ảnh hởng lớp móng đến mặt đờng cứng
dới tác dụng của tải trọng động
ths. ncs l văn chăm
Bộ môn Đờng bộ - ĐH GTVT
Tóm tắt: ảnh hởng của lớp móng đến điều kiện chịu lực của tấm bê tông xi măng mặt
đờng dới tác dụng của tải trọng tĩnh đã đợc nhiều tác giả nghiên cứu v mô tả trong các quy
trình tính toán. Bi viết ny tác giả phân tích độ võng của tấm dới tác dụng của tải trọng động
trong bi toán tấm bê tông trên nền nhiều lớp đn hồi.
Summary: The influence of base on Rigid pavement bearing conditions due to static load
was researched by many scientist and describe in some specifications. In this article, the
author analyses the deformation of pavement slab due to dinamic load in problem of Rigid
Pavement on elasis ground.
Đặt vấn đề
Việc tính toán mặt đờng bê tông xi măng (mặt đờng cứng) từ trớc tới nay chúng ta vẫn
đang giải dựa trên lời giải của bài toán hai lớp tấm trên nền đàn hồi.
Mặt đờng bê tông hiện đại thờng đặt trên lớp móng cứng, hiện tại có nhiều quan điểm và
phơng pháp tính toán lớp móng này. Để xác định chiều dày lớp móng cho mặt đờng bê tông
(bài toán ba lớp trở lên) mỗi quy trình cho phơng pháp giải quyết gần đúng khác nhau ([2], [4]).
Có khá nhiều phơng pháp giải số nh Sap2000, ALIZE5, hoặc của Trung quốc nhng
phần nhiều cho kết quả bài toán dới tác dụng của tải trọng tĩnh.
Thực tế mặt đờng nói chung chịu nhiều loại tải trọng khác nhau: xe chạy, sự thay đổi nhiệt
độ việc xem xét điều kiện chịu lực của kết cấu mặt đờng dới tác dụng của tải trọng động (xe
chạy có tốc độ, tải trọng điều hoà ) là rất cần thiết.
Trên cơ sở phần mềm của tác giả tự lập để giải bài toán ba lớp dới tác dụng của nhiều loại
tải trọng khác nhau, trong khuôn khổ của bài viết này tác giả xét ảnh hởng của móng dới tác
dụng của tải trọng động là tải trọng xe chạy.
Các bi toán đa vo tính toán:
Bài toán ba lớp cho mặt đờng cứng dới tác dụng của tải trọng trục tiêu chuẩn (10 T) đợc


Hớng tải trọng 1
Hớng tải trọng 2

Đ
iểm ghi chuyển vị
Hình 1. Sơ đồ tính toán v đặt tải trên mặt bằng tấm.
C
w
E
1
,
1
, h
1

E
2
,
2
, h
2
p = 6 kG/cm
2

h
m
= 15cm h
m
= 20cm h
m
= 15cm h
m
= 20cm
0,0015 120,83 117,29 67,48 69,00
0,15 90,74 72,88 65,15 51,62
0,30 87,00 67,01 63,64 47,39
0,45 83,60 62,04 62,35 49,80
0,61 80,46 57,70 55,61 48,43
0,76 77,52 53,88 53,84 46,75
1,00 73,2 48,65 51,78 40,78
1,21 69,76 44,66 52,99 38,28
Tải trọng tác dụng dọc cạnh biên tấm (hớng tải trọng 1).
Để tìm hệ số xét chuyển vị khi tải trọng tác dụng ở giữa, góc tấm và cạnh dài tấm, xét thêm
bài toán dới tác dụng của vệt tải trọng 2.
Cùng bài toán điều kiện về nền và móng, chuyển vị ghi đợc trong hai trờng hợp tải trọng
1 và 2 (bảng2).
Bảng 2
Chuyển vị(%mm) Hệ số chuyển đổi
Vị trí
h
m
= 15 cm h
m
= 20 cm h

1,36

2,19
1,29
Phân tích kết quả v nhận xét
- Kết quả ghi trên bảng là kết quả chuyển vị lớn nhất tại các điểm đo khi tải trọng chạy hết
tấm
- Chuyển vị lớn nhất khi tải trọng chạy dọc cạnh tấm lớn hơn trờng hợp tải trọng chạy dọc
tim tấm.

- Chuyển vị khi tải trọng chạy qua góc tấm (trờng hợp nguy hiểm nhất), có trị số lớn gấp
2,19 - 2,36 lần trờng hợp tải trọng đặt giữa tấm
- Chuyển vị khi tải trọng chạy qua giữa cạnh ngắn (trờng hợp nguy hiểm thứ nhì), có trị số
lớn gấp 1,70 - 1,79 lần trờng hợp tải trọng đặt giữa tấm
- Chuyển vị của tấm tại giữa cạnh dài (trờng hợp nguy hiểm thứ ba), có trị số lớn gấp
1,29 -1,36 lần trờng hợp tải trọng đặt giữa tấm
- Khi mô đun đàn hồi của móng nhỏ ảnh hởng của cờng độ lớp móng đến chuyển vị tấm
khá rõ, Khi Em > 150000 daN/cm
2
ảnh hởng của cờng độ lớp móng đến chuyển vị ít hơn
(hình 2).

0
20
40
60
80
100
120
140

1
) càng lớn chuyển vị tấm càng nhỏ, sức chịu tải mặt đờng nói chung
lớn.
Với kết quả của bài toán động giúp chúng ta hình dung tốt hơn điều kiện làm việc thực của
tấm so với bài toán tĩnh, có thể dới tác dụng của tải trọng xe chạy dọc trục tấm, có thể tải trọng
kiểu búa rơi một phơng thức đánh giá các thông số mặt đờng có hiệu quả khá phổ biến.

Chúng tôi thấy kết quả trên khá phù hợp với kết quả theo phần tử hữu hạn của Trung quốc
cho trờng hợp tải tĩnh [5].
Tuy nhiên trong khuôn khổ bài viết này tác giả mới đa các số liệu về bài toán ba lớp, điều
kiện biên của tấm là tự do, cha có kết luận trong trờng hợp các tấm có liên kết là thanh truyền
lực và dới tác dụng của một số loại tải trọng khác nh quả rơi hoặc tải trọng điều hoà.
Tài liệu tham khảo
[1] X. P Timôsenkô, X. Vôinôpki Krige. Tấm và vỏ - NXB KHKT, 1971.
[2] Quy trình thiết kế áo đờng cứng 22 TCN 223-95 Bộ GTVT, 1995.
[3] Nguyễn Văn Vợng. Lý thuyết đàn hồi ứng dụng, NXB Giáo dục,1999.
[4] Nguyễn Quang Chiêu. Mặt đờng bê tông xi măng - NXB xây dựng 1985
[5] Lục Đỉnh Trung, Trình Gia Câu. Công trình nền mặt đờng - Đại học Đồng Tế, Thợng Hải, Trung Quốc
1991, Bản dịch của PGS Nguyễn Quang Chiêu, GS Dơng Học Hải, NXB Giao thông vận tải, 1995Ă