Thiết kế kết cấu áo đường mềm

CHÖÔNG 5 THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU AÙO ÑÖÔØNG MEÀM 5.1.GIÔÙI THIEÄU CHUNG: Keát caáu aùo ñöôøng meàm ( hay goïi laø aùo ñöôøng meàm) goàm coù taàng maët laøm baèng caùc vaät lieäu haït hoaëc caùc vaät lieäu haït troän nhöïa hay töôùi nhöïa ñöôøng vaø taàng moùng laøm baèng caùc vaät lieäu khaùc nhau ñaët tröïc tieáp treân khu vöïc taùc duïng cuûa neàn ñöôøng hoaëc teân lôùp ñaùy moùng. AÙo ñöôøng laø coâng trình ñöôïc xaây döïng treân neàn ñöôøng baèng nhieàu lôùp vaät lieäu coù ñoä cöùng vaø cöôøng ñoä lôùn hôn so vôùi ñaát neàn ñöôøng ñeå phuïc vuï cho xe chaïy, tröïc tieáp chòu taùc duïng phaù hoaïi thöôøng xuyeân cuûa caùc phöông tieän giao thoâng vaø cuûa caùc nhaân toá thieân nhieân (möa gioù, söï bieán ñoäng nhieät ñoä). Keát caáu aùo ñöôøng oâtoâ coù theå goàm taàng maët (moät hay hai ba lôùp), taàng moùng (lôùp moùng treân, lôùp moùng döôùi). Keát caáu aùo ñöôøng coù theå ñaët treân lôùp ñaùy moùng hoaëc ñaët tröïc tieáp treân phaàn neàn ñaát treân cuøng cuûa neàn ñöôøng. Tuøy loaïi maët ñöôøng (cöùng hoaëc meàm), tuøy theo löu löôïng thieát keá vaø caáp haïng ñöôøng, keát caáu aùo ñöôøng coù theå ñöôïc thieát keá ñuû caùc taàng, lôùp noùi treân nhöng cuõng coù theå goàm moät hay hai lôùp ñaûm nhieäm nhieàu chöùc naêng. 5.1.1.Taàng maët : ÔÛ phaàn treân cuûa keát caáu aùo ñöôøng chòu taùc duïng tröïc tieáp löïc thaúng ñöùng vaø löïc ngang cuûa xe ñeàu lôùn, vaø chòu taùc duïng cuûa caùc nhaân toá thieân nhieân (nöôùc möa, naéng, nhieät ñoä thay ñoåi…). Trong keát caáu aùo ñöôøng taàng maët laø ñaét tieàn nhaát neân khi söû duïng phaûi thieát keá sao cho lôùp cuûa taàng maët coù beà daøy toái thieåu nhöng phaûi baûo ñaûm caùc ñieàu kieän chæ tieâu kyõ thuaät caàn phaûi kieåm tra trong tính toaùn keát caáu aùo ñöôøng. Taàng maët aùo ñöôøng meàm caáp cao coù theå coù nhieàu lôùp goàm lôùp taïo nhaùm, taïo phaúng hoaëc lôùp baûo veä, lôùp hao moøn ôû treân cuøng (ñaây laø caùc lôùp khoâng tính vaøo beà daøy chòu löïc cuûa keát caáu maø laø caùc lôùp coù chöùc naêng haïn cheá caùc taùc duïng phaù hoaïi beà maët vaø tröïc tieáp taïo ra chaát löôïng beà maët phuø hôïp vôùi yeâu caàu khai thaùc ñöôøng) roài ñeán lôùp maët treân vaø lôùp maët döôùi laø caùc lôùp chòu löïc quan troïng tham gia vaøo vieäc hình thaønh cöôøng ñoä cuûa keát caáu aùo ñôøng meàm. 5.1.2.Taàng moùng : Taàng moùng cuõng thöôøng goàm lôùp moùng treân vaø lôùp moùng döôùi (caùc lôùp naøy cuõng coù theå kieâm chöùc naêng lôùp thoaùt nöôùc). Tuøy loaïi taàng maët, tuyø caáp haïng ñöôøng vaø löôïng xe thieát keá, keát caáu aùo ñöôøng coù theå ñuû caùc taàng lôùp neâu treân nhöng cuõng coù theå chæ goàm moät, hai lôùp ñaûm nhieäm nhieàu chöùc naêng. ÔÛ phaàn döôùi cuûa keát caáu aùo ñöôøng, chæ chòu löïc thaúng ñöùng. Nhieäm vuï cuûa taàng moùng laø truyeàn vaø phaân boá löïc thaúng ñöùng ñeå khi truyeàn ñeán neàn ñaát thì öùng suaát seõ giaûm ñeán moät möùc ñoä ñaát neàn ñöôøng coù theå chòu ñöïng ñöôïc maø khoâng taïo neân bieán daïng thaúng ñöùng hoaëc bieán daïng tröôït quaù lôùn. Vì löïc thaúng ñöùng truyeàn xuoáng ngaøy caøng beù ñi neân ñeå tieát kieäm, taàng moùng coù theå goàm nhieàu lôùp baèng caùc vaät lieäu khaùc nhau coù cöôøng ñoä giaûm daàn töø treân xuoáng. Do khoâng chòu taùc duïng phaù hoaïi beà maët nhö ôû taàng phuû neân vaät lieäu laøm caùc lôùp naøy khoâng yeâu caàu cao nhö vôùi taàng phuû maø coù theå caáu taïo chuùng baèng caùc vaät lieäu rôøi raïc. Vaät lieäu taàng moùng coù theå duøng loaïi rôøi raïc nhöng phaûi ñaûm baûo coù ñoä cöùng nhaát ñònh vaø coù cöôøng ñoä giaûm daàn theo chieàu saâu, do vaäy taàng moùng coù theå boá trí vaøi lôùp vaät lieäu khaùc nhau vôùi loaïi coù cöôøng ñoä thaáp hôn ôû döôùi vaø coù theå taän duïng vaät lieäu ñòa phöông. Hình 5-1: Sô ñoà caùc taàng, lôùp cuûa keát caáu aùo ñöôøng meàm vaø keát caáu neàn - aùo ñöôøng 5.1.3.Phaân loaïi aùo ñöôøng : AÙo ñöôøng ñöôïc phaân laøm hai loaïi : aùo ñöôøng cöùng vaø aùo ñöôøng meàm. - AÙo ñöôøng cöùng : laø keát caáu aùo ñöôøng coù lôùp maët hoaëc lôùp moùng laøm baèng beâ toâng xi maêng, loaïi vaät lieäu coù cöôøng ñoä cao, ñaëc tính bieán daïng vaø cöôøng ñoä cuûa noù thöïc teá khoâng phuï thuoäc vaøo söï bieán ñoåi cuûa nhieät ñoä. - AÙo ñöôøng meàm : laø loaïi aùo ñöôøng coù khaû naêng choáng bieán daïng khoâng lôùn, coù ñoä cöùng nhoû neân cöôøng ñoä chòu uoán thaáp. Tröø maët ñöôøng beâ toâng xi maêng thuoäc loaïi aùo ñöôøng cöùng, taát caû caùc aùo ñöôøng laøm baèng vaät lieäu hoãn hôïp ñaù nhöïa (beâ toâng nhöïa…) baèng soûi ñaù, ñaát hoaëc ñaù, ñaát gia coá chaát lieân keát voâ cô (xi maêng, voâi…) hay chaát lieân keát höõu cô (bitum, guñôroâng…) ñeàu ñöôïc xem laø thuoäc loaïi aùo ñöôøng meàm. Coù nhieàu phöông phaùp ñeå tính keát caáu aùo ñöôøng. ÔÛ ñaây ta aùp duïng tính toaùn keát caáu aùo ñöôøng theo quy trình thieát keá aùo ñöôøng meàm (22 TCN 211-06). 5.2.CAÙC YEÂU CAÀU CÔ BAÛN ÑOÁI VÔÙI KEÁT CAÁU AÙO ÑÖÔØNG : Ñeå ñaûm baûo xe chaïy an toaøn, eâm thuaän, kinh teá, baûo ñaûm ñaït caùc chæ tieâu khai thaùc, vaän doanh coù hieäu quaû nhaát thì vieäc thieát keá vaø xaây döïng aùo ñöôøng caàn phaûi ñaït ñöôïc caùc yeâu caàu cô baûn döôùi ñaây : - AÙo ñöôøng phaûi coù ñuû cöôøng ñoä chung vaø taïi moåi ñieåm rieâng trong moãi taàng, lôùp vaät lieäu phaûi bieåu thò qua khaû naêng choáng laïi bieán daïng thaúng ñöùng, bieán daïng tröôït, bieán daïng co, daõn do chòu keùo, uoán, hoaëc do nhieät ñoä, ñoàng thôøi phaûi coù ñuû söùc chòu ñöïng caùc taùc duïng phaù hoaïi beà maët cuûa xe coä (choáng bong baät, choáng taïo veát haèn baùnh xe) vaø thieân nhieân. Hôn nöõa cöôøng ñoä vaø söùc chòu ñöïng naøy phaûi ít thay ñoåi theo ñieàu kieän thôøi tieát, khí haäu töùc laø phaûi oån ñònh veà cöôøng ñoä, do vaäy caáu truùc vaät lieäu vaø hình daïng beà maët maët ñöôøng phaûi taïo ñieàu kieän thoaùt nhanh nöôùc möa khoûi phaàn xe chaïy. - Maët ñöôøng phaûi ñaûm baûo ñaït ñöôïc ñoä baèng phaúng nhaát ñònh ñeå giaûm söùc caûn laên, giaûm soùc khi xe chaïy do ñoù naâng cao ñöôïc toác ñoä xe chaïy, giaûm tieâu hao nhieân lieäu vaø keùo daøi tuoåi thoï cuûa xe vaø caùc phuï tuøng. Ñaây laø moät yeâu caàu vaø moät phöông höôùng quan troïng ñeå haï gía thaønh vaän taûi. Noù coù lieân quan chaët cheõ vôùi cöôøng ñoä aùo ñöôøng vì neáu cöôøng ñoä thaáp thì maët ñöôøng caøng deã bò bieán daïng gaây loài loõm, bong baät, oå gaø…Ñeå baûo ñaûm ñoä baèng phaúng khi thieát keá phaûi nghieân cöùu choïn keát caáu taàng lôùp thích hôïp (nhaát laø caùc lôùp beà maët) vaø chuù yù tröôùc ñeán caùc bieän phaùp kyõ thuaät vaø coâng ngheä thi coâng. - Beà maët aùo ñöôøng phaûi coù ñuû ñoä nhaùm nhaát ñònh (nhaát laø khi trôøi möa) ñeå naâng cao heä soá baùm giöõa baùnh xe vaø maët ñöôøng taïo ñieàu kieän toát cho xe chaïy an toaøn vôùi toác ñoä cao vaø trong tröôøng hôïp caàn thieát coù theå döøng xe nhanh choùng. - AÙo ñöôøng caøng saûn sinh ít buïi caøng toát. Buïi laø do xe coä phaù hoaïi, baøo moøn maët ñöôøng, buïi laøm giaûm taàm nhìn, gaây taùc duïng xaáu ñeán haønh khaùch, haøng hoùa, caùc boä phaän maùy moùc cuûa xe vaø laøm baån moâi tröôøng. Khoâng phaûi luùc naøo aùo ñöôøng cuõng phaûi coù ñuû caùc phaåm chaát ñaùp öùng caùc yeâu caàu noùi treân moät caùch toát nhaát, vì vaäy seõ raát toán keùm, nhaát laø khi cöôøng ñoä vaän taûi coøn thaáp. Do ñoù ngöôøi thieát keá phaûi xuaát phaùt töø caùc yeâu caàu thöïc teá, yù nghóa xaây döïng ñöôøng… ñeå ñöa ra nhöõng keát caáu maët ñöôøng thích hôïp thoûa maõn ôû möùc ñoä khaùc nhau caùc yeâu caàu noùi treân. 5.2.1.Xaùc ñònh taûi troïng tính toaùn : 5.2.1.1.Taûi troïng tính toaùn tieâu chuaån : Taûi troïng tính toaùn tieâu chuaån theo quy ñònh ôû 22 TCN 211-06 ñoái vôùi keát caáu aùo ñöôøng meàm . Ñoái vôùi maïng löôùi giao thoâng chung thì taûi troïng tieâu chuaån 100 kN TAÛI TROÏNG TÍNH TOAÙN TIEÂU CHUAÅN Taûi troïng truïc tieâu chuaån P (kN) Aùp löïc tính toaùn treân maët ñöôøng, p (Mpa) Ñöôøng kính veät baùnh xe, D (cm) 100 0.6 33 5.2.1.2.Thaønh phaàn xe ôû naêm ñaàu khi ñöa ñöôøng vaøo khai thaùc : Loại xe Trọng lượng trục Pi (kN) Số trục sau Số bánh xe của mỗi K/c giữa các LL xe Trục trước Trục sau (trục) cụm bánh ở trục sau trục sau (m) ni (xe/n.đêm) Xe con < 25 < 25 1 225 + Tải nhẹ < 25 56.00 2 Cụm bánh đôi < 3 337 + Tải vừa < 25 70.00 2 Cụm bánh đôi < 3 505 + Tải nặng < 25 100.00 2 Cụm bánh đôi < 3 56 5.2.2.Quy ñoåi taûi troïng truïc xe veà taûi troïng truïc xe tính toaùn tieâu chuaån Theo 22TCN211 - 06 vieäc quy ñoåi ñöôïc tính toaùn theo coâng thöùc sau : Vôùi C1 = 1+1,2(m-1) vaø C2 = 6,4 cho caùc truïc tröôùc vaø truïc sau loaïi moãi cuïm baùnh chæ coù 1 baùnh vaø C2 = 1,0 cho caùc truïc sau loaïi moãi cuïm baùnh coù hai baùnh (cuïm baùnh ñoâi) m: soá truïc xe. Pi: taûi troïng truïc xe. Ni: Löu löôïng xe. Baûng 2: Baûng tính soá truïc xe quy ñoåi veà soá truïc xe tieâu chuaån : Loại xe Pi (kN) C1 C2 ni C1.C2.ni.(Pi/100)4,4 Tải nhẹ Trục sau 56.00 2.2 1.00 337 58 Tải vừa Trục sau 70.00 2.2 1.00 505 231 Tải nặng Trục sau 100.00 2.2 1.00 56 123 Toång soá truïc xe quy ñoåi veà truïc xe tieâu chuaån treân 1 laøn xe: Ntk = 412 (truïc/ngaøy ñeâm) Tính soá truïc xe tính toaùn tieâu chuaån treân 1 laøn xe Ntt Vì ñöôøng thieát keá coù 2 laøn xe neân theo 3.3.2 (22TCN211 – 06): = 0.55 Vaäy Ntt = 412 x 0.55 = 277 (truïc/laøn.ngaøy ñeâm) Tính soá truïc xe tieâu chuaån tích luõy trong thôøi haïn tính toaùn 15 naêm Theo bieåu thöùc (A-3) ôû Phuï luïc A cuûa 22TCN 211 - 06 Trong ñoù : Nt: soá truïc xe tính toaùn tieâu chuaån treân moät laøn xe ôû Tính ñöôïc: p = 5% toác ñoä taêng tröôûng haøng naêm cuûa caùc loaïi xe. (truïc) 5.3.XAÙC ÑÒNH MOÂ ÑUN ÑAØN HOÀI YEÂU CAÀU CHUNG CUÛA MAËT ÑÖÔØNG: Vôùi (truïc xe tieâu chuaån/laøn) Tra baûng 2-1 : choïn loaïi taàng maët Þ taàng maët caáp cao A2 Vaät lieäu vaø caáu taïo taàng maët : Laùng nhöïa (3lôùp) Taûi troïng truïc xe tieâu chuaån 10T, maët ñöôøng caáp A2 taàng maët laø lôùp Laùng Nhöïa. Theo Baûng 3-4 22 TCN 221-06 vôùi Ntt = 277 (truïc/laøn.ngaøy ñeâm)tieán haønh noäi suy ta ñöôïc : Eyc = 139,6 Mpa= 1396 (daN/cm2) Theo Baûng 3-5 22 TCN 211-06 thì ñoái vôùi ñöôøng caáp III, loaïi aùo ñöôøng caáp A2 laø = 1200 (daN/cm2). Do > Vaäy ta choïn = 1396 (daN/cm2). Ñeå kieåm toaùn 5.4.CHOÏN SÔ BOÄ KEÁT CAÁU AÙO ÑÖÔØNG : Vieäc tính toaùn keát caáu aùo ñöôøng khoâng nhöõng chæ yeâu caàu ñaûm baûo veà maët kyõ thuaät maø coøn ñaûm baûo veà maët kinh teá. Vì theá trong tính toaùn ta neân ñöa ra nhieàu phöông aùn keát caáu aùo ñöôøng khaùc nhau roài tieán haønh so saùnh ñeå choïn ra phöông aùn toái öu nhaát. Keát caáu aùo ñöôøng goàm taàng maët vaø taàng moùng : - Taàng maët ta coù theå duøng lôùp Laùng Nhöïa 1,2, hoaëc 3 lôùp . - Taàng moùng ta coù theå duøng caáp phoái ñaù daêm, ñaù daêm macañam, caáp phoái thieân nhieân,… Neàn ñaát Bazan Taây Nguyeân coù ñoä aåm töông ñoái 0.6¸0.65 Tra baûng B-3 22TCN 211-06 = > E = 42 (Mpa), C = 0.03 Mpa; j = 13 Vieäc choïn caùc lôùp keát caáu aùo ñöôøng ta döïa vaøo Baûng 2-1; Baûng 2-3 vaø Baûng 2-4. Töø ñoù ta coù caùc phöông aùn sau: (PHÖÔNG AÙN ÑAÕ ÑÖÔÏC CHOÏN PHAÀN SÔ BOÄ) ÑAËC TRÖNG CÖÔØNG ÑOÄ VAÄT LIEÄU VAÄT LIEÄU Moâ ñun ñaøn hoài E (Mpa) C (Mpa) j (ñoä) Voõng (300c) Tröôït (600c) 1. Laùng Nhöïa (3lôùp ) - - - - 2. CP Ñaù daêm loaïi I 300 300 - - 3. CP Ñaù daêm loaïi II 250 250 - - 4. Ñaát neàn Bazan Taây nguyeân 42 42 0.03 13 5.4.1.Tính toaùn caùc lôùp keát caáu : Sô ñoà keát caáu aùo ñöôøng 5.4.2.Tieán haønh tính toaùn : Ñoåi caùc lôùp ñaõ choïn veà moät lôùp coù moâñun ñaøn hoài trung bình (Etb) Lôùp vaät lieäu Ei (Mpa) ti hi ki H Etbi (Mpa) 1. Laùng Nhöïa - - 3.5 - 53.5 - 2. CP ñaù daêm loaïi I 300 1,20 18 0.56 50 267.30 3. CP ñaù daêm loaïi II 250 32  32 Ñaát neàn 42 Coù = > = 1.179 = > = b* Etb = 1.179*267.30 = 315.15 (Mpa). Tính Ech: Tra toaùn ñoà H 3 – 3 ñöôïc: =>Ech = 0.49*315.15 = 154.42 (Mpa). öùng vôùi ñöôøng caáp III choïn heä soá ñoä tin caäy Ktc = 0.9 => choïn Ta thaáy Ech = 154.42 (Mpa).> *Eyc = 1.1*139.6 = 153.56(Mpa). Vaäy keát caáu treân ñaït yeâu caàu veà ñoä voõng ñaøn hoài. 5.5.KIEÅM TRA KEÁT CAÁU AÙO ÑÖÔØNG : Sô ñoà keát caáu nhö sau : 5.5.1 Kieåm tra keát caáu aùo ñöôøng theo tieâu chuaån ñoä voõng ñaøn hoài : Ñoä voõng cuûa maët ñöôøng gaây ra hieän töôïng moõi cuûa vaät lieäu khi chòu taûi troïng taùc duïng nhieàu laàn cuûa xe chaïy (laøm giaûm cöôøng ñoä chòu keùo khi uoán cuûa vaät lieäu toaøn khoái vaø laøm giaûm söùc choáng caét cuûa vaät lieäu rôøi raïc). Vì vaäy ñeå haïn cheá hieän töôïng moûi phaûi khoáng cheá ñoä voõng ñaøn hoài cuûa aùo ñöôøng. Vôùi caùc vaät lieäu coù söû duïng caùc chaát keát dính höõu cô (bitum) thì moñun ñaøn hoài thay ñoåi theo nhieät ñoä, nhieät ñoä cuûa maët ñöôøng thay ñoåi theo giôø trong ngaøy neân ñoä voõng cuûa maët ñöôøng do xe chaïy gaây ra cuõng khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo nhieät ñoä cuûa maët ñöôøng (nhieät ñoä maët ñöôøng caøng cao thì ñoä voõng maët ñöôøng do xe chaïy gaây ra caøng lôùn). Do ñoù phaûi quy ñoåi ñoä voõng aùo ñöôøng ôû nhieät ñoä khaùc nhau veà ñoä voõng aùo ñöôøng ôû nhieät ñoä quy ñònh laø 30oC. Keát caáu aùo ñöôøng ñöôïc xem laø ñuû cöôøng ñoä khi trò soá moñun ñaøn hoài Ech cuûa caû keát caáu vaø trò soá moñun ñaøn hoài cuûa Eyc thoõa maõn ñieàu kieän : Ech > *Eyc Chuyeån heä nhieàu lôùp veà heä 2 lôùp baèng caùch ñoåi caùc lôùp keát caáu aùo ñöôøng laàn löôït 2 lôùp moät töø döôùi leân treân ta seõ xaùc ñònh ñöôïc moâñun ñaøn hoài Ech cuûa aùo ñöôøng theo coâng thöùc sau : Trong ñoù : ; h1, h2 : chieàu daøy lôùp döôùi,lôùp treân cuûa aùo ñöôøng. E1, E2 : moâñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu lôp döôùi, lôùp treân cuûa aùo ñöôøng. Lôùp vaät lieäu Ei (Mpa) ti hi ki H Etbi (Mpa) 1. Laùng Nhöïa - - 3.5 - 53.5 - 2. CP ñaù daêm loaïi I 300 1,20 18 0.56 50 267.30 3. CP ñaù daêm loaïi II 250 32  32 Ñaát neàn 42 Coù = > = 1.179 = > = b* Etb = 1.179*267.30 = 315.15 (Mpa). Tính Ech: Tra toaùn ñoà H 3 – 3 ñöôïc: =>Ech = 0.49*315.15 = 154.42 (Mpa). öùng vôùi ñöôøng caáp III choïn heä soá ñoä tin caäy Ktc = 0.9 => choïn Ta thaáy Ech = 154.42 (Mpa).> *Eyc = 1.1*139.6 = 153.56(Mpa). Vaäy keát caáu treân ñaït yeâu caàu veà ñoä voõng ñaøn hoài. 5.5.2.Kieåm tra ñieàu kieän tröôït ôû 60oC : Keát caáu neàn aùo ñöôøng coù taàng maët ñöôïc xem laø ñuû cöôøng ñoä khi thoaû maõn bieåu thöùc (3.7): tax + tav £ (3.7) trong ñoù: tax: öùng suaát caét hoaït ñoäng lôùn nhaát do taûi troïng baùnh xe tính toaùn gaây ra trong neàn ñaát . tav : öùng suaát caét hoaït ñoäng do troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp vaät lieäu naèm treân noù gaây ra cuõng taïi ñieåm ñang xeùt . K: laø heä soá cöôøng ñoä veà chòu caét tröôït ñöôïc choïn tuyø thuoäc ñoä tin caäy thieát keá . öùng vôùi ñöôøng caáp III choïn ñoä tin caäy Ktc = 0.9 => K= 0.94 Ctt = C.k1.k2.k3 Theo muïc 3.5.4 22TCN 211 – 06 coù k1 = 0.6; k2 = 0.8 vì soá truïc xe tính toaùn ôû ñaây laø 277 truïc/laøn.ngaøy ñeâm < 1000 truïc, vaø k3 = 1.5 Vaäy : - Ñoái vôùi ñaát neàn coù C = 0.03 Mpa thì : Ctt = 0.03 x 0.6 x 0.8 x 1.5 = 0.0216 (Mpa). = 0.0229 (Mpa). 5.5.2.1 Kieåm tra ñieàu kieän tröôït ñoái vôùi ñaát neàn: Ta chuyeån heä nhieàu lôùp veà heä 2 lôùp baèng caùch ñoåi caùc lôùp keát caáu aùo ñöôøng laàn löôït töø döôùi leân treân theo coâng thöùc nhö treân. Lôùp vaät lieäu Ei (Mpa) ti hi ki H Etbi (Mpa) 1. Laùng Nhöïa - - 3.5 - 53.5 - 2. CP ñaù daêm loaïi I 300 1,20 18 0.56 50 267.30 3. CP ñaù daêm loaïi II 250 32  32 Ñaát neàn 42 Coù = > = 1.179 = > = b* Etb = 1.179*267.30 = 315.15 (Mpa). Tö ø , j = 130 Tra toaùn ñoà hình 3-2 (22 TCN 211-06) ta xaùc ñònh ñöôïc : 0.02 => tax = 0.02*0,6 = 0.012 (Mpa). p = 0,6 Mpa (aùp löïc tính toaùn leân maët ñöôøng ñoái vôùi xe 10T). Töø H = 50 cm vaø j = 130 tra toaùn ñoà 3-4 (22 TCN211-06) ta ñöôïc : tav = 0.0006 (Mpa). = > öùng suaát caét chuû ñoäng t = tax + tav = 0.012 + 0.0006 = 0.0126 (Mpa). Vaäy t = 0.0126 (Mpa) < [t] = = 0.0229 (Mpa) = > Neàn ñaát ñaûm baûo ñieàu kieän choáng tröôït. 5.6. Tính toaùn thieát keá leà gia coá: 5.6.1 Keát caáu aùo ñöôøng cuûa phaàn leà gia coá Tröôøng hôïp giöõa phaàn xe chaïy daønh cho xe cô giôùi vaø leà gia coá khoâng coù daûi phaân caùch beân hoaëc daûi phaân caùch beân chæ baèng 2 vaïch keû, töùc laø tröôøng hôïp xe cô giôùi vaãn coù theå ñi laán ra hoaëc döøng ñoã treân phaàn leà gia coá thöôøng xuyeân, neáu söû duïng keát caáu aùo leà laø loaïi meàm thì keát caáu aùo leà gia coá phaûi ñöôïc caáu taïo vôùi caùc yeâu caàu sau: -       Lôùp maët treân cuøng cuûa leà gia coá phaûi cuøng loaïi vôùi lôùp maët treân cuøng cuûa laøn xe lieàn keà nhöng beà daøy coù theå caáu taïo moûng hôn. -       Soá lôùp vaø beà daøy caùc lôùp cuûa taàng moùng coù theå giaûm bôùt so vôùi laøn xe lieàn keà. -       Keát caáu gia coá caàn ñöôïc xem xeùt ñeå khi caûi taïo môû roäng maët ñöôøng vaø naâng caáp ñöôøng taän duïng ñeán möùc toái ña keát caáu ñaõ xaây döïng. -       Trong ñieàu kieän kinh teá cho pheùp, keát caáu aùo ñöôøng cuûa leà gia coá neân thieát keá nhö vôùi keát caáu aùo ñöôøng cuûa laøn xe chaïy lieàn keà. 5.6.2. Soá truïc xe tính toaùn treân keát caáu leà coù gia coá: Soá truïc xe tính toaùn Ntt ñeå thieát keá keát caáu aùo leà gia coá trong tröôøng hôïp giöõa phaàn xe chaïy chính vaø leà khoâng coù daûi phaân caùch beân ñöôïc laáy baèng 35 ¸ 50% soá truïc xe tính toaùn cuûa laøn xe cô giôùi lieàn keà tuyø thuoäc vieäc boá trí phaàn xe chaïy chính. Truôøng hôïp phaàn xe chaïy chæ coù 2 laøn xe trôû xuoáng thì neân laáy trò soá lôùn trong phaïm vi quy ñònh neâu treân, coøn tröôøng hôïp phaàn xe chaïy coù 4 laøn xe trôû leân vaø coù daûi phaân caùch giöõa thì laáy trò soá nhoû 5.6.3 sô ñoà tính Keát caáu phaàn leà gia coá Phaàn leà gia coá trong ñoà aùn naøy tính vôùi soá truïc xe 35% soá truïc xe tính toaùn cuûa laøn lieàn keà. 5.6.3.1.Xaùc ñònh moâ ñun ñaøn hoài yeâu caàu chung cuûa leà ñöôøng: Taûi troïng truïc xe tieâu chuaån 10T, maët ñöôøng caáp A2 taàng maët laø Laùng nhöïa 3 lôùp . Theo Baûng 3-4 22 TCN 221-06 vôùi Ntt = 277x35% = 97 (truïc/laøn.ngaøy ñeâm). tieán haønh noäi suy ta ñöôïc : Eyc = 121.28 Mpa =1212.8 (daN/cm2) Theo Baûng 3-5 22 TCN 211-06 thì ñoái vôùi ñöôøng caáp III, loaïi aùo ñöôøng caáp A2 laø = 950 (daN/cm2). Do > Vaäy ta choïn = 1212.8 (daN/cm2). Ñeå kieåm toaùn ÑAËC TRÖNG CÖÔØNG ÑOÄ VAÄT LIEÄU VAÄT LIEÄU Moâ ñun ñaøn hoài E (Mpa) C (Mpa) j (ñoä) Voõng (300c) Tröôït (600c) 1. Laùng Nhöïa (3lôùp ) - - - - 2. CP Ñaù daêm loaïi I 300 300 - - 3. CP Ñaù daêm loaïi II 250 250 - - 4. Ñaát neàn Bazan Taây nguyeân 42 42 0.03 13 5.6.4 .KIEÅM TRA KEÁT CAÁU LEÀ GIA COÁ. 5.6.4.1.Sô ñoà keát caáu aùo leà ñöôøng Sô ñoà keát caáu nhö sau : 5.6.4.2.Kieåm tra keát caáu aùo leà gia coá theo tieâu chuaån ñoä voõng ñaøn hoài : Keát caáu aùo leà ñöôïc xem laø ñaït yeâu caàu veà ñoä voõng ñaøn hoài döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng khi: Ech > *Eyc Chuyeån heä nhieàu lôùp veà heä 2 lôùp baèng caùch ñoåi caùc lôùp keát caáu aùo leà laàn löôït 2 lôùp moät töø döôùi leân treân ta seõ xaùc ñònh ñöôïc moâñun ñaøn hoài Ech cuûa aùo ñöôøng theo coâng thöùc sau: Trong ñoù : ; h1, h2 : chieàu daøy lôùp döôùi, lôùp treân cuûa aùo ñöôøng. E1, E2 : moâñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu lôp döôùi, lôùp treân cuûa aùo leà. Baûng giaù trò tính toaùn : Lôùp vaät lieäu Ei (Mpa) ti hi ki H Etbi (Mpa) 1. Laùng Nhöïa - - 3.5 - 39.5 - 2. CP ñaù daêm loaïi I 300 1,20 18 1.0 36 274.24 3. CP ñaù daêm loaïi II 250 18 18 Ñaát neàn 42 Coù = > 1.117 = > = b* Etb = 1,117*274.24 = 306.33 (MPa). Tính Ech: Tra toaùn ñoà H 3 – 1 ñöôïc: 0.42 =>Ech = 0.42*306.33 = 128.66 (Mpa). Öùng vôùi ñöôøng caáp III choïn heä soá ñoä tin caäy Ktc = 0.85 => choïn Ta thaáy Ech = 128.66 (Mpa) > *Eyc = 1,06x121.28= 128.56(Mpa). Vaäy keát caáu treân ñaït yeâu caàu veà ñoä voõng ñaøn hoài. 5.6.4.3..Kieåm tra ñieàu kieän tröôït ôû 60oC : Keát caáu leà gia coá ñöôøng coù taàng maët ñöôïc xem laø ñuû cöôøng ñoä khi thoaû maõn bieåu thöùc (3.7): tax + tav £ (3.7) trong ñoù: tax: öùng suaát caét hoaït ñoäng lôùn nhaát do taûi troïng baùnh xe tính toaùn gaây ra trong neàn ñaát . tav : öùng suaát caét hoaït ñoäng do troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp vaät lieäu naèm treân noù gaây ra cuõng taïi ñieåm ñang xeùt . K: laø heä soá cöôøng ñoä veà chòu caét tröôït ñöôïc choïn tuyø thuoäc ñoä tin caäy thieát keá . öùng vôùi ñöôøng caáp III choïn ñoä tin caäy Ktc = 0.85 => K= 0.90 Ctt = C.k1.k2.k3 Theo muïc 3.5.4 22TCN 211 – 06 coù k1 = 0.9; k2 = 1.0 vì soá truïc xe tính toaùn ôû ñaây laø 97 truïc/laøn.ngaøy ñeâm < 100 truïc, vaø k3 = 1.5 Vaäy : - Ñoái vôùi ñaát neàn coù C = 0.03 Mpa thì : Ctt = 0.03 x 0.9 x 1.0 x 1.5 = 0.0405(Mpa). = 0.045 (Mpa). 5.6.4.3.1 Kieåm tra ñieàu kieän tröôït ñoái vôùi ñaát neàn: Ta chuyeån heä nhieàu lôùp veà heä 2 lôùp baèng caùch ñoåi caùc lôùp keát caáu aùo ñöôøng laàn löôït töø döôùi leân treân theo coâng thöùc nhö treân. Lôùp vaät lieäu Ei (Mpa) ti hi ki H Etbi (Mpa) 1. Laùng Nhöïa - - 3.5 - 39.5 - 2. CP ñaù daêm loaïi I 300 1,20 18 1.0 36 274.24 3. CP ñaù daêm loaïi II 250 18 18 Ñaát neàn 42 Coù = > 1.117 = > = b* Etb = 1,117*274.24 = 306.33 (MPa). Tö ø , j = 130 Tra toaùn ñoà hình 3-2 (22 TCN 211-06) ta xaùc ñònh ñöôïc : 0.04 => tax = 0.04*0,6 = 0.024(Mpa). p = 0,6 Mpa (aùp löïc tính toaùn leân maët ñöôøng ñoái vôùi xe 10T). Töø H = 36 cm vaø j = 130 tra toaùn ñoà 3-4 (22 TCN211-06) ta ñöôïc : tav = 0.0003 (Mpa). = > öùng suaát caét chuû ñoäng t = tax + tav = 0.024 + 0.0003 = 0.0243 (Mpa). Vaäy t = 0.0243 (Mpa) < [t] = = 0.045 (Mpa). = > Neàn ñaát ñaûm baûo ñieàu kieän choáng tröôït.