Giáo trình phân tích nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đường và nguyên tắc tạo một kết cấu kín p10 potx

Công trình ñng ôtô - B môn ñng ôtô – ñng thành ph


TS Phan Cao Th

116


+ Bố trí rãnh ñỉnh trên sườn núi ñể ngăn nước chảy về ñường nếu lưu lượng nước từ
sườn núi lớn, rãnh dọc không kịp thoát nước.
+ Bố trí mương rãnh dẫn nước từ rãnh ñỉnh, rãnh biên ra các chổ trũng, sông suối hoăc
cầu, cống gần ñấy. Rãnh dẫn nước phải ngắn nhất, càng xa ñường càng tốt và nối tiếp
thuận lợi với công trình thoát nước khác.
+ Bố trí vị trí cầu, cống ñể tạo với hệ thống mương rãnh thành một mạng lưới các
công trình thoát nước hợp lý.
+ Nếu có nước ngầm gây tác hại tới nền ñường thì phải bố trí các công trình thoát
nước ngầm kết hợp với hệ thống thoát nước mặt.
3.3.2 Cấu tạo các loại rãnh dọc, mương dọc
1. Thiết kế rãnh: gồm có rãnh dọc hay rãnh biên (side ditch), rãnh ñỉnh (head ditch) và
rãnh tập trung nước (gully) với các nội dung sau:
- Xác ñịnh chính xác bình ñồ tuyến rãnh, vị trí rãnh
- ðộ dốc dọc của rãnh
- Kích thước mặt cắt ngang rãnh
- Hình thức gia cố rãnh
- Tính toán thuỷ lực rãnh.
Ngoài ra, riêng ñối với rãnh ñỉnh và rãnh tập trung nước còn phải xem xét ñiều kiện
ổn ñịnh, kinh tế và hiệu quả của bản thân tuyến rãnh thoát nước.
1.1 Nguyên tắc chung: Vị trí, tiết diện và ñộ dốc của rãnh ñược chọn phải ñảm bảo
một số nguyên tắc sau:
- ðảm bảo thoát ñược lưu lượng tính toán với kích thước hợp lý.
- Tốt nhất là không phải gia cố lòng rãnh. Ở những nơi bị khống chế do ñiều kiện ñịa

hình phải gia cố lòng rãnh thì vật liệu gia cố nên chọn vật liệu rẻ tiền và tận dụng vật liệu
ñịa phương. Kích thước và biện pháp gia cố lòng rãnh phải thông qua tính toán so sánh
các phương án theo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
- Tốc ñộ nước chảy trong rãnh V
c
không nhỏ hơn tốc ñộ làm lắng ñọng các hạt phù sa
V
l
, tránh hiện tượng lắng ñọng phù sa ở ñáy rãnh làm giảm khả năng thoát nước của rãnh.
Theo kết quả nghiên cứu của một số tác giả trong nước thì hiện tượng lắng ñọng phù sa sẽ
xảy ra khi: + V
l
≤ 0,25m/s ñối với bùn, phù sa hạt nhỏ
+ V
l
≤ 0,40m/s ñối với cát nhỏ
+ V
l
≤ 0,60m/s khi lòng rãnh bị cây cỏ mọc kín
- ðồng thời tốc ñộ của nước chảy trong rãnh V
c
không ñược lớn hơn tốc ñộ làm xói lỡ
kết cấu của rãnh (lúc này không cần phải tính toán gia cố lòng rãnh).
Cụng trỡnh ủng ụtụ - B mụn ủng ụtụ ủng thnh ph


TS Phan Cao Th

117

- dc dc ca rónh khụng nht thit phi c ủnh m cú th thay ủi theo chiu di
rónh tu trng hp c th sao cho ủm bo ủiu kin thoỏt nc tt nht. Chng hn nh:
+ Khi lu lng nc chy trong rónh khụng ủi Q
max
= const thỡ lỳc ny ủ hn ch
hin tng lng ủng phự sa ủỏy rónh nờn thit k ủ dc rónh tng dn v phớa h lu.
Trng hp ny thc t hu nh khụng xy ra.
+ Khi lu lng nc dc theo rónh cú giỏ tr tng dn v phớa h lu (do nc t 2
lu vc ủ v) thỡ lỳc ny ủ hn ch tc ủ nc chy h lu quỏ ln nờn thit k rónh
dc cú ủ dc gim dn v phớa h lu.
- C gng gim s ch ngot ủ trỏnh hin
tng ủng bựn cỏt ti nhng ni ny. Khi
cn ủi hng thỡ phi thit k ủ rónh ủi
hng t t sao cho gúc ngot khụng quỏ 45
0

v bỏn kớnh ủng cong khụng ủc nh hn
2 ln chiu rng mt trờn ca rónh ủng thi
khụng ủc nh hn 10m
- C gng tỡm cỏch b trớ nhiu ch thoỏt nc t rónh ra khe sui hay ch trng gn
ủy ủ ủm bo nn ủng luụn khụ rỏo, rónh khụng b ủy trn v lũng rónh khụng b
xúi.
- Riờng mộp rónh ủnh v rónh dn nc phi cao hn mc nc chy trong rónh mt
chiu cao bng 0,25m
1.2. Thit k cu to:
1.2.1 Rónh biờn (rónh dc):
iu kin b trớ rónh dc:
Rónh dc ủc b trớ trong nn
ủng ủo, nn na ủo na ủp v

nn ủp thp (quy trỡnh 4054-05
quy ủnh di 0,6m)
Mc ủớch: ủ thoỏt nc ma
t mt ủng, l ủng, taluy nn
ủng ủo v din tớch lu vc hai
bờn dnh cho ủng.
Nguyờn tc thit k:


Hình 10.2. Thoát nứơc rãnh dọc từ nền đào ra nền đắp
Đắp
Đào

45



1
0
m


1
0
m
Công trình ñng ôtô - B môn ñng ôtô – ñng thành ph


TS Phan Cao Th


118


- Không ñể nước từ rãnh nền ñường ñắp chảy về nền ñường ñào, trừ trường hợp chiều
dài nền ñường ñào ngắn hơn 100m
- Không cho nước chảy từ các rãnh khác như rãnh ñỉnh, rãnh dẫn nước, về rãnh dọc.
- Phải luôn cố gắng tìm cách tháo nước từ rãnh dọc về chổ trũng hay sông suối gần
ñường hoặc cho chảy qua ñường nhờ các công trình thoát nước ngang ñường như cầu,
cống,
- Chiều dài rãnh tối ña là 500m ñối với rãnh tiết diện hình thang và 250m ñối với rãnh
tiết diện hình tam giác. Khi chiều dài rãnh lớn hơn giá trị này phải bố trí cống cấu tạo
ñường kính φ0,75m ñể thoát nước từ rãnh biên về sườn núi bên ñường nếu không thể dẫn
nước từ rãnh dọc về 2 phía ñược.
- Vị trí thoát nước từ rãnh biên nền ñường ñắp phải cách xe nền ñường ñắp ñể ñảm bảo
an toàn cho ñoạn ñường ñắp. Rãnh dọc của nền ñường ñào ñược thiết kế hướng dần vào
thùng ñấu (nếu có) hoặc ñược bố trí song song với tim ñường cho tới vị trí nền ñường ñắp
trên 0,5m thì bắt ñầu thiết kế rãnh tách xa khỏi nền ñường cho tới khi chiều sâu rãnh bằng
0 (Hình 10.3)
- Khi rãnh biên thiết kế qua các vùng canh tác nông nghiệp và ñược sử dụng kết hợp
làm kênh tưới tiêu thì kích thước phải ñược chọn theo tính toán ñể ñảm bảo thoát nước
ñồng thời phải có biện pháp ñảm bảo nền ñường không bị sụt lỡ và xói lỡ.
- Khi tuyến ñường thiết kế qua các khu dân cư, ñể ñảm bảo an toàn thì rãnh biên nên
thiết kế loại rãnh xây ñá hoặc bêtông, có lát các tấm ñan che kín và có bố trí hệ thống
giếng thu nước mưa (ñược học chi tiết trong Chuyên ñề ñường - phần ñường ñô thị)
♦ ðặc ñiểm cấu tạo:
- Kích thước của rãnh trong ñiều kiện bình thường ñược chọn theo cấu tạo mà không
cần tính toán thuỷ lực rãnh.
- Khi rãnh biên không những dùng ñể thoát nước mặt ñường, lề ñường và diện tích ñất
dành cho ñường mà còn dùng ñể thoát nước lưu vực hai bên ñường thì kích thước của
rãnh biên lúc này ñược lấy theo tính toán thuỷ lực rãnh, nhưng chiều sâu của rãnh không

ñược sâu quá 0,8m.
- Tiết diện rãnh: có thể là hình thang, hình tam giác, hình chữ nhật hay nữa hình tròn.
Thực tế thường dùng tiết diện hình thang hoặc tam giác.




Cụng trỡnh ủng ụtụ - B mụn ủng ụtụ ủng thnh ph


TS Phan Cao Th

119


+ Tit din hỡnh thang: l tit din ủc dựng ph bin trong ủiu kin ủa cht bỡnh
thng, vi cu to nh Hỡnh 10.2a
* Chiu rng ủỏy 0,4m
* Chiu sõu tớnh t mt ủt t
nhiờn ti thiu l 0,3m, t mộp nn
ủp ti ủỏy rónh ti thiu l (0,7 ữ
0,8)m v ti ủa l (1,0 ữ 1,2)m
* Taluy rónh nn ủng ủo
ly bng ủ dc taluy ủng ủo theo
cu to ủa cht
* Taluy rónh nn ủng ủp l
1:1,5 ữ 1:3
+ Tit din hỡnh tam giỏc thng
ủc dựng nhng ni cú ủa cht tt,
khú ủo chng hn nh ủỏ, vi cu to nh Hỡnh 10.2b

* Chiu sõu tớnh t mt ủt t nhiờn l 0,3m
* Taluy rónh nn ủng ủo ly bng ủ dc taluy ủng ủo theo cu to ủa cht
* Taluy rónh nn ủng ủp ly bng 1:3 phớa giỏp phn xe chy v 1:1,5 cho phớa
ủi xng.
- dc ti thiu ca rónh ủc chn theo ủiu kin trỏnh lm ủng bựn cỏt v
khụng ủc nh hn 0,5%. Trong trng hp khú khn cho phộp ly ủ dc ti thiu ca
rónh l 0,3% nhng chiiờự di khụng ủc ln hn 50m.
1.2.2. Rónh ủnh:
iu kin b trớ: Theo TCVN 4054-05, rónh ủnh ủc b trớ khi din tớch lu vc t
sng nỳi ủ v ủng ln hoc khi chiu cao taluy ủo 12m
Mc ủớch: ủ ủún nc chy t lu vc sn nỳi chy v phớa ủng v thoỏt nc
v cụng trỡnh (nh cu, cng), v sụng sui hay ch trng cnh ủng.
Nguyờn tc thit k v cu to:
- Khi thit k rónh ủnh phi cú quy hoch hp lý v hng tuyn, ủ dc dc v mt
ct thoỏt nc.
- Khụng ủc phộp thỏo nc t rónh ủnh v rónh dc ca ủng
- S lng rónh ủnh tu thuc vo ủiu kin ủa hỡnh, ủa cht v din tớch lu vc c th.
+ Khi ủa hỡnh sn nỳi dc, din tớch lu vc ln, ủa cht d b st l thỡ cú th lm
2 hoc nhiu rónh ủnh
Hình 10.3. Tiết diện rãnh dọc
a- hình thang ; b- hình tam giác
b)
1

:

m
Nền
đừơng
Rãnh biên

a)
1
:
m
(0,7ữ1,2)m

0,3m
0,4m
Nền
đừơng
0,3m
Cụng trỡnh ủng ụtụ - B mụn ủng ụtụ ủng thnh ph


TS Phan Cao Th

120


+ Khi ủ dc ngang sn ủi nh v din tớch lu vc nc chy v rónh dc khụng
ln thỡ cng cú th khụng cn lm rónh ủnh. Tuy nhiờn, lỳc ny yờu cu phi kim tra kh
nng thoỏt nc ca rónh biờn.
- Tit din rónh ủnh: cú dng hỡnh thang vi cỏc kớch thc nh Hỡnh 10.4
* ỏy rónh: cú chiu rng ti thiu l 0,5m
* Chiu sõu rónh h: xỏc
ủnh theo tớnh toỏn thu lc v
ủm bo mc nc tớnh toỏn
trong rónh cỏch mộp rónh ớt
nht 20cm, ủng thi khụng
sõu quỏ 1,5m

* Taluy rónh ủc quy ủnh
l 1:1,5
- dc rónh ủnh ủc chn ph thuc vo ủa hỡnh vi giỏ tr ti thiu l 0,5%
(trng hp ủcbit cho phộp 0,3%) ủ ủm bo ủiu kin khụng lm lng ủng bựn cỏt,
phự sa. Ngoi ra, ủ dc rónh ủnh cũn ủc chn sao cho tc ủ nc chy trong rónh
khụng gõy xúi lũng rónh
- V trớ rónh ủnh:
+ Trờn nn ủng ủo:
(Hỡnh 10.5)
* Rónh ủnh ủc b
trớ cỏch mộp taluy nn
ủng ủo ớt nht l 5m ủ
trỏnh xúi mũn v trt mỏi
dc nn ủng ủo do ủt
b m t (vỡ lũng rónh cú
th b lng ủng bựn cỏt
lm nc khụng th thoỏt
nhanh ủc)
* t tha do ủo rónh
ủnh ủc ủp sỏt b rónh to thnh con trch. B mt con trch cú dc ngang 2% v phớa
rónh v chõn ca nú cỏch mộp taluy nn ủng ủo ớt nht l 1,0m


1

:

1
,
5

0,5m

1,5m
Hình 10.4. Tiết diện rãnh đỉnh
Nền
đừơng
Rãnh đỉnh
1

:

1
,
5

0,20
Hình 10.4. Rãnh đỉnh trên nền đừơng đào
Đê đất thừa
Con trạch
Rãnh
đỉnh


1m
Nền
đừơng
Rãnh dọc (rãnh biên)

1m
I
Nền
đừơng
Rãnh
biên
2
%


5m


5m
2
%
0,25 ữ

0,50m
Rãnh
đỉnh