Bộ giáo dục và đào tạo
Tr ờng đại học giao thông vận tải
====== ======

trần thiện l u
Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp
lý
cho kết cấu mặt đ;ờng giao thông
đô thị
thành phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Xây dựng đ/ờng ôtô và đ/ờng thành phố
Mã số: 60.58.30

Luận án thạc sĩ khoa học kỹ thuật Ng ời h ớng dẫn khoa học: TS. Lã Văn Chăm


Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại Tr ờng Đại học Giao thông Vận tải,
d ới sự chỉ dạy nhiệt tình của các Thầy Cô giáo; hôm nay em đã hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận đ ợc sự giúp đỡ hết sức tận tình
của các Thầy Cô giáo và các bạn đồng nghiệp; Đặc biệt là Giáo viên h ớng dẫn
chính TS. Lã Văn Chăm.
Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến các Thầy Cô giáo đã giúp đỡ em trong
suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại Tr ờng. Em xin gởi lời cảm ơn chân thành
đến Thầy TS. Lã Văn Chăm đã tận tình h ớng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá
trình làm luận văn. Nhân dịp này em xin gởi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Quang
Phúc đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề tài. Em xin gởi lời cảm ơn đến các
bạn đồng nghiệp đã động viên và giúp đỡ trong thời gian qua.
Mặc dù em đã cố gắng trong nghiên cứu tuy nhiên do thời gian, kiến thức
còn hạn chế luận văn còn những thiều sót. Kính mong các Thầy Cô, các bạn đồng
nghiệp chỉ bảo thêm.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 14 tháng 11 năm 2007
Học viên
Trần Thiện L u


3. Kết cấu định hình xây dựng ở Đức. 32
4. Kết cấu định hình xây dựng ở Anh. 32
IV. Kết luận về lý thuyết và kinh nghiệm, đề xuất những vấn đề nên áp dụng khi xây
dựng kết cấu mặt đ ờng hợp lý cho đ ờng phố TP. HCM. 33
Ch;ơng iiI. ĐIềU TRA Để XáC LậP CáC THÔNG Số CầN THIếT CHO VIệC
XÂY DựNG KếT CấU áO ĐƯờNG hợP Lý đ;ờng phố TP. Hồ
Chí Minh. 42
I. Đặc điểm của mạng l ới đ ờng TP. HCM và cách phân loại đ ờng. 42
II. Tải trọng và l u l ợng xe trên các đ ờng khu vực TP. HCM 53
1. Điều tra và xử lý l u l ợng xe trên các trục chính của giao thông TP. HCM. 53
2. Điều tra tải trọng xe trên các đ ờng của giao thông thành phố Hồ Chí Minh 61
3. Kiến nghị cấp tải trọng nên sử dụng cho các đ ờng khu vực TP. HCM. 62
III. Môđun đàn hồi của nền đất và mặt đ ờng cũ. 67
1. Điều tra và xử lý môđun đàn hồi đặc tr ng mặt đ ờng cũ. 67
2. Điều tra và xử lý môđun đàn hồi đất nền. 68
3. Nhận xét. 68
4. Phân loại cấp hạng đất nền đ ờng. 69
IV. Tình hình vật liệu xây dựng và công nghệ đã và đang áp dụng tại Tp. HCM. 70 V. Các đặc điểm địa tầng, khí hậu, điều kiện thoát n ớc và những đặc điểm khác cần
quan tâm. 77
VI. Khả năng đầu t . 81
VII. Kết luận ch ơng. 84
Ch;ơng iV. XÂY DựNG KếT CấU MặT ĐƯờNG ĐịNH HìNH HợP Lý CHO
TP. Hồ Chí Minh. 85
I. Các thông số đầu vào. 86
1. Cấp hạng tải trọng và l u l ợng xe. 86
2. Cấp hạng nền đ ờng. 86
3. Thông số tính toán của các lớp vật liệu. 87

TV
V
ấ
ấ
N
NĐ
Đ
ề
ềN
N
G
G
H
H
I
I
Ê
Ê
N
N


Dân
Số
(ng ời)
Tổng
chiều dài
đ ờng
(km)
Chỉ số
km/km
2
Chỉ số
km/1000dân

1

Qu
ận 1

7,50

226151

7
5,0

9,733333

0,322793

2

Quận 4

4,80

192149

22,9

4,062500

0,101484

5

Quận 5

4,27

209528

5
7,4

12,88056

0,262495

6

Quận

8

Quận

8

19,25

328538

51,4

2,649351

0,155233

9

Quận

9

113,70

148804

52,5

0,364116



6,026365

0,134175

12

Quận

12

5
2,25

168639

27
,4

0,516746

0,160105

13

Q. Gò vấp

19,98

309586


58,4

2,668607

0,136454

16

Q
. Phú Nhuận

4,85

183837

25,
4

5,216495

0,137622

17

Q. Thủ Đ
ức

47,26



86
,
2

0,689309

0,371367

20

H.
Bình Chánh

293,20

329332

146
,
1

0,366303

0,326115

21

H.
Nhà Bè

Trong đó:
Trang 2
Số đ ờng từ 6 làn xe trở lên có khoảng 17 đ ờng với chiều dài khoảng 46km,
Số đ ờng từ 4 - 6 làn xe có khoảng 46 đ ờng với chiều dài khoảng 66km,
Số đ ờng từ 2 - 4 làn xe chiếm đa số, tổng số khoảng 452 đ ờng với chiều dài
khoảng 520km.
Dạng kết cấu tầng mặt phổ biến của đ ờng ở khu vực thành phố Hồ Chí
Minh nh sau: Bảng 1.2
Số

TT

Tên
Quận - Huyện

Tổng
số
đ ờng

Diện tích
chung
(m
2
)
Diện tích Loại đ ờng (m
2
)


842.478

788.338

54.140
2

Quận 2

5

137.14795.53041.617

3

Quận 3

41

385.035


54.720
6

Quận

6

77

403.078

314.752

81.9646.363

7

Quận

7

81


9

11

325.835

15.640

288.19522.000

10

Quận

10

77

400.849

327.181

73.668
11


13

Q. Bình Thạ
nh

92

529.910

456.568

70.662

1.68014

Q. Phú Nhuận

36

221.626

199.723

21.903

17

Q. Thủ Đức

53

411.129

215.037

157.270
18

H.
Bình Chá
nh

49

891.741

192.805

235.526

44.850
1.479.730

21

H.
Hóc Môn

33

473.220

50.817

287.431

468

134.504

22

H.
Cần Giờ

1

220.900


vẫn là cát, cấp phối thiên nhiên, cấp phối 0-4 (đá mi). Nền đ ờng phổ biến đ ợc
thiết kế nh sau: đào bỏ lớp đất hữu cơ, trải vải địa kỹ thuật lót đáy nền đào, đắp
cát đầm chặt đến cao độ thiết kế, trải cán lớp đá mi (hoặc CPSĐ) đầm chặt d y
từ 20-35cm, K = 0,98.
ỉ Kết cấu áo đ ờng phổ biến nhất là áo đ ờng mềm, vật liệu làm đ ờng vẫn chủ
yếu là các loại vật liệu truyền thống nh cấp phối thiên nhiên, cấp phối đá dăm,
bê tông nhựa nóng, láng nhựa, thấp nhập nhựa
ỉ Về cơ bản toàn thành phố hệ thống đ ờng đ ợc chia ra thành các nhóm có đặc
điểm t ơng đồng nhau nh sau:
+ Đ ờng trục chính trong nội thành.
Tập trung ở các Quận trung tâm nh Quận 1, 3, 4, 5, 10, 11, Tân Bình, Phú
Nhuận, Bình Thạnh Kết cấu mặt đ ờng chủ yếu đ ợc xây dựng từ tr ớc, trong
một số năm gần đây Thành phố đã tiến hành xử lý và trải thêm lớp mặt đ ờng
mới, chủ yếu bằng vật liệu bêtông nhựa (BTN) để đảm bảo điều kiện khai thác.
Đặc biệt thời gian tr ớc khi diễn ra Sea Game 23, hội nghị APEC 14 số l ợng
đ ờng trong khu vực nội thành đ ợc trải thêm lớp BTN là khá lớn: Đ ờng Phan
Đăng L u, Bạch Đằng, Lý Th ờng Kiệt, Đ ờng 3/2, Võ Thị Sáu, Huỳnh Văn
Bánh,
Về cao độ thiết kế các đ ờng trong nhóm này khá cao so với mực n ớc thuỷ
triều, tuy nhiên hiện t ợng ngập n ớc vào mùa m a ở các đ ờng nhóm này vẫn
th ờng xuyên xảy ra.
+ Đ ờng Quốc lộ.
Hệ thống đ ờng Quốc lộ chạy qua khu vực thành phố Hồ Chí Minh đã đ ợc
làm mới t ơng đối hoàn chỉnh, riêng đối với Quốc lộ 1K từ Tp HCM đi Biên
Hoà (Đồng Nai) đang đ ợc triển khai thi công.
Trang 4
Về cơ bản cao độ thiết kế chung của hệ thống đ ờng này đã tránh đ ợc hiện
t ợng n ớc thuỷ triều ngập.
+ Đ ờng trong khu vực dân c .
Hệ thống đ ờng này t ơng đối phức tạp. Đối với các quận nội thành, loại

- Tình trạng xuống cấp mặt đ ờng ở các trục lộ có l u l ợng xe lớn nh
QL1A, Xa lộ Hà Nội, Đ ờng Xuyên á, đ ờng Nguyễn Văn Linh, đ ờng Huỳnh
Tấn Phát, đ ờng Nguyễn Hữu Cảnh, đ ờng Nguyễn Thị Định (Q2)
Trang 5
- C ờng độ mặt đ ờng đối với các tuyến đ ờng cũ t ơng đối cao tuy nhiên với
l u l ợng xe và tải trọng trục khai thác ngày càng cao do đó nó ch a đáp ứng tốt
việc đi lại: phổ biến là lớp BTN rải bù khi nâng cấp trong khoảng thời gian khai
thác từ 2 2,5 năm là xuất hiện h hỏng: hiện t ợng l ợn sóng, kém bằng
phẳng, hiện t ợng nhựa đ ờng thấm tràn trên bề mặt làm giảm đáng kể hệ số
nhám ảnh h ởng điều kiện an toàn cho xe chạy trên đ ờng, hiện t ợng h hỏng
cục bộ mặt đ ờng rạn nứt vết chân chim nhiều, hiện t ợng cóc gặm, ổ gà xuất
hiện khá nhiều. Điển hình loại này là đ ờng Phan Đăng L u, đ ờng Võ Thị Sáu,
đ ờng Trần H ng Đạo
- Đối với các tuyến đ ờng làm mới thì có xuất hiện các vết nứt dọc khá lớn
trên mặt đ ờng, (một số điểm trên đ ờng Nguyễn Văn Linh, Đ ờng Xuyên á,
xa lộ Hà Nội ).
- Tình trạng bụi bẩn trên mặt đ ờng cũng th ờng xuyên xảy ra. Mặc dù các cơ
quan lãnh đạo thành phố cũng liên tục có nhiều biện pháp nh ng tình hình vẫn
ch a đ ợc giải quyết triệt để.
- Một trong những vấn đề có ảnh h ởng lớn đến chất l ợng đ ờng đó là thoát
n ớc mặt. Tình trạng ngập úng kể cả n ớc thuỷ triều và n ớc m a cũng ảnh
h ởng xấu đến chất l ợng nền mặt đ ờng. Theo quan sát của tôi, đối với những
tuyến đ ờng không đảm bảo tốt về công tác thoát n ớc nh : Đ ờng Nguyễn Xí,
Đ ờng Kha Vạn Cân, đ ờng Nguyễn Duy Trinh (Q2 - Q9) chỉ sau một thời
gian ch a đầy 1 năm sau khi đ ợc duy tu (bằng cách xử lý một lớp bù vênh
bằng cấp phối đá (cấp phối đá dăm, cấp phối 0-4 ) lớp mặt đ ợc rải lớp BTN
nóng), đã h hỏng bong tróc, xuất hiện ổ gà, ổ voi.
(Phụ lục: hình ảnh mặt đ ờng ở khu vực Tp. HCM 7/2007)
1.3. Một số nguyên nhân gây h hỏng kết cấu áo đ ờng khu vực Tp HCM.
Theo tác giả một số nguyên nhân gây h hỏng kết cấu áo đ ờng chính có thể

dựng nền mặt đ ờng còn bộc lộ khá nhiều hạn chế. Trong cả công tác xây
dựng mới lẫn sửa chữa nâng cấp đ ờng.
- Hệ thống thoát n ớc ch a đáp ứng đ ợc yêu cầu, dẫn đến tình trạng n ớc
ngập trên mặt đ ờng th ờng xuyên xảy ra nhất là vào các tháng mùa m a,
các tháng cuối và đầu năm chịu ảnh h ởng của n ớc thuỷ triều. Ngoài ra ở
các đ ờng khu vực dân c , đ ờng ở khu vực ngoại thành hệ thống thoát n ớc
một số ch a đ ợc đầu t dẫn đến tình trạng chấp nhận n ớc ngập khi có m a
hoặc triều c ờng.
- Tình trạng đào đ ờng của các ngành cấp thoát n ớc, điện lực, viễn thông
khi con đ ờng đã hoàn thiện diễn ra nhiều. Gần đây, sở GTCC đã lên danh
sách một số tuyến đ ờng thuộc diện đ ờng cấm đào. Tuy nhiên hiện t ợng
này vẫn còn diễn ra, vấn đề đặt ra là chúng ta ch a có đ ợc sự quản lý đồng
bộ trong xây dựng, và trong giải pháp tình thế cũng ch a có những yêu cầu
gì cụ thể, trong xử lý các vị trí đã khoan đào.
- Công nghệ thi công kết cấu áo đ ờng của chúng ta hiện nay còn lạc hậu, đặc
biệt là cả quy trình công nghệ thi công các lớp cải tạo tăng c ờng ch a tốt.
Trong cả giải pháp thiết kế lẫn biện pháp thi công ch a đ ợc nghiên cứu tốt.
Biện pháp thi công cấp phối đá dăm hiện nay của ta chủ yếu là san bằng máy
san thì rất khó cho việc đảm bảo chất l ợng (mặc dù tiêu chuẩn ngành
Trang 7
22TCN 334-06 đã có h ớng dẫn là rải CPĐD bằng máy rải chuyên dùng đối
với những lớp móng trên). Tình trạng mặt đ ờng mới bị nứt chân chim xảy
ra khá phổ biến, tình trạng lớp mặt mới cải tạo dễ bị bong tróc. Chúng ta
ch a có nhiều các loại máy xử lý nền mặt đ ờng cũ tr ớc khi cải tạo thảm
thêm lớp mới, công nghệ xử lý hiện nay chủ yếu đ ợc thực hiện bằng thủ
công là rất khó đảm bảo.
Với những nguyên nhân chủ yếu nêu trên, cộng với trong thời điểm nhu cầu
đầu t xây dựng mới, cải tạo các tuyến đ ờng trong khu vực Thành phố là rất
lớn. Do đó yêu cầu đặt ra là cần có những nghiên cứu sâu về kết cấu mặt đ ờng
để áp dụng có hiệu quả hơn, kinh tế hơn.

Chính vì vậy, đề tài trên đ ợc hình thành để b ớc đầu tìm hiểu nghiên cứu lĩnh
vực này, tác giả mong rằng có một số đóng góp cho sự phát triển hệ thống giao
thông vận tải Tp. HCM nói riêng và cả n ớc nói chung.
II. TìNH HìNH NGHIÊN CứU TRONG Và NGOàI N;ớc.
1. Tại một số quốc gia có hệ thống giao thông phát triển phát triển:
- ở Pháp: năm 1977 công bố Catalog 1977 về kết cấu áo đ ờng áp dụng cho
đ ờng ôtô và đ ờng cao tốc. (Phụ lục số 4).
- Hội kỹ thuật công trình hải ngoại Pháp (BCEOM) và trung tâm thực nghiệm
nghiên cứu thiết kế nhà ở và công trình công cộng Pháp (CEBTP) đã nghiên cứu
đ a ra đ ợc bảng kết cấu mặt đ ờng cho các vùng nhiệt đới và sa mạc.(Phụ lục
số 4).
- Tại Anh: Viện nghiên cứu đ ờng bộ Anh (TRRL) cũng đã nghiên cứu đ a ra
bảng Catalog định hình kết cấu mặt đ ờng phù hợp (Phụ lục số 4).
- ở các n ớc Đức, Nhật, Mỹ cũng có những nghiên cứu đ a ra các bảng
Catalog kết cấu mặt đ ờng phù hợp.
2. Trong n ớc:
ở một số điạ ph ơng đã có những nghiên cứu nhất định về kết mặt đ ờng
hợp lý cho địa ph ơng mình.
- Về phạm vi nghiên cứu rộng hơn thì năm 1999 có đề tài nghiên cứu khoa học
cấp Nhà n ớc KC10.05 của Viện KHCN GTVT, đã đ ợc nghiệm thu xuất sắc,
nghiên cứu để lập ra catalog kết cấu áo đ ờng mềm cho đ ờng ôtô cấp cao ở
Việt Nam.
- Trong tiêu chuẩn ngành: Đ ờng giao thông nông thôn Tiêu chuẩn thiết kế
22TCN 210-92, tài liệu d ớng dẫn Xây dựng cầu đ ờng giao thông nông thôn
và miền núi cũng đã đ a ra một số kết cấu mặt đ ờng mẫu cho loại đ ờng giao
thông nông thôn các vùng miền trong cả n ớc.
- Năm 2000 tác giả Nguyễn Quang Phúc nghiên cứu đề tài về giải pháp kết cấu
mặt đ ờng hợp lý cho khu vực Hà Nội cũng đã đề xuất một số kết cấu áp dụng
cho khu vực Hà Nội.
Trang 9

ơ
ơs
s
ở
ởl
l
ý
ýt
t
h
h
u
u
y
y
ế
ế
t
t
u
u
ấ
ấ
t
tk
k
ế
ế
t
tc
c
ấ
ấ
u
um
m
ặ
ặ
t
t

h
h
o
ok
k
h
h
u
uv
v
ự
ự
c
ct
t
p
p
.
.
đ ờng xác định bề dày mỗi lớp kết cấu áo đ ờng theo các tiêu chuẩn giới
hạn cho phép.
- Tính toán, thiết kế tỷ lệ phối hợp các thành phần hạt và tỷ lệ phối hợp giữa
vật liệu hạt khoáng với chất liên kết cho mỗi loại vật liệu sử dụng rồi kiểm
nghiệm các đặc tr ng cơ học của các vật liệu đó để đ a ra yêu cầu cụ thể đối
với vật liệu sử dụng cho mỗi lớp kết cấu. Chú ý rằng không những phải đ a
ra đ ợc tỷ lệ phối hợp các thành phần vật liệu nhằm đạt mục tiêu thiết kế mà
còn phải đ a ra đ ợc tỷ lệ phối hợp các thành phần vật liệu trong chế thử và
trong sản xuất đại trà khi tiến hành thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi
công.
Trang 11
Theo yêu cầu nêu trên, nội dung tính toán chính là tính toán kiểm tra 3 tiêu
chuẩn c ờng độ d ới đây:
- 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
hạn chế sự phát sinh nứt dẫn đến phá hoại các lớp đó;
- Kiểm toán độ võng đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng biểu thị
bằng trị số mô đun đàn hồi E
ch
của cả kết cấu nền áo đ ờng so với trị số mô
đun đàn hồi yêu cầu E
yc
. 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 xe cộ, do đó bảo đảm duy trì đ ợc khả năng phục vụ của cả
kết cấu đến hết thời hạn thiết kế.
Cơ sở của ph ơng pháp tính toán theo 3 tiêu chuẩn giới hạn nêu trên là lời giải
của bài toán hệ bán không gian đàn hồi nhiều lớp có điều kiện tiếp xúc giữa

Đối với đoạn nền đào, đối t ợng điều tra là các lớp đất tự nhiên trong
phạm vi khu vực tác dụng (sau khi dự kiến đ ờng đỏ thiết kế cần điều tra
từng lớp 20cm trong phạm vi 100cm kể từ cao độ đáy áo đ ờng trở xuống để
phát hiện sự không đồng nhất của các lớp đất trong nền đào).
Những đặc tr ng phải điều tra, thử nghiệm xác định:
- Loại đất;
- Dung trọng khô lớn nhất
kmax
và độ ẩm tốt nhất W
op
xác định thông
qua thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn;
- Chỉ số dẻo, giới hạn nhão, độ tr ơng nở của đất;
- Độ ẩm t ơng đối W
tn
/ W
nh
và độ chặt
tn
/
kmax
của đất nền đào ở trạng
thái tự nhiên trong thời gian mùa m a (trong đó W
tn
, W
nh
,
tn
là độ ẩm
tự nhiên, độ ẩm giới hạn nhão và dung trọng khô của đất nền đào ở

cầu trong các tiêu chuẩn thì khi thiết kế kết cấu áo đ ờng ch a cần thử
nghiệm đánh giá; còn nếu là các loại vật liệu địa ph ơng, vật liệu tận dụng
cá biệt thì phải thử nghiệm đánh giá theo đề c ơng đ ợc chủ đầu t hoặc cấp
có thẩm quyền phê duyệt tr ớc khi quyết định sử dụng chúng trong dự án
thiết kế kết cấu áo đ ờng.
Sau khi ng ời thiết kế quyết định thành phần vật liệu của mỗi lớp kết cấu
(quyết định tỷ lệ các cỡ vật liệu hạt và tỷ lệ chất liên kết so với vật liệu hạt)
thì trách nhiệm của ng ời thiết kế phải tiến hành các thử nghiệm xác định trị
số mô đun đàn hồi của chúng theo chỉ dẫn ở phụ lục C để đảm bảo rằng
thành phần vật liệu thiết kế dùng cho mỗi lớp kết cấu là t ơng thích với trị số
các thông số thiết kế đ ợc đ a vào tính toán c ờng độ của kết cấu áo đ ờng.
1.1.3. Một số nhận xét (22TCN 211-06)
Đây là ph ơng pháp về cơ bản giống với 22TCN 211-93, và nó đang đ ợc sử
dụng có hiệu quả để thiết kế nền áo đ ờng và chiều dày các lớp kết cấu áo
đ ờng. Ph ơng pháp này có cơ sở lý thuyết vững chắc, đ ợc mọi ng ời thừa
nhận và nhất là quen sử dụng. Các kết cấu áo đ ờng đã đ ợc xây dựng trên
mạng l ới đ ờng ôtô n ớc ta thiết kế theo ph ơng pháp này ch a bộc lộ những
nh ợc điểm lớn. Tuy nhiên theo chúng tôi để nâng cao hiệu quả sử dụng của
ph ơng pháp cần quan tâm đến các hạn chế d ới đây:
- 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, là 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, kết quả tính toán phụ thuộc vào các tham số đầu vào nh l u l ợng và
tải trọng xe, các đặc tr ng tính toán của vật liệu và đất nền nên việc xác định
các thông số phù hợp là vấn đề cần nghiên cứu kỹ và thống nhất. Sự ảnh h ởng
của chế độ thuỷ nhiệt để tính toán, thiết kế luôn lấy ở trạng thái bất lợi, việc xét
và đánh giá nh vậy ch a cụ thể.
- Cơ sở lý thuyết của bài toán là hệ đàn hồi đặt trên bán không gian vô hạn đàn
hồi nh ng thực tế vật liệu kết cấu áo đ ờng và nền đất không phải là vật liệu đàn
hồi đồng nhất, đẳng h ớng mà là vật liệu đàn hồi hồi dẻo nhớt, do đó kết quả

i
;
b) Tầng d ới cùng là tầng bán không gian vô hạn và kéo dài vô hạn theo
ph ơng ngang; các lớp phía trên nó cũng kéo dài vô hạn theo ph ơng ngang
nh ng theo ph ơng thẳng đứng lại có bề dày nhất định h
i
;
c) Tại mặt phân giới giữa các lớp, ứng suất và chuyển vị hoàn toàn liên tục (gọi
là hệ liên tục); hoặc chỉ có ứng suất và chuyển vị theo ph ơng thẳng đứng là
liên tục, còn lực cản trở do ma sát giữa các lớp bằng 0 (tr ờng hợp này gọi là
hệ chuyển dịch tr ợt tự do);
d) Tại độ sâu vô hạn ở lớp d ới cùng, ứng suất và chuyển vị đều bằng 0.
Hệ 2 lớp là tr ờng hợp đơn giản nhất trong hệ đàn hồi nhiều lớp. Xem nền
đ ờng là bán không gian vô hạn đàn hồi và kết cấu mặt đ ờng nằm trên nó là
Trang 15
một lớp đàn hồi khác với nền đất, nh vậy tức là xem hệ nền mặt là một hệ hai
lớp đàn hồi. Ng ời ta sử dụng máy tính điện tử tính đ ợc các trị số và lập thành
toán đồ tiện dụng.
T ơng tự nh vậy đối với hệ 3 lớp ng ời ta cũng lập toán đồ xác định độ
võng đàn hồi và hệ số cứng của mặt đ ờng. Trong tr ờng hợp hệ có nhiều hơn 3
lớp thì phải quy đổi về hệ ba lớp theo hiệu ứng t ơng đ ơng.
Tóm tắt ph ơng pháp thiết kế áo đ ờng mềm hiện hành của Trung Quốc:
a/ Thiết kế mặt đ ờng mới.
- Dựa vào yêu cầu của văn bản 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 là loại mặt đ ờng cần 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 loại hình khô ẩm của nền đ ờng, chia đ ờng thiết kế ra
làm một số đoạn (thông th ờng mỗi đoạn không nên d ới 500m; nếu thi

phòng chống đóng băng.
- Dựa vào kết quả tính toán các ph ơng án, tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật
để xác định ph ơng án sử dụng.
1.2.2. Các thông số tính toán:
a) Tải trọng xe tính toán:
Việc xác định tải trọng tiêu chuẩn của các n ớc là không giống nhau, đại
bộ phận các n ớc quy định tải trọng tiêu chuẩn là 100kN, cũng có n ớc quy
định là 130kN, cũng có n ớc nh Mỹ thì dùng 80kN.
Quy phạm thiết kế mặt đ ờng của Trung Quốc chọn nhóm trục đơn hai
bánh 60kN hoặc 100kN (xe BZZ-60 và BZZ-100) làm tải trọng trục tiêu
chuẩn. Trong đó BZZ-60 chỉ có dùng để thiết kế mặt đ ờng mềm của đ ờng
ôtô cấp III và IV.
Các tham số tính toán của tải trọng tiêu chuẩn xem bảng 5-1 phụ lục 5.
b) Số trục t ơng đ ơng tích luỹ tính toán (số lần/ngày)
Trong thời hạn thiết kế số lần tác dụng tải trọng trục t ơng đ ơng tích luỹ
N
e
có thể đ ợc tính theo công thức 2.4 d ới đây:



ìì
+
ì+
=

t
t
t
e

thuyết hệ nhiều lớp (ph ơng pháp phân lớp).
1.3. Ph ơng pháp thiết kế mặt đ ờng của Pháp - Ch ơng trình Alizé 5:
Việc thiết kế và tính toán mặt đ ờng của Pháp đ ợc tiến hành theo ph ơng
pháp hợp lý của ch ơng trình Alizé 3 (là ph ơng pháp giải chính xác bài toán
bán không gian nhiều lớp đàn hồi của Burmister bằng máy tính) - Sử dụng
ch ơng trình Alizé3 thì có thể tính ứng suất và biến dạng trong mọi điểm của
các lớp kết cấu mặt đ ờng nhiều lớp (cho đến 6 lớp) rồi so sánh với kết quả tính
toán c ờng độ và độ lún cho phép của vật liệu xác định bằng thí nghiệm ở trong
phòng và kiểm tra ở hiện tr ờng.
Ph ơng pháp này phù hợp với tình hình cụ thể của n ớc Pháp với các đặc
điểm sau đây:
- Có nhiều xe v ợt tải chạy trên đ ờng so với quy định,
- Độ ẩm của đất ở d ới mặt đ ờng rất cao,
- Điều kiện khí hậu của n ớc Pháp t ơng đối khắc nghiệt,
- Công nghệ sản xuất vật liệu và chế tạo bán thành phẩm của Pháp tiên tiến.
Ph ơng pháp thiết kế này đ ợc cụ thể hoá trong các tài liệu:
- Catalo 1977 các kết cấu mẫu của mặt đ ờng làm mới,
- H ớng dẫn tính toán tăng c ờng mặt đ ờng mềm,
- Thiết kế mặt đ ờng làm mới cho các đ ờng có l u l ợng giao thông nhỏ.
2. Các ph ơng pháp thực nghiệm
Dựa trên các kinh nghiệm thu đ ợc trên các đoạn đ ờng thực nghiệm hoặc
trên mạng l ới đ ờng khai thác. Có thể liệt kê các ph ơng pháp thực nghiệm
chính sau đây:
- Ph ơng pháp CBR,
- Ph ơng pháp của Viện nghiên cứu đ ờng bộ Anh (TRRL),
- Các ph ơng pháp thực nghiệm của Mỹ (ph ơng pháp Shook và Finn,
ph ơng pháp Liddle, ph ơng pháp Shell, ph ơng pháp AASHTO).
- Ph ơng pháp của Nhật Bản.
- Ph ơng pháp của Trung tâm thiết kế nhà và công trình Pháp (CEBTP),
Trang 18
2.2. Ph ơng pháp của Viện nghiên cứu đ ờng Anh (RRL)
(Road Research Labratory).
Cho đến năm 1960 ở Anh vẫn sử dụng toán đồ của Corps of Engineers (hình
5.1) nh ng 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, RRL đã công bố
các toán đồ mới, so với ph ơng pháp CBR có những cải tiến sau:
- Xem tác dụng của sự lặp lại tải trọng với chiều dày tuân thủ theo quy luật
logarít.
- 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 2 cm, 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 xe,
tuy nhiên đã xét đến sự lặp lại của tải trọng.
Trang 19
Về chất l ợng vật liệu, nếu lớp móng trên làm bằng hỗn hợp đá trộn nhựa
thay cho vật liệu không gia cố thì cho phép giảm đi 40% chiều dày. Các điều
kiện của thí nghiệm CBR ngâm n ớc đ ợc cho là quá nghiêm khắc nên việc nén
lún đ ợc tiến hành ở độ ẩm gần với độ ẩm tốt nhất của Protor khi mực n ớc
ngầm nằm d ới cao độ nền đ ờng trên 1m.
Trong lần xuất bản thứ 3 (năm 1971) các toán đồ này có nhiều cải tiến so với
hai lần tr ớc (1960, 1966) ở các điểm sau:
- L ợng giao thông đ ợc đánh giá theo số t ơng đ ơng của trục bánh tiêu
chuẩn (8,1 t).
- Tuổi thọ quy định là 20 năm với mặt đ ờng mềm và 40 năm với mặt đ ờng
cứng.

, a
3
: là các hệ số không thứ nguyên,
h
1
, h
2
, h
3
: chiều dày lớp mặt, lớp móng trên và lớp móng d ới.
Qua thí nghiệm AASHTO cũng đã tìm ra đ ợc một ph ơng pháp xác định
chất l ợng mặt đ ờng theo chỉ số năng lực phục vụ PSI (Present Serviceability
Index) - PSI có giá trị giảm dần khi mặt đ ờng bị h hỏng d ới tác dụng của xe
cộ.
Thí nghiệm AASHTO cũng tìm đ ợc đ ờng cong quan hệ thực nghiệm giữa
logarit số lần đi qua của ôtô tính toán có tải trọng trục bánh Q gây ra làm mặt
đ ờng h hỏng cần phải đại tu (PSI = 2,5) và trị số biến dạng trong thời kỳ nền
đ ờng bị mềm yếu và chỉ chạy đ ợc với tốc độ từ 3,2 4,8 km/giờ.

+= lQN lg25,3lg32,140,1lg (2.7)
Trong đó: Q - tải trọng trục bánh xe tính toán, t;
l - độ võng, cm.
Trang 20
Hầu hết các ph ơng pháp sử dụng ở các n ớc ph ơng Tây Âu và Mỹ đều dựa
trên các số liệu căn cứ sau: các đặc tr ng c ờng độ (năng lực chịu tải) của đất
nền đ ờng, l u l ợng giao thông trên một làn xe đã tính đổi về tải trọng tính
toán (trục bánh 8T, 10T, 13T).
Hiện nay một số n ớc đã thay đổi điều kiện làm ẩm phù hợp với điều kiện
khí hậu của n ớc mình (nh Marốc, ấn độ).
2.3.1 Ph ơng pháp Shook và Finn:

nh ng giá trị a
1
, a
2
, a
3
lấy theo hình 5.5 (Toán đồ) - phụ lục 5.
H tính bằng inch, ôtô tính toán có tải trọng trục bánh 8,2t/ngày đêm.
2.3.3 Ph ơng pháp của Viện Công trình Mỹ:
Dựa trên các kinh nghiệm của Viện này và các lý thuyết thu đ ợc độc lập
với thí nghiệm AASHTO. Chiều dày tổng cộng của các lớp áo đ ờng rải trên
nền đất có chỉ số CBR nào đó đ ợc xác định theo công thức:







=
qCBR
QH
o
1
1,8
1
2
(2.9)
Trong đó: Q : tải trọng trên bánh xe, t;
q : áp lực bên trong bánh xe.