CT 2

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường xe chạy thay đổi thì tác động của tải trọng trục của
phương tiện giao thông và các đặc trưng ứng suất, biến dạng do nó gây ra trong kết cấu áo
đường cũng thay đổi. Tuy nhiên, trong các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường hiện nay, ảnh
hưởng của độ dốc dọc và dốc ngang mặt đường tới độ lớn của tải trọng trục ô tô lên mặt đường
không được xem xét, các hệ số qui đổi tác động tải trọng trục của dòng xe về tải trọng trục tính
toán luôn là hằng số (các thông số tải trọng trục xe đều được lấy theo lý lịch của các nhà sản
xuất ô tô). Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến tuổi thọ của kết cấu áo đường trên các
đường miền núi có độ dốc dọc và siêu cao lớn giảm, tuyến đường thường xuyên phải duy tu, sửa
chữa.
Để đánh giá sự khác biệt của các tác động của phương tiện giao thông lên mặt đường trong
trường hợp có xét đến ảnh hưởng của độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường và trường hợp coi ảnh
hưởng này không đáng kể, xem xét hai bài toán:
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DỐC DỌC, DỐC NGANG
MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TỚI CHIỀU DẦY VÀ TUỔI THỌ
CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
TS. NGUYỄN VĂN HÙNG
Trường Đại học Giao thông Vận tải, Cơ sở 2

Tóm tắt: Sự phân bố tải trọng trục xe của phương tiện giao thông lên mặt đường xe chạy

treo (biến dạng của nhíp) trước và sau, bên trái và bên phải khi xe ô tô chuyển động trên đường
có dốc dọc, có siêu cao và chỉ xét tới tác động phá hủy áo đường của tải trọng theo phương
thẳng đứng (không xét tới sự phá hủy áo đường của các lực ngang, ảnh hưởng của tốc độ xe
chạy và độ bằng phẳng của mặt đường xe chạy).
Khi độ dốc ngang mặt đường i
n
=

0, từ hình 1, các tải trọng bánh xe của trục trước, trục sau
của ô tô được xác định theo quan hệ sau:

QPP
ts
 (1)

 cos)tg.htg.hb.(Pcos).tghtg.ha.(P
pqtpqs

(2)
Giải hai phương trình trên ta tìm được
t,s
PP
:
P
t
= )tghtgha(
b
a
Q
pq

p
: khoảng cách từ mặt đường xe chạy đến trọng tâm xe và tim bánh xe, m;
α: góc nghiêng của mặt đường so với mặt phẳng nằm ngang theo phương dọc, độ.
P
S

P
T

0

CT 2

2. Đánh giá ảnh hưởng của độ dốc ngang mặt đường đến sự phân phối tải trọng bánh xe
trên mặt đường Hình 2. Ảnh hưởng của độ dốc ngang mặt đường
đến sự phân phối tải trọng bánh xe lên mặt đường
Để tiện trong tính toán, khi xét ảnh hưởng của độc dốc ngang mặt đường, coi độ dốc dọc
i

t2
: tải trọng trên các bánh xe của trục trước, kN;
P
s1
, P
s2
: tải trọng trên các bánh xe của trục sau, kN;
β: góc nghiêng của mặt đường so với mặt phẳng nằm, độ;
c, d: khoảng cách từ trục bánh sau và bánh trước đến trọng tâm của ô tô theo phương
ngang, khi không xét tới sự dịch chuyển theo hướng ngang của trọng tâm ôtô thì c = d.
Giải hai phương trình (5), (6) ta tìm được
2s1s
P,P :
P
s2
= )tghtghc(
d
c
P
pq
s


(9)
P
s1
= P
s
– P
s2

2

P
s1

0

CT 2

P
s2
= )tghtghc)(
ba
tghtgha
1(
)dc(
Q
pq
pq





(12)
Tương tự, ta xác định được P
t1

n
(%). Rút gọn các
phương trình trên ta được:
)ihi.hd).(ihi.hb.(
)dc).(ba(
Q
P
npnqdpdq1s


 (15)
)ihihc).(ihihb.(
)dc).(ba(
Q
P
npnqdpdq2s


 (16)
)ihihd).(ihiha.(
)dc).(ba(
Q
P
npnqdpdq1t


 (17)
)ihihc).(ihiha.(
)dc).(ba(
Q

Tải trọng trên các
bánh xe của trục
trước, trục sau, kN

Thông số của nhà
sản xuất xe (ứng với
trường hợp i
d
=i
n
=0)
i
d
=0, i
n
=6% i
d
=6%, i
n
=0% i
d
=6%, i
n
=6%
P
t1
12,65 13,77 11,76 12,81
P
t2
12,65 12,03 11,76 11,20

- Khi độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường thay đổi thì tải trọng trục trên các bánh xe của trục
trước và trục sau được phân phối lại và cho trị số lớn nhất ở các bánh xe của trục sau về phía
bụng đường cong.
- Ảnh hưởng của độ dốc ngang mặt đường lớn hơn nhiều so với ảnh hưởng của độ dốc dọc
xét về tác động phá hoại áo đường theo phương thẳng đứng. Ảnh hưởng của độ dốc ngang chủ
yếu tác động tới kết cấu áo đường qua các lực đứng, còn ảnh hưởng của độ dốc dọc chủ yếu tác
động tới các lực ngang - gây biến dạng lớp trên cùng của mặt đường, đặc biệt đối với trường
hợp xe xuống dốc, chính vì vậy kết cấu áo đường tại các trạm thu phí, đường dẫn đầu cầu, trạm
đỗ xe phải được gia cường đặc biệt.
Từ các kết quả ở bảng 1, 2 và các số liệu ban đầu, xác định được trục xe tiêu chuẩn tích lũy
và mô đun đàn hồi yêu cầu của kết cấu áo đường trong hai trường hợp: không dốc (coi dốc dọc
và dốc ngang mặt đường i
d
= i
n
= 0) và trường hợp có dốc (i
d
= 6%, i
n
= 6%) (bảng 3).
Bảng 3. Mô đun đàn hồi yêu cầu của áo đường
trong trường hợp đường có dốc và không dốc
Trường hợp
tuyến đường
Trục xe qui đổi về trục
tiêu chuẩn 100kN
(trục/làn, ngày đêm)
Trục xe tiêu chuẩn
tích lũy (10
6

, i
n
=0) Trường hợp 2 (id=6%, in=6%)
CT 2

III. KẾT LUẬN
Trên cơ sở tính toán, phân tích các ảnh hưởng của độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường xe
chạy tới công tác thiết kế áo đường, cho thấy:
- Trị số của dốc dọc và dốc ngang mặt đường (chủ yếu là độ dốc ngang mặt đường) ảnh
hưởng lớn tới sự phân phối tải trọng bánh xe truyền lên mặt đường, chiều dầy và tuổi thọ của
kết cấu áo đường (đã được trình bày ở mục 2).
- Kiến nghị: cần nghiên cứu, bổ sung ảnh hưởng của độ dốc dọc (xét tới tác dụng phá hoại
của mặt đường do các lực ngang gây ra) và ảnh hưởng của tốc độ xe chạy vào tiêu chuẩn thiết
kế áo đường hiện hành.

Tài liệu tham khảo
[1]. Áo đường mềm-các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế 22 TCN 211-06.
[2]. Thông số kỹ thuật một số loại xe ô tô, Cục đăng kiểm Việt Nam, 2001.
[3]. В.Ф.Бабков, О.В.Андреев. Проектирование автомобильных дорог. Ч1,2. «Транспорт», 1987.
[4]. Научно-технический Информационный сборник, 3-2003