Bộ giáo dục và đào tạo
Tr ờng đại học giao thông vận tải
& ngô quý đức

Nghiên cứu sử dụng kết cấu mặt đ ờng
Hợp lý cho khu vực điện biên Chuyên nghành : Xây dựng đ ờng ô tô và đ ờng thành phố
Mã số : 60.58.30
Phần Phụ lục
Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật
Ng ời h ớng dẫn khoa học:
Ts. Lã văn chăm
Điện Biên là một tỉnh miền núi vùng cao biên giới phía Bắc n ớc ta, với
địa hình miền núi cao nh vậy nên có khá nhiều nguồn vật liệu tự nhiên khai
thác đ ợc nh cát, đá sỏi, cấp phối thiên nhiên và gần đây là nguồn xi măng ở
địa ph ơng đã đ a vào khai thác sử dụng.
Để phát huy tiềm năng thế mạnh của Điện Biên, đẩy nhanh tốc độ tăng
tr ởng của nền kinh tế trong tỉnh theo h ớng công nghiệp hoá, hiện đại hoá thì
vấn đề đặt ra là phải phát triển nhanh cơ sở hạ tầng của nền kinh tế trong đó
giao thông vận tải đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Phát triển giao thông vận tải
là xây dựng, phát triển kết cấu hạ tầng kỹ thuật tạo tiền đề, động lực cho các
ngành kinh tế khác phát triển, nâng cao lợi thế cạnh tranh của hàng hoá trên
thị tr ờng.
Tuy nhiên, chi phí để xây dựng công trình giao thông rất lớn, trong đó
chi phí về vật liệu chiếm một tỉ trọng cao trong toàn bộ giá thành xây dựng.
Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật rất mạnh mẽ trong
nhiều lĩnh vực thì vật liệu xây dựng là một định h ớng có tính chiến l ợc
trong sự vận dụng tối đa nguyên vật liệu tại chỗ, lựa chọn kết cấu mặt đ ờng
phù hợp với điều kiện sử dụng của địa ph ơng.
Để tiết kiệm nguồn vốn ngân sách, nâng cao hiệu quả vốn đầu t trong
xây dựng đ ờng thì vấn đề đặt ra là phải tiến hành nghiên cứu, xác định và lựa
chọn kết cấu mặt đ ờng với chiều dày hợp lý để tận dụng đ ợc vật liệu địa
ph ơng và phù hợp với điều kiện tự nhiên thì việc ra đời Nghiên cứu sử
dụng kết cấu mặt đ ờng hợp lý cho khu vực Điện Biên nhằm đáp ứng
đ ợc các yêu cầu trên. Đồng thời cũng trong khuôn khổ của đề tài, tác giả
mạnh dạn đề xuất bộ Catalo áo đ ờng cho Điện Biên.
2. Nội dung nghiên cứu:
a. Tổng quan về các ph ơng pháp thiết kế mặt đ ờng ô tô hiện tại ở trong n ớc
và n ớc ngoài.
b. Nghiên cứu hiện trạng hệ thống đ ờng giao thông của tỉnh Điện Biên bao
gồm: Phân loại đ ờng giao thông trong tỉnh; Nghiên cứu đánh giá chất l ợng
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

Phần phụ lục: Bao gồm các kết quả thu thập và tính toán.
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 3
Ch ơng I
Tổng quan về các ph ơng pháp thiết kế kết cấu áo
đ ờng ở Việt Nam và trên thế giới

1. Cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu áo đ ờng:
1.1. Định nghĩa áo đ ờng:
áo đ ờng là công trình đ ợc xây dựng trên nền đ ờng bằng nhiều tầng, lớp
vật liệu có c ờng độ và độ cứng lớn hơn so với đất nền đ ờng để phục vụ cho
xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại th ờng xuyên của các ph ơng tiện
giao thông l u hành trên đ ờng và của các nhân tố thiên nhiên (m a, gió, sự
thay đổi nhiệt độ ).
1.2. Cấu tạo chung của kết cấu áo đ ờng:
Sơ đồ phân bố các tầng lớp áo đ ờng từ trên xuống

Lớp bảo vệ
Tầng mặt (tầng phủ) Lớp hao mòn
áo đ ờng Lớp chịu lực chủ yếu
KCAĐ Tầng móng Các lớp móng
Lớp có chức năng thoát n ớc
Móng nền đất (phần trên của nền đ ờng)
1.3. Nguyên lý và trình tự tính toán:
Việc tính toán để đ a đến thiết kế một kết cấu áo đ ờng là tính toán về mặt
c ờng độ để đảm bảo kết cấu đó chịu đ ợc tác dụng của tải trọng xe.
a) Đối với áo đ ờng mềm:
Nguyên lý tính toán:

tt
K
C
(1 - 1)
Trong đó: T
ax
ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán
gây ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kém dính kết (MPa).
T
av
- ứng suất cắt hoạt động do trọng l ợng bản thân các lớp vật
liệu nằm trên nó gây ra tại điểm đang xét (MPa).
tr
cd
K hệ số c ờng độ về chịu cắt tr ợt đ ợc chọn tuỳ thuộc độ tin
cậy thiết kế.
C
tt
Lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính
(MPa) ở trạng thái độ ẩm , độ chặt tính toán.
* ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy áo đ ờng hoặc ở đáy các lớp vật
liệu tầng mặt do tải trọng xe tính toán gây ra
ku
không đ ợc v ợt quá trị số
ứng suất kéo uốn giới hạn cho phép
ku
tt
R của vật liệu liền khối tại các vị trí đó
Kéo
Kẽ nứt

Tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép:
K
đ.v

dh
gh
l
l
(1 3)
Hay:
dv
cd
K
yc
ch
E
E
(1 4)
K
đv
,
dv
cd
K - hệ số về độ võng và c ờng độ, đ ợc xác định tuỳ theo độ tin
cậy mong muốn.
E
ch
Mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu áo đ ờng t ơng ứng với độ
võng l
đh

của cả kết cấu [3].
- Hệ số c ờng độ về độ võng
dv
cd
K đ ợc lựa chọn theo Bảng 3-2, 3-3 [3].
- So sánh, kiểm tra theo điều kiện (1 4) nếu đạt là đ ợc.
* Tính toán c ờng độ áo đ ờng mềm theo điều kiện cân bằng giới hạn về
tr ợt trong nền đất và các lớp kém dính kết:
- Dự kiến cấu tạo các lớp áo đ ờng (bề dày và trị số mô đun đàn hồi
tính toán của các lớp theo loại vật liệu cấu tạo nh theo tính toán của trạng
thái giới hạn trên).
- Đổi hệ nhiều lớp về hệ hai lớp nh cách đổi trên. Trị số mô đun đàn
hồi tính toán của các lớp trên đ ợc quy đổi thành trị số mô đun đàn hồi trung
bình với bề dày của các lớp:
E
tb
=

=
i
i
i
ii
h
hE
1
.
(1 5)
Nếu kiểm tra ở lớp móng áo đ ờng thì lớp móng và nền đất đ ợc quy đổi
thành một lớp bán không gian ở phía d ới theo toán đồ Kogan ở hình 3 1 [3].

liệu kém dính khi điều kiện làm việc của kết cấu khác với mẫu thử.
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 7
- Thay các giá trị và kiểm tra nếu thoả mãn điều kiện (1-1) là đạt.
* Tính toán c ờng độ áo đ ờng mềm theo điều kiện chịu kéo khi uốn:
- Sau khi dự kiến cấu tạo các lớp áo đ ờng với các đặc tr ng của nó (h,
E, R
ku
) thì đối với các lớp phía d ới lớp mặt cần kiểm tra phải đổi về một bán
không gian vô hạn bằng cách đổi hai lớp một từ d ới lên (kể cả nền đất) theo
toán đồ Kogan hình 3 1, tính đ ợc trị số E
ch.m
(đ a hệ nhiều lớp về hệ hai
lớp có lớp mặt kiểm tra là lớp trên cùng) [3].
- Tra toán đồ, tính
ku
ở đáy các lớp cần kiểm tra theo công thức:
bkuku
kp = (1 7)
Trong đó: p - áp lực bánh của tải trọng trục tính toán.
K
b
hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo
đ ờng d ới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh
đơn.
ku
- ứng suất kéo uốn đơn vị, xác định theo toán đồ hình 3-5 (3- 6) [3].
- Xác định c ờng độ chịu kéo uốn tính toán

toàn khác nhau. D ới tác dụng của tải trọng xe chạy, tấm BTXM của áo
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 8
đ ờng cứng làm việc trong điều kiện chịu uốn cùng với sự tác dụng của sự
biến đổi nhiệt độ theo mùa và theo chu kỳ ngày đêm. Việc tính toán thiết kế
kết cấu áo đ ờng cứng đảm bảo không bị phá hoại trong thời kỳ tính toán quy
định chính là thoả mãn các điều kiện sau:
* Đối với tấm BTXM:
kuku
Rk. (1 9)
Trong đó:
ku
- ứng suất kéo uốn ở bất kỳ điểm nào trong tấm BTXM do tải
trọng xe, biến đổi nhiệt độ gây ra.
R
ku
- c ờng độ giới hạn chịu kéo uốn của BTXM ở tuổi 28 ngày (kG/cm
2
).
k hệ số tổng hợp chiết giảm c ờng độ, xét đến mỏi và các yếu tố
khác.
* Đối với tầng móng của kết cấu áo đ ờng cứng:
Để đảm bảo không xuất hiện biến dạng dẻo (dẫn đến tích luỹ biến
dạng) thì cũng phải thoả mãn điều kiện nh ở kết cấu áo đ ờng mềm:
T
ax
+ T
av

tr ờng đại học gtvt
Trang 9
dày của tấm. D ới tác dụng của tải trọng, tấm mặt đ ờng bê tông xi măng
biến dạng rất ít nên có thể xem tấm bê tông là tấm đàn hồi. Mặt khác, trên
thực tế tấm có thể phát sinh một số biến dạng dẻo theo thời gian (từ biến)
nh ng do rất nhỏ và thay đổi chậm nên có thể bỏ qua. D ới áp lực của tải
trọng xe chạy, do có độ cứng khi uốn của các tấm bê tông rất lớn nên phản lực
xuất hiện d ới tấm giảm xuống 4-5 lần và độ lún đàn hồi thẳng đứng cho phép
của mặt đ ờng nhỏ hơn độ lún t ơng ứng so với mặt đ ờng mềm từ 3-4 lần.
Vì vậy, có thể giả thiết nền đất biến dạng tuyến tính và xem nền đất là bán
không gian vô hạn đàn hồi và có thể dùng lý thuyết Tấm mỏng trên nền đàn
hồi để tính chiều dày của tấm bê tông mặt đ ờng thông qua trị số
ku
.
Tính toán theo ph ơng pháp Westergard [8]:
Do Westergard đề xuất lần đầu tiên vào năm 1926, dùng mô hình hệ số
nền K mô hình nền Winkler - là mô hình xem độ lún tại một điểm bất kỳ
của nền móng d ới tấm bê tông tỉ lệ thuận với áp lực tác dụng lên điểm đó với
điều kiện biên là tổng lực cắt và mô men uốn ở các cạnh tấm bằng 0 (xem nh
cạnh biên tự do) và ông đã tìm đ ợc các công thức tính toán ứng suất kéo -
uốn lớn nhất cho ba tr ờng hợp tác dụng tải trọng điển hình có thể xảy ra trên
mặt đ ờng:
I. Tải trọng tác dụng ở giữa tấm ứng suất kéo lớn nhất sinh ra ở mặt đáy của
tấm ngay d ới vị trí tác dụng tải trọng:

max
= 0,275(1+à)
2
h
P

=
2
3
h
P
(
)
( )


















6,0
15,0
3
2

[8] với các điều kiện biên t ơng tự (cạnh tấm xem là tự do) đã tính đ ợc mô
men pháp (M
F
) và mô men tiếp (M
T
) trên đơn vị chiều rộng của tấm:
- D ới tác dụng của tải trọng phân bố đều trên một diện tích hình tròn
có bán kính R ở giữa tấm:
M
F
= M
T
=
aR
CP
tt
.
2
)1(

à+
(1 14)
- D ới tác dụng của tải trọng tập trung cách điểm tác dụng một
khoảng cách r:
M
F
= (A+
b
à B)P
tt

3
2
0
2
0
1(
)1(6
1
à
à


b
b
E
E
h
(1 17)
với E
b
mô đun đàn hồi của bê tông.
E
0
mô đun đàn hồi của nền.
h chiều dày tấm.
Tuy nhiên, ph ơng pháp của Shekter chỉ thích hợp khi tải trọng tác dụng
cách mép tấm đủ xa (tr ờng hợp tác dụng ở giữa tấm) còn khi tác dụng ở góc
và cạnh tấm thì không xác định đ ợc. Vì vậy, I.A Mednicov [8] đã kết hợp cả
hai mô hình trên: giả định mô men uốn xác định theo Shekter bằng mô men
uốn trong tr ờng hợp tải trọng tác dụng giữa tấm xác định theo Westergard để

3
(1 - 20)
Các giá trị
1
,
2
,
3
đ ợc lập thành bảng, tuỳ thuộc tỉ số E
b
/E
0
và h/


với E
b
là mô đun đàn hồi

của bê tông; E
0
là mô đun đàn hồi chung của cả lớp
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 12
móng d ới tấm BTXM và nền đất. Đây cũng là ph ơng pháp đ ợc dùng chính
thức trong quy trình Việt Nam 22 TCN 223-95 [5].

2. Các ph ơng pháp thiết kế mặt đ ờng trên thế giới:

còn lực cản trở do ma sát giữa các lớp bằng không (hệ chuyển dịch tự do).
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 13
+ Tại độ sâu vô hạn ở lớp d ới cùng, ứng suất và chuyển vị đều bằng không.
- Từ các giả thiết trên, giải và lập các toán đồ xác định độ võng đàn hồi
và các hệ số ứng suất của mặt đ ờng d ới tác dụng của tải trọng bánh xe đơn
hoặc kép đ ợc quy về một hay hai vòng tròn diện tích t ơng đ ơng có bán
kính

cho hệ hai lớp và ba lớp. Trong tr ờng hợp hệ nhiều hơn ba lớp thì quy
đổi về hệ ba lớp theo hiệu ứng t ơng đ ơng.
* Trình tự tính toán:
- Dựa vào yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế, xác định cấp hạng mặt đ ờng
và loại lớp mặt, tính toán số lần tích luỹ trục xe t ơng đ ơng trên một làn xe
trong thời hạn thiết kế và tính toán trị số độ võng cho phép trên bề mặt mặt
đ ờng. Nếu mặt đ ờng phải tiến hành nghiệm toán ứng suất kéo uốn thì
cần tính toán trị số ứng suất kéo uốn cho phép.
- Dựa vào loại đất và chế độ thuỷ nhiệt của nền đ ờng, chia đ ờng thiết
kế ra làm một số đoạn (từ 500 1000m) để xác định trị số mô đun đàn hồi
(MĐĐH) của nền đất cho từng đoạn.
- Dự kiến một số ph ơng án bố trí kết cấu và chiều dày áo đ ờng khả
thi, xác định trị số MĐĐH của vật liệu các lớp.
- Xác định bề dày áo đ ờng dựa theo độ võng cho phép.
- Nghiệm toán ứng suất kéo uốn trong các lớp bê tông nhựa, các lớp
móng bằng vật liệu có tính toàn khối đảm bảo nhỏ hơn ứng suất kéo uốn
cho phép của vật liệu đó.
- Nghiệm toán ứng suất cắt trong các lớp mặt nhựa đ ờng để không
v ợt quá ứng suất cắt cho phép của vật liệu.

= 0.662 Mpa phân bố trên 01 hình tròn bán
kính r = 0.125m.
+ Tính cho các tải trọng khác do ng ời sử dụng nhập vào (có thể giống
hoặc không giống nhau). Các tải trọng có thể là phân bố trên cả diện tròn, chu
tuyến tròn hoặc tác dụng tại tâm, cũng có thể là tải trọng tác dụng ngang.
- Sử dụng ch ơng trình cho nhiều kết quả:
+ Biến dạng và ứng suất ngang:
T
,
T
và thẳng đứng:
Z
,
Z
tại các
lớp kết cấu.
+ Độ võng D và bán kính cong R tại bề mặt kết cấu ở các điểm quan sát.
+ Các ứng suất chính:
1
,
2
,
2.2. Nhóm các ph ơng pháp kinh nghiệm - thực nghiệm:
Các ph ơng pháp này đ ợc thành lập trên cơ sở là dựa trên các kinh
nghiệm thu đ ợc trên các đoạn đ ờng thực nghiệm hoặc trên mạng l ới đ ờng
đang khai thác.
Thuộc nhóm này có một số ph ơng pháp:
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt

m
3
(1- 22)
Trong đó:
W
18
số lần tác dụng của ESAL 18 kip trên một làn (lần/làn xe)
SN chỉ số kết cấu hay chỉ số cấu tạo (Strutural Number) là một chỉ
số đặc tr ng cho c ờng độ cơ học của lớp mặt đ ờng. Nếu áo đ ờng gồm 3
lớp: lớp mặt (1), lớp móng trên (2), lớp móng d ới (3) thì SN đ ợc xác định
theo công thức trên, trong đó D
1
, D
2
, D
3
lần l ợt là bề dày các lớp với a
1
, a
2
, a
3

lần l ợt là các hệ số t ơng đ ơng các lớp đó. Còn m
2
, m
3
là các hệ số xét đến
điều kiện môi tr ờng.


của mặt đ ờng với các yếu tố cấu tạo kết cấu nh bề dày các lớp, loại vật liệu
các lớp đã sử dụng, điều kiện chế độ thuỷ nhiệt, c ờng độ nền đất.
Khi vận dụng ph ơng trình trên để tính toán kết cấu mặt đ ờng thì mục
tiêu lúc này là: trên cơ sở một nền đất đã biết M
R
, xác định đ ợc một chỉ số
kết cấu yêu cầu đạt đ ợc SN
yc
để chịu đ ợc số lần tác dụng tải trọng trục W
18

dự kiến sẽ thông qua trong thời kỳ tính toán, sao cho ở cuối thời kỳ tính toán
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 16
đó chỉ số phục vụ p
t
của mặt đ ờng chỉ giảm đến một trị số chấp nhận đ ợc.
Từ trị số SN
yc
này theo công thức trên sẽ xác định đ ợc bề dày các lớp bằng
cách giả thiết chúng rồi nghiệm lại trong điều kiện đã biết m
2
, m
3
và a
1
, a
2

e =
5
150100
+
+
CBR
P
(1- 24)
Trong đó: e - chiều dày mặt đ ờng (cm).
P - trọng l ợng bánh xe (T).
CBR - tính bằng %.
c. Ph ơng pháp của Viện nghiên cứu đ ờng Anh [11]:
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 17
Cho đến năm 1960 ở Anh vẫn sử dụng toán đồ của Corps of engineers
(Hiệp hội kỹ s quân đội Mỹ) nh ng có tăng thêm 20% trọng l ợng bánh xe
lớn nhất thiết kế để xét đến sự lặp lại của tải trọng.
Sau những thí nghiệm tiến hành trên các đ ờng ôtô ở Anh, Viện nghiên
cứu đ ờng Anh (TRRL) đã công bố các toán đồ mới, so với ph ơng pháp CBR
có những cải tiến:
- Xem tác dụng của sự lặp lại tải trọng đối với chiều dày tuân theo quy
luật logarit.
- Bỏ qua tác dụng của các xe có tổng trọng l ợng d ới 3T. Ph ơng pháp
này tính mặt đ ờng với tuổi thọ khoảng 20 năm. Để hạn chế chiều sâu vệt hằn
bánh xe tối đa là 2cm, ph ơng pháp này cố định chiều dày lớp mặt và lớp
móng trên và xác định chất l ợng vật liệu của các lớp này. Chỉ có chiều dày
của lớp móng d ới thay đổi theo CBR của lớp trên nền đ ờng.
- Ph ơng pháp này còn ch a xét đến sự t ơng đ ơng giữa các trục bánh

lớp mặt (và cả lớp đất trên cùng của nền đ ờng) đ ợc dựa trên lý thuyết phân
bố tải trọng xe theo chiều sâu từ trên xuống, từ đó đ a ra các ph ơng án cấu
tạo kết cấu nền áo đ ờng. Sau đó, yêu cầu của việc tính toán là kiểm tra xem
các ph ơng án, cấu tạo đã đề xuất cùng với điều kiện nền đã biết có đủ c ờng
độ không, đồng thời tính toán xác định lại bề dày cần thiết của mỗi lớp kết cấu
và có thể phải điều chỉnh lại bề dày của mỗi lớp theo kết quả tính toán.
Điều kiện cần đạt đ ợc khi tính toán theo ph ơng pháp này là: Kết cấu
áo đ ờng mềm đ ợc xem là đủ c ờng độ nếu nh trong suốt thời hạn thiết kế
quy định d ới tác dụng của ôtô nặng nhất và của toàn bộ dòng xe, trong bất kỳ
lớp nào (kể cả nền đất) cũng không phát sinh biến dạng dẻo, tính liên tục của
các lớp liền khối không bị phá vỡ và độ võng đàn hồi của kết cấu áo đ ờng
không v ợt quá trị số cho phép.
Do vậy, việc tính toán kết cấu áo đ ờng mềm chính là tính toán kiểm tra
ba tiêu chuẩn c ờng độ khi biết tr ớc tải trọng và trọng l ợng trục xe thiết kế:
- Kiểm toán ứng suất cắt ở trong nền đất và các lớp vật liệu chịu cắt
tr ợt kém so với trị số giới hạn cho phép để đảm bảo trong chúng không xảy
ra biến dạng dẻo (hoặc hạn chế sự phát sinh biến dạng dẻo).
- Kiểm toán ứng suất kéo uốn phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền khối
nhằm khống chế không cho phép nứt ở các lớp đó.
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 19
- Kiểm toán độ võng đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng, biểu
thị bằng trị số mô đun đàn hồi Ech của cả kết cấu nền áo đ ờng so với trị số
mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc. Tiêu chuẩn này nhằm đảm bảo hạn chế đ ợc sự
phát triển của hiện t ợng mỏi trong vật liệu các lớp kết cấu d ới tác dụng
trùng phục của dòng xe, do đó đảm bảo duy trì đ ợc khả năng phục vụ của kết
cấu đến hết thời hạn thiết kế.
Cơ sở của ph ơng pháp tính toán theo 3 tiêu chuẩn trạng thái giới hạn

hệ số xét đến ảnh h ởng của các trục khác :
k
c
= a - b cL
m
(1-26)
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 20
L
m
khoảng cách giữa các trục ngoài cùng của cụm trục (m)
a, b, c các hệ số cho theo bảng A 3[3].
Sơ đồ tải trọng tính toán: là sơ đồ một vòng tròn có diện tích t ơng
đ ơng D (cm) và áp lực tính toán lên mặt đ ờng p (Mpa).
b. Số trục xe tính toán trên một làn xe:
Số trục xe tính toán là tổng số trục xe đã đ ợc quy đổi về trục xe tính
toán tiêu chuẩn (hoặc trục xe nặng nhất tính toán) sẽ thông qua mặt cắt ngang
đoạn đ ờng thiết kế trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng lớn nhất vào
thời kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế qui định, tuỳ thuộc loại tầng mặt
dự kiến, theo công thức sau:
Ntt = Ntk . f
l
(trục/làn.ngày đêm) (1- 27)
Trong đó: Nkt tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục
xe tính toán trong một ngày đêm trên cả hai chiều xe chạy ở năm
cuối của thời hạn thiết kế (trục/ngày đêm.2 chiều).
f
l

khi kết cấu chịu lực: số trục xe, tải trọng trục, tải trọng trục tích luỹ, hệ số độ
tin cậy, các đặc tr ng tính toán của đất nền đ ờng và vật liệu làm áo đ ờng đã
rõ ràng, chi tiết hơn nh ng ph ơng pháp tính toán c ờng độ và chiều dày các
lớp kết cấu áo đ ờng mềm trên cơ sở của 3 tiêu chuẩn trạng thái giới hạn, trên
cơ sở lời giải tìm ứng suất và biến dạng của lý thuyết đàn hồi và trên cơ sở các
thông số thực nghiệm và kinh nghiệm thì kết quả tính là phụ thuộc vào các
tham số đầu vào rất lớn mà việc xác định chúng đòi hỏi phải đ ợc tiến hành
nghiêm túc, có sự thống nhất và cụ thể với các loại đất nền, vật liệu đó. Đây sẽ
là vấn đề rất quan trọng, ảnh h ởng trực tiếp kết quả tính toán cũng nh hiệu
quả kinh tế.
Ph ơng pháp đ ợc dùng với cơ sở lý thuyết của bài toán là hệ đàn hồi
đặt trên bán không gian đàn hồi nhiều lớp nh ng thực tế nền đất và vật liệu kết
cấu áo đ ờng không phải là vật liệu đàn hồi đồng nhất, đẳng h ớng mà là vật
liệu có tính đàn hồi dẻo nhớt. Do đó, khi lấy kết quả tính toán đ ợc chỉ
là gần đúng với sự làm việc thực tế của kết cấu áo đ ờng, trạng thái làm việc
của kết cấu mặt đ ờng vẫn có thể ở vào một trong hai trạng thái: đàn hồi - dẻo
và đàn hồi.
Các toán đồ đ ợc lập với hệ kết cấu hai lớp, nếu hệ có nhiều hơn hai lớp
thì phải dùng công thức tính đổi lớp trên nguyên tắc độ cứng t ơng đ ơng và
trị số mô đunđàn hồi sau khi đ ợc tính đổi với hệ số điều chỉnh thêm vào chỉ
là gần đúng. Trên thực tế hiện nay, một số quy trình (Trung Quốc, Liên Xô)
và các sách đã có kết quả giải hệ đàn hồi ba lớp. Đồng thời, với sự phát triển
Luận án thạc sỹ khkt ngô quý đức

tr ờng đại học gtvt
Trang 22
của máy tính có các ch ơng trình tính toán : Ch ơng trình Alizé 5 của Pháp
thì việc giải chính xác bài toán hệ đàn hồi lớn hơn hai lớp không là vấn đề khó
khăn, phức tạp nữa.
Ch a có cách tính toán trực tiếp c ờng độ và độ ổn định của tầng mặt


ku
k.R
ku
(1- 28)
Trong đó:
ku
- ứng suất kéo uốn ở bất kỳ thời điểm nào trong tấm BTXM do
tải trọng xe, do biến đổi nhiệt độ.
R
ku
- C ờng độ giới hạn chịu kéo uốn của BTXM ở tuổi 28 ngày (kG/cm
2
)
K hệ số tổng hợp chiết giảm c ờng độ , xét đến mỏi và các yếu
tố ảnh h ởng khác (chất l ợng bê tông không đồng nhất )
- Đối với tầng móng của kết cấu áo đ ờng cứng: để đảm bảo không xuất hiện
biến dạng dẻo (dẫn đến tích luỹ biến dạng) tầng móng cũng phải thoả mãn
điều kiện:
+=
abmaa

.max.
K.c (1 - 29)
Trong đó:
max.a
- ứng suất cắt hoạt động lớn nhất của nền đất và các lớp d ới.
ma.
- ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây ra
ba .