đề tài nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng công tác thiết kế chiều dày kết cấu áo đường thông qua việc chính xác hóa tải trọng giao thông

B GIO DC V O TO
TRNG I HC GIAO THễNG VN TI
LUN VN THC S KHOA HC K THUT
TI:
Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lợng
công tác thiết kế chiều dày kết cấu áo đờng thông
qua việc chính xác hóa tải trọng giao thông
Giỏo viờn hng dn: PGS,TS, Nguyn Quang Ton
Hc viờn: Nguyn Quang n
n v cụng tỏc: Tng cc ng b Vit Nam
H Ni, thỏng 11/2011
Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng công
tác thiết kế chiều dày kết cấu áo đường thông qua việc
chính xác hóa tải trọng giao thông
TỔNG QUAN
1
NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ TẢI TRỌNG GIAO THÔNG
2
TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIAO THÔNG
3
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
PHỤ LỤC PL1 (a, b); PL2 (a, b); PL3 (a, b, c, d)
14 trang
21 trang
27 trang
3 trang
54 trang
I. TỔNG QUAN

Thực trạng công tác thu thập và xử lý số liệu giao thông
z Người thiết kế thụ động dựa vào chỉ dẫn mang tính tổng quát của
quy trình: xác định Eyc; tính lượng xe tích lũy trên cơ sở suy luận
ngược từ Eyc hoặc tính toán máy móc từ số liệu đếm xe kết hợp với
các thông số theo ví dụ tính toán trong Phụ lục A - 22TCN 211-06.
z Số liệu đếm xe được thực hiện theo Phụ lục 8 - 22TCN 263-2000,
chưa đủ chi tiết để xác định tải trọng trục xe.
z Thực tế thường đưa hệ số tăng trưởng xe vào tính toán bằng các
con số theo cảm tính mà chưa có nghiên cứu cụ thể.
z Thực trạng xe quá tải xảy ra trên khắp các tuyến đường, các địa
phương nhưng chưa được xét đến trong thiết kế.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
I. TỔNG QUAN
Các yếu tốảnh hưởng đến kết quả tính toán tải trọng
ChiÒu
dµy/loại
KCAD
Phân Loại
& trọng
lượng xe
Dự báo
giao
thông
Độ dốc
dọc/ngang
đường
Kh. c¸ch
trôc, sè
b¸nh xe

KẾT QUẢ TÍNH
TOÁN TẢI TRỌNG
GIAO THÔNG
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
I. TỔNG QUAN
Hướng tiếp cận và phạm vi nghiên cứu
Hướng tiếp cận:
z Dựa vào chuỗi số liệu rất chi tiết của 19.912 xe thông qua thiết bị
cân ở 6 vị trí trên các tuyến QL1, 5 và 20.
z Tập trung nghiên cứu tính toán tải trọng giao thông tại 6 điểm này
theo hai trường hợp: có và không có số liệu cân động xác định tải
trọng trục.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Phạm vi nghiên cứu:
z Chỉ ra sự khác biệt giữa hai kết quả tính toán tải trọng giao thông
và kiến nghị trong giai đoạn trước mắt.
z Chi tiết hóa biểu mẫu phân loại xe phục vụ công tác đếm xe xác
định tải trọng giao thông.
I. TỔNG QUAN
Sự cần thiết của đề tài
Xác định được tầm quan trọng của kết cấu áo đường trong công trình
giao thông đường bộ và mức độ ảnh hưởng của chất lượng công tác
thiết kế kết cấu áo đường đến quá trình khai thác, bảo dưỡng đường.
Trong điều kiện chưa cho phép tiến hành cân xác định tải trọng trục
thực tế thì việc nghiên cứu xác định hệ số tương quan giữa tải trọng
giao thông tính toán theo lý thuyết và tải trọ
ng giao thông theo thực
nghiệm và chi tiết hóa biểu phân loại phương tiện phục vụ công tác

đếm xe xác định tải trọng trục là thực sự cần thiết.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
II. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
Tính toán tải trọng giao thông theo 22TCN 274-01
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Loại xe Quốc lộĐường khác
Xe con 0,001 0,001
Ô tô buýt 0,56 0,98
Xe tải đơn
- Xe hai trục, 4 bánh 0,002 0,002
- Xe hai trục, 6 bánh 0,21 0,26
-Xe ba trục và lớn hơn 0,71 1,05
Tổng cho xe đơn 0,06 0,08
Sơ mi mooc kéo theo
≤ 4 trục 0,72 1,14
= 5 trục 1,8 1,8
≥ 6 trục 1,58 2,03
Chung cho các xe có mooc 1,3 1,8
Chung cho các xe tải 0,7 0,42
•Cósố liệu đếm và cân
xe: tính toán hệ số tải
trọng tương đương ứng
với SN và mức độ phục vụ
cuối thời kỳ thiết kế cho
mỗi loại xe phụ thuộc vào
tải trọng trục.
• Không có số liệu đếm và
cân xe: sử dụng giá trị đại

diện cho mỗi loại xe, thông
thường là trị số tải trọng
trục theo số liệu c
ủa nhà
sản xuất.
Trong đó:
N: là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau thông qua đoạn
đường thiết kế trong một ngày đêm trên cả hai chiều (trục/ngày đêm).
n
1
: là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục P
i
cần đổi
về tải trọng trục tính toán P
tt
.
C
1
: là hệ số trục được xác định theo biểu thức: C
1
= 1 +1,2 (m-1) với m là số
trục của cụm trục thứ i.
C
2
: là hệ số xét đến số bánh xe trong một cụm bánh; cụm bánh có 1 bánh
C
2
= 6,4; cụm bánh đôi C
2
= 1,0; cụm bánh gồm 4 bánh C

2
= 0,38.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
4,4
1
121
1

k
i
n
P
NCCn
P
=
⎛⎞
=
⎜⎟
⎝⎠
∑
Công thức áp dụng để tính toán quy đổi trục xe:
II. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
Tính toán tải trọng giao thông theo 22TCN 211-06
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Một bộ thiết bị cân động được kết nối trực
tiếp với máy tính. Thiết bị hoạt động như
một kiểu bàn cân tổng tải trọng trục xe theo
hai chế độ: Chế độ tĩnh và Chế độ động.

KHẢO SÁT CÂN ĐỘNG XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRỤC
(Weigh-in-Motion, WIM)
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
KHẢO SÁT CÂN ĐỘNG XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRỤC
Vị trí khảo sát
Vị trí Quốc lộ Ngày cân
AL-1 QL20 05-07/6/2006
AL-2 QL1 07-09/6/2006
AL-3 QL1 10-13/6/2006
AL-4 QL1 15-17/6/2006
AL-5 QL1 25-27/7/2006
AL-6 QL5 11-15/5/2006
Có tổng số 19.912 xe được
cân xác định tải trọng trục
TỔ HỢP PHƯƠNG TIỆN
KHẢO SÁT CÂN ĐỘNG XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRỤC
Tình trạng xe quá tải:
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Khoảng 18% trục có tải trọng vượt quá giới hạn cho phép là 10T theo quy định
trong Tiêu chuẩn 22TCN 307-2006 "Phương tiện cơ giới - Yêu cầu an toàn chung”
AXLE WEIGHT
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000

0 102030405060708090100
Cumulated %
Axle load in Kg
TẢI TRỌNG TRỤC
% Cộng gộp
Tải trọng trục (Kg)
III. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIAO THÔNG
Các trường hợp tính toán:
TRƯỜNG HỢP A:
Có số liệu cân
động xác định
tải trọng trục xe
thực tế.
TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
22TCN211-06 & 22TCN274-01
TRƯỜNG HỢP B:
Trong thực tế
tính toán ở các
dự án đầu tư xây
dựng công trình
giao thông
.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-06
Trường hợp A: có số liệu cân động
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Cụm thứ 1mm
Nhóm/Loại xe

Số cụm
trục sau
n
b
mC
2
Cụm thứ 2Cụm thứ 3
R11 (bus nhỏ)1116,4- -
R11 (xe khác) 1 2 1 1 - -
R11T11 3 2 1 1 1 1
R11T12 3 2 1 1 1 2
R12 2 2 2 1 1 -
R12T11 3 2 2 1 1 1
R21 2 2 1 1 1 -
R22 2 2 1 1 2 -
R23 2 2 1 1 3 -
TR11S1 2 2 1 1 1 -
TR11S2 2 2 1 1 2 -
TR12S1 2 2 2 1 1 -
TR12S2 2 2 2 1 2 -
TR12S3 2 2 2 1 3 -
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-06
Trường hợp A: có số liệu cân động
AL-1 AL-2 AL-3 AL-4 AL-5 AL-6
R11 2.427 5.396 6.795 4.002 3.663 1.091
R11T11 - 8 8 0 3 2
R11T12 - 0 - - 19 3
R12 1.373 3.710 4.411 4.090 5.265 2.060
R12T11 5 0 0 2 1
R21 119 287 341 234 67 57

R22 5.089 5.770 5.965 7.704 9.811 3.493
R23 - - - 2 - 1
TR11S1 0 23 32 38 23 23
TR11S2 12 117 58 62 99 305
TR12S1 0 12 0 25 9 -
TR12S2 92 695 568 416 1.095 8.749
TR12S3 3 608 446 354 560 424
Cộng 9.120 16.625 18.805 16.928 20.616 16.208
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Microsoft Office
Excel Worksheet
Click for details )
KẾT QUẢ:
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-06
Trường hợp B: trong thực tế các dự án xây dựng CTGT
Trục Tải trọng (kN) Số trục sau, m Số bánh, n
b
C
1
C
2
Trước 26,4 1 1 1 6,4
Xe bus
vừa và nhỏ
Sau 45,2 1 1 1 6,4
Trước 56,0 1 1 1 6,4
Xe bus lớn
Sau 95,8 1 2 1 1
Trước 18,0 1 1 1 6,4

Xe tải nhẹ
và vừa
Sau 56,0 1 2 1 1
Trước 25,8 1 1 1 6,4
Xe tải
trung
Sau 69,6 2 2 2,2 1
Trước 45,4 1 1 1 6,4
Xe tải
nặng 1
Sau 90,0 2 2 2,2 1
Trước 48,2 1 1 1 6,4
Xe tải
nặng 2
Sau 100,0 3 2 3,4 1
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Microsoft Office
Excel Worksheet
Click for details )
Thông số xe:
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-06
Trường hợp B: trong thực tế các dự án xây dựng CTGT
Trục AL-1 AL-2 AL-3 AL-4 AL-5 AL-6
Trước 11 19 19 9 10 4
Xe bus
vừa và nhỏ
Sau 113 205 208 93 103 38
Trước 116 350 435 207 221 34
Xe bus lớn

Sau 192 380 721 344 367 57
Trước 0 0 0 0 0 0
Xe tải nhẹ
và vừa
Sau 21 57 58 32 43 48
Trước 6 12 8 7 6 5
Xe tải
trung
Sau 169 317 230 178 151 142
Trước 73 192 240 239 232 115
Xe tải
nặng 1
Sau 508 1.337 1.674 1.669 1.622 804
Trước 48 53 51 43 47 222
Xe tải
nặng 2
Sau 636 700 666 561 619 2.921
Cộng 1.893 3.822 4.310 3.382 3.421 4.390
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Microsoft Office
Excel Worksheet
Click for details )
KẾT QUẢ:
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 274-01
Hệ số quy đổi tương đương về trục tiêu chuẩn 80kN
Khi có số liệu
cân động (theo
dự án WB4)
Trong thực tế

các dự án đầu
tư xây dựng
Xe bus cỡ nhỏ (<24 chỗ) 0,013 0,02
Xe bus cỡ vừa (24-34 chỗ) 1,495 0,56
Xe bus cỡ lớn (>34 chỗ) 1,495 0,56
Xe tải hạng nhẹ 0,011 0,002
Xe tải hạng trung 7,41 0,21
Xe tải nặng 1 (2, 3 trục) 11,92 0,71
Xe tải nặng 2 (>3 trục) 13,09 1,3
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Microsoft Office
Excel Worksheet
Click for details )
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 274-01
Trường hợp A: có số liệu cân động (theo dự án WB4)
Hệ số AL-1 AL-2 AL-3 AL-4 AL-5 AL-6
Xe bus cỡ nhỏ
(<24 chỗ)
0,013
6 9 10 4 3 1
Xe bus cỡ vừa
(24-34 chỗ)
1,495
224 564 481 220 438 188
Xe bus cỡ lớn
(>34 chỗ)
1,495
347 1.048 1.302 620 662 103
Xe tải hạng

nhẹ
0,011
3 8 8 5 6 7
Xe tải hạng
trung
7,41
2.808 5.254 3.809 2.957 2.505 2.356
Xe tải nặng 1
(2, 3 trục)
11,92
4.375 11.515 14.423 14.376 13.970 6.926
Xe tải nặng 2
(>3 trục)
13,09
2.448 2.697 2.566 2.160 2.383 11.246
Cộng
10.211 21.094 22.599 20.341 19.967 20.827
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Microsoft Office
Excel Worksheet
Click for details )
KẾT QUẢ:
THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 274-01
Trường hợp B: trong thực tế các dự án xây dựng CTGT
Hệ số AL-1 AL-2 AL-3 AL-4 AL-5 AL-6
Xe bus cỡ nhỏ
(<24 chỗ)
0,02
1 1 1 1 0 0

Xe bus cỡ vừa
(24-34 chỗ)
0,56
84 211 180 82 164 71
Xe bus cỡ lớn
(>34 chỗ)
0,56
130 393 488 232 248 39
Xe tải hạng
nhẹ
0,002
1 1 1 1 1 1
Xe tải hạng
trung
0,21
80 149 108 84 71 67
Xe tải nặng 1
(2, 3 trục)
0,71
261 686 859 856 832 413
Xe tải nặng 2
(>3 trục)
1,3
243 268 255 215 237 1.117
Cộng
799 1.709 1.893 1.471 1.553 1.707
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
Microsoft Office
Excel Worksheet

Click for details )
KẾT QUẢ:
IV. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
So sánh các kết quả tính toán:
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
TT Vị trí tính toán AL-1 AL-2 AL-3 AL-4 AL-5 AL-6
ITrục xe quy đổi (tính theo tải trọng trục xe thực tế cân được từ khảo sát WIM)
1
Tính theo 22 TCN 211-
06 (100kN)
9.120 16.625 18.805 16.928 20.616 16.208
2
Tính theo
22 TCN 274-01 (80kN)
10.211 21.094 22.599 20.341 19.967 20.827
II Trục xe quy đổi (tính trong thực tếởcác dự án đầu tư xây dựng)
1
Tính theo
22 TCN 211-06
(100kN)
1.893 3.822 4.310 3.382 3.421 4.390
2
Tính theo
22 TCN 274-01 (80kN)
799 1.709 1.893 1.471 1.553 1.707
III So sánh giữa hai hướng tiếp cận (chênh lệch I/II)
1
Tính theo
22 TCN 211-06

4,82 4,35 4,36 5,01 6,03 3,69
2
Tính theo
22 TCN 274-01
12,79 12,34 11,94 13,83 12,85 12,20
IV. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
Các kết quả nghiên cứu:
z Quy trình 22TCN 211-06 chưa đề cập đến trường hợp
xe có khoảng cách trục trước và trục sau <3m.
z Ví dụ tính toán trong quy trình chưa đủ đại diện và thực
tế các kỹ sư vẫn đang áp dụng theo một cách máy móc
làm ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính KCAĐ.
z Biểu đếm phân loại xe theo quy định hiện hành chưa
phù hợp trong tính toán xác định tải trọng giao thông.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
IV. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
Các kết quả nghiên cứu:
z Theo kết quả khảo sát có tới 18% xe quá tải trong khi
quy định tính toán chưa đề cập đến. Xe quá tải là nguyên
nhân gây hư hỏng mặt đường.
z Hệ số quy đổi tương đương trong 22TCN274-01 là quá
nhỏ so với kết quả tính toán trên cơ sở tải trọng thực tế.
z Với kết quả tính toán của 6 vị trí khảo sát, tải trọng giao
thông cần tăng lên ở thời điểm tính toán:
+ 3,69÷6,03 lần (TB ~4,7 lần) khi tính theo 22TCN 211-06;
+ 11,94÷13,83 lần (TB ~12,9 lần) khi tính theo 22TCN 274-01.
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

z Nghiên cứu thêm để xét đến trường hợp cụm trục có hai trục trong
đó 1 trục bánh đơn (bánh trước) và 1 trục bánh đôi (trục sau).
Học viên: Nguyễn Quang Ân
Đơn vị công tác: Tổng cục ĐBVN 11/2011
z Cần quy định chi tiết hơn, đầy đủ hơn trong công tác đếm xe và
phân loại xe phục vụ công tác tính toán xác định tải trọng giao thông,
(kiến nghị như Phụ lục 1b
).
z Cần tổ chức triển khai một cách tổng thể hơn dưới dạng đề tài
khoa học mà chủ trì là Bộ GTVT hoặc Tổng cục ĐBVN để xem xét,
đưa hệ số chênh lệch như kết quả tính toán của Luận văn vào trong
tính toán kết cấu áo đường ở các dự án đầu tư xây dựng CTGT./.
ọc
TRÂN TRỌNG CẢM ƠN!