Lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý tỉnh Nghệ An

Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
CHNG 1
T VN NGHIấN CU
1.1- T VN V NHIM V NGHIấN CU.
1.1.1- Tỡnh hỡnh c im chung ca ng giao thụng tnh Ngh An:
Tnh Ngh An nm v trớ trung tõm vựng Bc Trung B, trờn tuyn giao
lu Bc Nam v ng xuyờn ụng Tõy, cỏch th ụ H Ni 300Km v
phớa Nam. Theo ng 8 cỏch biờn gii Vit Lo khong 80 Km v biờn gii
Lo Thỏi Lan gn 300 Km. V trớ a lý ny to cho tnh cú rt nhiu iu kin
thun li phỏt trin kinh t v xó hi. Tnh Ngh An bao gm 20 n v hnh
chớnh cp huyn v th xó: Thnh ph Vinh, th xó Ca Lũ, th xó Thỏi Hũa, cú
10 huyn min nỳi: huyn Thanh Chng, huyn K Sn, huyn Tng Dng,
huyn Con Cuụng, huyn Anh Sn, huyn Tõn K, huyn Qu Phong, huyn
Qu Chõu, huyn Qu Hp, huyn Ngha n; 7 huyn ng bng: huyn ụ
Lng, huyn Nam n, huyn Hng Nguyờn, huyn Nghi Lc, huyn Din
Chõu, huyn Qunh Lu, .
1.1.1.1- Tng quan mng li giao thụng ng b tnh Ngh An:
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 1
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Ngh An hi nhp cỏc tuyn ng giao thụng: ng b, ng st,
ng thy, ng khụng v ng bin. Bờn cnh ng biờn gii di 419 Km
v 82 Km b bin, tnh cũn cú sõn bay Vinh, cng Ca Lũ, kt cu h tng ang
c nõng cp, m rng v xõy dng mi ó to cho Ngh An cú nhiu thun
li trong giao lu kinh t - xó hi vi c nc, khu va v quc t.
HIN TRNG MNG LI GIAO THễNG NG B TNH
NGH AN
ng H Chớ Minh qua a phn Tnh Ngh An t Lm La (Ngha n),
tuyn i qua a phn huyn Ngha n, Tõn K, Anh Sn v Thanh Chng
Quc l : Trờn a phn tnh Ngh An theo trc Bc - Nam cú 02 quc l
chớnh gm: QL1A, QL15A .

Theo trc ụng - Tõy cú QL7. QL46, QL48
Tnh l: Gm cỏc tnh l chớnh: TL 545, TL534 v TL538 ,TL598.
TL533 ,TL540 ,TL537 , TL 535 vv
ng H Chớ Minh.
ng H Chớ Minh trờn a phn tnh Ngh An qua cỏc huyn: Nghia
n, Tõn K, Anh Sn, Thanh Chng v giao ct vi QL7 ti Km 50+517
thuc xó Khai Sn huyn Anh Sn v giao QL48 ti ụng Hiu. Theo quy
hoch ng gm 4 ữ 6 ln xe, trc mt thi cụng 2 ln xe theo tiờu chun
ng cp III. hon thnh a vo khai thỏc nm 2004. D ỏn ng H Chớ
Minh l D ỏn ln cụng trỡnh mang tớnh chin lc trong s phỏt trin kinh t
v ANQP.
Quc lụ 1A.
L mt trong nhng tuyn quan trng nht ca c nc núi chung, khu
vc min Trung núi riờng. Trong nm 1999 v 2000 ó c u t nõng cp ci
to t tiờu chun cp III ng bng. Vn tc khai thỏc t V = 60 ữ 80km/h.
Mt ng rng 7,5m, gia c l: 2,0 ữ 2,5m. Tỡnh trng nn mt ng c bn l
n nh.
Quc l 7.
Quc l 7 (Km 0) ti ngó ba th trn Din Chõu (km 425 quc l 1A) n
km 225 ti ca khu Nm Cn di 225 km ni km1570 QL 13 ca Lo. Tuyn
qua cỏc huyn Din Chõu (Km0+00),Yờn Thnh (Km19+00) ,ụ Lng
(Km33+00),Anh Sn (Km59+00), Con Cuụng (Km91+00), Tng Dng
(Km00), K Sn (Km202+00), ca khu Nm Cn (Km225), QL7 hin nay ang
c nõng cp ci to t tiờu chun ng cp III v cp IV min nỳi (TCVN-
4054-1985).
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 2
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Quc l 15A.
Xut phỏt t bói Sang ti Km 118+000 trờn QL6 qua cỏc tnh Ho Bỡnh,

Thanh Hoỏ, Ngh An, H Tnh, Qung Bỡnh, Qung Tr v kt thỳc ti Km 725
QL1A. Trờn a phn tnh Ngh An tuyn i qua cỏc huyn: Ngha n, Tõn
K, ụ Lng, Thanh Chng v Nam n. on t Ngha n n Tõn K
di 47km hin ti cú chiu rng nn ng: 6m, chiu rng mt ng: cp phi
i 3.5m. on t Tõn K ữ Nam n di 64km, hin ti cú chiu rng nn
ng 6 6,5m, Bmt 3,5 5,5m cp phi i .
Cp ng: Tng ng cp V, tỡnh trng nn mt ng n nh. Mt
xe 150/ngy ờm.
Quc l 46.
Quc l 46 t th xó Ca lũ -Vinh -Nam n - Ca khu Thanh Thu
Hin ti on t Th xó Ca Lũ - TP Vinh - Th trn Nam n c nõng cp
ci to. Cp ng tng ng tiờu chun ng cp III v mt s on theo
tiờu chun ng ụ th (Thnh ph Vinh - Th trn Hng Nguyờn, Th trn
Nam n). on t th trn Nam n - R (Thanh Chng) ó thi cụng xong
theo tiờu chun ng cp IIIb, Bn=12m; Bm= 7m. on t R - ng H
Chớ Minh theo tiờu chun cp IIImn; Bn=9m, Bm=7m,. on t ng H Chớ
Minh - Ca khu Thanh Thu ang c xõy dng theo tiờu chun ng cp
IV, Bn= 7,5m, Bm=5,5m.Cu, cng xõy dng vnh cu, ti trng H30 - XB 80.
Quc l 48.
Quc l 48 ni t QL1A (Ngó ba Yờn Lý) huyn Din Chõu, tnh NA n
trung tõm huyn Qu Phong di 122km, qua cỏc huyn Din Chõu, Qunh Lu,
Ngha n, Qu Hp, Qu Chõu, Qu Phong.
Hin nay ton tuyn ó c cỏn ỏ dm, lỏng nha, t tiờu chun ng cp
IV v cp V
- Chiu rng nn ng: Bnn = 6,0m 6,5m
- Chiu rng mt ng: Bmt = 3,5m (5.5m) lỏng nha,
T km13+00-km34+00 trong nm 2000 vi ngun vn WB ó ci to mt
ng ,thm BT nha .
D ỏn nõng cp ci to QL48, on km0+00-km20+00 ó c B GTVT
phờ duyt ti Q s 046/2003/Q-BGTVT ngy 8/1/2003. Bn=9m, Bm=7m

ang c trin khai bc TKKT.
Xột theo mụ hỡnh kt cu, ng giao thụng tnh c chia thnh cỏc loi
sau:
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 3
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Loi 1: Nhng ng cú nn ng c xõy dng t trc, kt cu mt
ng thng c xõy dng bng vt liu dng ht nh cp phi si i, ỏ
thi hn hp, cp phi ỏ dm c t trc tip trờn nn t (nn t i, nn
t dớnh ly t thựng u, cỏc m vt liu khu vc lõn cn do iu kin lu lốn
khụng m bo nờn nn mt ng c thng khụng t cht K95-K98).
Loi mt ng ny thng b hin tng cao su, g nờn thng xuyờn phi
duy tu sa cha.
Loi 2: Nhng on ng c u t xõy dng trờn ng c trong
nhng nm gn õy theo tiờu chun ng ng cp III, cp IV, cp V cú kt
cu mt ng bao gm 15-20cm ỏ thi, 15-20cm ỏ (4 x 6) v lp mt 12-15
cm lỏng nha 2 3lp tiờu chun 3.0 4.5kg/m
2
, hoc cp phi ỏ dm lỏng
nha. Cỏc lp kt cu ny u t trờn nn mt ng c khụng c gia c
hoc dng ỏ dm tri tm trỏnh trn trt . Loi ny theo thit k cú mụ un
n hi E 91 MPa cht lng ỏ khỏ tt, tuy vy trong quỏ trỡnh khai thỏc s
dng xut hin nhng h hng nh rn nt, cao su, g, bong bt. c bit cú
mt s on tuyn cú kt cu mt ng ỏ dm lỏng nha khi c nõng cp
ci to ch c nõng cp lp mt bng mt lp thm dy khong 5-7cm. i
vi nhng on tuyn ny, qua theo dừi trong quỏ trỡnh khai thỏc s dng
thng xut hin hin tng lỳn, vừng, mt ng khụng bng phng.
Loi 3: Cỏc tuyn ng quc l, ng tnh, ng trong thnh ph lm
mi hon ton hoc ci to cú kt cu mt ng thng l: lp múng di 16-
24cm cp phi ỏ dm loi 2, lp múng trờn 15-20cm cp phi ỏ dm loi 1,

mt ng bờ tụng nha ht trung 5-7cm, lp mt trờn bờ tụng nha ht mn 3-
5cm. c im chớnh ca cỏc loi ng ny l cng lỳc mi xõy dng
xong tng i cao (120-180MPa) nhng sau mt vi nm khai thỏc ó xut
hin cỏc hin tng rn nt, gn súng do cht lng nn múng khụng m bo
yờu cu (do thi cụng, do nh hng cỏc ngun gõy m nh nc ngm, nc
ng thng xuyờn), do iu tra lu lng xe v ti trng xe thit k khụng hp
lý.
1.1.1.2- Cht lng ng giao thụng tnh Ngh An:
Qua cỏc kt qu nghiờn cu, cỏc s liu iu tra, kho sỏt v qua thc t
thi cụng, khai thỏc ng, cht lng ng giao thụng tnh Ngh An c
ỏnh giỏ túm tt nh sau:
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 4
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
- i vi cỏc tuyn ng, on tuyn cú kt cu mt l ng t, mt
ng cp phi: Xut hin nhiu g, cao su, mt ng b bong bt lm cn
tr giao thụng, mt an ton cho cỏc phng tin c gii, ngi tham gia giao
thụng Thng xuyờn phi duy tu mi m bo khai thỏc s dng c.
- i vi cỏc tuyn cú kt cu mt ng ỏ dm lỏng nha: thng xut
hin hin tng nt, v mt ng: QL15A, QL48, cỏc ng tnh
- i vi on ng c ci thin mt bng mt lp thm: Thng
xut hin hin tng lỳn, vừng khụng ng u ch yu nm khu vc dc
ng QL1A
- i vi cỏc on ng c nõng cp ci to lm mi bng lp múng
cp phi ỏ dm, mt ng bng bờ tụng nha : Cú mt s on tuyn xut
hin hin tng lỳn, ln súng, rn nt thm chớ mt ng b phỏ v c th
nh trờn Ql1A on gn trm thu phớ cu ng, ng H Chớ Minh
MT S HèNH NH HIN TRNG MT NG TRONG TNH
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 5

Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
1.1.1.1- Nguyờn nhõn gõy ra h hng kt cu mt ng tnh Ngh An:
Qua cỏc nghiờn cu, tỡm hiu thc tin trong quỏ trỡnh khai thỏc s dng
cho thy nguyờn nhõn gõy ra h hng do:
- ng giao thụng tnh Ngh An c xõy dng qua nhiu thi k v
c nõng cp khụng ng b, ch phc v ch yu cho cỏc dũng xe cú ti trng
nh. Hin nay, do nn kinh t phỏt trin mnh, thụng thng gia cỏc vựng m
ca, Ngh An ún rt nhiu cỏc doanh nghip nc ngoi vo u t trờn a
bn tnh, ng thi Ngh An cng l ni cú ngun vt liu phc v trong xõy
dng khỏ di do cung cp i cỏc tnh. Vỡ vy, tc phỏt trin xe nhanh
chúng mt, mt xe lu thụng dy c; phỏt trin nht l cỏc dũng xe chuyờn
ch vt liu, hng hoỏ cú ti trng nng.
Trong khi ú vic nõng cp ci to mng li giao thụng ng b vn
cha ỏp ng c kp thi, cha ng u v kt cu chu ti trng, do vy
phn ln h thng kt cu ỏo ng khụng ỏp ng c v ti trng khai thỏc
thc t.
- Cng nn ng thp, t nn ch yu l t ỏ sột, khụng cht bóo ho
nc, trong quỏ trỡnh kho sỏt thit k khụng tuõn th nguyờn tc thit k
Nguyờn tc thit k tng th nn - ỏo ng nờn dn n tỡnh trng kt cu ỏo
ng sm b phỏ v.
- Do ti trng trựng phc nhiu trờn ng gõy hin tng phỏ hu kt cu
ỏo ng. Thng hin tng nt mi ú l du hiu bỏo mt ng ó chu ti
s lng ti trng trc thit k tớnh toỏn. Cỏc vt nt xut hin sm hn mt
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 6
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
s tuyn nh T532, T533, T539, T542 l do ti trng v lu lng giao
thụng cha c ỏnh giỏ khụng ỳng mc.
- i vi cỏc tuyn i qua vựng ng chiờm trng thng hai bờn ng l
mng ti, nn ng thng xuyờn ngp nc, cỏc cụng trỡnh thoỏt nc

cha ng b, hoc ó c u t thi cụng nhng do ý thc ca ngi dõn cũn
kộm nh lp rónh dc, ngn cng nờn ng thng xuyờn b ngp nc, cng
nn mt ng gim.
- Vic kim soỏt cht lng trong quỏ trỡnh thi cụng cha tt c th nh:
+ i vi vt liu: Ct liu ỏ thi hn hp mt s tuyn ng liờn thụn
phn ln l tn dng nờn cht lng khụng m bo (cng , trũn cnh,
hm lng hu c nhiu, hm lng nha khụng v theo thi gian b hoỏ
gi gõy ra s bong bt trong quỏ trỡnh khai thỏc).
+ i vi cụng ngh thi cụng: Trang thit b thi cụng li thi, thiu nờn
vic thi cụng m bo theo qui trỡnh b hn ch rt nhiu, nng lc thit b thi
cụng cú hn nhng tin yờu cu gp m bo giao thụng c thụng sut
cng nh hng rt ln n cht lng cụng trỡnh. Vn cú hin tng thi cụng
khụng m bo qui trỡnh nh vic dựng mỏy i san ri cp phi ỏ dm
- Cụng tỏc qun lý, khai thỏc s dng mng li giao thụng khụng kim
soỏt c dn n tỡnh trng xe quỏ ti, quỏ kh thng xuyờn lu thụng trờn
ng phỏ hoi trc tip n kt cu ỏo ng.
Qua vic phõn tớch v nhn xột trờn cho thy kt cu ỏo ng cha hp lý
l mt trong nhng nguyờn nhõn chớnh dn n tỡnh trng h hng nhanh ca
ng giao thụng tnh Ngh An. Vic chn ra kt cu ỏo ng hp lý phự hp
vi c im a hỡnh, mụi trng v xu th phỏt trin ca tnh l rt cn thit.
Vic chn gii phỏp thm tng cng mt lp bờ tụng nha mng i vi kt
cu ỏo ng c l ỏ dm lỏng nha l khụng hp lý m cn nghiờn cu v a
ra gii phỏp ti u hn m bo v c hiu qu u t v cht lng khai thỏc.
1.1.2. Chn ti nghiờn cu:
Nh vy qua vic phõn tớch, ỏnh giỏ v thc trng ng giao thụng tnh
Ngh An, mt trong nhng vn cn c quan tõm nht hin nay gii
quyt vn nõng cao hiu qu ca mng li giao thụng trong tnh nhm phc
v tt cho cụng cuc cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ trong ton tnh, tụi ó
nghiờn cu v chn ti Nghiờn cu la chn kt cu ỏo ng hp lý cho
giao thụng tnh Ngh An vi cỏc mc tiờu nh sau:

1. Phõn tớch kt cu, xut v mt lý thuyt tớnh toỏn, v kinh nghim s
dng v s phự hp vi xu th hin i ó v ang c s dng cỏc nc
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 7
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
trong khu vc v trờn th gii.
2. xut cỏc dng kt cu hp lý v u t xõy dng, qun lý khai thỏc
v trỡnh nng lc thi cụng.
3. Phõn tớch hiu qu kinh t ca cỏc gii phỏp xut.
4. Hng dn thc hin trong quỏ trỡnh thi cụng v qun lý.
1.1.3. S cn thit ca ti:
Hin nay trong xu th hi nhp th gii cựng vi c nc, l mt tnh nm
trung tõm Bc Trung B, Ngh An c ng v Nh nc ta c bit quan
tõm nhng nm gn õy, ang chuyn mỡnh thay i tng ngy ho chung vo
nhp cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ ca c nc. Trc tỡnh hỡnh ú v thc
trng giao thụng hin nay ca tnh thỡ:
1. Vic nõng cao cht lng ng giao thụng tnh Ngh An l mt yờu
cu thc tin v cp bỏch.
2. Cỏc kt cu truyn thng v cỏc kt cu ỏo ng ang c dựng ph
bin trờn cỏc tuyn ng giao thụng ca tnh cú nhng u, nhc im cha
c ỏnh giỏ v kt lun.
3. Cỏc loi kt cu ỏo ng ỏp ng c yờu cu vi giao thụng trờn a
bn tnh Ngh An cú th hỡnh dung l: Mt kt cu bn vng, bng phng
ỏp ng yờu cu giao thụng hin ti v tng lai, c t trờn múng n nh d
nõng cp, sa cha, duy tu. ỏp ng c yờu cu ú l mt vn khú v cn
cú s nghiờn cu nghiờm tỳc.
4. a ra kt cu nh hỡnh, hp lý l mt xu hng ỳng v ph bin hin
nay trờn th gii v trong nc. ng thi giỳp cho t vn thit k, cỏc lc
lng qun lý tham kho v s dng nhanh chúng, hiu qu.
1.2. TèNH HèNH NGHIấN CU TRONG V NGOI NC:

1.2.1. Nhng cụng trỡnh nghiờn cu chớnh cú liờn quan n ti nc
ngoi:
Vic nghiờn cu a ra cỏc kt cu nh hỡnh, hp lý l mt hng ỳng
v ph bin. Qua tỡm hiu cho thy mt s nc phỏt trin ó cú nhng nghiờn
cu chớnh sau õy:
- Phỏp: a ra c bng Catalo 1977 v cu trỳc mu ỏo ng ụtụ ỏp
dng cho ng ụtụ v ng cao tc.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 8
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
- Hip hi k thut cụng trỡnh hi ngoi Phỏp (BCEOM) v Trung tõm
thc nghim nghiờn cu thit k nh v cụng trỡnh cụng cng Phỏp (CEBTP)
ó nghiờn cu a ra c bng kt cu mt ng cho cỏc vựng nhit i v sa
mc.
- Anh: Vin nghiờn cu ng b Anh (TRRL) cng ó nghiờn cu
a ra bng Catalo nh hỡnh kt cu mt ng phự hp.
- cỏc nc nh c, Nht, M vv cng ó nghiờn cu a ra cỏc bng
Catalo kt cu ỏo ng phự hp.
1.2.2. Nhng cụng trỡnh nghiờn cu chớnh cú liờn quan n ti trong
nc:
trong nc, mt s vựng, khu vc cng cú cỏc nghiờn cu nhm a ra
cỏc kt cu ỏo ng phự hp cho a phng mỡnh.
Nm 1999 ti cp nh nc KC10.05 ó c nghim thu xut sc
nghiờn cu ra Catalo kt cu ỏo ng mm cho ng ụ tụ cp cao Vit
Nam.
Ngoi ra cũn mt s ti thc s a ra cỏc Catalo v kt cu ỏo ng
mm cho giao thụng cỏc tnh, thnh ph nh thnh ph H Ni, Hi Phũng,
Thanh Hoỏ, Phỳ Th, Lo Cai vv
Trong phm vi c nc, vic xõy dng catalo kt cu ỏo rt cn thit
nhng s l mt ti khỏ s v tn kộm, lng thụng tin s liu u vo

ln, thi gian di. Cỏc ti nghiờn cu trờn ch a ra cỏc kt cu in hỡnh
cho ng ụtụ, ng cao tc m cha cú cỏc nghiờn cu cho ng giao thụng
vi cỏc c thự riờng cho tng vựng. Vỡ vy, vi thi lng cú hn, vic xõy
dng Catalo kt cu ỏo ng cho riờng giao thụng tnh Ngh An l cn thit v
kh quan.
1.3. PHNG HNG GII QUYT CA TI:
1.3.1. Nhng vn cn gii quyt:
- iu tra thu thp thụng tin v ỏnh giỏ cỏc s liu v giao thụng tnh
Ngh An nh: S lng phng tin v mc tng trng, lu lng xe v
thnh phn dũng xe trờn mt s ng giao thụng tnh Ngh An, ỏnh giỏ hin
trng mng li ng hin cú v phõn loi mng li ng, tỡnh trng nn
mt ng c, nguyờn nhõn gõy ra h hng.
- Nghiờn cu mt s loi vt liu c thự a phng v cỏc vựng lõn cn
dựng lm kt cu ỏo ng.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 9
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
- Nghiờn cu lý thuyt b trớ cỏc tng lp kt cu ỏo ng v phng
phỏp xỏc nh chiu dy kt cu ỏo ng, t ú ra cỏc kt cu phự hp v
phng phỏp tớnh toỏn cho ng giao thụng tnh Ngh An.
- ra cỏc kt cu ỏo ng hp lý phự hp vi ng giao thụng tnh Ngh
An.
1.3.2. Nhng kt qu cn t c:
1- ti gúp phn xut cỏc dng kt cu ỏo ng nh hỡnh ng dng
cho cỏc loi ng giao thụng tnh Ngh An, tp trung vo ng ph, ng
tnh.
2- Gúp phn lm sỏng t nhng c s khoa hc thuc lnh vc chuyờn
ngnh ng ụtụ khi ỏp dng vo ng giao thụng tnh Ngh An.
3- Gúp phn hng dn v nh hng ỏp dng tin b k thut vo vic
xõy dng v sa cha ng giao thụng tnh Ngh An.

1.3.3. Qui mụ ca ti:
ti gm cú 5 chng, cỏc bng biu v hỡnh v.
Phn ph lc gm cú cỏc ph lc nh gm kt qu tớnh toỏn v thu thp.

CHNG 2
C S Lí THUYT V KINH NGHIM TRONG VIC XUT KT
CU O NG HP Lí CHO GIAO THễNG TNH NGH AN
2.1. C S Lí THUYT XY DNG KT CU O NG HP Lí:
xõy dng kt cu ỏo ng hp lý, hu ht cỏc nc, cỏc tỏc gi u
i theo khuynh hng:
- Da vo kinh nghim x lý, lý thuyt cu to mt ng v cỏc c
im v lu lng xe, a cht, vt liu xõy dng, trỡnh cụng ngh, kh
nng khai thỏc, duy tu bo dng xõy dng kt cu mt ng.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 10
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
- Dựng cỏc phng phỏp tớnh toỏn nh chiu dy ca cỏc lp.
- Phõn tớch cỏc kt cu v k thut, cụng ngh v kinh t.
- a ra mt bng kt cu mu (Catalo cỏc kt cu nh hỡnh).
- S dng v theo dừi kt cu mu trong thc t tng kt nhm
hon thin v phỏt trin.
Di õy xin trỡnh by chi tit vn quan trng nht cn phi tho
lun khi xõy dng kt cu mt ng hp lý cho giao thụng Ngh An l
phng phỏp tớnh toỏn, chiu dy cỏc lp vt liu trong kt cu ỏo ng.
Hin nay cú nhiu phng phỏp thit k mt ng v c chia
thnh hai nhúm chớnh nh sau:
- Nhúm cỏc phng phỏp lý thuyt - thc nghim.
- Nhúm cỏc phng phỏp kinh nghim - thc nghim.
2.1.1. Nhúm cỏc phng phỏp lý thuyt - thc nghim:
Phng phỏp lý thuyt - thc nghim: Lp cỏc mụ hỡnh v phng

trỡnh tớnh toỏn ri qua thc nghim kim tra nhm xỏc nh iu kin
bn.
Cỏch tớnh toỏn thụng thng l xỏc nh ng sut do xe chy gõy ra
trong cỏc lp mt ng bng lý thuyt v so sỏnh cỏc ng sut ny vi
cng cho phộp ca vt liu lm ỏo ng thng ly theo kinh nghim.
Thuc vo loi ny cú cỏc phng phỏp hay dựng di õy.
2.1.1.1. Phng phỏp hin hnh ca B GTVT 22 TCN 211-06:
a) Ni dung phng phỏp:
Sau khi thit k cu to ỏo ng da trờn lý thuyt phõn b ti trng xe
theo chiu sõu, nhim v ca vic tớnh toỏn l kim tra cu to ỏo ng ó
xut cựng vi iu kin nn ng ó bit cú cng chu c ti
trng xe thit k khụng, ng thi tớnh toỏn xỏc nh li b dy cn thit ca
mi lp vt liu cu to.
iu kin cn t c khi tớnh toỏn theo phng phỏp ny l: Kt cu ỏo
ng mm c xem l cng nu nh trong sut thi k khai thỏc,
di tỏc dng ca xe nng nht v ca ton b dũng xe, trong bt k tng lp
no (k c nn t) cng khụng phỏt sinh bin dng do, tớnh liờn tc ca cỏc
lp lin khi khụng b phỏ hoi v lỳn ca kt cu ỏo ng khụng vt quỏ
tr s gii hn cho phộp.
Do vy, vic tớnh toỏn kt cu ỏo ng mm chớnh l vic tớnh toỏn kim
tra ba tiờu chun cng khi bit trc ti trng v lu lng xe thit k:
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 11
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
- Kim toỏn ng sut ct trong nn t v trong cỏc lp vt liu chu ct
trt kộm so vi tr s gii hn cho phộp m bo khụng xy ra bin dng
do (hoc hn ch s phỏt sinh bin dng do).
- Kim toỏn ng sut kộo un phỏt sinh ỏy cỏc lp vt liu lin khi
nhm hn ch s phỏt sinh nt dn n phỏ hoi cỏc lp ú.
- Kim toỏn vừng n hi thụng qua kh nng chng bin dng biu

th bng tr s mụ un n hi (E
ch
) ca c kt cu ỏo ng so vi tr s mụ un
n hi yờu cu E
yc
.
Nu iu kin ny m bo thỡ s hn ch c hin tng mi trong vt
liu cỏc lp kt cu di tỏc dng trựng phc ca ti trng dũng xe do ú mi
m bo duy trỡ c cht lng ca kt cu n ht thi hn thit k.
C s ca phng phỏp tớnh toỏn theo ba tiờu chun trờn l Lý gii ca
bi toỏn h bỏn khụng gian n hi nhiu lp cú iu kin tip xỳc gia cỏc lp
l hon ton liờn tc di tỏc dng ca ti trng bỏnh xe (c mụ hỡnh húa l
ti trng phõn b u trờn tit din trũn tng ng vi din tớch tip xỳc ca
bỏnh trờn mt ng), ng thi kt hp vi kinh nghim s dng v khai thỏc
ng trong nhiu nm a ra cỏc qui nh v cỏc tiờu chun gii hn cho
phộp
b) Cỏc thụng s tớnh toỏn cng v b dy ỏo ng mm:
1. Ti trng trc tớnh toỏn v s trc xe tớnh toỏn, lu lng xe chy:
Ti trng xe chy c quy v loi xe tiờu chun (100kN, 120kN) vi cỏc
xe khỏc tiờu chun thỡ vic quy i da trờn c s gõy hiu ng tng ng.
S ti trng tớnh toỏn l s mt vũng trũn cú din tớch tng ng D
(cm) v ỏp lc tỏc dng xung mt ng p (Mpa).
Lu lng xe chy cui thi k khai thỏc tớnh theo cụng thc sau:
N
i
= N
1
. (1 + r)
t
(2-1)

Trong ú:
- N
i
: Lu lng xe chy ti cui thi k khai thỏc (xe/ngy.ờm)
- N
1
: Lu lng xe nm u tớnh toỏn (xe/ngy.ờm)
- r: Tc tng trng xe
- t: Thi gian tớnh toỏn (nm) t=20 nm vi ng lm mi v t=15 nm
vi ng ci to nõng cp.
2. Cỏc thụng s tớnh toỏn ca t nn ng nh mụ un n hi E
0
, C,
c xỏc nh cỏc iu kin bt li nht v ch thy nhit. xỏc nh
c cỏc thụng s ny cn tin hnh thụng qua cỏc thớ nghim.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 12
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Trờn quan im thit k tng th nn mt ng, cỏc thụng s nn t l
cỏc ch tiờu quan trng nh hng n kt qu tớnh toỏn, vỡ vy cn phi nghiờn
cu v xỏc nh ỳng cỏc thụng s ny.
3. Tr s tớnh toỏn ca mụ un n hi E, lc dớnh C v gúi ni ma sỏt
ca cỏc loi vt liu lm ỏo ng; ng sut chu kộo un cho phộp ca lp vt
liu.
Tng t nh vi nn t, cỏc thụng s ca vt liu lm ỏo ng c
xỏc nh thụng qua cỏc thớ nghim phự hp trong iu kin bt li nht.
Hin nay, khi thit k xỏc nh cỏc thụng s ny thng da vo cỏc
bng tham kho t cỏc nghiờn cu ca nc ngoi m cha cú cỏc nghiờn cu
quy mụ trong iu kin Vit Nam.
c) Mt s nhn xột v phng phỏp hin hnh ca B GTVT 22TCN 211-

06:
- Thit k kt cu ỏo ng theo tiờu chun 22TCN211-93 l phng
phỏp ó c s dng cú hiu qu thit k v chiu dy cỏc lp vt liu
trong kt cu ỏo ng. Phng phỏp ny cú c s lý thuyt vng chc, c
mi ngi tha nhn v thun tin cho s dng. Cỏc kt cu ỏo ng ó c
xõy dng trờn mng li ng ụtụ nc ta thit k theo phng phỏp ny cha
bc l nhng nhc im ln.
- i vi phng phỏp thit k ỏo ng theo tiờu chun 22TCN-211-06
l phng phỏp mi k tha v thay th cho tiờu chun 22TCN211-93 ca B
GTVT. Phng phỏp c s dng thit k kt cu ỏo ng m bo cht
lng hn v giỏ thnh hp lý. Cỏc kt cu ỏo ng c thit k v xõy dng
bng phng phỏp ny khụng nhng ó k tha nhng kinh nghim trờn c s
phng phỏp 22TCN211-93 qua thc tin, m cũn ỏp ng c xu hng a
dng hoỏ cỏc loi ti trng thc t ang s dng hin nay qui i v ti trng
tớnh toỏn chớnh xỏc hn.
Tuy nhiờn do k tha tiờu chun 22TCN211-93 nờn theo chỳng tụi
nõng cao hiu qu s dng ca phng phỏp cn phi quan tõm n cỏc hn ch
di õy.
+ Phng phỏp tớnh toỏn cng v chiu dy cỏc lp vt liu trong kt
cu ỏo ng mm trờn c s ca 3 tiờu chun trng thỏi gii hn, Lý gii tỡm
ng sut v bin dng ca lý thuyt n hi, cỏc thụng s thc nghim v kinh
nghim, kt qu tớnh ph thuc vo cỏc tham s u vo nh lu lng, ti
trng xe, c trng tớnh toỏn ca vt liu, ca t nn nờn vic xỏc nh cỏc
thụng s phự hp l vn cn nghiờn cu k v thng nht. S nh hng ca
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 13
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
ch thy nhit tớnh toỏn, thit k luụn ly trng thỏi bt li nht, vic xột
v ỏnh giỏ nh vy cha c th.
+ C s lý thuyt ca bi toỏn l h n hi t trờn bỏn khụng gian vụ

hn n hi nh thc t vt liu kt cu ỏo ng v nn t khụng phi l vt
liu n hi ng nht, ng hng m l vt liu n hi - do - nht. Do ú
kt qu tớnh toỏn c ch l gn ỳng vi s lm vic thc t ca kt cu ỏo
ng.
+ Cỏc toỏn c lp vi h hai lp, nu h cú nhiu hn hai lp thỡ
phi dựng cụng thc tớnh quy i lp trờn nguyờn tc cng tng ng,
vic tớnh i v h s thờm vo ch l gn ỳng.
Hin nay, mt s quy trỡnh (Trung Quc, Liờn Xụ) v cỏc sỏch ó cú kt
qu gii h n hi ba lp, vic tớnh i s chớnh xỏc hn. Mt khỏc, vi s phỏt
trin ca mỏy tớnh in t thỡ vic gii chớnh xỏc bi toỏn h n hi nhiu lp
khụng cũn l vn quỏ khú khn na.
+ Cha cú cỏch tớnh toỏn trc tip cng v n nh ca tng mt
ỏo ng di tỏc dng ca lc ngang v cha cú cỏch tớnh b dy cỏc lp ỏo
ng di tỏc dng ca nhit v ch thay i nhit .
2.1.1.2. Phng phỏp tớnh toỏn ca Trung Quc (trong quy trỡnh JTJ014-86)
a) Ni dung phng phỏp:
Phng phỏp tớnh ca Trung Quc cng da trờn lý gii lý thuyt h
nhiu lp t trờn nn bỏn khụng gian vụ hn n hi, vi cỏc gi thit:
- Mi lp u do mt loi vt liu ng cht, ng hng, n hi v xem
nh l khụng cú trng lng to ra. Thụng s ca cỏc lp l MH E
i
v h s
Poisson à
i
;
- Tng di cựng l tng bỏn khụng gian vụ hn, kộo di vụ hn theo
phng ngang; cỏc lp phớa trờn cng kộo di vụ hn theo phng dc, phng
ngang v cú chiu dy hu hn h
i
theo phng thng ng;

- Ti mt phõn gii gia cỏc lp ng sut v chuyn v hon ton liờn tc;
hoc ch cú ng sut v chuyn v theo phng thng ng l liờn tc, cũn lc
cn tr do ma sỏt gia cỏc lp bng khụng (h chuyn dch t do);
- Ti sõu vụ hn lp di cựng, ng sut v chuyn v u bng
khụng.
T cỏc gi thit trờn, ngi ta ó gii, lp ra cỏc toỏn xỏc nh vừng
n hi v cỏc h s ng sut ca mt ng di tỏc dng ca ti trng bỏnh
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 14
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
xe n hoc kộp (c quy v 1 vũng trũn hay 2 vũng trũn din tớch tng
ng cú bỏn kớnh ) cho h hai lp, ba lp.
Trong trng hp h cú nhiu hn ba lp thỡ phi quy i v h ba lp
theo hiu ng tng ng.
Trỡnh t ca phng phỏp thit k ỏo ng mm hin hnh ca Trung
Quc theo cỏc bc sau:
+ Da vo yờu cu v nhim v thit k, xỏc nh cp hng mt ng,
loi lp mt, tớnh toỏn s ln tớch ly trc xe tng ng trờn mt ln xe trong
thi hn thit k v tớnh toỏn tr s vừng cho phộp trờn b mt kt cu ng.
Nu l mt ng cn tin hnh kim toỏn ng sut kộo - un thỡ cn tớnh toỏn
tr s ng sut kộo - un cho phộp.
+ Da vo loi t v ch thy nhit ca nn ng, chia ng thit
k ra lm mt s on (t 500 - 1.000m tr lờn) xỏc nh tr s MH ca
nn t cho tng on.
+ D kin mt s phng ỏn b trớ kt cu v chiu dy ỏo ng kh thi,
xỏc nh tr s MH ca vt liu cỏc lp.
+ Xỏc nh b dy ỏo ng da theo vừng cho phộp.
+ Kim toỏn ng sut kộo un trong cỏc lp bờ tụng nha, cỏc lp múng
bng vt liu cú tớnh ton khi m bo nh hn ng sut kộo - un cho phộp
ca vt liu.

+ Kim toỏn ng sut ct trong cỏc lp mt nha khụng vt quỏ ng
sut ct cho phộp ca vt liu.
+ i vi mt ng nhng vựng úng bng theo mựa cn kim toỏn b
dy lp phũng chng úng bng xem cú phự hp yờu cu khụng.
b) Cỏc thụng s tớnh toỏn cng v b dy ỏo ng mm:
1. Ti trng xe tớnh toỏn:
Quy phm dựng ti trng tớnh toỏn tiờu chun l ti trng trc n hai
bỏnh ca ụ tụ BZZ.100 (ti trng trc 100KN) v ụtụ BZZ.60 (ti trng trc 60
KN), trong ú xe BZZ60 ch dựng thit k mt ng cp thp.
Bỏnh xe kộp truyn ti trng xung mt ng thụng qua hai vt tip xỳc
ca hai bỏnh xe, ng kớnh mt vt tip xỳc l d, khong cỏch gia tim hai vt
bng 1,5d.
2. S trc tng ng tớch ly tớnh toỏn (s ln/ngy):
S trc tng ng tớch lu N
e
l s ln tỏc dng ca ti trng trc tng
ng trong thi hn thit k (s ln/ngy).
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 15
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Theo quy trỡnh, thi hn thit k (nm) l nm tng lai (5-15 nm) tựy
thuc cp ng, cp hng mt ng, cỏc loi lp mt v s trc xe tng
ng tớch ly.
N
e
=


365]1)1[( +
t

N
1
. (2-2)
Trong ú:
t: s nm trong thi hn thit k (t = 5 ữ 15 nm, nh trờn phõn tớch)
N
1
: s trc tng ng trung bỡnh ngy ca nm u tiờn sau khi hon
thnh mt ng.
: sut tng trng trung bỡnh nm ca lng giao thụng trong thi hn thit k
(%).
3. c trng tớnh toỏn ca t nn:
Khi thit k ỏo ng mụ un n hi ca nn ng c ly vo mựa
bt li nht. Trong trng hp nn ng cha xõy dng thỡ thụng qua phng
phỏp kinh nghim tớnh toỏn.
4. c trng tớnh toỏn ca vt liu:
Cng nh quy trỡnh Vit Nam, mụ un n hi cỏc lp vt liu v h s
n hụng à c xỏc nh bng thc nghim l c trng quan trng nht ca vt
liu. Tr s c ly tựy thuc iu kin kim toỏn v iu kin lm vic ca vt
liu.
Ngi ta ó kin ngh cỏc bng mụ un n hi ca vt liu ỏo ng cho
tng vựng khớ hu trong ú cú xột n cỏc iu kin cu trỳc vt liu, cụng ngh
thi cụng, thy vn .vv
c) Mt s nhn xột v phng phỏp ca Trung Quc so vi phng phỏp
hin hnh ca B GTVT 22TCN 211-06:
- Phng phỏp ny cng l phng phỏp lý thuyt kt hp vi thc
nghim. Phng phỏp tớnh da trờn li gii ca lý thuyt n hi, cỏc toỏn
c lp sn vi h 2 v 3 lp, khi kim toỏn u i cỏc lp kt cu v h 3 lp
vi lp mt, lp múng v nn t. H ny phn ỏnh chớnh xỏc hn s lm vic
ca kt cu ỏo ng thc t v do ú kt qu tớnh toỏn tin tng hn. Mt

khỏc, khi quy i cỏc lp v h chun tớnh toỏn theo cỏc hiu ng tng ng,
cỏc cụng thc quy i c so sỏnh v kim nghim bng mỏy tớnh in t nờn
chớnh xỏc cao hn quy i bng cng tng ng hai lp mt t di
lờn nh quy trỡnh Vit Nam.
- Ti trng tiờu chun ca c hai phng phỏp nh nhau (trc xe 10T),
nhng phng phỏp Trung Quc tớnh vi s ti trng l 2 vũng trũn cho tng
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 16
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
bỏnh trong bỏnh kộp ca xe tiờu chun, s ny phự hp vi thc t tỏc dng
lc hn vic dựng s mt vũng trũn tip xỳc nh quy trỡnh Vit Nam.
- Cỏc tr s c trng ca vt liu v t nn cng c ly vi ch thy
nhit bt li nht, cỏc tr s MH ca t nn theo quy trỡnh Trung Quc cú ln
hn.
- ó a vic tớnh toỏn cng v n nh ca tng mt ỏo ng
di tỏc dng ca lc ngang nhng cng cha cú cỏch tớnh b dy cỏc lp ỏo
ng di tỏc dng ca nhit v ch thay i nhit .
- cú th ỏp dng c quy trỡnh ca Trung Quc vo Vit Nam thỡ cũn
thiu cỏc nghiờn cu chi tit, c th phự hp vi iu kin Vit Nam.
2.1.2. Nhúm cỏc phng phỏp kinh nghim - thc nghim:
Cỏc phng phỏp thc nghim, da trờn kinh nghim thu c trờn cỏc
on ng thc nghim hoc trờn mng li ng khai thỏc. Sau õy l mt
s phng phỏp chớnh.
2.1.2.1. Phng phỏp theo hng dn ca AASHTO:
a) Phng trỡnh c bn dựng tớnh toỏn v thit k:
Phng trỡnh ny cú dng gii tớch v dng toỏn .
Phng trỡnh c bn ó th hin cỏc mi quan h gia cỏc yu t sau õy:
W
18
= f(SN, M

R
, PSI, Z
R
.S
o
) (2-3)
vi SN = a
1
D
1
+ a
2
D
2
m
2
+ a
3
D
3
m3 (2-4)
Trong ú:
W
18
- s ln tỏc dng ca ESAL18 kip trờn mt ln (ln/ln xe)
SN - ch s kt cu hay ch s cu to (Strutural Number) ú l mt ch s
c trng cho cng c hc ca lp mt ng; nu ỏo ng gm ba lp:
Lp mt (1), lp múng trờn (2), lp múng di (3) thỡ SN c xỏc nh theo (2-
4); trong ú D
1

, D
2
, D
3
ln lt l cỏc b dy cỏc lp núi trờn;
a
1
, a
2
, a
3
ln lt l cỏc h s tng ng cỏc lp núi trờn.
m
2
, m
3
h s xột n iu kin mụi trng.
PSI tng tn tht mc phc v ca kt cu t lỳc mt ng c a
vo s dng cho n khi ó chu ng c W
18
ln tỏc dng ca ti trng
ESAL 18 kip. Cỏc tn tht ny do xe c gõy ra v do c iu kin ch thy
nhit gõy ra:
PSI = p
0
- p
t
(2-5)
Vi p
o

(SPIo) l ch s phc v ca mt ng lỳc a vo s dng, p
t
(SPI
t
) l ch s phc v thi im t sau khi mt ng chu c W
18
ln ti
trng trc thụng qua.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 17
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
M
R
- mụdun n hi hu hiu ca nn t (psi).
Nh vy, phng trỡnh th hin mi quan h gia cht lng phc v ca
mt ng vi cỏc yu t cu to kt cu nh b dy cỏc lp, loi vt liu cỏc
lp ó s dng, iu kin ch thy nhit, cng nn t.
Khi vn dng phng trỡnh trờn tớnh toỏn kt cu mt ng thỡ mc
tiờu lỳc ny l: Trờn c s mt t nn ó bit M
R
; xỏc nh c mt ch s kt
cu yờu cu t c SN
yc
chu c s ln tỏc dng ti trng trc W
18
d
kin s thụng qua trong thi k tớnh toỏn, sao cho cui thi k tớnh toỏn ú,
ch s phc v p
t
ca mt ng ch gim n mt tr s chp nhn c, t tr

s SN
yc
ny, theo (2-4) s xỏc nh c b dy cỏc lp bng cỏch gi thit
chỳng ri nghim li trong iu kin ó bit m
2
, m
3
v a
1
, a
2
, a
3
.
Sai s tiờu chun tng hp S
o
v lch tiờu chun Z
R
c a vo
xột n vic d bỏo s trc xe, xỏc nh cỏc thụng s v ỏnh giỏ cht lng mt
ng khỏc vi thc t. lch tiờu chun Z
R
ph thuc vo tin cy R.
Khi ỏp dng khỏi nim lch tiờu chun v tin cy nh trờn thỡ cỏc thụng
s tớnh toỏn khỏc u phi dựng tr s trung bỡnh ch khụng phi tr s bt li nht.
b) Tiờu chun trng thỏi gii hn:
Theo AASHTO 1986, tiờu chun trng thỏi gii hn l ch s phc v PSI
c trng cho cht lng khai thỏc v s dng mt ng.
PSI l ch tiờu tng hp c xỏc nh qua th nghim AASHTO, ph
thuc vo bng phng, t l khe nt, t l din tớch phi phỏ d trờn ng.

c) Mt s nhn xột v phng phỏp theo hng dn ca AASHTO:
- V nhng hn ch ca hng dn AASHTO:
Thớ nghim AASHTO mang tớnh cc b a phng ti bang th nghim
nờn nh hng ca cỏc iu kin t nhiờn bang ú.
Hn ch bi loi mt ng, s lp thớ nghim, vt liu cỏc lp, loi ti
trng thớ nghim v s ln tỏc dng ca ti trng. Hn ch bi thi gian o c
thớ nghim. Thớ nghim AASHTO cũn hn ch bi iu kin cc b a phng
thớ nghim.
Nhng hn ch núi trờn chớnh l nhng hn ch tt yu i vi mt
phng phỏp da trờn cn bn thc nghim. Cho n nay nhng nc tiờn tin
chõu u u phi da vo phng phỏp lý thuyt v dựng nhng thc nghim
(k c thc nghim AASHTO) nghim chng lý thuyt. Ch bng con ng
kt hp lý thuyt - thc nghim - kinh nghim mi cú th cú c phng phỏp
tớnh toỏn thit k mt ng ỳng n v tng quỏt.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 18
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Ngoi ra, vic dựng ch s phc v lm tiờu chun trng thỏi gii hn
cng l vn cũn phi tho lun. Ch s phc v PSI l s c trng cho mc
phc v ca ng c xỏc nh da vo phng phỏp chuyờn gia mang
tớnh ch quan, tớnh a phng, cha th hin cỏc cn c khoa hc, cha phõn
tớch cỏc iu kin ng sut bin dng khi kt cu lm vic.
- Tuy cú nhng hn ch nh trờn nhng cho n nay Th nghim
AASHTO vn l mt th nghim quy mụ to ln nht th gii v cú giỏ tr
nghim chng rt cao. Hng dn thit k mt ng ca AASHTO 1986 cú
nhng c im v u im sau õy:
+ Trong hng dn ó th hin rừ quan im thit k tng hp cỏc gii
phỏp, tc l xem vic thit k mt ng khụng phi ch l vic xỏc nh b dy,
m phi chỳ trng c cỏc bin phỏp cu to, yờu cu vt liu, yờu cu v cht
lng thi cụng, chỳ trng ci cỏch gii phỏp khụi phc, sa cha, qun lý mt

ng v cỏc phng phỏp phõn tớch, so sỏnh, ỏnh giỏ hiu qu kinh t - k
thut cỏc gii phỏp thit k v d ỏn u t xõy dng mt ng
V cu to, c bit chỳ trng vai trũ ca l i vi s lm vic ca mt
ng c bit chỳ trng cỏc cu to thoỏt nc di múng ỏo ng.
+ Trong thit k mt ng ó chỳ trng xột n tỏc ng ca mụi trng
(m v nhit ). nh hng ca mụi trng c xột k trong cỏc thụng s
tớnh toỏn M
R
, m
i
. ó xột n s thay i M
R
t 12 - 24 k trong mt nm v xột
n s thay i mụ un n hi ca bờ tụng nha theo nhit . õy l mt c
im v u im ni bt nht ca AASHTO 1986.
+ Trong tớnh toỏn ó dựng cỏc thụng s trung bỡnh kốm theo vic s dng
mt h s tin cy. õy l mt c im khỏc hn vi cỏc tớnh toỏn Vit Nam
(da trờn cỏc thụng s trng thỏi bt li nht). Cỏch lm ny xut phỏt t vic
x lý cỏc s liu thc nghim v ũi hi khi xỏc nh cỏc thụng s hu hiu phi
tin hnh mt khi lng thớ nghim ỏng k (vớ d mụ un ca nn t ).
+ Vic ỏnh giỏ kt cu mt ng hin cú bng cỏch th nghim NDT
o c vựng chu vừng kt hp vi tớnh toỏn lý thuyt trờn mỏy tớnh xỏc nh
rừ mụ un n hi ca nn t v cỏc lp kt cu l mt bc ci tin quan
trng ca AASHTO 1986.
- S dng AASHTO 1986 nc ta:
ỏp dng hng dn AASHTO nc ta thỡ cn phi cú cỏc nghiờn
cu th nghim v thụng s ca vt liu, s nh hng ca cỏc iu kin thiờn
nhiờn n kt cu mt ng. Cn cú cỏc trang thit b thớ nghim xỏc nh
mụ un n hi ca bờ tụng nha, cỏc loi vt liu dựng lm múng ỏo ng v
Học viên: Đặng Đức Chính

Trang 19
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
nn t theo ỳng cỏc quy trỡnh thớ nghim ca AASHTO. c bit cn phi xỏc
nh thụng s v nn t v cng mt ng c ti hin trng bng thớ
nghim khụng phỏ hoi NDT.
Trong xu th hi nhp hin nay, vic nghiờn cu ỏp dng hng dn ca
AASHTO vo Vit Nam cn phi c u t nghiờn cu a ra cỏc hng dn
phự hp vi iu kin Vit Nam.
2.1.2.2. Phng phỏp theo tiờu chun 22TCN274-01:
Nhim v, ni dung v nguyờn tc tớnh toỏn:
Sau khi thit k cu to ỏo ng, nhim v ca vic tớnh toỏn l tớnh
toỏn xỏc nh ch s kt cu (SN) v chiu dy tng lp (Di) ca kt cu mt
ng, nhm bo m mt ng cng , bn v cht lng khai thỏc,
cú th chu c tng lng xe c d bỏo trong sut thi k thit k.
Phng phỏp thit k mt ng ly ch s kh nng phc v hin ti
(PSI) ca kt cu mt ng lm thụng s c tớnh m thit k phi da vo.
Phng trỡnh xỏc nh SN cú dng sau:
LgW18=Zr*So+9.36*lg(SN+1)-0.2+
)07.8*32.2
)1(
1094
4.0
]
5.12.4
lg[
19.5
+
+
+

LgMr
SN
PSI
(2-6)
Cỏc yu t tớnh toỏn:
Ch s kt cu SN
SN = a1 * D1 + a2 * D2 * m2 + a3 * D3 * m3 + + (2-7)
Trong ú:
SN - ch s kt cu
D
i
- b dy cỏc lp kt cu
a
i
- h s tng ng cỏc lp, ph thuc loi vt liu mi lp
m
i
- h s xột n iu kin mụi trng, ph thuc vo kh nng thoỏt
nc ca mi lp.
H s c trng a
i
c trng cho kh nng tng i ca mi lp vt liu
dựng lm lp múng hay lp mt ca ỏo ng, nú biu th quan h thc nghim
gia ch s kt cu SN v b dy lp D
i
.
H s thoỏt nc m
i
c trng cho kh nng thoỏt nc ỏo ng. Nu ỏo

ng c thoỏt nc cng nhanh thỡ giỏ tr m cng ln. tng c tr s
ca m cn thit k cỏc bin phỏp ngn chn nc thm vo múng ỏo ng, nu
nc ó thm vo ri thỡ cn b trớ h thng rónh ngm nhm thoỏt nhanh
chỳng ra khi múng ng.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 20
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Vic xỏc nh b dy cỏc lp kt cu cn thit k c thc hin bng
cỏch gi thit chỳng ri nghim li theo phng trỡnh SN. Do vy khụng cú mt
Lý gii duy nht trỏi li cú nhiu phng ỏn t hp vt liu v b dy khỏc
nhau. Khi ú s phi phõn tớch so sỏnh ỏnh giỏ v mt kinh t k thut quyt
nh phng ỏn thit k. Tuy nhiờn theo AASHTO cn phi m bo b dy ti
thiu i vi mt s lp vt liu tựy thuc vo lu lng xe tớch ly.
Phng trỡnh xỏc nh chiu dy cỏc lp sau:
2.54SN = a
1
D
1
+ m
2
a
2
D
2
+ m
3
a
3
D
3

+ (2-8)
a
1
, a
2
, a
3
: H s lp mt, lp múng trờn, lp múng di.
m
2
, m
3
: H s thoỏt nc
D
1
, D
2
, D
3
: B dy tớnh bng cm ca lp mt, lp múng trờn, lp múng
di.
Lu lng xe tớch ly:
Trong ú W
18
: Tng s ln tỏc dng ca ESAL 18 kớp trờn mt ln.
D
D
: H s phõn phi theo chiu xe chy, D
D
= 0,3 - 0,7 thng ly D

D
=
0,5 l giỏ tr trung bỡnh.
D
L
: H s phõn phi xe chy theo ln xe.
W
^
18
: Tng s ti trng trc n tng ng 18 kớp tớch ly trong sut
thi k tớnh toỏn m mt ng phi chu ng theo c hai chiu xe chy.
W
^
18
= 365 * N
t
(1 + g)
t
- 1)/g (2-9)
Trong ú:
N
t
: S trc xe ó quy i ra ESAL 18 kip trung bỡnh ngy ờm s thụng
qua nm u tiờn khi a ng vo s dng.
H s quy i e
i
xỏc nh ra N
i
cú th c xỏc nh bng cỏch tra
bng theo loi xe sau khi ó gi thit tr s kt cu SN hoc c tớnh gn ỳng.

e
i
= (Q
i
/18 kip)

; Q
i
- ti trng trc ca loi xe th i
= 4.0 i vi mt ng mm
= 6.0 ữ 8 vi mt ng na cng
= 12 i vi mt ng cng
Nu bit thnh phn dũng xe thỡ cú th tớnh c h s quy i trung bỡnh
ca dũng xe:
e
tb
= f
1
.e
1
+ f
2
.e
2
+ + f
n
.e
n
f
1

, f
2
, , f
n
: t l cỏc loi xe % trong dũng xe.
e
1
, e
2
, , e
n
: cỏc h s quy i tng ng vi tng loi xe.
t: thi gian tớnh toỏn thng ly = 10 - 15 nm
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 21
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Cụng thc trờn ch dựng khi t l tng trng xe hng nm f v thnh
phn dũng xe l khụng i trong c thi gian tớnh toỏn, ng thi cỏc loi xe cú
t l tng trng ging nhau. Nu khụng thỡ phi tớnh riờng s xe tớch ly trong
thi gian t ca mi loi xe ri sau mi quy i.
tin cy:
Theo kt qu thc nghim ca AASHTO i vi mt ng mm S
o
= 0.4 -
0.5 v i vi mt ng cng S
o
= 0.3 - 0.4. Tuy vy, khi ỏp dng khỏi nim
lch tiờu chun Z
R
l tin cy R thỡ cỏc thụng s tớnh toỏn khỏc u phi dựng h

s trung bỡnh do ú i vi mt ng mm S
o
= 0.45; i vi mt ng cng S
o
= 0.35.
Mụ un n hi hin hu ca t nn:
Trong ASSHTO 1986 ngi ta ó dựng ch s mụ un n hi M
r
thay
cho ch s CBR c trng cho kh nng chng bin dng ca nn t. õy l
mt sa i quan trng.
Tng tn tht kh nng phc v ca kt cu:
PSI = PSI
o
- PSI
t
(2-10)
P
o
: Ch s kh nng phc v ca ng lỳc a vo s dng.
P
t
: Ch s kh nng phc v ca ng ti thi im t sau khi mt
ng chu W
18
ln ti trng thụng qua.
PSI: Tng tn tht kh nng phc v ca kt cu (gim cht lng
mt ng, th hin qua cỏc hin tng gim bng phng, tng t l phỏt
sinh rn nt tng din tớch b vỏ cha trờn b mt ỏo ng) t lỳc mt ng
c a vo s dng cho n khi ó chu ng c W

18
ln tỏc dng ca ti
trng ESAL 18 kớp cỏc tn tht ny do xe c v iu kin ch thy nhit gõy
ra.
Tiờu chun gii hn: Theo AASHTO, tiờu chun trng thỏi gii hn chớnh
l kh nng phc v PSI c trng cho cht lng khai thỏc s dng ca mt
ng.
PSI l mt ch tiờu tng hp c xỏc nh qua cỏc th nghim ca
AASHTO ph thuc vo bng phng, t l khe nt, t l din tớch phi vỏ cha
trờn mt ng.
Theo thang ỏnh giỏ AASHTO ngh: Khi thit k nờn ỏp dng cỏc tiờu
chun gii hn sau:
+ i vi ng cp cao (bờ tụng ỏtphan) : PSI
t
(P
t
) = 2.5 - 3.0
+ i vi ng cp thp (bờ tụng nha, thm nhp nha): PSI
t
= 2.0
+ i vi ng nh, khụng cú kh nng u t ban u ln: PSI
t
= 1.5
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 22
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
La chn loi vt liu v tớnh toỏn b dy kt cu ỏo ng.
Sau khi xỏc nh c cỏc yu t tớnh toỏn ca phng trỡnh c bn, xỏc
nh c giỏ tr ca SN thụng qua th ca phng trỡnh c bn, so sỏnh vi
giỏ tr SN ta ó gi thit xỏc nh h s i xe (e

i
). Tớnh ra tr s SN
yc
.
La chn loi vt liu cho cỏc lp ca kt cu ỏo ng, xỏc nh cỏc h
s tng ng (a
i
) tng ng. Gi thit chiu dy ca mt s lp tớnh c
chiu dy ca lp cũn li nh phng trỡnh (2) sao cho tha món th s SN
yc
.
2.1.2.3. Phng phỏp CBR:
Phng phỏp CBR do O.J Porter Vin ng b bang California xut
nm 1938. Sau 14 nm tin hnh thớ nghim trờn cỏc ng ca bang ny Porter
ó tỡm c mi quan h thc nghim gia ch s CBR ca t (xỏc nh bng
thớ nghim nộn CBR quy nh) vi chiu dy ti thiu ca mt ng m bo
khụng b phỏ hoi do sinh ra bin dng do trong t ú.
ó lp c toỏn tỡm chiu dy cn thit ca múng ng cho hai cp
giao thụng trung bỡnh - nng (bỏnh xe 5,4T) v giao thụng nh (bỏnh xe 3,1T).
Porter ó da trờn cỏc ng cong ca toỏn ny tỡm ra biu thc chung
sau tớnh chiu dy mt ng:
e =
5
150100
+
+
CBR
P
(2-11)
Trong ú: e - chiu dy mt ng, cm;

P - trng lng bỏnh xe, T;
CBR - tớnh bng %
2.1.2.4. Phng phỏp ca Vin nghiờn cu ng Anh:
Cho n nm 1960 Anh vn s dng toỏn ca Corps of engineers
(Hip hi k s quõn i M) nhng cú tng thờm 20% trng lng bỏnh xe ln
nht thit k xột n s lp li ca ti trng.
Sau nhng thớ nghim tin hnh trờn cỏc ng ụtụ Anh, Vin nghiờn
cu ng Anh (TRRL) ó cụng b cỏc toỏn mi, so vi phng phỏp CBR
cú nhng ci tin sau:
- Xem tỏc dng ca s lp li ti trng i vi chiu dy tuõn theo quy
lut logarit.
- B qua tỏc dng ca cỏc xe cú tng trng lng di 3T. Phng phỏp
ny tớnh mt ng vi tui th khong 20 nm. hn ch chiu sõu vt hn
bỏnh xe ti a l 2cm, phng phỏp ny c nh chiu dy lp mt v lp múng
trờn v xỏc nh cht lng vt liu ca cỏc lp ny. Ch cú chiu dy ca lp
múng di thay i theo CBR ca lp trờn nn ng.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 23
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
Phng phỏp ny cũn cha xột n s tng ng gia cỏc trc bỏnh xe,
tuy nhiờn ó xột n s lp li ca ti trng.
V cht lng vt liu, nu lp múng trờn lm bng hn hp ỏ trn nha
thay cho vt liu khụng gia c thỡ cho phộp gim i 40% chiu dy. Cỏc iu
kin ca thớ nghim CBR ngõm nc c cho l quỏ nghiờm khc nờn vic nộn
lỳn c tin hnh m gn vi m tt nht ca Proctor khi mc nc
ngm nm di cao nn ng trờn 1m.
Trong ln xut bn th ba (1971), cỏc toỏn ny ó cú nhiu ci tin so
vi hai ln trc (1960 v 1966) cỏc im sau:
- Lng giao thụng c ỏnh giỏ theo s tng ng ca trc bỏnh tiờu
chun (8,2T).

- Tui th quy nh l 20 nm vi mt ng mm v 40 nm vi mt ng
cng.
Ngoi ra cũn cỏc phng phỏp thc nghim s dng thớ nghim
AASTHO:
- Phng phỏp Shook v Finn
- Phng phỏp Liddle
- Phng phỏp ca Vin Cụng trỡnh M
- Phng phỏp ca Vin Asphalt M
- Phng phỏp SHELL
2.2. CC VN KHC CN QUAN TM KHI XY DNG KT CU
2.2.1. Cu to ỏo ng:
m bo xe chy an ton, ờm thun v kinh t m bo cỏc ch tiờu
khai thỏc - vn doanh cú hiu qu nht thỡ cỏc lp kt cu ỏo ng phi t
c cỏc yờu cu chung nh: cng v n nh, t c bng phng
nht nh, nhỏm, khụng gõy n, cú sc chu mi mũn tt v khụng bi.
Cỏc tng lp trong kt cu ỏo ng cp cao bao gm:
- Tng mt: Lp mt trờn, lp mt di
- Tng múng: Lp múng trờn, lp múng di
- Lp ỏy ỏo ng
- Nn t
B trớ cỏc tng lp kt cu ỏo ng cú mụ un gim dn phự hp vi yờu
cu chu lc. Chiu dy ca cỏc lp tng dn gim giỏ thnh xõy dng, ng
thi phi phự hp vi cụng ngh thi cụng.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 24
Luận án thạc sỹ KHKT Trờng Đại học GTVT Hà Nội
1. Cht lng s dng ca mt ng ph thuc rt nhiu tớnh cht v
tỡnh trng ca tng mt. Ngoi ra, tng mt cũn gúp phn m bo bn vng
ca kt cu. Khi la chn tng mt phi xột 4 nhúm mc tiờu di õy:
- Lp mt trờn cựng phi bng phng, cú sc bỏm tt, cú th thoỏt nc

nhanh m bo an ton v thun tin cho ngi s dng.
- Duy trỡ tớnh ton vn ca kt cu v bo v cho cỏc lp múng khụng b
thm nc ma v nc t cng rónh chy trn dc ng.
- Gim c tỏc ng n mụi trng nh khụng phỏt sinh nhiu ting
n, khụng gõy ụ nhim nc ma hoc khụng ta ra khớ hay hi c.
- Kh nng bo dng n gin vi giỏ thnh duy tu bo dng nh v
phự hp vi trỡnh cụng ngh.
2. Tng múng gm nhiu lp
c chn tựy theo iu kin nn
ng, a cht, thy vn v kh nng
cung cp vt liu. Cỏc lp vt liu tng
múng cú cng gim dn phự hp
vi yờu cu chu lc. Do khụng chu tỏc
dng phỏ hoi b mt nh tng ph nờn
vt liu cỏc lp ny khụng yờu cu cao
nh tng ph m cú th cu to bng cỏc
vt liu ri rc hoc chu bo mũn kộm
nhng phi cú cng v cht nht
nh ng thi phi c gii húa c
quỏ trỡnh thi cụng.
3. m bo n nh cng v tớnh n nh cng cao, khi thit
k cu to ỏo ng phi luụn nm vng quan im thit k tng th nn mt
ng bng cỏch ci thin ch thy nhit ca nn ng, tng cng nn
ng bng cỏch m nộn cht t nn ng hoc thay bng cỏc loi vt liu
khỏc cú cng v n nh cao hn.
Túm li, m bo kt cu ỏo ng cng , t yờu cu v tớnh
n nh vi nc v n nh nhit cng nh cỏc phm cht s dng khỏc, khi
thit k cu to cn nm vng nhim v, chc nng ca mi tng lp kt cu,
ng thi phi nm vng cỏc iu kin thc t v khớ hu, a cht, thy vn,
vt liu xõy dng .vv Khi thit k cu to ỏo ng cng phi chỳ trng quan

im thit k tng th nn, mt ng, to thun li cho thi cụng, duy tu sa
cha v ci to nõng cp ỏo ng trong quỏ trỡnh khai thỏc sau ny.
Học viên: Đặng Đức Chính
Trang 25
Lp mt trờn
Lp múng trờn
Lp mt di
Lp múng di
Lp ỏy ỏo ng
(lp trờn cựng nn ng)
Nn
õt
Tng
múng
Tng mt