LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ CHO KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG GIAO THÔNG ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

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

Hµ néi, n¨m 2007



L
L
ờ
ờ
i
i


c
c
ả
ả
m
m


ơ
ơ
n
n

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

M
M
ụ
ụ
c
c


l
l
ụ
ụ
c
c


CHƯƠNG I. ĐặT VấN Đề NGHIÊN CứU 1
I. Đặt vấn đề và nhiệm vụ nghiên cứu. 1
II. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài n ớc. 8
III. H ớng giải quyết của đề tài. 9
Ch;ơng II. CƠ Sở Lý THUYếT TRONG VIệC Đề XUấT KếT CấU MặT
ĐƯờNG HợP Lý CHO KHU VựC TP. hcm. 10

I. Cơ sở lý thuyết để xây dựng kết cấu mặt đ ờng hợp lý. 10

II. Những vấn đề khác cần quan tâm khi xây dựng kết cấu mặt đ ờng. 27
III. Các kết cấu mặt đ ờng định hình đã đ ợc xây dựng ở Việt Nam và các n ớc trên
thế giới. 29
1. Một số kết cấu định hình đã nghiên cứu xây dựng ở Việt Nam. 29
2. Kết cấu định hình xây dựng ở Pháp. 31

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

II. Nguyên tắc đề xuất kết cấu mặt đ ờng. 91
III. Tính toán lập bảng kết cấu mặt đ ờng định hình. 95
1. Tính toán chiều dày của các lớp trong kết cấu mặt đ ờng. 95
2. Lập bảng kết quả tính toán. 97
IV. Phân tích kinh tế. 102
V. Kết luận ch ơng. 103
Ch;ơng v. kết luận và kiến nghị. 104
TàI liệu tham khảo. 106
Phụ lục
Phụ lục 1. kết cấu mặt đ;ờng giao thông đô thị thành phố hồ
chí minh. 108
1a. Kết cấu mặt đ ờng định hình cho khu vực TP HCM (của đề tài) 109
1B. Một số bảng tính. 129
Phụ lục 2. số liệu khảo sát giao thông thành phố hồ chí minh
2A. Số liệu cơ sở hạ tầng gtvt tp. Hcm. 147
2B. Số liệu đếm xe. 182
2C. Môdun đàn hồi đất nền và mặt đ ờng. 199
2D. Một số hình ảnh về tình trạng h hỏng mặt đ ờng. 212
phụ lục 3. địa chất một số vùng của tp hồ chí minh 221
phụ lục 4. một số kết cấu và catalo kết cấu áo đ;ờng đã sử
dụng ở việt nam và trên thế giới. 230
Phụ lục 5. một số toán đồ và bảng tra của các tiêu chuẩn
thiết kế n;ớc ngoài. 282
Trang 1
CHƯƠNG I.
Đ
Đ
ặ
ặ
T

T


V
V
ấ
ấ
N
N


Đ
Đ
ề
ề


N
N
G
G
H
H
I
I
Ê
Ê
N
N

C
C
ứ
ứ
U
U


I. ĐặT VấN Đề NGHIÊN CứU
1. Đặc điểm chung của mạng l ới giao thông khu vực thành phố Hồ Chí Minh
1.1. Hiện trạng nền mặt đ ờng Tp Hồ Chí Minh:
a/ Một số thống kê về đ ờng ở khu vực Tp. HCM
Theo [15], [14] toàn Thành phố có khoảng 1796 con đ ờng với tổng chiều
dài là 2222 km, tổng diện tích là khoảng 8,9 triệu m
2
, mật độ trung bình
0,97km/km
2
, đ ợc phân bố nh sau:
Bảng 1.1
STT

Tên
Quận-Huyện
Diện
tích
(km
2
)

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 2

50,20

102094

2
2,4

0,498008

0,244872

3

Quận 3

4,86

222448

40,2

7,818930

0,170826

4

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

6

6,93

252527

47,
8

6,854257

0,188099

7

Quận

7

32,45

111911

58,0

0,801233

0,232327

8

Quận

8

19,25

328538

51,4

2,649351

0,155233

9

Quận

9

113,70

148804

52,5

0,364116

0,278218

10

Quận

10

5,71

240122

42,3

6,217163

0,147842

11

Quận

11

5,31

238494

3
5,3

6,026365

0,134175

12

Quận

12

5
2,25

168639

27
,4

0,516746

0,160105

13

Q. Gò vấp

19,98

309586

42,9

2,172172

0,140187

14

Q. Tân Bình

29,51

579559

11
8
,8

2,863436

0,145801

15

Q. Bình Thạnh

20,61

403065

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

209806

58,3

0,545916

0,122971

18

H. Củ Chi

428,48

253116

411,2

0,540282

0,914600

19

H.
Hóc Môn

109,53

203303

86
,
2

0,689309

0,371367

20

H.
Bình Chánh

293,20

329332

146
,
1

0,366303

0,326115

21

H.
Nhà Bè

97,00

62804

40
,
3

0,265979

0,410802

22

H.

Cần Giờ

713,60

58155

36,7

0,051429

0,631072

Nguồn số liệu từ [14] (Phụ lục 2)

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
)

BTN

nóng
Nhựa
th ờng
Đá
dăm
C
ấp phối

sỏi đỏ
Tổng số
1.216

11.112.371

5.256.853

3.160.756

111.178

2.420.044

1

Quận 1

126

842.478

788.338

54.140



2

Quận 2

5

137.147


95.530


41.617

3

Quận 3

41

385.035

339.440

45.595



4

Quận 4

51

194.684

168.471

26.213



5

Quận 5

96

606.331

551.611

54.720



6

Quận

6

77

403.078

314.752

81.964


6.363

7

Quận

7

81

393.558

100.730

228.543

23.040


8

Quận

8

53

310.601

166.691

140.977

2.934


9

Quận

9

11

325.835

15.640

288.195


22.000

10

Quận

10

77

400.849

327.181

73.668



11

Quận

11

60

334.255

229.348

104.907



12

Quận

12

9

182.911

91.847

91.064

13

Q. Bình Thạ
nh

92

529.910

456.568

70.662

1.680


14

Q. Phú Nhuận

36

221.626

199.723

21.903

15

Q. Tân Bình

138

982.375

598.974

332.775

15.386

35.240

16

Q. Gò vấp

35

376.657

329.397

45.000

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

418.560

19

H.
Nhà Bè

11

206.333


102.695

22.820

66.030

20

H. Củ Chi

81

2.281.718

119.483

617.078

1.479.730

21

H.
Hóc Môn

33

473.220

50.817

287.431

468

134.504

22

H.
Cần Giờ

1

220.900

0

4.900

0

216.000

Nguồn số liệu từ [14](Phụ lục 2)
Hiện nay có một số thay đổi:
Tháng 11 năm 2003 Chính phủ cho phép th nh phố HCM tách: huyện Bình Chánh
l m 2 đơn vị h nh chính mới l Quận Bình Tân (10 ph ờng) v huyện Bình Chánh
(gồm 16 xã - thị trấn); tách Quận Tân Bình thành 2 đơn vị hành chính mới là Quận Tân
Phú và Quận Tân Bình.
- Do đó toàn Thành phố tính đến năm 2004 có tất cả 24 Quận - Huyện.
Trang 3
b/ Một số nhận xét:
ỉ Nền đ ờng ở khu vực Tp. HCM có thể xem xét và đánh giá ở 2 tr ờng hợp sau:
- Một là: đối với hệ thống đ ờng cũ đ ợc cải tạo nâng cấp nhìn chung nền
đ ờng là các mặt đ ờng cũ đ ợc xử lý
(1)
thì t ơng đối khá vững chắc. Tuy nhiên
do tình trạng và mức độ h hỏng có khác nhau nên c ờng độ nền đ ờng loại này
th ờng rất không đồng đều ngay cả trên cùng một tuyến đ ờng. Đồng thời do
yêu cầu mở rộng đ ờng, nền đ ờng phần mở rộng th ờng không làm việc tốt
cùng với phần nền đ ờng cũ. Tình trạng mặt đ ờng sau khi đ ợc sửa chữa
không đồng đều về c ờng độ, h hỏng cục bộ th ờng xuyên xảy ra.
- Hai là đối với đ ờng mới thì đa số đ ợc xây dựng trên nền đất yếu (tuỳ vùng
và mức độ yếu khác nhau - xem phần ch ơng III); khó khăn lớn vẫn là chất
l ợng xây dựng nền đ ờng trên đất yếu. Vật liệu xây dựng nền đ ờng chủ yếu

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

đ ờng này về cơ bản đã xây dựng hoàn chỉnh. Phổ biến là kết cấu áo đ ờng
mềm (lớp móng là cấp phối đá dăm, lớp mặt là BTN). Bên cạnh đó kết cấu áo
đ ờng cứng (bêtông xi măng) cũng đ ợc xây dựng cho các loại này. Đối với các
vùng ven khu vực trung tâm và ngoại thành, loại đ ờng này số ít đ ợc xây dựng
từ tr ớc, một số mới đ ợc xây dựng tuy nhiên nó cũng ch a đ ợc đầu t đúng
mức. Do đó hiện các tuyến này phần lớn đã bị bong tróc, xuống cấp đáng kể.
Ngoài ra vẫn còn đ ờng đất cấp phối thiên nhiên, tình trạng ngập úng vào mùa
m a diễn ra khá phổ biến. Loại đ ờng này phổ biến ở các quận mới nh : Tân
Phú, Bình Tân, Quận 6, Quận 2, Quận 9, Thủ Đức
Một hệ thống đ ờng khu vực dân c đáng phải nói đến đó là: đ ờng trong
các khu quy hoạch mới. Hầu hết đặc điểm chung là đ ờng đ ợc xây dựng trên
nền đất khá yếu, hệ thống giao thông th ờng là hoàn thiện tr ớc khi xây dựng
nhà khá lâu. Do đó sau một thời gian hiện t ợng h hỏng xảy ra khá nhiều (đặc
biệt là lúc diễn ra việc xây dựng nhà, do các ph ơng tiện vận chuyển nguyên vật
liệu thi công cộng với chất l ợng xây dựng đ ờng trên nền đất yếu còn kém,
ch a đạt chất l ợng cao).
+ Đ ờng trục ở các Quận - Huyện ngoại thành:
Trong những năm gần đây loại đ ờng này đ ợc xây dựng mới, cải tạo nâng
cấp t ơng đối nhiều. Kết cấu chủ yếu vẫn là áo đ ờng mềm. Lớp móng đ ợc
xây dựng bằng các loại vật liệu cấp phối thiên nhiên, cấp phối đá dăm, đá
macadam; lớp mặt phổ biến là bêtông nhựa nóng, láng nhựa.
1.2. Chất l ợng nền mặt đ ờng Tp Hồ Chí Minh:
Thời gian gần đây, Trung ơng và thành phố có nhiều cố gắng xây dựng và
cải tạo hệ thống giao thông khu vực TP, một phần cũng đáp ứng t ơng đối tốt
các yêu cầu về giao thông đặt ra. Các tuyến đ ờng cũ, lớp mặt bị nứt, bong tróc
cũng đã đ ợc tu bổ và sửa chữa rất nhiều đáp ứng các yêu cầu tr ớc mắt về giao
thông Thành phố. Nhiều dự án lớn đang đ ợc triển khai trong khu vực Thành
phố Hồ Chí Minh.
Mặt khác chất l ợng đ ờng khu vực thành phố Hồ Chí Minh vẫn còn một số
hạn chế nhất định thể hiện ở những điểm sau:

- 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

nh sau:
- Đối với các tuyến đ ờng cũ tình trạng h hỏng mặt đ ờng là xảy ra khá phổ
biến. Nguyên nhân thứ nhất có thể nói đến đó là thời gian khai thác của
đ ờng khá lớn nên hiện t ợng suy giảm c ờng độ, nhựa bị hoá già dẫn đến
chất l ợng loại mặt đ ờng này xuống cấp. Thứ hai: số l ợng ph ơng tiện
cũng nh tải trọng trục khai thác trong những năm gần đây tăng, nên loại kết
cấu nền mặt đ ờng này ch a đáp ứng các yêu cầu khai thác đặt ra. Ngoài các
nguyên nhân này còn có thêm những nguyên nhân trình bày d ới đây.
- Nguyên nhân h hỏng xảy ra là còn ở công tác quản lý, khai thác, bảo
d ỡng, công nghệ duy tu bảo d ỡng của ta thực hiện còn kém. Phổ biến hiện
nay trong việc cải tạo các tuyến đ ờng này là: xử lý bù vênh và thảm thêm
Trang 6
lớp BTN (loại này là phổ biến nhất, rất ít tr ờng hợp sử dụng BTXM). Chất
l ợng xử lý cải tạo hiện nay t ơng đối thấp, nguyên nhân chủ yếu là: chúng
ta ch a có những giải pháp xử lý triệt để tốt hơn, một mặt nguồn vốn duy tu
cải tạo của chúng ta còn hạn chế, thời gian để thực hiện công tác xử lý
th ờng không thuận lợi, đặc biệt là các tuyến đ ờng trong nội thành, thời
gian chủ yếu là ban đêm. Mặc khác việc quản lý khai thác duy tu bảo d ỡng
các con đ ờng còn có khó khăn ở chỗ: các kết cấu áo đ ờng của ta hiện nay
rất không thống nhất.
- Nhìn chung c ờng độ nền đ ờng th ờng thấp mà hiện tại các giải pháp xử lý
nền đất yếu cũng còn gặp nhiều hạn chế đặc biệt là về giá thành xây dựng,
nhận thấy một nền đ ờng có xử lý nền đất yếu và không xử lý th ờng chênh
lệch đáng kể về chi phí xây dựng.
- Chất l ợng vật liệu xây dựng hiện nay của cả n ớc nói chung, của khu vực
thành phố Hồ Chí Minh nói riêng còn nhiều hạn chế. Một số loại vật liệu
không đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kỹ thuật của tiêu chuẩn quy trình hiện
hành, tuy nhiên có nhiều nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan chúng ta
vẫn sử dụng những loại vật liệu này.
- Vấn đề kiểm tra, đánh giá kiểm soát chất l ợng vật liệu lẫn chất l ợng xây

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.

2. Lựa chọn đề tài nghiên cứu:
Trên cơ sở những phân tích trên tác giả lựa chọn đề tài: Nghiên cứu LựA
CHọN GIảI PHáP HợP Lý CHO KếT CấU mặt đ;ờng GIAO THÔNG ĐÔ
THị THàNH PHố Hồ CHí MINH nhằm giải quyết các mục tiêu chính sau:
a/ Phân tích các dạng kết cấu theo các điều kiện sử dụng thích hợp về mặt lý
thuyết, tính toán, kinh nghiệm sử dụng và sự phù hợp với xu thế hiện đại đã và
đang đ ợc áp dụng ở các n ớc.
b/ Đề xuất các dạng kết cấu áo đ ờng hợp lý về sử dụng vật liệu, công nghệ thi
công, chi phí đầu t xây dựng, quản lý khai thác duy tu bảo d ỡng.
c/ Phân tích hiệu quả kinh tế và đề xuất các giải pháp sử dụng hợp lý.
d/ Đ a ra một số h ớng dẫn trong thi công và quản lý chất l ợng.
3. Sự cần thiết của đề tài:
Qua tìm hiểu về kết cấu mặt đ ờng và chất l ợng khai thác cộng với định
h ớng phát triển giao thông trong t ơng lai cho khu vực Tp. HCM; tác giả nhận
thấy rằng cần có một số nghiên cứu sâu hơn về các vấn đề sau:
- Vấn đề thứ nhất: gìn giữ và nâng cao chất l ợng khai thác của các loại kết cấu
mặt đ ờng ở Tp. HCM nói riêng và ở Việt Nam nói chung nh thế nào để đáp
ứng nhu cầu phát triển vận tải trong những năm tới.
- Vấn đề thứ hai: Kết cấu mặt đ ờng truyền thống hiện nay đã và đang sử dụng ở
khu vực Tp. HCM vẫn còn bộc lộ một số hạn chế nhất định, cần có những
nghiên cứu đánh giá cụ thể về nó.
- Vấn đề thứ ba: Tại các cơ quan quản lý đ ờng đô thị cho thành phố ch a có sự
thống nhất trong việc lựa chọn kết cấu mặt đ ờng; do vậy vấn đề quyết định đầu
t , lựa chọn công nghệ thi công, đảm bảo chất l ợng trong thiết kế và thi công,
Trang 8
công tác duy tu bảo d ỡng đối với kết cấu mặt đ ờng vẫn còn gặp những khó
khăn nhất định.
- Vấn đề thứ t : mỗi một thành phố, một quốc gia cần có sự nghiên cứu và đ a ra
những kết cấu định hình; đó cũng là xu h ớng đúng đắn và khá phổ biến ở một
số quốc gia có hệ thống giao thông phát triển trên thế giới.

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

- Năm 2006 có đề tài nghiên cứu xây dựng catalog kết cấu áo đ ờng mềm cho
khu vực đ ờng phố chính khu vực thành phố Hồ Chí Minh Phan Chí Khánh -
ĐH BK Tp HCM. Tuy nhiên tác giả chỉ mới đề cập đến cấu tạo áo đ ờng cho
đ ờng phố chính.
Nhận xét chung: Các đề tài th ờng đi về một mảng riêng hoặc một địa
ph ơng nào để nghiên cứu. Với đặc thù là một thành phố lớn nhất đất n ớc nh
TP. HCM thì yêu cầu cần có một số kết cấu điển hình phù hợp cho từng khu vực
trong thành phố.
III. H;ớng giảI quyết của đề tài:
1. Nội dung thực hiện trong đề tài:
- Điều tra thu thập các số liệu có liên quan nh : mạng l ới giao thông (đ ờng sá,
ôtô), vật liệu xây dựng kết cấu mặt đ ờng, điều kiện địa chất, khí hậu thời tiết
của khu vực thành phố Hồ Chí Minh.
- Nghiên cứu về lý thuyết các giải pháp cấu tạo hợp lý cho kết cấu mặt đ ờng.
- Lập kết cấu mặt đ ờng hợp lý phù hợp cho đ ờng ôtô ở khu vực TP. HCM.
2. Kết quả của đề tài:
- Đề xuất một số giải pháp kết cấu áo đ ờng định hình trong từng điều kiện cụ thể
của đ ờng khu vực thành phố Hồ Chí Minh.
- Đ a ra cái nhìn tổng quan và cơ sở khoa học về kết cấu áo đ ờng áp dụng cho
khu vực thành phố Hồ Chí Minh.
- Góp phần h ớng dẫn và định h ớng áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào việc
quản lý, xây dựng và sửa chữa đ ờng khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.
3. Quy mô của đề tài:
Thuyết minh: Đề tài bao gồm 5 ch ơng, 105 trang,
Phụ lục: 5

Trang 10
CHƯƠNG II.
C
C

ơ
ơ


s
s
ở
ở


l
l
ý
ý


t
t
h
h
u
u
y
y
ế
ế
t
t

t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


v
v
i
i
ệ
ệ
c
c


đ
đ
ề
ề


x
x

u
u
ấ
ấ
t
t


k
k
ế
ế
t
t


c
c
ấ
ấ
u
u


m
m
ặ
ặ
t
t

đ
đ


ờ
ờ
n
n
g
g


h
h
ợ
ợ
p
p


l
l
ý
ý


c
c

h
h
o
o


k
k
h
h
u
u


v
v
ự
ự
c
c


t
t
p
p
.
.

H
H
c
c
m
m


I. Cơ sở lý thuyết để xây dựng kết cấu mặt đ;ờng hợp lý.
1. Các ph ơng pháp lý thuyết:
Cơ sở của nhóm ph ơng pháp này là dựa trên việc nghiên cứu ứng suất do xe
chạy gây ra trong các lớp mặt đ ờng và so sánh các ứng suất này với c ờng độ
cho phép của vật liệu làm đ ờng. Các ph ơng pháp thuộc nhóm này nh sau:
- Ph ơng pháp Jones ở Anh.
- Ph ơng pháp Jeuffroy Bachelef và ph ơng pháp Alizé 3, 5 ở Pháp.
- Ph ơng pháp N.N Ivanov và ph ơng pháp dựa trên quy trình BCH 46-
82 của Liên Xô tr ớc đây.
1.1. Ph ơng pháp theo 22 TCN 211-06 (Bộ GTVT):
1.1.1. Nội dung ph ơng pháp:
Công tác thiết kế áo đ ờng mềm gồm các nội dung chủ yếu sau:
- Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đ ờng: Nội dung chính ở đây là chọn và bố
trí hợp lý các lớp vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp
áo đ ờng, chọn các giải pháp tăng c ờng độ và sự ổn định c ờng độ trong
khu vực tác dụng (bao gồm cả các giải pháp thoát n ớc nếu cần, cho các lớp
kết cấu nền áo đ ờng).
Việc thiết kế cấu tạo này có ý nghĩa hết sức quan trọng vì thực tế có
nhiều yêu cầu không thể giải quyết bằng biện pháp tính toán, đặc biệt là để
hạn chế tác dụng phá hoại bề mặt do xe cộ và do các tác nhân môi tr ờng thì
chỉ có thể giải quyết bằng biện pháp cấu tạo thích hợp.
- Tính toán kiểm tra c ờng độ chung và c ờng độ trong mỗi lớp kết cấu áo

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

các lớp là hoàn toàn liên tục d ới tác dụng của tải trọng bánh xe (đ ợc mô
hình hoá là tải trọng phân bố đều hình tròn t ơng đ ơng với diện tích tiếp
xúc của bánh xe trên mặt đ ờng), đồng thời kết hợp với kinh nghiệm sử
dụng và khai thác đ ờng trong nhiều năm để đ a ra các quy định về các tiêu
chuẩn giới hạn cho phép.
1.1.2. Các thông số tính toán
a) Tải trọng và l u l ợng xe chạy:
Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn:
Khi tính toán c ờng độ của kết cấu nền áo đ ờng theo 3 tiêu chuẩn nêu trên,
tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn đ ợc quy định là trục đơn của ô tô có trọng
l ợng 100 kN đối với tất cả các loại áo đ ờng mềm trên đ ờng cao tốc, trên
đ ờng ô tô các cấp thuộc mạng l ới chung và cả trên các đ ờng đô thị từ cấp
khu vực trở xuống. Riêng đối với kết cấu áo đ ờng trên các đ ờng trục chính đô
thị và một số đ ờng cao tốc hoặc đ ờng ô tô thuộc mạng l ới chung thì tải trọng
trục tính toán tiêu chuẩn đ ợc quy định là trục đơn trọng l ợng 120 kN. Các tải
trọng tính toán này đ ợc tiêu chuẩn hoá nh ở Bảng 2.1.
Các đặc tr ng của tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn Bảng 2.1
Tải trọng trục tính toán tiêu
chuẩn, P (kN)
áp lực tính toán lên mặt
đ ờng, p (Mpa)
Đ ờng kính vệt bánh xe,
D (cm)
100 0.6 33
120 0.6 36
Trang 12
b) Yêu cầu đối với việc điều tra loại đất nền và các đặc tr ng cơ lý của đất nền
Phạm vi và đối t ợng điều tra:
Đối với đoạn nền đắp, đối t ợng điều tra là các loại đất dùng để đắp
trong phạm vi khu vực tác dụng .

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

trạng thái tự nhiên;
kmax
là dung trọng khô của đất đó sau đầm nén
tiêu chuẩn);
- Các đặc tr ng cho c ờng độ chịu cắt tr ợt (lực dính C và góc nội ma
sát ) t ơng ứng ở trạng thái chặt, ẩm dự kiến thiết kế đối với đất đắp
và t ơng ứng ở trạng thái tự nhiên ở mùa bất lợi nhất đối với đất nền
đào;
- Chỉ số sức chịu tải CBR trong điều kiện có ngâm mẫu bão hoà n ớc 4
ngày đêm và trị số mô đun đàn hồi E
0
thí nghiệm (trong phòng hoặc
hiện tr ờng) t ơng ứng ở trạng thái chặt, ẩm tự nhiên bất lợi nhất đối
với nền đào và t ơng ứng với độ ẩm tính toán đối với đất nền đắp.
c) Yêu cầu về việc điều tra và thử nghiệm vật liệu làm các lớp áo đ ờng:
Phải điều tra xác định nguồn cung cấp, chất l ợng, trữ l ợng các loại vật
liệu hạt và các loại vật liệu dùng làm chất liên kết;
- Đối với các loại vật liệu hạt (đất, cát, sỏi cuội, đá nghiền, cấp phối các
loại, tro bay hoặc xỉ phế thải công nghiệp) dùng riêng rẽ hoặc dùng để gia
cố với các chất liên kết đều phải thử nghiệm đánh giá chất l ợng sử dụng
của chúng theo các chỉ tiêu yêu cầu phù hợp với tiêu chuẩn thi công và
nghiệm thu các lớp kết cấu áo đ ờng mềm hiện hành t ơng ứng với mỗi loại
vật liệu đó. Tr ờng hợp ch a có tiêu chuẩn quy định thì t vấn thiết kế có thể
tự nghiên cứu tham khảo các tài liệu trong và ngoài n ớc để đề xuất các chỉ
Trang 13
tiêu yêu cầu nh ng các chỉ tiêu này phải đ ợc xét duyệt và chấp thuận của
các cơ quan quản lý kỹ thuật có thẩm quyền.
- Đối với các loại chất liên kết hữu cơ (các loại nhựa đ ờng) và chất liên
kết vô cơ (xi măng, vôi) là những th ơng phẩm có xuất xứ rõ ràng, có
chứng chỉ kèm các chỉ tiêu chất l ợng sản phẩm quen dùng phù hợp với yêu

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

tính toán đ ợc chỉ là gần đúng với sự làm việc thực tế của kết cấu áo đ ờng.
Trang 14
- Các toán đồ đ ợc lập với hệ hai lớp, nếu hệ có nhiều hơn hai lớp thì phải dùng
công thức tính đổi các lớp trên nguyên tắc độ cứng t ơng đ ơng, việc tính đổi và
hệ số hiệu chỉnh thêm vào chỉ gần đúng.
- Hiện nay, một số quy trình (Trung Quốc, Liên Xô ) và các sách đã có kết quả
giải hệ đàn hồi ba lớp, việc tính đổi sẽ chính xác hơn. Mặt khác với sự phát triển
của máy tính điện tử thì việc giải chính xác bài toán hệ đàn hồi nhiều lớp không
là vấn đề quá khó khăn nữa; nên chăng có các nghiên cứu theo h ớng này.
- Ch a có cách tính toán trực tiếp c ờng độ và độ ổn định của tầng mặt áo đ ờng
d ới tác dụng của lực ngang và ch a có cách tính bề dày các lớp áo đ ờng d ới
tác dụng của nhiệt độ và chế độ thay đổi nhiệt độ.
- Tiêu chuẩn giới hạn thứ 2, kiểm toán theo tiêu chuẩn tr ợt trong nền đất và các
lớp vật liệu kém dính, nếu kết cấu áo đ ờng đ ợc đặt trên nền cát hoặc t ơng tự
cát có lực dính đơn vị (c = 0) hoặc c 0 thì tiêu chuẩn này không kiểm toán
đ ợc vì vế phải K.c = 0 (!).
1.2. Ph ơng pháp tính toán theo JTJ014-86 (Trung Quốc)
1.2.1. Nội dung ph ơng pháp:
Trên cơ sở nghiên cứu và thực tiễn nhiều năm, quy phạm thiết kế áo đ ờng
mềm hiện hành của Trung Quốc đã sử dụng lý thuyết hệ nhiều lớp đàn hồi d ới
tác dụng của tải trọng phân bố đều trên hai vòng tròn làm cơ sở để tiến hành
tính toán và thiết kế kết cấu áo đ ờng. Riêng trong thiết kế cải tạo mặt đ ờng
thì cũng có thể sử dụng ph ơng pháp kinh nghiệm.
Theo tiêu chuẩn này, khi giải bài toán hệ đàn hồi nhiều lớp đã đ a vào các
giả thuyết sau đây:
a) Mỗi lớp đều do một loại vật liệu đồng nhất, đẳng h ớng, đàn hồi và xem nh
không có trọng l ợng tạo ra; thông số đàn hồi của vật liệu này đ ợc đặc
tr ng bởi modun đàn hồi E
i
và tỷ số Poisson à

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

công cơ giới với quy mô lớn thì mỗi đoạn không nên d ới 1000m) để xác
định trị số modun đàn hồi của nền đất cho từng đoạn.
- Dự kiến một số ph ơng án bố trí kết cấu và bê tông áo đ ờng có khả năng
thực hiện, xác định trị số modun đàn hồi của vật liệu các lớp.
- Xác định bề dày áo đ ờng dựa theo độ võng cho phép.
- Đối với mặt bê tông nhựa của đ ờng cao tốc, đ ờng cấp I, đ ờng đô thị và
với lớp móng bằng vật liệu có tính toàn khối thì còn cần nghiệm toán xem
ứng suất kéo - uốn của chúng có thoả mãn yêu cầu về ứng suất kéo - uốn cho
phép hay không. Nếu không đáp ứng yêu cầu thì phải điều chỉnh bề dày các
lớp kết cấu áo đ ờng hoặc thay đổi bố trí kết cấu áo đ ờng, hoặc điều chỉnh
tỷ lệ phối hợp vật liệu để tăng thêm c ờng độ chịu kéo - uốn giới hạn , sau
đó lặp lại các tính toán.
- Đối với lớp mặt rải nhựa của đ ờng đó thì còn cần nghiệm toán xem ứng
suất cắt trong lớp đó có thoả mãn đủ yêu cầu về ứng suất cắt cho phép hay
không; nếu không thoả mãn đủ thì phải điều chỉnh thành phần vật liệu để
tăng c ờng độ chống cắt.
- Đối với mặt đ ờng cấp cao và cấp cao thứ yếu của vùng đóng băng theo mùa
thì còn cần nghiệm toán bề dày lớp móng chống đóng băng xem có phù hợp
với yêu cầu không.
b/ Thiết kế cải tạo mặt đ ờng:
- Tiến hành điều tra kỹ thuật đối với mặt đ ờng cũ hiện có, thu thập các số
liệu thiết kế.
Trang 16
- Dựa vào yêu cầu trong văn bản nhiệm vụ thiết kế, xác định cấp hạng mặt
đ ờng và loại lớp mặt, tính toán trị số độ võng cho phép.
- Dựa vào loại hình khô ẩm và loại đất, dựa vào trị số độ võng xấp xỉ nhau của
đoạn đ ờng và các nhân tố khác để chia tuyến đ ờng thành các đoạn. Xác
định trị số độ võng tính toán cuả từng đoạn.
- Tính toán bề dày mặt đ ờng theo công thức tăng c ờng.
- Đối với vùng có đóng băng theo mùa thì còn cần nghiệm toán bề dày lớp

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

NN
1
)1(
365]1)1[(
(2.4)
Trong đó:
N
e
: là số lần thông qua trục t ơng đ ơng tích luỹ trên một làn xe trong
thời hạn thiết kế;
t : là số năm trong thời hạn thiết (năm) xem bảng 5-2 phụ lục 5,
N
1
: là số trục t ơng đ ơng trung bình ngày của năm đầu tiên sau khi
hoàn thành mặt đ ờng (số trục/ngày);
: là suất tăng tr ởng trung bình năm của l ợng giao thông trong thời
hạn thiết kế.
: là hệ số làn xe xem bảng 5-3 phụ lục 5.
c) Trị số modun đàn hồi của đất nền và của vật liệu mặt đ ờng.
- Đặc tr ng tính toán của đất nền:
Trang 17
Khi thiết kế áo đ ờng modun đàn hồi của nền đ ờng đ ợc lấy vào mùa bất
lợi nhất. Trong tr ờng hợp nền đ ờng ch a xây dựng thì thông qua ph ơng
pháp kinh nghiệm để tính.
- Đặc tr ng tính toán của vật liệu:
Modun đàn hồi E, hệ số nở hông đ ợc xác định bằng thực nghiệm là đặc
tr ng quan trọng nhất của vật liệu. Trị số này lấy tuỳ thuộc điều kiện kiểm
toán và điều kiện làm việc của vật liệu.
Thông th ờng có hai loại ph ơng pháp xác định E kháng nén của vật liệu
áo đ ờng: Ph ơng pháp đo ép cả lớp vật liệu, ph ơng pháp tính ng ợc theo lý

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

Hình 2.1. Toán đồ của Hiệp hội kỹ s quân đội Mỹ

Corps of Engineers
2.1. Ph ơng pháp CBR.
Ph ơng pháp CBR do OJ Porter ở Viện đ ờng bộ bang California đề xuất
năm 1938, sau 14 năm tiến hành thí nghiệm trên các đ ờng của bang này, Porter
đã tìm đ ợc mối quan hệ thực nghiệm giữa chỉ số CBR của đất (xác định bằng
thí nghiệm nén CBR quy định) với chiều dày tối thiểu của mặt đ ờng bảo đảm
không bị phá hoại do sinh ra biến dạng dẻo trong đất đó.
Và đã lập đ ợc toán đồ tìm chiều dày cần thiết của móng đ ờng cho hai cấp
giao thông trung bình - nặng (t ơng đ ơng với bánh xe 5,4T) và giao thông nhẹ
(bánh xe 3,1T) nh vẽ ở hình 2.1.
Peltier đã dựa trên các đ ờng cong của toán đồ này tìm ra biểu thức chung
sau để tính chiều dày mặt đ ờng:
5
150100
+
+
=
CBR
P
e (2.5)
Trong đó:
e : chiều dày mặt đ ờng (cm)
P : trọng l ợngbánh xe (tấn)
CBR : tính bằng %

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.

(Tham khảo các toán đồ Hình 5.2 (Phụ lục 5))
2.3. Thí nghiệm của AASHTO (Association American of State Highway and
Transportation Oficials) và các ph ơng pháp dựa trên kết quả của thử nghiệm.
Thí nghiệm về đ ờng của AASHTO tiến hành ở bang Illinois (Mỹ) từ năm
1958 - 1962 đã xác định đ ợc các vấn đề chủ yếu sau:
- Khi tác dụng trùng phục và tải trọng trục của ôtô càng lớn thì chiều dày
mặt đ ờng càng dày.
- Giữa tác dụng của các ôtô có tải trọng trục bánh khác nhau và áp lực hơi
trong bánh khác nhau có tồn tại một quan hệ hằng số nhất định. Từ đó có
thể xác định hệ số quy đổi ôtô các loại về ôtô tính toán.
- Chiều dày quy đổi của kết cấu mặt đ ờng có thể tính theo công thức sau:
H
qđ
= a
1
h
1
+ a
2
h
2
+ a
3
h
3
(2.6)
a
1
, a
2

, 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:

Dựa trên việc phân tích các kết quả thí nghiệm của AASHTO, ph ơng
pháp này xác định chiều dày quy đổi H
qđ
của áo đ ờng theo trị số CBR và
tổng số lần đi qua của ôtô tính toán theo toán đồ hình 5.4 - phụ lục 5.
Chiều dày của các lớp kết cấu xác định theo công thức (2.6) với :
a
1
= 2, a
2
= 1, a
3
= 0,75
H
qđ
= 2

h
1
+ h
2
+ 0,75

h
3
(2.8)
Toán đồ tính chiều dày áo đ ờng theo ph ơng pháp Shook và Finn hình 5.4 -
phụ lục 5.
2.3.2 Ph ơng pháp Lidde:
Cũng xác định chiều dày tính đổi của áo đ ờng theo công thức (2.6)

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.

Nếu số lần trùng phục tải trọng trong một ngày đêm lớn hơn 5000 thì
chiều dày áo đ ờng đ ợc tăng lên đến giá trị:
H = H
o
(0,177 + 0,223lgN) (2.10)
Việc tính toán áo đ ờng đ ợc tiến hành theo hai giai đoạn:
- Tất cả tải trọng cho trong hình 5.6 (Toán đồ) - phụ lục 5, đ ợc đổi về
tải trọng tính toán (trục bánh 8,2t).
- Xác định chiều dày tổng cộng theo hình 5.6 (Toán đồ) - phụ lục 5.