THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
Nhiệm vụ thiết kế:
* Tuyến đường thiết kế nằm ở tỉnh có các số liệu sau:
Căn cứ vào các số liệu sau:
- Bình đồ tuyến tỉ lệ: 1/20000.
- Số hiệu bình đồ :TKD-11-39.
- Đường đồng mức chênh nhau: ∆h=10m.
- Khu vực thiết kế thuộc tỉnh-thành phố:.
- Lưu lượng xe hỗn hợp ở năm đầu tiên: N
12/2009
= 384 xhh/ng.đ
- Thành phần dòng xe:+ Xe con = 28 %
+ Xe tải nhẹ = 20 %
+ Xe tải trung = 39 %
+ Xe tải nặng = 7 %
+ Xe bus = 6 %.
- Hệ số tăng xe hàng năm q=10 %.
7.1.CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG:
7.1.1. Quy trình tính toán – tải trọng tính toán:
7.1.1.1. Quy trình tính toán:
Áo đường mềm được tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211- 06: Áo
đường mềm các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế .
7.1.1.2. Tải trọng tính toán:
- Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P (trục đơn): 100 kN.
- Áp lực tính toán lên mặt đường p : 0,6 Mpa.
- Đường kính vệt bánh xe tương đương D: 33 cm.
7.1.2. Xác định lưu lượng xe tính toán:
7.1.2.1. Lưu lượng xe hỗn hợp ở năm đầu tiên :
N
0
hh

1
. .
100
k
i
tk i
I
P
N c c n
=
 
=
 ÷
 
∑
(I.7.2)
Với C
1
= 1+1,2(m-1) và C
2
= 6,4 cho các trục trước và trục sau loại mỗi cụm bánh
chỉ có 1 bánh và C
2
= 1,0 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đôi)
- Với những trục xe dưới 25KN (2,5T) thì không tính có thể bỏ qua. Nên trục trước của
xe tải nhẹ ta không tính vào.
Việc tính toán số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn như ở Bảng I.7.2.
Bảng I.7.2: Tính số trục xe qui đổi về trục xe tiêu chuẩn 100kN ở năm đầu tiên
Loại xe Loại trục Pi (kN) C
1

1 1 149.76
31.18
Xe tải nặng Trục trước 52
1 6,4 26.88
9.68
Trục sau 96
2,2 1 26.88
49.41
N
tk
=
∑
C
1
.C
2
.n
i
.(
100
i
P
)
4,4
= 97.3 trục tiêu chuẩn/ngày đêm
- Số trục xe tiêu chuẩn 100kN ở năm đưa công trình vào khai thác được tính theo công
thức: N
tk
0
=

Năm Trục xe tính toán ở năm
đầu tiên
(trục/ng.đ)
N
tk
0
Trục xe tiêu chuẩn ở năm cuối thời kỳ khai thác
N
tk
t
=
N
tk
0
.
(1+q)
t
(trục/ng.đ)
N
tt
t
=
N
tk
t
.f
L
(trục/làn.ngàyđêm)
2 làn xe ( N
tk

tt
t
Trục xe tính toán của phần lề gia cố
(trục/làn.ngđ)
N
tt lề
t
0 86.19 43.1
4 114.64 57.32
5 126.18 63.09
10 203.22 101.61
14 297.35 148.68
15 327.29 163.645
7.1.2.4. Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế :
N
e
=
( )
1
1 1
.365.
.(1 )
t
i
t
q
N
q q
−
 

Trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên 1 làn xe ở năm thiết kế thứ 14 là :
6
13
14
1
10.942.035,297.365.
)1,01(1,0
]1)1,01[(
=
+
−+
=
N
e
(trục/ng.đ)
Trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên 1 làn xe ở năm thứ 15 là :
6
14
15
15
10.0,129,327.365.
)1,01(1,0
]1)1,01[(
=
+
−+
=
N
e
(trục/ng.đ)

Môđun đàn hồi tối thiểu của kết cấu áo đường ch
Loại đường và
Loại tầng mặt của kết cấu áo đường
Cấp cao A1 (Mpa) Cấp cao A2 (Mpa) Cấp thấp B1 (Mpa)
Đường cấp IV 130 (110) 100 (80) 75
Ghi chú: Trị số trong ngoặc tính cho lề gia cố.
7.1.3.2. Xác định môđun đàn hồi theo số trục xe tính toán E
tt
yc
:
a. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho xe chạy :
4
Với tải trọng trục tính toán 10T, loại mặt đường A1 hoặc A2 và số trục xe tính toán,
ta xác định trị số môđun đàn hồi tính toán
tt
yc
E
dựa vào bảng 3.4 của tài liệu (theo 22 TCN
211 – 06).
Xác định E
yc
= max (E
yc
min
, E
yc
tt
)

. Kết quả được thể hiện bảng I.7.6

2
0 86.19 143.13 118.69 130 100 143.13 118.69
5 126.18 150.40 125.40 130 100 150.40 125.40
10 203.22 160.19 135.19 130 100 160.19 135.19
15 327.29 167.64 142.64 130 100 167.64 142.64
b. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho phần lề gia cố:
Số trục xe tính toán N
tt
để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trong trường hợp giữa phần xe
chạy chính và lề gia cố không có dải phân cách bên được lấy bằng 35 – 50% số trục xe
tính toán của làn xe cơ giới.
Trường hợp phần xe chạy chỉ có 2 làn xe trở xuống lấy trị số lớn. Chọn bằng 50%
Môđun đàn hồi yêu cầu ở các năm tính toán cho phần lề gia cố:
Bảng I.7.7: Môđun đàn hồi yêu cầu ở các năm tính toán cho phần lề gia cố.
Năm
tính
toán
N
tt
(trục/làn.ngđ)
tt
yc
E
(MPa)
min
yc
E
(MPa)
chon
yc

yc
min
:
Căn cứ vào :
- Cấp thiết kế của đường: Cấp IV, vận tốc thiết kế 60km/h.
5
- Loại mặt đường:B1 quá độ lên cấp cao A2
Tra bảng 3-5 (theo 22 TCN 211 – 06) ta có giá trị E
min
yc
tương ứng thể hiện kết
quả bảng I.7.5
Bảng I.7.5 : Môđun đàn hồi tối thiểu của kết cấu áo đường
Loại đường và Loại tầng mặt của kết cấu áo đường
Cấp cao A2 (Mpa) Cấp thấp B1 (Mpa)
Đường cấp IV 100 (80) 75
Ghi chú: Trị số trong ngoặc tính cho lề gia cố.
7.1.3.2. Xác định môđun đàn hồi theo số trục xe tính toán E
tt
yc
:
a. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho xe chạy :
Với tải trọng trục tính toán 10T, loại mặt đường A1 hoặc A2 và số trục xe tính toán,
ta xác định trị số môđun đàn hồi tính toán
tt
yc
E
dựa vào bảng 3.4 của tài liệu (theo 22 TCN
211 – 06).
Xác định E

2
Cấp B1 Cấp A
2
Cấp B1 Cấp A
2
0 86.19 90.69 117.96 100 75 90.69 117.96
4 114.64 97.51 123.9 100 75 97.51 123.90
14 297.35 - 140.84 100 75 - 140.84
b. Xác định môđun đàn hồi yêu cầu cho phần lề gia cố:
Số trục xe tính toán N
tt
để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trong trường hợp giữa phần xe
chạy chính và lề gia cố không có dải phân cách bên được lấy bằng 35 – 50% số trục xe
tính toán của làn xe cơ giới.
Trường hợp phần xe chạy chỉ có 2 làn xe trở xuống lấy trị số lớn. Chọn bằng 50%
Môđun đàn hồi yêu cầu ở các năm tính toán cho phần lề gia cố:
Bảng I.7.7: Môđun đàn hồi yêu cầu ở các năm tính toán cho phần lề gia cố.
Năm
tính
toán
N
tt
(trục/làn.ngđ)
tt
yc
E
(MPa)
min
yc
E

khó khăn khi tuyến đường đã đưa vào sử dụng. Ngoài ra phương án đầu tư xây
dựng phân kỳ có khối lượng công tác chính trong cả hai giai đoạn đầu tư lớn hơn
phương án đầu tư một lần, mức độ phức tạp trong thi công sẽ khó khăn hơn do hai
lần thi công, khả năng cung cấp vật liệu không tập trung bằng phương án đầu tư
một lần, các tính năng kỹ thuật của mặt đường như tốc độ xe chạy trung bình,
lượng tiêu hao nhiên liệu. . . sẽ lớn hơn phương án đầu tư một lần.
Từ những phân tích trên đề xuất phương án đầu tư xây dựng một lần.
7.1.5.Xác định các điều kiện cung cấp vật liệu – bán thành phẩm,cấu kiện:
Qua điều tra khảo sát, trên địa bàn tỉnh Phú Yên nói chung và hai huyện Tuy An, Đồng
Xuân nói riêng có nhiều mỏ vật liệu có thể đáp ứng yêu cầu xây dựng nền mặt đường
cũng như các bộ phận công trình, cụ thể:
+ Xi măng, sắt thép lấy ở các đại lý tại thị trấn La Hai, huỵện Đồng Xuân cách chân
công trình khoảng 8Km.
+ Nhựa, nhũ tương, bê tông nhựa lấy tại trạm trộn bê tông nhựa cánh công trình
18Km.
7
+ Đá các loại có thể lấy tại các mỏ đá nằm cách chân công trình 18Km.
+ Cát, sạn lấy tại thị trấn La Hai, huyện Đồng Xuân cách công trình 8Km.
+ Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được đáp ứng đầy đủ cả về số lượng, chất
lượng theo yêu cầu đặt ra của việc thi công tuyến đường. Các cấu kiện đúc sẵn có thể lấy
ở nhà máy bê tông đúc sẵn công ty 1-5 cách công trình 18km.
+ Đất đắp nền đường dùng đất từ nền đào sang đắp ở nền đắp, trong quá trình
thi công nếu đất đào ra không đủ để đắp nền đắp thì ta sẽ lấy đất từ mỏ cách
tuyến 1-2 km.
7.1.6. Xác định các điều kiện thi công:
Công nhân của đơn vị thi công có trình độ tay nghề cao, có đội ngũ kỹ thuật
giàu kinh nghiệm đã từng tham gia chỉ đạo thi công nhiều công trình quan trọng
và có quy mô lớn tạo điều kiện thuận lợi cho công tác thi công nhằm đảm bảo tiến
độ và đảm bảo chất lượng. Ngoài ra tuyến đường đi qua khu vực có lực lượng lao
động nông dân khá nhiều, chi phí cho một lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho

Việc đề xuất các phương án kết cấu áo đường hợp lý, vừa thỏa mãn các yêu cầu kỹ
thuật, cấp hạng của tuyến vừa phù hợp điều kiện của khu vực tuyến đi qua, đó là:
Về khả năng cung cấp vật liệu và các bán thành phẩm, về điều kiện địa chất thuỷ văn
của khu vực, về điều kiện thi công và đảm bảo kinh tế. Đó là công việc rất quan trọng và
có ý nghĩa quyết định sự làm việc của kết cấu áo đường sau này, sao cho kết cấu áo
đường có đủ cường độ, độ bằng phẳng, độ nhám, độ bào mòn thích hợp.Từ điều kiện của
khu vực tuyến ta đưa ra các loại vật liệu làm mặt đường như sau:
- Tầng mặt:
Tầng mặt chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng bánh xe bao gồm cả thành
phần thẳng đứng và nằm ngang cùng với tác động gây bong bật, bào mòn của
bánh xe và chịu tác dụng trực tiếp các yếu tố tự nhiên: Mưa, nắng, nhiệt độ
Ngoài chức năng chịu lực tầng mặt còn phải đảm bảo bằng phẳng, có độ nhám
cao, kín nước. Vì vậy vật liệu làm tầng mặt cần thỏa mãn yêu cầu sau:
+ Có cường độ cao, ổn định cường độ khi chịu tác dụng của nhiệt độ, của
nước, có sức chống cắt lớn để có thể chịu được lực ngang.
+ Vật liệu phải có độ cứng lớn để hạn chế bào mòn của bánh xe hoạt tải.
+ Vật liệu làm tầng mặt cần có kích cở hạt nhỏ để dễ tạo phẳng, tăng
cường độ nhám và hạn chế được tác dụng gây bong bật của bánh xe hoạt tải.
+ Tầng mặt đảm bảo chặt kín để hạn chế nước mưa, nước mặt thấm xuống
dưới gây hư hỏng tầng móng và nền đường. Để thỏa mãn yêu cầu này thì vật liệu
làm tầng mặt được cấu tạo từ cốt liệu có dạng cấp phối hạt liên tục để sau khi lu
lèn chặt các hạt nhỏ sẽ lấp đầy lỗ trống giữa các hạt lớn tạo thành một kết cấu đặc
chắc có độ rỗng còn dư nhỏ.
Trong quá trình lựa chọn vật liệu làm tầng mặt thì nên ưu tiên sử dụng các
vật liệu tại chổ (vật liệu địa phương). Phải phù hợp với khả năng thi công thực tế,
tăng nhanh tốc độ dây chuyền thi công, cơ giới hóa, tự động hóa trong quá trình
xây dựng, góp phần giảm giá thành công trình.
9
Các loại vật liệu có thể sử dụng làm tầng mặt như sau:
+ Đối với mặt đường cấp cao A1 có thể dùng:

Các loại vật liệu có thể sử dụng làm tầng móng như sau:

+ Cấp phối đá dăm. + Đá dăm gia cố xi măng
+ Cấp phối đất đồi tự nhiên, + Cát gia cố chất liên kết vô cơ (xi măng)
Cấp phối đá dăm được sản xuất tại mỏ đá cách chân công trình 18km. Do là cấp phối
được xay ra từ đá gốc nên có thành phần và kích cỡ hạt đảm bảo liên tục. Cấp phối thiên
nhiên được lấy tại khu vực gần công trình, là loại vật liệu rẻ tiền, tận dụng được vật liệu
10
địa phương. Tuy nhiên, loại vật liệu này có cường độ thấp, khó đảm bảo cường độ, công
lu lèn lớn.
Cát gia cố xi măng có cường độ lớn, thường đảm bảo chất lượng công trình. Khi
dùng loại vật liệu này làm lớp móng dưới có thể tận dụng làm lớp cách hơi ẩm cho
kết cấu áo đường. Tuy nhiên loại vật liệu này thường khó thi công, giá thành vật liệu
cao.
* Đề xuất các phương án cấu tạo kết cấu lề gia cố:
Từ kết quả xác định mô đun đàn hồi yêu cầu E
yc
theo số trục xe tính toán ta thấy mô
đun đàn hồi E
yc
của phần lề gia cố là khá lớn, gần bằng mô đun đàn hồi E
yc
của phần xe
chạy. Lề gia cố được chọn là gia cố tối thiểu bề rộng 1.0 m nên việc thi công khó khăn.
Mặt khác nếu chọn kết cấu lề gia cố nhỏ hơn khác kết cấu phần xe chạy thì sau này
muốn mở rộng phần xe chạy ta phải dỡ bỏ lề gia cố. Vì vậy ta chọn kết cấu lề gia cố
giống kết cấu của phần xe chạy.
Từ các đặc điểm nêu trên ta chọn kết cấu áo đường cho phương án đầu tư xây dựng
như sau:
7.2.2.1. Phương án đầu tư xây dựng một lần:

1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – D
max
20 dày 4cm
2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – D
max
25 dày 6cm
3) CPĐD loại II – D
max
25 dày
14cm
5) Cát gia cố xi măng 8% dày 28cm
14
1
2
3
5
4632
KÃÚT CÁÚU AÏO ÂÆÅÌNG VAÌ LÃÖ GIA CÄÚ
ÂÁÚT NÃÖN K
98
E
0
=55 Mpa
Hình 1.7.2 Cấu tạo kết cấu áo đường phương án II
12
c) Phương án III:
1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – D
max
20 dày 4cm
2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – D

/W
2
= 0,625 (loại hình ẩm : Loại II -ẩm vừa)
-Trị số lực dính: C = 0,03, góc nội ma sát ϕ = 22,5
o
7.3.1.2. Môđuyn đàn hồi tính toán của các lớp áo đường:
Các đặc trưng tính toán của bê tông nhựa và hỗn hợp đá nhựa phải xác định tùy
thuộc vào từng trường hợp cụ thể.
Nhiệt độ tính toán:
-Khi tính điều kiện chịu kéo khi uốn: t = 10 -15
0
C
13
-Khi tính theo điều kiện độ võng đàn hồi: t = 30
0
C
-Khi tính toán điều kiện ổn định trượt : t = 60
0
C
Bảng xác định các thông số tính toán của các lớp mặt đường: Bảng 1.7.6
Lớp kết cấu
E (Mpa) R
ku
(Mp
C
(Mpa
φ
(độ)
Tính về
độ võng

ch
của các phương án kết cấu áo đường so sánh với E
yc
Vì kết cấu áo đường mềm thường có nhiều lớp nên cần quy đổi về hệ 2 lớp để áp dụng
dạng toán đồ Hình 3-2 (TCN 211-06 ) . Việc quy đổi được thực hiện đối với 2 lớp một từ
dưới lên theo sơ đồ ở Hình 1.7.1 và biểu thức (1.7.8)
14
Hình 1.7.5: Sơ đồ đổi hệ 3 lớp về hệ 2 lớp
(Các lớp ký hiệu số thứ tự tăng dần từ dưới lên)
E
'
tb
= E
1
3
3
1
1
.1








+
+
k

’
tb
tính theo công
thức (1.7.5).
Sau đó lại xem lớp H’ (với E
’
tb
) là lớp dưới và tiếp tục quy đổi nó cùng với lớp
trên thành một lớp có bề dày H = H’+ h
3
và E
’
tb
tính theo (1.7.5) nhưng với E
’
tb
lớp này
đóng vai trò E
1
và K =
'
3
H
h
, t=
'
3
tb
E
E

Chú thích :Bảng 1.7.7 và biểu thức 1.7.9:
- H là bề dày toàn bộ của kết cấu áo đường; D là đường kính vệt bánh xe tính
toán. Khi H/D >2 thì có thể tính β theo biểu thức (1.7.6).
15
Trường hợp kết quả tính
dc
tb
E
theo (1.7.6) cho kết quả lớn hơn cả trị số môđun đàn hồi
lớn nhất của vật liệu trong các lớp kết cấu đem quy đổi thì chỉ được lấy
dc
tb
E
bằng trị số
môđun đàn hồi lớn nhất đó.
Trị số
dc
tb
E
tính theo (1.7.6) dùng để tính toán tiếp trị số E
ch
của cả kết cấu theo toán đồ
Hình 3-2 (TCN 211-06 ) .
7.3.2.1. Các phương án đầu tư một lần:
a) Phương án I:
- Quy đổi tầng hai lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức (1.7.5)
- Kết quả quy đổi tầng hai lớp phương án Ia ở bảng 1.7.5
Bảng quy đổi về hệ 2 lớp phương án I Bảng 1.7.8
CPĐD loại 2 Dmax37,5 dày 30cm 250 30 30 250
CPĐD loại I Dmax 25

= β. E
tb
’=1.189 x 278.31= 330.91 (MPa)
- Tính E
ch
của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 (TCN 211-06).

54
33
H
D
=
=1.636; =
55
330.91
= 0.166
Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được = 0,571
Vậy : E
ch
= 330.91 x 0.571 = 188.95 MPa
- Kiểm nghiệm theo điều kiện: E
ch
≥
yc
dv
cd
.EK
Đường cấp IV, 2 làn xe nên theo Bảng 3-3 (TCN 211-06 ), chọn độ tin cậy thiết
kế là 0,90 do vậy, theo Bảng 3-2 (TCN 211-06 ), xác định được:
16

300 1,071 14 0.500 42 286.56
BTN chặt hạt vừa loại 2
Dmax 25 dày 6cm .
294 1.026 6 0.143 48 287.48
BTN chặt hạt vừa loại 1
Dmax 20 dày 4cm .
420 1.461 4 0.083 52 296.51
Xét đến hệ số điều chỉnh β=1.114
12.0






D
H
: với
D
H
=
52
33
= 1.576
Tra Bảng 1.7.7 được β =1.184. Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp có mô
đun đàn hồi trung bình là.
dc
tb
E
= β. E

K
=1,10 và
dv
cd
K
.E
yc
=1,10 x 170.56 = 187.62 MPa
17
Kết quả nghiệm toán
E
ch
= 191.68 >
yc
dv
cd
.EK
= 187.62 MPa (Đạt)
Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn
độ võng đàn hồi cho phép.
c) Phương án III:
- Quy đổi tầng hai lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức (1.7.5)
- Kết quả quy đổi tầng hai lớp phương án Ia ở bảng 1.7.10
Bảng quy đổi về hệ 2 lớp phương án III Bảng
1.7.10
Lớp kết cấu E t h
i
k H
tb
D E

dc
tb
E
= β. E
tb
’=1.198 x 266.97 = 319.83 (MPa)
- Tính E
ch
của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 (TCN 211-06)
D
H
=
33
58
=1.758 ; =
55
319.83
= 0.172
Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được = 0.594
Vậy : E
ch
=319.83 x 0.594 = 189.98 MPa
- Kiểm nghiệm theo điều kiện
E
ch
≥
yc
dv
cd
.EK

Phương
án
Ưu điểm Nhược điểm
I
- Móng CPĐD tận dụng mọi kích cỡ đá.
-Tận dụng đựơc vật liệu địa phương.
- Có khả năng cơ giới hoá hầu hết các khâu
thi công, máy móc thi công cùng loại.
Sinh bụi nhiều khi khô hanh
(trong quá trình thi công) .
- Cường độ giảm nhiều khi bị ẩm
ướt .
II
Lớp móng dưới cát gia cố xi măng sau khi
hình thành cường độ chịu kéo uốn lớn.
-Cường độ không bị ảnh hưởnh khi bị ẩm
ướt.
- Thi công móng bằng 2 công
nghệ khác nhau ở 2 lớp.
- Khi chịu tải trọng động và liên
tục dễ phát sinh vết nức.
III - Tận dụng được vật liệu địa phương.
- có giá thành rẻ nhất.
- Cường độ giảm nhiều khi ẩm.
- Làm chậm tiến độ thi công khi
gặp trời mưa.
7.3.3. Phân tích - so sánh các phương án kết cấu áo đường đề suất (cho 100m
2
).
Giá thành của kết cấu áo đường gồm 4 phần sau:

có công nghệ thi công đơn giản sử dụng cùng loại các thiết bị thi công cho tầng mặt và
tầng móng, do đó ta chọn phương án I làm phương án thiết kế cho mặt đường cấp cao
A1 đầu tư 1 lần .
Đề xuất phương án:
Phương án đầu tư xây dựng một lần: chọn phương án I có cấu tạo từ trên xuống
như sau:
a) Phương án I:
1) BTN chặt hạt vừa loại 1(đá dăm >50%) – D
max
20 dày 4cm
2) BTN chặt hạt vừa loại 2(đá dăm >50%) – D
max
25 dày 6cm
3) CPĐD loại I – D
max
25 dày 14cm
4) CPĐD loại II – D
max
37,5 dày 30cm
98
4
KÃÚT CÁÚU AÏO ÂÆÅÌNG VAÌ LÃÖ GIA CÄÚ
1
2
3
E
0
=55 Mpa
4
6

cd
tt
K
C
(1.7.7)
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 (MPa).
T
av
: ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm
trên nó gây ra cũng tại điểm đang xét (MPa).
K
tr
cd
:là hệ số cường độ về chịu cắt trượt được 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.

Hình
1.7.6:
Sơ đồ tính T
ax
của hệ hai lớp đối với lớp dưới là nền đất
21
D
h

300 1.162 4 0.074 54 33
260.94
BTN chặt loại , II Dmax 25 (đá dăm >=50%)
210 0.792 6 0.136 50 33 258.19
CPĐD loại I , Dmax25
300 1.2 14 0.467 44 33
265.244
CPĐD loại II , Dmax37,5
250 30 30 33 250
Xét đến hệ số điều chỉnh β=1.114
12.0






D
H
: với
D
H
=
33
54
=1.636
Tra Bảng 1.7.7 được β =1.187. Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp có mô
đun đàn hồi trung bình là.
dc
tb

P
T
ax
=0.01753. Vì áp lực trên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p=0.6
MPa.
T
ax
=0.01753 x 0.6 = 0,01052 MPa.
Xác định T
av
: Với H=54 cm, φ=22.5
0
.Tra toán đồ hình 3-4 (TCN 211- 06 ) ta được

T
av
=- 0,00146 MPa
- Xác định trị số C
tt
theo công thức:C
tt
= C.K
1
.K
2
.K
3
với C = 0.03 MPa

K

tt
K
C
=
94.0
023.0
=0,0245 MPa
Kết quả tính toán cho thấy 0.00906 < 0.0245 nên điều kiện 1.7.7 được đảm bảo
-Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đối với lớp CPĐD
Loại II Dmax 37.5 .
- Tính E
tb
của cả 3 lớp kết cấu:
- Quy đổi tầng hai lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức (1.7.5)
- Kết quả quy đổi tầng hai lớp phương án I ở bảng 1.7.12
Bảng quy đổi về hệ 2 lớp phương án đầu tư một lần Bảng 1.7.13
Lớp kết cấu E t h
i
k H
tb
D E
tbi
(MPa) (cm) (cm) (cm) (MPa)
BTN chặt loại , I Dmax20 (đá dăm >=50%)
300 1.11 4 0.2 24 33
275.57
BTN chặt loại , II Dmax 25 (đá dăm >=50%)
210 0.7 6 0.429 20 33 270.75
CPĐD loại I , Dmax25
300 14 14 33

H
=
33
24
=0.73 ;
2
1
E
E
=
0
E
E
tb
=
250
49.285
= 1.142
Tra biểu đồ hình 3-2 (TCN 211-06 ), với góc nội ma sát của đất nền φ=22.5
0
ta tra
được
P
T
ax
=0.0253. Vì áp lực trên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p=0.6 MPa.
T
ax
=0.0253 x 0.6 = 0,0152 MPa.
Xác định T

= 0.03 x 0.6 x 0.8 x 1.5 = 0.023 MPa
23
Kiểm toán lại điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất.
Đường cấp IV, 2 làn xe nên theo Bảng 3-3 (TCN 211-06 ), chọn độ tin cậy thiết kế
là 0,90 , do vậy, theo Bảng 3-7 (TCN 211-06 ), xác định được: K
cd
tr
=0.94 và với các trị
số .
T
ax
và T
av
tính được ở trên ta có:T
ax
+ T
av
= 0.0152 – 0.00083 = 0.0144 MPa

tr
cd
tt
K
C
=
94.0
023.0
=0,0245 MPa
Kết quả tính toán cho thấy 0.0144 < 0.0245 nên điều kiện 1.7.7 được đảm bảo
7.3.5. Tính toán cường độ theo điều kiện chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu toàn

1
=10 cm; E
1
=
46
4*18006*1600
+
+
=1680 Mpa
Xác định trị số E
tb
’ của lớp móng cấp phối đá dăm loại I và loại II
Bảng quy đổi hệ 2 lớp móng cấp phối đá dăm Bảng 1.7.14
Lớp kết cấu E T h
i
k H
tb
D E
tbi
(MPa) (cm) (cm) (MPa)
Cấp phối đá dăm loại I ,D
max
25
300 1.2 14 0.467 44 33 265.54
Cấp phối đá dăm loại II, D
max
37,5
250 30 30 33 250
E
tb

= 0.523
Vậy được: E
ch.m
= 309.10 x 0.523= 161.66 Mpa.
Tìm
ku
σ
ở đáy lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ Hình 3.5 (TCN 211-06)
với:
D
H
1
=
10
33
= 0.303 ;
chm
E
E
1
=
66.161
1680
= 10.39
Tra toán đồ 3-5 được
ku
σ
=1.8236.
với p = 0,6 (Mpa), k
b

Cấp phối đá dăm loại II, D
max
37,5
250 30 30 33 250.00
E
tb
’= 324.255 MPa, với bề dày quy về 1 lớp này là H’=50 cm
Trị số này còn phải xét đến hệ số điều chỉnh β theo (1.7.7): với
D
H
'
=
33
50
=1.455
Tra bảng 1.7.7 được β =1.144 ;
dc
tb
E
=1.144x 324.255 = 370.95 MPa.
Với =
95.370
55
= 0.148 tra toán đồ Hình 3-1(TCN 211-06 ), được
dc
tb
chm
E
E
= 0.524

ku
σ
= 2.168 x 0.6 x 0.85 = 1.106 MPa
* Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức:
25