, phù hợp với cấp áo đường và tầng mặt.

Hai phương án móng đã được đề xuất:



Phương án I

Đơn giá

Lớp

Loại vật liệu

Ech2 = 160.62 (MPa)

hi (cm)

(đ/100m3)

3

CP đá dăm loại 1

E3 = 300 MPa

h3

13,223,531

4

CP đá dăm loại 2

E4 = 250 MPa

h4

13,121,572

Nền đất

Eo = 42 MPa

Thay đổi chiều dày lớp 3, tính tốn chiều dày lớp 4 để đáp ứng được Ech2 = 159.95 (MPa).

Các bước tính toán và lựa chọn chiều dày lớp 4 ta làm tương tự như trên và tra toán đồ Kogan

(toán đồ hình 3-1[7]) từ đó có bảng tính tốn được cho trong phụ lục bảng 1.7.5.

Việc tính giá thành cho các phương án móng có kể đến số lượng các lớp thi công (phụ

thuộc vào loại vật liệu và các thiết bị lu lèn). Thường thì đối với các lớp có chiều dày h= 20-40

(cm) ta chia ra làm 2 lớp: Lớp trên dày 0,4h; lớp dưới dày 0,6h với chiều dày lớp dưới không quá

20 (cm).

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



42



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Đối với các vật liệu hạt không gia cố chất liên kết thì chiều dày đầm nén có hiệu quả nhất

là khơng q 18cm mục 2.4.3[7].

Kết quả tính tốn lựa chọn chiều dày các lớp phương án móng 1 cho trong bảng 1.7.5 phụ

lục.

Bảng 1.7.5 : Bảng tính tốn lớp móng phương án I

H3

Giải

Ech2/E3 h3/D Ech3/E3

pháp (cm)

1

12

0.533 0.364 0.432

2

13

0.533 0.394 0.425

3

14

0.533 0.424 0.414

4

15

0.533 0.455 0.396

5

16

0.533 0.485 0.391

6

17

0.533 0.515 0.376

7

18

0.533 0.545 0.362

Dưới đây là bảng giá thành các giải pháp :



Giải pháp

1

2

3

4

5

6

7



Ech3

(MPa)

129.600

127.500

124.200

118.800

117.300

112.800

108.600



Ech3/E4



E0/E4



h4/D



h4(cm)



0.518

0.510

0.497

0.475

0.469

0.451

0.434



0.168

0.168

0.168

0.168

0.168

0.168

0.168



1.312

1.289

1.208

1.156

1.104

1.030

0.967



43.296

42.537

39.864

38.148

36.432

33.990

31.911



h4

chọn

44

43

40

39

37

34

32



Bảng VII.7: Bảng giá thành các giải pháp của phương án móng I

Tổng giá

CP đá dăm loại I

CP đá dăm loại II

thành

Giá thành

Giá thành

h3 (cm)

h4 (cm)

2

2

(đ/100m2)

(đ/100m )

(đ/100m )

12

1,586,824

5,773,492

7,360,316

44

13

1,719,059

5,642,276

7,361,335

43

14

1,851,294

5,230,784

7,082,078

40

15

1,983,530

5,117,413

7,100,943

39

16

2,115,765

4,854,982

6,970,747

37

17

2,248,000

4,460,023

6,708,023

34

18

2,380,236

4,187,225

6,567,461

32



Kiến nghị chọn giải pháp có giá thành trên 100m 2 là rẻ nhất: giải pháp 6 có h3= 18cm; h4=

32cm; có giá thành là 6,567,461 đồng/100m2. Phương án này cũng là phương án thuận lợi cho thi

cơng, bởi lớp dưới có thể phân thành 2 lớp mỗi lớp có chiều dày ≤18cm, với chiều dày này máy

thi cơng hồn tồn có thể đầm nén đạt hiểu quả tốt.

Chọn giải pháp móng h3= 18cm, h4= 32cm.



 Phương án II

Lớp



Loại vật liệu



Ech2 = 160.62 (MPa)



hi (cm)



3

4



Đá dăm gia cố xi măng 6%

CP đá dăm loại 2

Nền đất



E3 = 600 MPa

E4 = 250 MPa

E0 = 42 MPa



h3

h4



Đơn giá

(đ/100m3)

33,653,483

13,121,572



Thực hiện tương tự như phương án 1 ta có bảng tính tốn lựa chọn chiều dày các lớp phương án

móng 2 cho trong bảng 1.7.6 phụ lục.

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



43



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Bảng 1.7.5 : Bảng tính tốn lớp móng phương án II

Giải

pháp

1

2

3

4

5

6

7



H3

(cm)

12

13

14

15

16

17

18



Ech2/E3



h3/D



Ech3/E3



0.267

0.267

0.267

0.267

0.267

0.267

0.267



0.364

0.394

0.424

0.455

0.485

0.515

0.545



0.174

0.165

0.157

0.149

0.141

0.134

0.127



Ech3

(MPa)

104.400

99.000

94.200

89.400

84.600

80.400

76.200



Ech3/E4



E0/E4



h4/D



h4(cm)



0.418

0.396

0.377

0.358

0.338

0.322

0.305



0.168

0.168

0.168

0.168

0.168

0.168

0.168



0.934

0.806

0.722

0.665

0.578

0.537

0.503



30.822

26.598

23.826

21.945

19.074

17.721

16.599



h4

chọn

31

27

24

22

20

18

17



Dưới đây là bảng giá thành các giải pháp :

Bảng VII.8 : Bảng giá thành các giải pháp của phương án móng II

Tổng giá

CP đá dăm loại I

CP đá dăm loại II

Giải pháp

thành

Giá thành

Giá thành

h3 (cm)

h4 (cm)

2

2

(đ/100m2)

(đ/100m )

(đ/100m )

1

12

4,038,418

4,067,688

8,106,106

31

2

13

4,374,953

3,542,825

7,917,778

27

3

14

4,711,488

3,149,178

7,860,665

24

4

15

5,048,022

2,886,746

7,934,769

22

5

16

5,384,557

2,624,315

8,008,872

20

6

17

5,721,092

2,361,883

8,082,975

18

7

18

6,057,627

2,230,667

8,288,294

17

Kiến nghị chọn giải pháp có giá thành trên 100m 2 là rẻ nhất: giải pháp 4 có h3= 14cm; h4=

24cm; có giá thành là 7,860,665 đồng/100m2. Phương án này, lớp móng dưới cần phân thành 2 lớp

thi công mỗi lớp là 12cm, chiều dày các phân lớp bằng quy định tối thiểu đối với cấp phối đá dăm

là 12cm vì vậy mà hiệu quả đầm nén vẫn được đảm bảo khi chọn giải pháp này.

Chọn giải pháp móng h3= 14cm, h4= 24cm.

Kết luận: Qua so sánh giá thành các phương án móng :

Phương án I : lớp móng trên là CP đá dăm loại I có chiều dày h3=18cm ; lớp móng dưới là

CP đá dăm loại II có chiều dày h4= 32cm; giá thành 6,567,461 đồng/100m2.

Phương án II : lớp móng trên là đá dăm gia cố xi măng 6% có chiều dày h3=14cm; lớp

móng dưới là cấp phối đá dăm loại 2 có chiều dày h4= 24cm ; giá thành thành 7,860,665

đồng/100m2.

Kiến nghị chọn phương án I: lớp trên là cấp phối đá dăm loại I có chiều dày h3=18cm;

lớp dưới là cấp phối đá dăm loại II có chiều dày h4= 32 cm; giá thành là 6,567,461 đồng/100m2 để

đưa vào xây dựng.

Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung

Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung được trình bày dưới đây:

Eyc= 164.68MPa

Lớp mặt trên

H1= 4cm; BTN hạt mịn, E1 = 420 (MPa)

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



44



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Lớp mặt dưới

H2 = 6cm; BTN hạt trung, E2 = 350 (MPa)

Lớp móng trên

H3=18 cm; Cấp phối đá dăm loại I, E3 =300 (MPa)

Lớp móng dưới

H4 = 32cm; Cấp phối đá dăm loại II, E4 = 250 (MPa)

Nền đất

Nền đất á sét; E0= 42 (MPa)

VII.2.1.3. Tính tốn kiểm tra kết cấu áo đường

a. Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn

Để kiểm tra tính ổn định của kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới hạn,

điều kiện kiểm tra là:

Ech.Eyc

- Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ 2 lớp bằng cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường lần lượt

hai lớp một từ dưới lên theo cơng thức:

Trong đó: k = ; t = ; Htb = h1 + h2

Kết quả tính tốn được thể hiện trong bảng sau:

Ei

hi

Lớp vật liệu

t

(MPa)

(cm)

250

32

CPDD loại II

300

1.200

18

CPDD loại I

350

1.309

6

BTN hạt trung

420

1.525

4

BTN hạt mịn



k

0.563

0.120

0.071



Htb

(cm)

32

50

56

60



Etb

(MPa)

250.00

267.31

275.46

283.74



Với H/D =60/33 =1.818 nên trị số Etbtt của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnh= f. Tra bảng

3.6[7] được = 1.201

Vậy Etbdc = 1.201 283.74 = 340.77 (MPa)

Dùng tốn đồ Kogan xác định mơđun đàn hồi chung của mặt đường với :

;

Có : Ech/Etb = 0.537

Ech = 0.537340.77 = 182.99 (MPa)

Mà Eyc = 1.1164.68 =181.15 (MPa).

Ta thấy điều kiện: EchEyc được đảm bảo.

Kết luận : Kết cấu áo đường thoả mãn điều kiện độ võng đàn hồi.

b. Kiểm tra theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Để kiểm tra tính ổn định của kết cấu áo đường theo điều kiện cân bằng giới hạn về trượt

trong nền đất, điều kiện là:

Trong đó:

Tax- ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính tốn gây ra trong nền đất

hoặc trong lớp vật liệu kém dính (MPa)

Tav- ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bản thân các lớp vật liệu nằm trên gây ra tại điểm

đang xét (MPa)

là hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc vào độ tin cây thiết kế. Với đường

cấp III, hai làn xe chọn độ tin cậy bằng 0.9, có = 0,94



THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



45



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



Ctt- Lực dính tính tốn của nền đường hoặc vật liệu kém dính (MPa) ở trạng thái độ ẩm ,độ

chặt tính tốn.

Đổi các lớp kết cấu áo đường về 1 lớp có bảng tính tốn sau :

Ei

hi

Htb

Etb

Lớp vật liệu

t

k

(MPa)

(cm)

(cm)

(MPa)

250

32

32

250.00

CPDD loại II

300

1.200

18

0.563

50

267.31

CPDD loại I

350

1.309

6

0.120

56

275.46

BTN hạt trung

420

1.525

4

0.071

60

283.74

BTN hạt mịn

Lớp VL

CPDD loại II

CPDD loại I

BTN hạt trung

BTN hạt mịn



Ei

(MPa)

250

300

250

300



t

1.200

0.935

1.130



hi

(cm)

32

18

6

4



k

0.563

0.120

0.071



Htb

(cm)

32

50

56

60



Etb

(MPa)

250.00

267.31

265.41

267.61



Với H/D =60/33 =1.818 nên trị số E tbtt của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnh

 = f.

Tra bảng 3.6[7] được = 1.201

Do vậy Etbdc = 267.611.201 = 321.40MPa

 Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính tốn gây ra

trong nền đất Tax

Với H/D = 60/33 = 1.818

= 7.652

 = 240

Tra tốn đồ Hình 3-3[7] (tốn đồ tìm ứng suất cắt chủ động ax ở lớp dưới của hệ hai lớp

khi các lớp cùng làm việc) có:

= 0.00846(MPa)

 Xác định ứng suất cắt hoạt động Tav do trọng lượng bản thân mặt đường

Từ H = 60cm ,  = 240 Tra tốn đồ Hình 3-4[7] (tốn đồ tìm ứng suất cắt chủ động do trọng

lượng bản thân mặt đường) có :

av = - 0.00103 (MPa)

- Ứng suất cắt hoạt động trong đất :

ax + av = 0.00846 – 0.00103 = 0.00743 (MPa)

- Xác định trị số Ctt theo cơng thức 3-8[7] ta có :

Ctt = Ck1k2k3

Trong đó :

k1: Hệ số xết đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải trọng động và gây dao

động. Với kết cấu nền áo đường phần xe chạy lấy k1= 0,6

k2: Hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất của kết cấu. K 2 được xác định tuỳ

thuộc số trục xe quy đổi theo bảng 3-8[7]

 k2= 0,8 (Ntt = 278 trục < 1000 trục/ngđ/làn)

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



46



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



k3 : là hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính trong

điều kiện chúng làm việc khác với mẫu thử, trị số k 3 tùy thuộc loại đất trong khu vực tác dụng của

nền đường, lấy k3 = 1,5 do đất nền là á sét.

C lực dính của đất nền, C = 0.032MPa (đất á sét)

 Ctt = 0.032  0.6  0.8  1.5 = 0.023 (MPa)

Kiểm tốn lại điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu ở bảng 3-3 [7] bằng 0,9 do vậy Kcdtr = 0,94 (bảng 3-3 [7])



Điều kiện: ax + av = 0.00743 0.0245 = được đảm bảo

Kết luận : Nền đất đảm bảo điều kiện chống trượt

c. Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn các lớp bê tông nhựa

Điều kiện:

ku

Trong đó :

- hệ số cường độ về chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế giống như với trị

số ;

- cường độ kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối;

ku- ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dưới tác dụng của

tải trọng bánh xe.

c1. Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức (3-10) [7]

Lớp vật liệu

Ei(MPa)

hi(cm)

Bê tông nhựa hạt mịn

1800

4

Bê tông nhựa hạt trung

1600

6

-



Đối với bê tông nhựa lớp dưới:

h1 = 10cm; E1 =

Lớp VL

Ei(MPa)

t

250

CPDD loại II

300

1.200

CPDD loại I



hi(cm)

32

18



k

0.563



Htb(cm)

32

50



Etb(MPa)

250.00

267.31



Trị số Etb’ của 2 lớp móng cấp phối đá dăm loại II và cấp phối đá dăm loại I là E tb’= 267.31MPa

với bề dày của 2 lớp này là H’= 50cm. Trị số này còn phải xét tới hệ số hiệu chỉnh  :

Với = 1.515tra bảng 3-6[7] ta có = 1.1792

Vậy ta có = 1.1792267.31= 315.21MPa

Với ; tra toán đồ Kogan được

 Ech.m = 315.210.494 = 155.71 (MPa)

Tìm ở đáy lớp bê tơng nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ 3.5[7]:



Kết quả tra toán đồ ta được = 2.130 và với p= 0,6 MPa theo 3.10[7] ta có:

= 2.130 0.6  0.85 = 1.086(MPa)

- Đối với lớp bê tông nhựa lớp trên:

THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



47



TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



BỘ MÔN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ



KHOA CẦU ĐƯỜNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH



H1 = 4 (cm); E1 = 1800 (MPa) trị số Etb’ của 3 lớp phía dưới được xác định theo bảng sau:

Lớp VL

Ei(MPa)

t

hi(cm)

k

Htb(cm)

Etb(MPa)

250

32

32

250.00

CPDD loại II

300

1.200

18

0.563

50

267.31

CPDD loại I

1600

5.986

6

0.12

56

343.70

BTN hạt trung

Xét hệ số điều chỉnh  =  ()  = 1,1938. Vậy ta có

= 343.70 1.1938 = 410.31 (MPa)

Áp dụng tốn đồ Kogan Hình 3-1[7] để tìm ở đáy lớp bê tơng nhựa hạt nhỏ

Với và 

Vậy ta có Ech.m = 0.468 410.31 = 192.03 (MPa)

Tìm ở đáy lớp bê tơng nhựa lớp trên bằng cách tra tốn đồ 3.5[7]

;

Kết quả toán đồ ta được = 2.182 và với p= 0.6 (MPa) theo 3.10[7] ta có:

= 2.182 0.6  0.85 = 1.113MPa

c2. Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức 3.9[7]

- Xác định cường độ chịu kéo uốn tính tốn của các lớp bê tơng nhựa theo 3-12 [7]

k1 = = 0.539 (với Ne = 0.938106)

Theo 3.6.3[7] lấy K2 = 1;

Vậy cường độ chịu kéo uốn tính tốn của lớp bê tông nhựa lớp dưới là :

= 0.539 1.0  2.0 = 1.078MPa

Và của lớp BTN lớp trên là :

= 0.539 1.0 2.8 = 1.509MPa

Kiểm toán điều kiện theo biểu thức (3.9)[7] với hệ số = 0,94 lấy theo bảng3-7[7] cho trường hợp

đường cấp III ứng với độ tin cậy 0,9.

Với lớp bê tông nhựa lớp dưới :

ku = 1.086MPa< = 1.147 (MPa) → Đạt

Với lớp bê tông nhựa lớp trên.

ku = 1.113MPa<= 1.605 (MPa) → Đạt

Vậy kết cấu đạt điều kiện  ku với cả hai lớp bê tông nhựa.

Kết luận chung

Kết cấu lớp mặt đường đã chọn thoả mãn các điều kiện: tiêu chuẩn độ võng đàn hồi giới

hạn, điều kiện cân bằng giới hạn về trượt trong nền đất và điều kiện chịu kéo khi uốn.

VII.2.2. Phương án đầu tư phân kỳ

Phương án đầu tư phân kỳ là một phần của phương án tổng thể, luôn ln phải được xét

đến vì phương án đầu tư phân kỳ phù hợp vối qui luật tăng trưởng của lưu lượng xe chạy cũng như

phù hợp với thời gian bỏ vốn .

Từ phương án đầu tư tập trung, dựa vào thời hạn đại tu áo đường, lưu lượng xe hàng năm,

cấp áo đường từng thời kỳ chọn phương án đầu tư phân kỳ.

Trên cơ sở kết cấu của phương án đầu tư tập trung một lần đã chọn ta nghiên cứu khả năng

đầu tư phân kỳ theo hai giai đoạn.

Chọn phương án đầu tư phân kỳ như sau:



THẦY HƯỚNG DẪN



: THS.PHẠM QUỐC VIỆT



SINH VIÊN THỰC HIỆN



: NGUYỄN VĂN CHIẾN - MSV: 3372.53



48



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯ­ỜNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×