CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG

THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
CHƯƠNG 1
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ ÁO ĐƯỜNG
1.1 NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI ÁO ĐƯỜNG VÀ CẤU TẠO KẾT
CẤU ÁO ĐƯỜNG
1.1.1 Những yêu cầu chung đối với áo đường.
Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng lớp vật liệu
khác nhau, có độ cứng và cường độ lớn hơn so với đất nền đường, trực tiếp chịu
tác dụng của tải trọng xe chạy và sự phá hoại thường xuyên của các nhân tố thiên
nhiên như mưa, gió, sự thay đổi nhiệt độ,… Do đó khi thiết kế và xây dựng áo
đường phải đạt được các yêu cầu sau đây:
1. Áo đường phải có đủ cường độ chung biểu thị qua khả năng chống lại biến
dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chịu kéo uốn hoặc do thay
đổi nhiệt độ. Ngoài ra, cường độ của áo đường phải ít thay đổi theo điều kiện thời
tiết, khí hậu, tức là phải ổn định về mặt cường độ.
2. Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản
lăn, giảm sóc khi xe chạy. Do đó sẽ nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao
nhiện liệu và kéo dài tuổi thọ của xe, giảm giá thành vận tải. Để đảm bảo được độ
bằng phẳng thì khi thiết kế phải nghiên cứu chọn kết cấu tầng mặt thích hợp và chú
ý đến các biện pháp kỹ thuật khi thi công.
Áo đường phần xe chạy cho ô tô và áo lề gia cố có cho xe thô sơ đi phải đảm bảo
bề mặt đạt được độ bằng phẳng yêu cầu ở thời điểm bắt đầu đưa đường vào khai
thác đánh giá bằng chỉ số đo độ gồ ghề quốc tế IRI (đo theo chỉ dẫn ở 22 TCN
277) như ở Bảng 1.1.
Bảng 1.1: Yêu cầu về độ bằng phẳng tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu
Tốc độ chạy xe yêu cầu
(Km/h)
Chỉ số IRI yêu cầu (m/Km)
Đường xây dựng
mới
Đường cải tạo, nâng

cấp
120 và 100
≤ 2,0 ≤ 2,5
80
≤ 2,2 ≤ 2,8
60
≤ 2,5 ≤ 3,0
Từ 40 đến 20 (mặt đường nhựa)
≤ 4,0 ≤ 5,0
Từ 40 đến 20 (mặt đường cấp thấp)
≤ 6,0 ≤ 8,0
Độ bằng phẳng cũng được đánh giá bằng thước dài 3m theo tiêu chuẩn ngành 22
TCN 16 - 79 “Quy trình xác định độ bằng phẳng mặt đường”.
6/1/2015 I- 1
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
3. Bề mặt của áo đường phải có đủ độ nhám nhất định để nâng cao hệ số bám
giữa bánh xe với mặt đường, tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn với tốc độ cao
và trong trường hợp cần thiết có thể dừng xe nhanh chóng. Để đảm bảo được độ
nhám thì khi thiết kế phải nghiên cứu chọn kết cấu tầng mặt thích hợp.
Độ nhám của bề mặt kết cấu áo đường là bê tông nhựa phải đạt được yêu cầu tối
thiểu quy định thông qua chỉ tiêu chiều sâu rắc cát trung bình tuỳ thuộc tốc độ chạy
xe yêu cầu và mức độ nguy hiểm của đoạn đường thiết kế như ở Bảng 1-2 dưới
đây theo quy trình 22 TCN - 278:
Bảng 1.2: Yêu cầu về độ nhám mặt đường
Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h)
Hoặc mức độ nguy hiểm
Chiều sâu rắc cát trung bình
H
tb
(mm)

V< 60
60≤ V < 80
80 ≤ V ≤ 120
H
tb
≥ 0,25
H
tb
≥ 0,35
H
tb
≥ 0,45
Đường qua địa hình khó khăn nguy hiểm
(đường vòng quanh co, đường cong bán kính
dưới 150m mà không hạn chế tốc độ, đoạn có
dốc dọc >5%, chiều dài dốc >100m
H
tb
≥ 0,80
Ghi chú Bảng 1.2:
Đối với đường cao tốc các loại, các cấp theo TCVN 5729 : 1997 và đối với đường cấp I,
cấp II theo TCVN 4054 : 2005 (là các đường mỗi chiều xe chạy có 2 làn xe và có giải
phân cách giữa) thì trừ các đoạn có cắm biển hạn chế tốc độ nên thiết kế lớp mặt tạo
nhám đạt chiều sâu rắc cát trung bình Htb≥0,55mm.
Nếu không có biển báo hạn chế tốc độ thì tốc độ xe chạy yêu cầu có thể lấy bằng 1,25 lần
tốc độ thiết kế tương ứng với cấp hạng đường thiết kế .
4. Áo đường phải có sức chịu bào mòn tốt và sản sinh ra ít bụi. Vì bụi sẽ làm
giảm tầm nhìn, gây tác dụng xấu cho hành khách, hàng hóa và gây ô nhiễm môi
trường.
Không phải lúc nào cũng đòi hỏi áo đường phải có đủ phẩm chất đáp ứng các yêu

cầu nói trên một cách tốt nhất, vì như vậy sẽ rất tốn kém, nhất là khi cường độ vận
tải còn thấp. Do đó người thiết kế phải xuất phát từ yêu cầu thực tế, ý nghĩa và tầm
quan trọng của đường, để đưa ra những kết cấu mặt đường thích họp thỏa mãn ở
các mức độ khác nhau các yêu cầu nói trên.
1.1.2 Các tầng lớp kết cấu áo đường
Kết cấu các tầng lớp áo đường phải đáp ứng được các yêu cầu về vận tải và sử
dụng nói trên.
Phân tích trạng thái ứng suất trong kết cấu áo đường khi chịu tác dụng của tải trọng
Khi xe chạy, lực tác dụng lên kết cấu áo đường gồm hai thành phần:
6/1/2015 I- 2
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
- Lực thẳng đứng do tải trọng xe chạy, gây ra
trạng thái ứng suất σ
z
trong kết cấu áo
đường: Trên bề mặt σ
z
= p (p là áp lực
thẳng đứng do tải trọng bánh xe nặng nhất
truyền xuống qua diện tích vệt tiếp xúc giữa
bánh xe với mặt đường). Lực thẳng đứng
truyền xuống khá sâu cho đến nền đất
(trong phạm vi tác dụng của tải trọng) khiến
nền đất phải tham gia chịu tải
- Lực nằm ngang do sức kéo, lực hãm, lực
ngang (khi xe chạy trong đường cong) gây
ra trạng thái ứng suất σ
x
trong kết cấu áo
đường

Hình 1.1 Sơ đồ phân bố ứng suất trong
kết cấu áo đường theo chiều sâu
σ
z
= (0,2-0,3)p khi xe chạy và σ
z
= (0,75-0,85)p khi hãm xe.
Lực ngang chủ yếu tác dụng trên gần mặt áo đường mà không truyền sâu
xuống các lớp dưới nên chỉ gây trạng thái ứng suất ở các lớp trên cùng của các
lớp kết cấu làm cho vật liệu tại đó bị xô trượt, bào mòn dẫn đến phá hoại
Như vậy, về mặt chịu lực thì kết cấu áo đường cần có nhiều tầng lớp có nhiệm vụ
khác nhau để đáp ứng yêu cầu chịu lực khác nhau phù hợp với trạng thái ứng suất:
Cường độ các lớp giảm dần, lớp vật liệu tốt có cường độ cao, có sức chịu bào mòn
tốt ở trên, lớp vật liệu rời rạc có cường độ thấp ở dưới.
Líp mÆt trªn
Líp mÆt duíi
Líp mãng trªn
Líp mãng duíi
Wearing course
Binder course
Road base (Base)
Sub-Base
Líp ®¸y ¸o ®uêng
Capping layer
(improved sub-grade)
TÇng mÆtTÇng mãng
NÒn ®¾p hoÆc ®Êt tô nhiªn
Embankment or Natural ground
(Sub - Grage)
Mãng nÒn ®Êt

trong khu vôc
t¸c dông
Aã ®uêng
KÕt cÊu ¸o ®uêng (~1,2m)
Road foundation
Surfacing
Subgrade
Hình 1.2 Cấu tạo các tầng lớp trong kết cấu áo đường
6/1/2015 I- 3
z
σ
x
σ
z
P
P
NÒn ®Êt
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
1. Tầng mặt: Tầng mặt chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng xe chạy (lực thẳng
đứng và lực nằm ngang) và tác dụng của các nhân tố thiên nhiên (mưa, gió, thay
đổi nhiệt độ,…). Để chịu được các tác dụng đó, tầng mặt đòi hỏi phải được làm
bằng các vật liệu có cường độ và sức liên kết tốt. Tầng mặt phải đủ bền trong suốt
thời kỳ sử dụng, phải bằng phẳng, có đủ độ nhám, chống thấm nước, chống nứt, có
khả năng chịu mài mòn tốt, không bụi và ít bong bật.
Tầng mặt áo đường mềm cấp cao có thể có nhiều lớp gồm lớp tạo nhám, tạo phẳng
hoặc lớp bảo vệ, lớp hao mòn ở trên cùng (đây là các lớp không tính vào bề dày
chịu lực của kết cấu mà là các lớp có chức năng hạn chế các tác dụng phá hoại bề
mặt và trực tiếp tạo ra chất lượng bề mặt phù hợp với yêu cầu khai thác đường) rồi
đến lớp mặt trên và lớp mặt dưới là các lớp chịu lực quan trọng tham gia vào việc
hình thành cường độ của kết cấu áo đường mềm.

2. Tầng móng: Chịu lực thẳng đứng là chính, nhiệm vụ là truyền và phân bố lực
thẳng đứng để khi truyền xuống nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất
nền đường có thể chịu được mà không tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến
dạng trượt quá lớn.
Vật liệu tầng móng có thể dùng loại rời rạc nhưng phải đảm bảo có độ cứng nhất
định. Có thể bố trí các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu, phù hợp
với biểu đồ phân bố ứng suất do tải trọng bánh xe truyền xuống nền đường. Như
vậy có thể tận dụng được vật liệu tại chỗ địa phương để giảm giá thành xây dựng.
3. Lớp đáy áo đường:
Lớp đáy áo đường có các chức năng sau:
– tạo được một lòng đường chịu lực đồng nhất, sức chịu tải tốt;
– ngăn chặn ẩm thấm từ trên xuống nền đất và từ dưới lên móng áo đường;
– tạo "hiệu ứng đe" để bảo đảm chất lượng đầm nén các lớp móng phía trên;
– tạo điều kiện cho xe máy đi lại trong quá trình thi công áo đường không
gây hư hại nền đất phía dưới (ngay cả khi thời tiết xấu).
Lớp đáy móng cấu tạo bằng đất hoặc vật liệu thích hợp để đạt được các yêu cầu
sau:
– độ chặt đầm nén cao K = 1,00 ÷ 1,02 (đầm nén tiêu chuẩn);
– môđun đàn hồi E ≥ 50 MPa (500 daN/cm
2
) hoặc chỉ số CBR ≥ 10 (tùy
theo loại đất);
– bề dày tối thiểu là 30 cm.
Cần bố trí lớp đáy móng thay thế cho 30 cm phần đất trên cùng của nền đường
đường cấp I đường cấp II và đường cấp III có 4 làn xe trở lên, nếu bản thân
phần đất trên cùng của nền đường không đạt các yêu cầu nói trên. Nên thiết kế
lớp đáy móng khi nền đắp bằng cát, bằng đất sét trương nở và khi đường qua
vùng mưa nhiều hoặc chịu tác động của nhiều nguồn ẩm khác nhau.
6/1/2015 I- 4
THIT K MT NG

Vt liu lm lp ỏy múng cú th bng t cú cp phi tt (khụng c bng
cỏt cỏc loi), cp phi thiờn nhiờn, t gia c vụi (xi mng) t l thp. Chiu
rng lp ỏy múng nờn rng hn chiu rng tng múng mi bờn l 15 cm.
4. Múng nn t : Cng l mt b phn ca kt cu ỏo ng v gi l kt cu
tng th nn mt ng.
Kt cu nn ỏo ng hay kt cu tng th nn mt ng gm kt cu ỏo
ng trờn v phn khu vc tỏc dng ca nn ng di. Thit k tng
th nn mt ng cú ngha l ngoi vic chỳ trng cỏc gii phỏp thit k cu
to kt cu ỏo ng cũn phi chỳ trng n cỏc gii phỏp nhm tng cng
cng v n nh cng i vi khu vc tỏc dng ca nn ng.
1.1.3 Cu to trc ngang ỏo ng
Trc ngang ỏo ng cú dng hỡnh mỏng nh hỡnh 1.3
B
b
b
gcl
b
l
b
d
i
n
i
n
i
gcl
i
d
i
gcl

i
d
Hỡnh 1.3 Cu to trc ngang ỏo ng
+ B rng lp múng trờn phi rng hn b rng ca tng mt mi bờn 20cm;
+ B rng lp múng di nờn rng hn b rng lp múng trờn mi bờn 15cm;
+ B rng ca lp múng kiờm chc nng thm thoỏt nc t kt cu ỏo ng
ra nờn ri ht ton b b rng nn ng .
Hai vớ d v kt cu ỏo ng cp cao nh hỡnh 1.4 di õy
Nền đất
30 15
7
5
Kết cấu áo đuờng mềm
Bê tông nhụa hạt mịn
Cấp phối đá dăm 1
Bê tông nhụa hạt trung
Cấp phối đá dăm 2
Nền đất
Kết cấu áo đuờng cúng
24
2
1520
Tấm Bê tông xi măng #350
Cát vàng trộn nhụa
Đá dăm gia cố 6% xi măng
Cấp phối đá dăm 2
Hỡnh 1.4 Cỏc kt cu ỏo ng cp cao
6/1/2015 I- 5
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
1.2 PHÂN LOẠI ÁO ĐƯỜNG

1.2.1 Phân loại về đặc tính và phạm vi sử dụng
Tầng mặt áo đường được phân thành 4 cấp: cấp cao A
1
; cấp cao A
2
(cấp cao thứ
yếu); cấp thấp B
1
(cấp quá độ); cấp thấp B
2
, mỗi cấp lại bao gồm một số loại tầng
mặt làm bằng các loại vật liệu khác nhau theo nguyên lý cấu trúc khác nhau như
bảng 1.3
Áo đường cấp cao A
1
là loại đáp ứng yêu cầu không phát sinh biến dạng dư dưới
tác dụng của tải trọng xe chạy, tức là loại áo đường này chỉ cho phép làm việc hoàn
toàn trong giai đoạn đàn hồi, do đó nó bảo đảm duy trì được chất lượng khai thác
cao, xe chạy an toàn với tốc độ cao, kéo dài thời hạn giữa các kỳ sửa chữa tầng
mặt.
Bảng 1.3 Loại tầng mặt áo đường về đặc tính và phạm vi sử dụng
Cấp
thiết kế
của
đường
Loại
tầng
mặt
Vật liệu và cấu tạo tầng mặt
Thời hạn

tính toán
(năm)
Số xe tiêu
chuẩn tích luỹ
trong thời hạn
tính toán (xe
tiêu chuẩn/làn)
Cấp I,
II, cấp
III và
cấp IV
Cấp
cao A
1
- Bê tông xi măng không cốt thép
hoặc cốt thép liên tục (1 lớp);
- Bê tông nhựa chặt hạt mịn, hạt vừa
làm lớp mặt trên; hạt vừa, hạt thô
(chặt hoặc hở) làm lớp mặt dưới
≥ 20 năm
≥ 10 năm
> 4.10
6
Cấp III,
IV,V
Cấp
cao A
2
- Bê tông nhựa nguội, trên có láng
nhựa

- Thấm nhập nhựa
- Láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá
dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố trên có
láng nhựa)
8
5 ~ 8
4 ~ 7
> 2.10
6
> 1.10
6
> 0,1.10
6
Cấp IV,
V, VI
Cấp
thấp B
1
- Cấp phối đá dăm, đá dăm macadam,
hoặc cấp phối thiên nhiên trên có lớp
bảo vệ rời rạc (cát) hoặc có lớp hao
mòn cấp phối hạt nhỏ
3 ÷ 4
< 0,1.10
6
Cấp
V,VI
Cấp
thấp B
2

- Đất cải thiện hạt
- Đất, đá tại chỗ, phế liệu công nghiệp
gia cố (trên có lớp hao mòn, bảo vệ)
2 ÷ 3
< 0,1.10
6
1.2.2 Phân loại về vật liệu và cấu trúc vật liệu
1) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc theo
nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối:
- Theo nguyên lý đá chèn đá: là mặt đường đá dăm nước (hay đá dăm macadam)
được cấu trúc bằng đá dăm có kích cỡ đồng đều, hình dạng sần sùi sắc cạnh và có
cường độ tương đối cao. Thông qua quá trình vừa lu lèn (khi lu có tưới nước để đá
dễ chặt và khỏi vỡ) vừa chèn thêm các cỡ đá dăm kích thước nhỏ hơn so với đá cơ
6/1/2015 I- 6
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
bản, cường độ của lớp áo đường này sẽ hình thành trên cơ sở ma sát, chèn móc
giữa các hòn đá với nhau.
Ưu điểm: công nghệ thi công đơn giản. Nhược điểm: đòi hỏi quá cao về hình dạng,
kích cỡ và cường độ của đá, tốn công lu lèn, sức chịu bong bật kém nên thường
dùng làm lớp mặt cho đường cấp thấp và làm lớp móng cho đường cấp cao.
- Theo nguyên lý cấp phối: là mặt đường cấp phối được cấu trúc bằng hỗn hợp đá,
sỏi, cuội, cát, đất từ cỡ lớn đến cỡ nhỏ trộn với nhau theo tỷ lệ nhất định để đảm
bảo sau khi lu lèn hỗn hợp có độ rỗng nhỏ, tức là đạt được độ chặt lớn. Cường độ
sẽ được hình thành do lực dính và lực ma sát giữa các hạt tăng lên.
Yêu cầu chính là khống chế đúng tỷ lệ phối hợp giữa các thành phần hạt và chỉ số
dẻo (thông qua hàm lượng hạt nhỏ – đất dính). Nếu hàm lượng sét quá nhiều làm
cho mặt đường kém ổn định với nước, nếu quá ít sẽ không đủ dính kết.
Ưu điểm: tạo thuận lợi cho việc sử dụng vật liệu địa phương, cường độ hạt không
đòi hỏi quá cao, ít tốn công lu lèn. Nhược điểm: kém ổn định đối với nước, mùa
mưa thì lầy lội, mùa khô thì nhiều bụi.

2) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc theo
nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối nhưng có trộn thêm chất kết dính vô
cơ (xi măng, vôi,…): nhờ có chất kết dính nên cường độ và tính ổn định nước của
các loại mặt đường này được tăng lên rõ rệt.
Điển hình cho loại mặt đường này là các lớp: đất hoặc đá có gia cố vôi, xi măng,…
và thường dùng làm lớp móng cho đường cấp cao. Áo đường bê tông xi măng cũng
thuộc loại này nhưng được cấu trúc đặc biệt tốt và thường dùng làm lớp mặt cho
đường cấp cao, chịu được bào mòn bề mặt, khả năng chịu kéo khi uốn lớn.
3) Các tầng lớp áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên có cấu trúc theo
nguyên lý đá chèn đá hoặc nguyên lý cấp phối nhưng có trộn thêm chất kết dính
hữu cơ (bi tum, guđrông): tùy theo phương pháp thi công, ta có:
* Theo phương pháp tưới:
- Mặt đường thấm nhập nhựa: tưới nhựa vào các lớp đá đã rải sẵn rồi chèn và lu
lèn, tùy theo chiều sâu nhựa thấm nhập mà ta có: thấm nhập nhẹ, bán thấm nhập và
thấm nhập sâu.
- Mặt đường láng nhựa: tưới nhựa lên tầng mặt đã hình thành rồi rải sỏi sạn hoặc
đá dăm nhỏ và lu cho đá sỏi chìm vào trong nhựa
* Thi công theo phương pháp trộn thì có các loại: đất gia cố nhựa; đá dăm đen (đá
có kích cỡ đồng đều trộn với nhựa rồi rải và chèn đá con trộn nhựa); hỗn hợp đá
trộn nhựa (cấp phối đất đá trộn nhựa rồi lu lèn chặt) và bê tông nhựa (bao gồm đá,
cát, bột khoán và 4-12% nhựa đem trộn với nhau theo nguyên lý cấp phối tốt nhất
và lu lèn chặt).
1.2.3 Phân loại theo đặc điểm tính toán cường độ áo đường
Có hai loại: áo đường cứng và áo đường mềm.
6/1/2015 I- 7
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
- Áo đường cứng (mặt đường bê tông xi măng): là kết cấu có độ cứng rất lớn,
cường độ chống biến dạng (mô đun đàn hồi hoặc mô đun biến dạng) cũng cao hơn
hẳn so với nền đất và đặc biệt có khả năng chịu kéo khi uốn rất lớn, do đó nó làm
việc theo nguyên lý tấm trên nền đàn hồi và phân bố được áp lực của tải trọng bánh

xe xuống nền đất trên một diện tích rộng làm cho nền đất phía dưới ít phải tham
gia chịu tải.
- Áo đường mềm: là kết cấu với các tầng lớp đều có khả năng chịu uốn nhỏ (hoặc
không có khả năng chịu uốn), dưới tác dụng của tải trọng bánh xe chúng chịu nén
và chịu cắt trượt là chủ yếu. Cường độ và khả năng chống biến dạng của nó có thể
thay đổi phụ thuộc vào thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm.
Trong kết cấu áo đường mềm nền đất cũng tham gia chịu tải cùng với mặt đường ở
mức độ đáng kể.
Kết cấu áo đường mềm gồm có tầng mặt làm bằng các vật liệu hạt hoặc các vật
liệu hạt có trộn nhựa hay tưới nhựa đường và tầng móng làm bằng các loại vật liệu
khác nhau đặt trực tiếp trên khu vực tác dụng của nền đường hoặc trên lớp đáy
móng.
1.3 NỘI DUNG VÀ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO
ĐƯỜNG
1.3.1 Trình tự thiết kế áo đường:
1. Đề xuất các phương án cấu tạo kết cấu áo đường, mỗi phương án có thể có tầng
mặt, tầng móng, số lớp bằng các vật liệu khác nhau, cấu trúc và công nghệ thi công
khác nhau, phương án đầu tư một lần hay phân kỳ đầu tư,
Ngoài ra khi đề xuất các phương án kết cấu áo đường cần phải chú trọng đến yêu
cầu bảo vệ môi trường, yêu cầu bảo đảm an toàn giao thông và cả yêu cầu về bảo
vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho người thi công,
Nội dung công việc này chính là thiết kế cấu tạo các phương án kết cấu áo đường.
2. Tính toán kiểm tra cường độ chung và cường độ trong mỗi lớp kết cấu áo đường
xác định bề dày mỗi lớp kết cấu áo đường theo các tiêu chuẩn giới hạn cho phép.
3. Tính toán luận chứng kinh tế – kỹ thuật, so sánh các phương án để lựa chọn
phương án kết cấu áo đường tối ưu thỏa mãn được các yêu cầu đối với kết cấu áo
đường, yêu cầu tận dụng vật liệu địa phương, phù hợp với công nghệ thi công và
khả năng duy tu bảo dưỡng,
4. 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 trưng cơ học của các vật liệu đó để đưa ra yêu cầu cụ
thể đối với vật liệu sử dụng cho mỗi lớp kết cấu của phương án đã chọn.
1.3.2 Các nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường:
6/1/2015 I- 8
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường là chọn và bố trí hợp lý các lớp vật liệu
phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp áo đường, chọn các
giải pháp tăng cường cường độ và sự ổn định cường độ của khu vực tác
dụng (bao gồm cả các giải pháp thoát nước nếu cần, cho các lớp kết cấu
nền áo đường).
Các nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm:
1. Chọn loại tầng mặt áo đường: Từ ý nghĩa, cấp hạng kỹ thuật của đường, lưu
lượng xe chạy và tốc độ xe chạy thiết kế, đồng thời có xét đến điều kiện khí hậu,
khả năng cung cấp vật liệu, khả năng công nghệ thi công, khả năng duy tu bảo
dưỡng, mà chọn loại tầng mặt thích hợp.
Trên tầng mặt áo đường, tùy theo cấp hạng đường, được bố trí các lớp tạo nhám,
hao mòn, tạo phẳng thích hợp.
Chọn loại tầng mặt áo đường như bảng 1.3
2. Chọn loại tầng móng: Gồm nhiều lớp được chọn tùy theo điều kiện nền đường,
địa chất, thủy văn và tình hình vật liệu địa phương sẵn có.
Nên bố trí các lớp vật liệu có cường độ giảm dần theo chiều sâu, phù hợp với biểu
đồ phân bố ứng suất của tải trọng xe chạy nhằm sử dụng hợp lý khả năng làm việc
của vật liệu mỗi lớp. Tỷ số mô đun đàn hồi giữa lớp trên và lớp dưới kề nó bằng
vật liệu kém dính không nên vượt quá 5 – 6 lần. Số lớp cũng không nên quá nhiều
để tránh phức tạp cho thi công và kéo dài thời gian khai triển dây chuyền công
nghệ thi công.
Cần dựa vào các nguyên tắc nêu trên để chọn và bố trí các lớp móng trên, móng
dưới tuỳ thuộc loại tầng mặt như ở chỉ dẫn ở Bảng 1.4 cùng với các chú ý dưới
đây:
+ Đối với đường cao tốc, đường cấp I, II và các đường có 4 làn xe trở lên thì cần

sử dụng các lớp móng nửa cứng để tăng mức độ đồng đều về cường độ trên bề
rộng phần xe chạy, chẳng hạn như bố trí lớp móng dưới bằng cát hoặc đất gia
cố các chất liên kết vô cơ và bố trí lớp móng trên bằng cấp phối đá (sỏi cuội)
gia cố xi măng.
+ Ở những đoạn đường có thể bị ảnh hưởng của ẩm mao dẫn từ nước ngầm phía
dưới thì lớp móng dưới nên sử dụng vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ hoặc
hữu cơ với bề dày tối thiểu là 15cm.
+ Nếu lớp móng có thêm chức năng thấm thoát nước ra khỏi kết cấu áo đường thì
lựa chọn vật liệu sao cho độ rỗng của nó sau khi đầm nén chặt bằng khoảng 15
–20%, cấp phối hạt không được chứa cỡ hạt ≤ 0,074m và hệ số thấm phải lớn
hơn 3m/ngày đêm.
+ Trong trường hợp đặc biệt khó khăn (thiếu các phương tiện gia công đá hoặc
thiếu phương tiện xe máy thi công) thì có thể sử dụng lớp móng bằng đá ba xếp
có chêm chèn chặt cho các loại mặt đường cấp thấp B1, B2. Đá ba có kích cỡ
lớn nhất là 18 – 24cm
6/1/2015 I- 9
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
+ Phải thiết kế một lớp láng nhựa trên móng cấp phối đá dăm hoặc đá dăm nước
để chống thấm nước xuống nền và chống xe cộ thi công đi lại phá hoại móng
trong trường hợp làm móng trước để một thời gian trước khi thi công tiếp các
lớp ở trên.
Bảng 1.4. Chọn loại tầng móng
Lớp vật liệu làm
móng
Phạm vi sử dụng thích hợp Điều kiện sử dụng
Vị trí móng Loại tầng mặt
1. Cấp phối đá dăm
nghiền loại I (22
TCN 334 -06)
- Móng trên

- Móng dưới
Cấp cao A1, A2
Cấp cao A1
Nếu dùng làm lớp móng trên
thì cỡ hạt lớn nhất Dmax
≤25mm và bề dày tối thiểu là
15cm (khi số trục xe tiêu
chuẩn tích luỹ trong 15 năm
nhỏ hơn 0,1.10
6
thì tối thiểu
dày 10cm)
2. Cấp phối đá dăm
nghiền loại II (22
TCN 334 -06)
- Móng dưới
- Móng trên
Cấp cao A1
Cấp cao A2 và
cấp thấp B1
Nếu dùng làm lớp móng trên
thì Dmax=25mm;
Nếu dùng làm lớp bù vênh thì
Dmax=19mm
3. Cấp phối thiên
nhiên (22 TCN 304 -
03)
- Móng dưới
- Móng trên
- Móng trên

(mặt) và móng
dưới
Cấp cao A1, A2
Cấp cao A2
Cấp thấp B1, B2
Như quy định ở 22 TCN 304 -
03
4. Đá dăm nước (22
TCN 06 -77)
- Móng dưới
- Móng trên
(mặt )
Cấp cao A2
Cấp thấp B1, B2
Phải có hệ thống rãnh xương
cá thoát nước trong quá trình
thi công và cả sau khi đưa vào
khai thác nếu có khả năng
thấm nước vào lớp đá dăm;
Nên có lớp ngăn cách (vải địa
kỹ thuật) giữa lớp móng đá
dăm nước với nền đất khi làm
móng có tầng mặt cấp cao A2;
Không được dùng loại kích cỡ
mở rộng trong mọi trường hợp.
5. Bê tông nhựa
rỗng theo 22 TCN
249; hỗn hợp nhựa
trộn nguội, lớp thấm
nhập nhựa (22 TCN

270)
- Móng trên
- Móng trên
(mặt )
Cấp cao A1
Cấp cao A2
Với các loại hỗn hợp cuội sỏi,
cát, trộn nhựa nguội hiện chưa
có tiêu chuẩn ngành
6. Cấp phối đá (sỏi
cuội) gia cố xi măng
theo 22 TCN 245;
cát gia cố xi măng
theo 22 TCN 246
- Móng trên
- Móng trên
(mặt )
Cấp cao A1
Cấp cao A2
Cỡ hạt lớn nhất được sử dụng
là 25mm
Cường độ yêu cầu của cát gia
cố phải tương ứng với yêu cầu
đối với móng trên
6/1/2015 I- 10
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Lớp vật liệu làm
móng
Phạm vi sử dụng thích hợp Điều kiện sử dụng
Vị trí móng Loại tầng mặt

7. Đất, cát, phế liệu
công nghiệp (xỉ lò
cao, xỉ than, tro
bay…) gia cố chất
liên kết vô cơ, hữu
cơ hoặc gia cố tổng
hợp
- Móng trên
(mặt)
- Móng dưới
Cấp cao A2
Cấp cao A1 và
A2
Trường hợp gia cố chất kết
dính vô cơ có thể tuân thủ 22
TCN 81-84;
Các trường hợp gia cố khác
hiện chưa có tiêu chuẩn ngành
8. Đất cải thiện,
gạch vỡ, phế thải
công nghiệp (xỉ lò
trộn đất)
- Móng dưới Cấp thấp B1, B2 Tỷ lệ vật liệu hạt có kích cỡ
lớn hơn 4,75mm cần chiếm
trên 50% khối lượng
3. Về mô đun đàn hồi của các tầng lớp: Trừ trường hợp bố trí kết cấu ngược đối
với mặt đường mềm, về mô đun và cường độ các lớp vật liệu trong kết cấu thì
cường độ các lớp giảm dần để phù hợp với biểu đồ phân bố ứng suất và hạ giá
thành. Tuy nhiên cường độ các lớp trên không nên cao hơn lớp dưới liền nó quá 3
lần về mô đun đàn hồi và tỷ số MĐĐH của nền đất và tầng móng nên nằm trong

khoảng từ 0,08-:-0,40; Cả kết cấu cũng không nên bố trí quá nhiều lớp vật liệu
tránh gây phức tạp cho thi công.
Thông thường môđun của các lớp nên đạt các yêu cầu sau:
- Nền đường có E
0
≥ 200 daN/cm
2
hoặc CBR ≥ 6-7% ;đối với đường cấp ≥ III thì
phải có E
0
≥ 400 daN/cm
2

- Lớp đáy áo đường có môđun đàn hồi E ≥ 500 daN/cm2 hoặc chỉ số CBR ≥ 10%
(tùy theo loại đất);
- Lớp móng dưới nên có CBR ≥ 30%
- Lớp móng trên nên có CBR ≥ 80%
4. Tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường: tức là phải sử dụng các
biện pháp tổng hợp để nâng cao cường độ của nền đất, tạo điều kiện thuận lợi cho
nền đất cùng tham gia chịu tải với áo đường.
5. Các kết luận thông qua phân tích trạng thái ứng suất biến dạng:
- Nếu MĐĐH của nền đất tăng 20% thì hiệu quả giảm độ võng chung của cả kết
cấu sẽ tương đương với việc MĐĐH của tầng móng tăng thêm 100%.
- Tăng mô đun của tầng móng là cần thiết nếu muốn giảm ứng suất kéo-uốn ở
đáy tầng mặt; nên bố trí bề dày tầng móng không dưới 2d và bề dày tầng mặt
không nên nằm trong khoảng 0,5-:-1,0d (d là bán kính của một vệt bánh trong
cụm bánh đôi trục sau; với xe trục tiêu chuẩn 10T thì d=10,5-11cm)
6/1/2015 I- 11
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
- Không nên bố trí bề dày tầng mặt chỉ bằng một lớp bê tông nhựa dày từ 4-6cm

mà tổng bề dày các lớp mặt rải nhựa phải ít nhất là 15cm đối với đường cao tốc
và 10cm đối với các đường cấp III trở lên.
- Việc tăng bề dày áo đường sẽ không giảm được ứng suất cắt lớn nhất τ
max
xuất
hiện ở lớp mặt trên cùng; để tránh lớp mặt trên bị phá hoại do ứng suất loại này
thì biện pháp chủ yếu là phải dùng vật liệu lớp mặt có cường độ chống cắt-trượt
cao (dùng nhựa cải tiến, dùng loại BTN chất lượng cao, )
6. Về bề dày các tầng lớp: Bề dày các tầng lớp kết cấu áo đường được quyết định
thông qua tính toán, tuy nhiên về mặt cấu tạo cũng có những yêu cầu nhất định:
- Vì đắt tiền nên các lớp càng ở trên càng nên làm mỏng đến mức tối thiểu, trong
khi các lớp dưới rẻ tiền nên tăng bề dày.
Tuy nhiên, bề dày các lớp BTN trong kết cấu áo đường cấp cao A1 phải được
khống chế tối thiểu như bảng 1.5
Bảng 1.5 Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 tuỳ thuộc quy mô giao thông
Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn
tính toán 15 năm kể từ khi đưa mặt đường
vào khai thác trên 1 làn xe (trục xe/làn)
Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao
A1 (cm)
< 0,1.10
6
6 (5)
≥ 0,1.10
6
7 (5)
≥ 0,5.10
6
8 (5)
≥ 1.10

6
9 (5)
≥ 2.10
6
10 (5)
≥ 4.10
6
12,5 (7,5)
≥ 6.10
6
15,0 (10)
≥ 9.10
6
20,0 (10)
- Bề dày mỗi lớp không nên vượt quá bề dày có thể lèn ép được (tương ứng với
các công cụ đầm nén sẵn có). Nếu vượt quá thì cùng một lớp vật liệu phải thi
công hai lần, do đó chỉ hợp lý khi bề dày chọn gần với bội số của bề dày có thể
lèn ép được. Chiều đầy đầm nén có hiệu quả đối với bê tông nhựa thường
không nên quá 8 cm đến 10 cm, các loại vật liệu khác có gia cố không quá
15 cm và không gia cố không quá 18 cm.
- Bề dày tối thiểu của mỗi lớp vật liệu không được nhỏ hơn 1,5 lần kích cỡ hạt
cốt liệu lớn nhất và không được nhỏ hơn theo quy định của quy trình 22TCN
211-06 tùy theo loại vật liệu.
Bảng 1.5 Bề dày tối thiểu và bề dày thường sử dụng của các lớp kết cấu
Loại lớp kết cấu áo đường
Bề dày tối
thiểu (cm)
Bề dày thường
sử dụng (cm)
6/1/2015 I- 12

THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Bê tông nhựa, đá dăm trộn nhựa
Hạt lớn
Hạt trung
Hạt nhỏ
5
4
3
5 – 8
4 – 6
3 - 4
Đá mạt trộn nhựa 1,5 1,5 – 2,5
Cát trộn nhựa 1,0 1 – 1,5
Thấm nhập nhựa 4,5 4,5 – 6,0
Láng nhựa 1,0 1,0 – 3,5
Cấp phối đá dăm
Dmax=37,5mm
Dmax≤25mm
12 (15)
8 (15)
15 – 24
Cấp phối thiên nhiên 8 (15) 15 – 30
Đá dăm nước 10 (15) 15 – 18
Các loại đất, đá, phế thải công
nghiệp gia cố chất liên kết vô cơ
theo phương pháp trộn
12 15 - 18
Ghi chú Các trị số trong ngoặc là bề dày tối thiểu khi rải trên nền cát (khi sử dụng các vật liệu
nêu trên làm lớp đáy móng).
- Để hạn chế hiện tượng nứt phản ánh, nếu kết cấu là mặt đường nhựa có sử

dụng lớp móng trên (hoặc lớp mặt dưới) bằng vật liệu đất, đá gia cố chất liên
kết vô cơ thì tổng chiều dày tối thiểu lớp mặt đường nhựa phía trên (bê tông
nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa) nên thiết kế như chỉ dẫn Bảng 1.6 tuỳ
theo cấp hạng đường.
Bảng 1.6 Tổng chiều dày tối thiểu các lớp mặt đường nhựa nên bố trí ở trên móng đất đá
gia cố chất liên kết vô cơ
Cấp thiết kế của
đường
Cao tốc, I, II III, IV IV V, VI
Tổng chiều dày các
lớp mặt đường có
nhựa (cm)
14 ÷ 18 10 ÷ 12 3 ÷ 6 1 ÷ 4
Vật liệu mặt đường
nhựa
Bê tông nhựa
Bê tông
nhựa
Thấm nhập
hoặc láng nhựa
nhiều lớp
Láng nhựa
một hoặc
nhiều lớp
1.4 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY TÁC DỤNG LÊN MẶT
ĐƯỜNG MỀM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN CƠ CHẾ LÀM VIỆC CỦA
NỀN ĐẤT VÀ VẬT LIỆU ÁO ĐƯỜNG
1.4.1 Đặc điểm của tải trọng xe chạy:
Tải trọng tác dụng lên mặt đường phụ thuộc vào trọng lượng của trục sau ô tô. Tải
trọng một bánh phải chịu sẽ thông qua khối hơi ép ở trong săm truyền khỏi lốp rồi

mới truyền xuống mặt đường. Vì vậy kích thước và độ cứng của lốp cũng là nhân
tố quan trọng quyết định vệt tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
Tải trọng xe chạy trên mặt đường sinh ra lực thẳng đứng và lực ngang như phân
tích ở phần trên.
6/1/2015 I- 13
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Để tiện tính toán áp lực bánh xe lên mặt đường và tiện mô phỏng bằng các thí
nghiệm đo ép, người ta xem tiếp xúc đó gần đúng là một hình tròn có diện tích
bằng diện tích thực tế (diện tích tiếp xúc tương đương)
Hình 1.5 mô tả tải trọng tác dụng của bánh xe lên kết cấu áo đường
Dd
1
2
d
d
z
NÒn ®Êt
a)
b)
p p
E
1
,
µ
1
,

C
1
,

ϕ1,
R
ku1
E
2
,
µ
2
,

C
2
,
ϕ2,
R
ku2
E
3
,
µ
3
,

C
3
,
ϕ3,
R
ku3
h

1
h
2
h
3
E
0
,
µ
0
,

C
0
,
ϕ0
h
3
h
2
h
1
E
3
,
µ
3
,

C

3
,
ϕ3,
R
ku3
z
NÒn ®Êt
E
0
,
µ
0
,

C
0
,
ϕ0
E
2
,
µ
2
,

C
2
,
ϕ2,
R

ku2
E
1
,
µ
1
,

C
1
,
ϕ1,
R
ku1
p
Hình 1.5 Tải trọng tác dụng lên kết cấu áo đường
Sơ đồ hình 1.5a sử dụng để tính kết cấu áo đường mềm của các nước như Pháp,
Trung Quốc còn sơ đồ 1.5b được sử dụng ở Việt Nam, Nga (Liên xô cũ),
Với sơ đồ 1.5b ta có các công thức tính
p = α.p
0
Trong đó:
- p : Áp lực bánh xe truyền xuống mặt đường (daN/cm
2
)
- p
0
: Áp lực hơi trong săm
- α : Hệ số kể đến độ cứng của lốp, thường α=0,9÷1,3; khi tính toán lấy α=1,1
Và cũng có thể tính D theo công thức:

p
P
p
P
D .08,1
.
.4
≈=
π
Với P là tải trọng ½ tải trọng trục sau
Trị số p và D được dùng để tính toán kết cấu áo đường mềm ở nước ta.
1.4.2 Ảnh hưởng của tải trọng đến cơ chế làm việc của nền đất và vật liệu áo
đường.
Tải trọng xe chạy tác dụng lên mặt đường có đặc điểm là một lực tác dụng động,
đột ngột, tức thời và trùng phục nhiều lần. Ngoài ra khi chạy trên mặt đường không
bằng phẳng lại sinh thêm lực xung kích. Tải trọng xe chạy với các đặc điểm kể trên
6/1/2015 I- 14
THIT K MT NG
cú nh hng rt ln n s lm vic ca t nn v cỏc lp ỏo ng (l nhng
vt liu cú tớnh n hi, do nht) c th l nh hng n tr s bin dng v kh
nng chng bin dng ca chỳng.
Thi gian tỏc dng ca ti trng cng nh hng rt ln n cng (hoc kh
nng chu bin dng) ca t (hoc vt liu) v nh vy nhiu nc cú ngh
tớnh toỏn cng ỏo ng vi tỏc dng ca ti trng ng cỏc on ng
gia cỏc trm dng xe (dựng M H ng) v dựng M H tnh nhng on
xe, dng xe, trm thu phớ,
Ngoi ra, di tỏc dng ca ti trng ng v trựng phc t v vt liu s phỏt
sinh hin tng mi v hin tng tớch ly bin dng d (c bit vi vt liu cú
tớnh do ln thỡ bin dng d cng ln)
1.5 CC HIN TNG PH HOI KT CU O NG MM V

NGUYấN Lí TNH TON CNG O NG MM.
1.5.1 Cỏc hin tng phỏ hoi kt cu ỏo ng mm:
Di tỏc dng ca ti trng xe chy, khi t n cng gii hn trong kt cu
ỏo ng mm s xy ra cỏc hin tng nh mụ t hỡnh 1.6
D
0
Kéo
Nén
Kéo
Cắt
D
l
Kẽ nút
Trồi
Lún
Truyền áp lục lên đất
Hỡnh 1.6 Cỏc hin tng phỏ hoi ỏo ng mm trng thỏi gii hn
di tỏc dng ca ti trng xe chy
Ngay di mt tip xỳc ca bỏnh xe vi mt ng v t s b nộn, xung
quanh ch tip xỳc s phỏt sinh trt do (do ng sut ct) v trờn mt ng
s phỏt sinh cỏc ng nt hng tõm bao trũn, xa hn mt chỳt vt liu
thng b y tri lờn, mt ng cú th b gy v v phn ỏy mt ng s b
nt do kộo. Di tỏc dng ca ti trng bỏnh xe mt ng s hỡnh thnh chu
vừng vi lỳn ngay di tõm bỏnh xe l l .
6/1/2015 I- 15
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Như vậy để đảm bảo các yêu cầu đối với áo đường, về mặt tính toán cường độ
cần phải đảm bảo các hiện tượng phá hoại nói trên không được phép xảy ra
trong suốt thời kỳ tính toán, đồng thời phải đảm bảo không xảy ra tích lũy biến
dạng dư (tức là không được phát sinh biến dạng dẻo) dưới tác dụng xe chạy

trong suốt quá trình khai thác đường.
1.5.2 Nguyên lý tính toán cường độ áo đường mềm:
Một phương pháp tính toán cường độ áo đường mềm sẽ hình thành trên cơ sở
nghiên cứu giải quyết được 3 vấn đề:
- Trạng thái giới hạn và tiêu chuẩn trạng thái giới hạn (định lượng) tức là giải
đáp vấn đề khi nào áo đường hỏng
- Lý thuyết tính toán và phương pháp đánh giá cường độ trên thực tế
- Thông số tính toán và phương pháp thử nghiệm xác định các thông số tính
toán.
Hiện nay tồn tại các nhóm phương pháp thiết kế áo đường mềm như sau:
- Nhóm các phương pháp lý thuyết – thực nghiệm: Lập các mô hình và
phương trình tính toán rồi qua thực nghiệm để kiểm tra nhằm xác định điều
kiện bền. Cách tính toán thông thường là xác định ứng suất do xe chạy gây
ra trong các lớp mặt đường bằng lý thuyết và so sánh các ứng suất này với
cường độ cho phép của vật liệu làm đường thường lấy theo kinh nghiệm.
- Nhóm các phương pháp thực nghiệm – kinh nghiệm: dựa trên các kinh
nghiệm thu được trên các đoạn đường thực nghiệm hoặc trên mạng lưới
đường đang khai thác. Các tiêu chuẩn trạng thái giới hạn cũng đều được xác
định từ thực nghiệm, quan trắc thực tế và kinh nghiệm sử dụng.
1.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM.
1.6.1 Nhóm các phương pháp lý thuyết - thực nghiệm :
1. Phương pháp hiện hành của Bộ GTVT 22 TCN 211-06
a) Nội dung phương pháp
Sau khi thiết kế cấu tạo áo đường dựa trên lý thuyết phân bố tải trọng xe theo chiều
sâu, nhiệm vụ của việc tính toán là kiểm tra cấu tạo áo đường đã đề xuất cùng với
điều kiện nền đã biết có đủ cường độ để chịu được tải trọng xe thiết kế không,
đồng thời tính toán xác định lại bề dày cần thiết của mỗi lớp cấu tạo.
Điều kiện cần đạt được khi tính toán theo phương pháp này là: Kết cấu áo đường
mềm được xem là đủ cường độ nếu như trong suốt thời kỳ khai thác, dưới tác dụng
của xe nặng nhất và của toàn bộ dòng xe, trong bất kỳ tầng lớp nào (kể cả nền đất)

cũng không phát sinh biến dạng dẻo, tính liên tục của các lớp liền khối không bị
phá hoại và độ lún của kết cấu áo đường không vượt quá trị số giới hạn cho phép.
6/1/2015 I- 16
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Do vậy, việc tính toán kết cấu áo đường mềm chính là việc tính toán kiểm tra ba
tiêu chuẩn cường độ khi biết trước tải trọng và lưu lượng xe thiết kế :
- Tính toán ứng suất cắt ở trong nền đất và trong các lớp vật liệu kém dính xem
nó có vượt quá trị số giới hạn cho phép không.
- Tính toán ứng suất uốn phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền khối nhằm khống
chế không cho phép nứt ở các lớp đó.
- Tính toán độ lún đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng biểu thị bằng trị
số mô đun đàn hồi (MĐĐH) của cả kết cấu áo đường và khống chế để trị số
MĐĐH của cả kết cấu phải lớn hơn trị số MĐĐH yêu cầu.
Nếu điều kiện này đảm bảo thì sẽ hạn chế được hiện tượng mỏi trong vật liệu
các lớp kết cấu dưới tác dụng trùng phục của tải trọng dòng xe do đó mới đảm
bảo duy trì được chất lượng của kết cấu cuối thời kỳ khai thác.
Cơ sở của phương 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 dưới tác dụng của tải trọng bánh xe (được mô hình hoá là tải
trọng phân bố đều hình tròn tương đương với diện tích tiếp xúc của bánh xe trên
mặt đường), đồng thời kết hợp với kinh nghiệm sử dụng và khai thác đường trong
nhiều năm để đưa ra các quy định về các tiêu chuẩn giới hạn cho phép.
b) Một số nhận xét về phương pháp hiện hành của Bộ GTVT 22TCN 211-06
Đây là phương pháp hiện đang được sử dụng có hiệu quả để thiết kế áo đường và
chiều dày các lớp kết cấu áo đường. Phương pháp này có cơ sở lý thuyết vững
chắc, được mọi người thừa nhận và nhất là quen sử dụng.Các kết cấu áo đường đã
được xây dựng trên mạng lưới đường ôtô nước ta thiết kế theo phương pháp này
chưa bộc lộ những nhược điểm lớn. Tuy nhiên phương pháp này còn bộc lộ các
hạn chế dưới đây.
- Phương pháp tính toán cường độ và chiều dày các lớp kết cấu áo đường mềm

trên cơ sở của 3 tiêu chuẩn trạng thái giới hạn, trên cơ sở 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 phụ thuộc vào các tham số đầu vào như lưu lượng và
tải trọng xe, các đặc trưng 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 hưởng
của chế độ thuỷ nhiệt để tính toán, thiết kế luôn lấy ở trạng thái bất lợi nhất,
việc xét và đánh giá như vậy chưa cụ thể.
- Cơ sở lý thuyết của bài toán là hệ đàn hồi đặt trên bán không gian vô hạn đàn
hồi nhưng thực tế vật liệu kết cấu áo đường và nền đất không phải là vật liệu
đàn hồi đồng nhất, đẳng hướng mà là vật liệu đàn hồi-dẻo-nhớt . Do đó kết quả
tính toán được chỉ là gần đúng với sự làm việc thực tế của kết cấu áo đường.
- Các toán đồ được lập với hệ hai lớp, nếu hệ có nhiều hơn hai lớp thì phải dùng
công thức tính đổi lớp trên nguyên tắc độ cứng tương đương, việc tính đổi và hệ
số β thêm vào chỉ là gần đúng.
6/1/2015 I- 17
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
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 có các nghiên cứu theo hướng này.
- Chưa có cách tính toán trực tiếp cường độ và độ ổn định của tầng mặt áo đường
dưới tác dụng của lực ngang và chưa có cách tính bề dày các lớp áo đường dưới
tác dụng của nhiệt độ và chế độ thay đổi nhiệt độ.
2. Phương pháp tính toán của Trung Quốc (trong quy trình JTJ014-86)
a) Nội dung phương pháp
Phương pháp tính của Trung Quốc cũng dựa trên lời giải lý thuyết hệ nhiều lớp đặt
trên nền bán không gian vô hạn đàn hồi, với các giả thiết :
- Mỗi lớp đều do một loại vật liệu đồng chất, đẳng hướng, đàn hồi và xem như là
không có trọng lượng tạo ra. Các thông số của lớp là MĐĐH E
i

và hệ số
Poisson μ
i
;
- Tầng dưới cùng là tầng bán không gian vô hạn và kéo dài vô hạn theo phương
ngang; các lớp phía trên cũng kéo dài vô hạn theo phương dọc và phương
ngang và có chiều dày hữu hạn h
i
theo phương thẳng đứng;
- Tại mặt phân giới giữa các lớp ứng suất và chuyển vị hoàn toàn liên tục; hoặc
chỉ có ứng suất và chuyển vị theo phương thẳng đứng là liên tục, còn lực cản
trở do ma sát giữa các lớp bằng không (hệ chuyển dịch tự do);
- Tại độ sâu vô hạn ở lớp dưới cùng, ứng suất và chuyển vị đều bằng không.
Từ các giả thiết trên, người ta đã giải và lập ra các toán đồ xác định độ võng đàn
hồi và các hệ số ứng suất của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng bánh xe đơn
hoặc kép (được quy về 1 vòng tròn hay 2 vòng tròn diện tích tương đương có bán
kính d ) cho hệ hai lớp và ba lớp.
Trong trường hợp hệ có nhiều hơn ba lớp thì phải quy đổi về hệ ba lớp theo hiệu
ứng tương đương.
Trình tự của phương pháp thiết kế áo đường mềm hiện hành của Trung Quốc theo
các bước sau :
- Dựa vào yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế, xác định cấp hạng mặt đường và loại lớp
mặt, tính toán số lần tích luỹ trục xe tương đương trên một làn xe trong thời hạn
thiết kế và tính toán trị số độ võng cho phép trên bề mặt mặt đường. Nếu là mặt
đường 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 chế độ thuỷ nhiệt của nền đường, chia đường thiết kế ra
làm một số đoạn (từ 500-1000m trở lên) để xác định trị số MĐĐH của nền đất
cho từng đoạn.
6/1/2015 I- 18

THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
- Dự kiến một số phương án bố trí kết cấu và chiều dày áo đường khả thi, xác
định trị số MĐĐH của vật liệu các lớp.
- Xác định bề dày áo đường dựa theo độ võng cho phép.
- Nghiệm toán ứng suất kéo-uốn trong các lớp bê tông nhựa, các lớp móng bằng
vật liệu có tính toàn khối đảm bảo nhỏ hơn ứng suất kéo-uốn cho phép của vật
liệu đó.
- Nghiệm toán ứng suất cắt trong các lớp mặt nhựa để không vượt quá ứng suất
cắt cho phép của vật liệu
- Đối với mặt đường ở những vùng đóng băng theo mùa cần nghiệm toán bề dày
lớp phòng chống đóng băng xem có phù hợp yêu cầu không.
b) Một số nhận xét về phương pháp của Trung Quốc so với phương pháp hiện
hành của Bộ GTVT 22TCN 211-06
- Phương pháp này cũng là phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
Phương pháp tính dựa trên lời giải của lý thuyết đàn hồi, các toán đồ được lập
sẵn với hệ 2 và 3 lớp, khi kiểm toán đều đổi các lớp kết cấu về hệ 3 lớp với lớp
mặt, lớp móng và nền đất. Hệ này phản ánh chính xác hơn sự làm việc của kết
cấu áo đường thực tế và do đó kết quả tính toán tin tưởng hơn. Mặt khác, khi
quy đổi các lớp về hệ chuẩn tính toán theo các hiệu ứng tương đương, các công
thức quy đổi được so sánh và kiểm nghiệm bằng máy tính điện tử nên độ chính
xác cao hơn quy đổi bằng độ cứng tương đương hai lớp một từ dưới lên như
quy trình Việt Nam.
- Tải trọng tiêu chuẩn của cả hai phương pháp như nhau (trục xe 10T), nhưng
phương pháp Trung Quốc tính với sơ đồ tải trọng là 2 vòng tròn cho từng bánh
trong bánh kép của xe tiêu chuẩn, sơ đồ này phù hợp với thực tế tác dụng lực
hơn việc dùng sơ đồ một vòng tròn tiếp xúc như quy trình Việt Nam.
- Các trị số đặc trưng của vật liệu và đất nền cũng được lấy với chế độ thuỷ nhiệt
bất lợi nhất, các trị số MĐĐH của đất nền theo quy trình Trung Quốc có lớn
hơn.
- Đã đưa việc tính toán cường độ và độ ổn định của tầng mặt áo đường dưới tác

dụng của lực ngang nhưng cũng chưa có cách tính bề dày các lớp áo đường
dưới tác dụng của nhiệt độ và chế độ thay đổi nhiệt độ.
- Để có thể áp dụng được quy trình của Trung Quốc vào Việt Nam thì còn thiếu
các nghiên cứu chi tiết, cụ thể phù hợp với điều kiện Việt Nam.
3. Phương pháp tính của Pháp.
Chương trình Alizé5-version 5.02-6/1991 của Viện nghiên cứu cầu đường trung
tâm (LCPC) là một phần mềm để giải chính xác bài toán bán không gian nhiều lớp
đàn hồi của Burmister bằng máy tính. Sử dụng chương trình có thể tính ứng suất và
chuyển vị cho kết cấu có tối đa tới 10 lớp, số lượng kiểu tải trọng tối đa đặt lên kết
6/1/2015 I- 19
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
cấu là 15, số lượng vị trí đặt trục quan sát tối đa trên mặt là 20, cho mỗi lớp tối đa
tới 4 vị trí quan sát.
Đây là phương pháp giải đúng bài toán tính kết cấu mặt đường nhiều lớp, kết hợp
với sự phân tích lý thuyết, các thí nghiệm và thực nghiệm sử dụng vật liệu để tính
toán kết cấu áo đường.
Sử dụng chương trình cho phép tính toán ứng suất và biến dạng phát sinh trong các
lớp khác nhau của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng.
Các lớp kết cấu cũng được đặc trưng bằng bề dày h, mô đun đàn hồi E, hệ số
Poisson µ. Điều kiện liên kết giữa các lớp có thể trượt hoặc không trượt hoàn toàn
hoặc từng phần.
Tải trọng mẫu chương trình sử dụng là :
- Tải trọng xe 13T với các đặc trưng tính toán p=0,662 MPa phân bố trên 2 hình
tròn bán kính r=0,125m, khoảng cách 2 tâm 0,375m
- Tải trọng xe 6,5T với các đặc trưng tính toán p=0,662 MPa phân bố trên 1 hình
tròn bán kính r=0,125m.
Và tính cho các tải trọng khác do ngưới sử dụng nhập vào, các tải trọng có thể
giống hoặc không giống nhau. Các tải trọng có thể là phân bố trên cả diện tròn, chu
tuyến tròn hoặc tác dụng tại tâm, cũng có thể tải trọng tác dụng ngang.
Sử dụng chương trình cho nhiều kết quả :

- ƯS và BD ngang ε
T
, σ
T
và thẳng đứng ε
z
, σ
z
tại các lớp kết cấu
- Độ võng d và bán kính cong R tại bề mặt kết cấu ở các điểm quan sát.
- Các ứng suất chính σ
1
, σ
2
,
1.6.2 Nhóm các phương pháp kinh nghiệm - thực nghiệm :
1. Phương pháp theo hướng dẫn của AASHTO và quy trình 22TCN 274-01
a) Phương trình cơ bản dùng để tính toán và thiết kế
Phương trình này có dạng giải tích và dạng toán đồ .
Phương trình cơ bản đã thể hiện các mối quan hệ giữa các yếu tố sau đây:
W
18
= f(SN, M
R
, ∆PSI, Z
R
.S
o
) (1)
với SN = a

1
D
1
+ a
2
D
2
m
2
+ a
3
D
3
m
3
(2)
Trong đó:
W
18
- số lần tác dụng của ESAL18 kip trên một làn (lần/làn xe)
SN - chỉ số kết cấu hay chỉ số cấu tạo (Strutural Number) đó là một chỉ số đặc
trưng cho cường độ cơ học của lớp mặt đường; nếu áo đường gồm ba lớp: Lớp mặt
6/1/2015 I- 20
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
(1), lớp móng trên (2), lớp móng dưới (3) thì SN được xác định theo (2-4); trong
đó D
1
,D
2
,D

3
lần lượt là bề dày các lớp nói trên;
a
1
,a
2
,a
3
lần lượt là các hệ số tương đương các lớp nói trên.
m
2
, m
3
hệ số xét đến điều kiện môi trường
∆PSI tổng tổn thất mức phục vụ của kết cấu từ lúc mặt đường được đưa vào sử
dụng cho đến khi đã chịu đựng được W
18
lần tác dụng của tải trọng ESAL 18 kip.
Các tổn thất này do xe cộ gây ra và do cả điều kiện chế độ thuỷ nhiệt gây ra. Cụ
thể ta có:
∆PSI = p
o
- p
t
(3)
Với p
o
(SPIo) là chỉ số phục vụ của mặt đường lúc đưa vào sử dụng, p
t
(SPI

t
) là chỉ
số phục vụ ở thời điểm t sau khi mặt đường chịu được W
18
lần tải trọng trục thông
qua
M
R
- môdun đàn hồi hữu hiệu của nền đất (psi)
Như vậy, phương trình thể hiện mối quan hệ giữa chất lượng phục vụ của mặt
đường với các yếu tố cấu tạo kết cấu như bề dày các lớp, loại vật liệu các lớp đã sử
dụng, điều kiện chế độ thuỷ nhiệt, cường độ nền đất .
Khi vận dụng phương trình trên để tính toán kết cấu mặt đường thì mục tiêu lúc
này là : trên cơ sở một đất nền đã biết M
R
; xác định được một chỉ số kết cấu yêu
cầu đạt được SN
yc
để chịu được số lần tác dụng tải trọng trục W
18
dự kiến sẽ thông
qua trong thời kỳ tính toán, sao cho ở cuối thời kỳ tính toán đó, chỉ số phục vụ p
t
của mặt đường chỉ giảm đến một trị số chấp nhận được. từ trị số SN
yc
này, theo (2)
sẽ xác định được bề dày các lớp bằng cách giả thiết chúng rồi nghiệm lại trong
điều kiện đã biết m
2
, m

3
và a
1
, a
2
, a
3
Sai số tiêu chuẩn tổng hợp So và độ lệch tiêu chuẩn Z
R
được đưa vào để xét đến
việc dự báo số trục xe, xác định các thông số, và đánh giá chất lượng mặt đường
khác với thực tế . Độ lệch tiêu chuẩn Z
R
phụ thuộc vào độ tin cậy R.
Khi áp dụng khái niệm độ lệch tiêu chuẩn và độ tin cậy như trên thì các thông số
tính toán khác đều phải dùng trị số trung bình chứ không phải trị số bất lợi nhất.
b)Tiêu chuẩn trạng thái giới hạn:
Theo AASHTO 1986, tiêu chuẩn trạng thái giới hạn là chỉ số phục vụ PSI đặc
trưng cho chất lượng khai thác và sử dụng mặt đường.
PSI là chỉ tiêu tổng hợp được xác định qua thử nghiệm AASHTO, phụ thuộc vào
độ bằng phẳng, tỷ lệ khe nứt, tỷ lệ diện tích phải phá dỡ trên đường.
c) Một số nhận xét về phương pháp theo hướng dẫn của AASHTO.
1. Về những hạn chế của hướng dẫn AASHTO
Thí nghiệm AASHTO mang tính cục bộ địa phương tại bang thử nghiệm nên
ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên bang đó.
6/1/2015 I- 21
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Hạn chế bởi loại mặt đường, số lớp thí nghiệm, vật liệu các lớp, loại tải trọng
thí nghiệm và số lần tác dụng của tải trọng. Hạn chế bởi thời gian đo đạc thí
nghiệm. Thí nghiệm AASHTO còn hạn chế bởi điều kiện cục bộ địa phương thí

nghiệm.
Những hạn chế nói trên chính là những hạn chế tất yếu đối với một phương
pháp dựa trên căn bản thực nghiệm. Cho đến nay những nước tiên tiến châu Âu
đều phải dựa vào phương pháp lý thuyết và dùng những thực nghiệm (kể cả
thực nghiệm AASHTO) để nghiệm chứng lý thuyết. Chỉ bằng con đường kết
hợp lý thuyết - thực nghiệm - kinh nghiệm mới có thể có được phương pháp
tính toán thiết kế mặt đường đúng đắn và tổng quát.
Ngoài ra, việc dùng chỉ số phục vụ làm tiêu chuẩn trạng thái giới hạn cũng là
vấn đề còn phải thảo luận. Chỉ số phục vụ PSI là số đặc trưng cho mức độ phục
vụ của đường được xác định dựa vào phương pháp chuyên gia mang tính chủ
quan, tính địa phương, chưa thể hiện các căn cứ khoa học, chưa phân tích các
điều kiện ứng suất biến dạng khi kết cấu làm việc.
2. Tuy có những hạn chế như trên nhưng cho đến nay "Thử nghiệm AASHTO"
vẫn là một thử nghiệm quy mô to lớn nhất thế giới và có giá trị nghiệm chứng
rất cao. Hướng dẫn thiết kế mặt đường của AASHTO 1986 có những đặc điểm
và ưu điểm sau đây:
- Trong hướng dẫn đã thể hiện rõ quan điểm thiết kế tổng hợp các giải pháp, tức
là xem việc thiết kế mặt đường không phải chỉ là việc xác định bề dày, mà phải
chú trọng cả các biện pháp cấu tạo, yêu cầu vật liệu, yêu cầu về chất lượng thi
công, chú trọng cả các giải pháp khôi phục, sửa chữa, quản lý mặt đường và các
phương pháp phân tích, so sánh, đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật các giải
pháp thiết kế và dự án đầu tư xây dựng mặt đường,
Về cấu tạo, đặc biệt chú trọng vai trò của lề đối với sự làm việc của mặt đường
đặc biết chú trọng các cấu tạo thoát nước dưới móng áo đường.
- Trong thiết kế mặt đường đã chú trọng xét đến tác động của môi trường (ẩm
và nhiệt độ) . Ảnh hưởng của môi trường được xét kỹ trong các thông số tính
toán M
R

, m

i
. Đã xét đến sự thay đổi M
R
từ 12 - 24 kỳ trong một năm và xét
đến sự thay đổi mô đun đàn hồi của bê tông nhựa theo nhiệt độ. Đây là một đặc
điểm và ưu điểm nổi bật nhất của AASHTO 1986.
- Trong tính toán đã dùng các thông số trung bình kèm theo việc sử dụng một
hệ số tin cậy. Đây là một đặc điểm khác hẳn với cách tính toán ở Việt Nam (dựa
trên các thông số ở trạng thái bất lợi nhất). Cách làm này xuất phát từ việc xử lý
các số liệu thực nghiệm và đòi hỏi khi xác định các thông số hữu hiệu phải tiến
hành một khối lượng thí nghiệm đáng kể (ví dụ mô đun của nền đất ).
- Việc đánh giá kết cấu mặt đường hiện có bằng cách "thử nghiệm NDT " đo cả
vùng chậu võng kết hợp với tính toán lý thuyết trên máy tính để xác định ra mô
đun đàn hồi của nền đất và các lớp kết cấu là một bước cải tiến quan trọng của
AASHTO
6/1/2015 I- 22
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
2. Phương pháp CBR :
Phương pháp CBR do O.J Porter ở Viện đường bộ bang Californie đề xuất năm
1938. Sau 14 năm tiến hành thí nghiệm trên các đường của bang này Porter đã tìm
được 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 đường đảm bảo không bị phá
hoại do sinh ra biến dạng dẻo trong đất đó.
Đã lập được toán đồ tìm chiều dày cần thiết của móng đường cho hai cấp giao
thông trung bình - nặng (tương đương với bánh xe 5,4T) và giao thông nhẹ ( bánh
xe 3,1T).
Peltier đã dựa trên các đường cong của toán đồ này tìm ra biểu thức chung sau để
tính chiều dày mặt đường :
5
150100

+
+
=
CBR
P
e
(4)
Trong đó : e - chiều dày mặt đường, cm;
P - trọng lượng bánh xe, T;
CBR - tính bằng %
3. Phương pháp của Viện nghiên cứu đường Anh
Cho đến năm 1960 ở Anh vẫn sử dụng toán đồ của Corps of engineers (Hiệp hội
kỹ sư quân đội Mỹ) nhưng có tăng thêm 20% trọng lượng bánh xe lớn nhất thiết kế
để xét đến sự lặp lại của tải trọng.
Sau những thí nghiệm tiến hành trên các đường ô tô ở Anh, Viện nghiên cứu
đường Anh (TRRL) đã công bố các toán đồ mới, so với phương pháp CBR có
những cải tiến sau:
- Xem tác dụng của sự lặp lại tải trọng đối với chiều dày tuân theo quy luật
logarit.
- Bỏ qua tác dụng của các xe có tổng trọng lượng dưới 3T. Phương pháp này tính
mặt đường với tuổi thọ khoảng 20 năm. Để hạn chế chiều sâu vệt hằn bánh xe
tối đa là 2cm, phương pháp này cố định chiều dày lớp mặt và lớp móng trên và
xác định chất lượng vật liệu của các lớp này. Chỉ có chiều dày của lớp móng
dưói thay đổi theo CBR của lớp trên nền đường.
Phương pháp này còn chưa xét đến sự tương đương giữa các trục bánh xe, tuy
nhiên đã xét đến sự lặp lại của tải trọng.
Về chất lượng 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 nước được cho là quá nghiêm khắc nên việc nén lún được tiến
hành ở độ ẩm gần với độ ẩm tốt nhất của Proctor khi mực nước ngầm nằm dưới

cao độ nền đường trên 1m.
6/1/2015 I- 23
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Trong lần xuất bản thứ ba (1971), các toán đồ này đã có nhiều cải tiến so với hai
lần trước (1960 và 1966) ở các điểm sau:
- Lượng giao thông được đánh giá theo số tương đương của trục bánh tiêu chuẩn
(8,2T).
- Tuổi thọ quy định là 20 năm với mặt đường mềm và 40 năm với mặt đường
cứng.
Ngoài ra còn các phương pháp thực nghiệm sử dụng thí nghiệm AASHTO :
- Phương pháp Shook và Finn
- Phương pháp Liddle
- Phương pháp của Viện công trình Mỹ
- Phương pháp của Viện Asphalt Mỹ
- Phương pháp SHELL
1.6.3 Sử dụng Catalog kết cấu áo đường
Ở các nước việc lập ra các mẫu catalog kết cấu mặt đường , tuỳ thuộc vào điều
kiện địa chất, khí hậu, tình trạng giao thông, trình độ công nghệ, là một việc làm
quen thuộc và thường xuyên được hoàn chỉnh. Các bảng catalog định hình kết cấu
mặt đường đã đưa ra có mục đích giảm bớt khối lượng tính toán, tận dụng được
các kết cấu hợp lý,thống nhất trong việc sản xuất VLXD, ứng dụng được nhanh
các tiến bộ kỹ thuật, phù hợp với công nghệ thi công hiện đại, tăng hiệu quả đầu tư
và để có được tiếng nói chung trong việc thiết kế, khai thác sử dụng và bảo dưỡng
đường.
Catalo là một cách đơn giản trình bày chính sách đầu tư kỹ thuật, sự lựa chọn các
phương án áo đường đã được chấp nhận, sự lựa chọn một quan điểm chiến lược về
áo đường dựa trên nguyên tắc tồn tại lâu dài về chất lượng của kết cấu áo đường.
Mỗi định hình kết cấu mặt đường được soạn thảo chỉ phù hợp với một tình trạng
kỹ thuật nào đó và một kỳ hạn nhất định, và do vậy chúng phải được hiện đại hoá
kịp thời một cách định kỳ.

Dưới đây là một số Catalog kết cấu mặt đường điển hình:
1. Kết cấu định hình (Catalo 1977) xây dựng ở Pháp
Catalo 1977 của Pháp giới thiệu một số các bản vẽ cấu trúc tuỳ thuộc vào hai thông
số : cấp hạng lưu lượng xe cộ P
i
và cấp hạng nền áo đường PF
j
. Sau khi đã xác
định giá trị của hai thông số trên sẽ có một số các cấu trúc phù hợp. Người thiết kế
chọn trong số kết cấu đó một kết cấu thích hợp với các điều kiện địa phương, điều
kiện kinh tế và điều kiện bắt buộc về chất lượng vật liệu, kiểm toán lại khả năng
chịu lực và điều kiện làm việc của kết cấu đã chọn.
a) Cấp hạng lưu lượng P
i
:
6/1/2015 I- 24
THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
Cấp hạng lưu lượng được xác định dựa trên lưu lượng bình quân xe nặng ( tải
trọng ≥ 5T) hàng ngày trong năm chạy trên làn có nhiều xe nhất của năm khai thác
(với hệ số tăng trưởng dự tính 7%)
Cấp hạng lưu lượng được chia như sau :
Bảng 1.3 Cấp hạng lưu lượng theo catalo 1977-Pháp
Cấp hạng T
i
T
3
T
2
T
1

T
0
Lưu lượng
50 - 150 150 - 300
300 - 750 750 – 2000
Trường hợp lưu lượng xe lớn hơn 2000 thì cần có nghiên cứu riêng.
b) Cấp hạng nền đường PF
j
:
Cấp hạng nền đường được xác định căn cứ vào cấp hạng nền đất và bản chất và
chiều dày lớp nền. Cấp hạng nền đường được phân thành ba cấp theo thứ tự tăng
dần khả năng chịu tải : PF
1
, PF
2
, PF
3

c) Bảng kết cấu mẫu :
Sơ đồ cấu trúc áp dụng rất giản đơn, gồm ba lớp : lớp mặt, lớp móng trên và lớp
móng dưới. Lớp móng trên và lớp móng dưới chủ yếu được làm bằng vật liêu sỏi
sạn, cấp phối hay cát có hoặc không gia cố chất liên kết thuỷ hoá. Lớp mặt chủ yếu
là lớp bê tông nhựa.
Người ta lập được 17 bản kết cấu trong catalo 1977 .
2.3.2 Kết cấu định hình do trung tâm thiết kế nhà ở và công trình Pháp
(CEBTP) kiến nghị cho các nước nhiệt đới :
Đưa ra được các catalo kết cấu áo đường phụ thuộc vào cấp hạng lưu lượng và cấp
hạng nền đường.
Vật liệu được sử dụng làm lớp mặt chủ yếu là các lớp bê tông nhựa hay đá trộn
nhựa. Các lớp móng bằng cấp phối tự nhiên, cấp phối đá nghiền, cát, có hoặc

không có gia cố chất liên kết vô cơ.
a) Sức chịu tải của nền đường:
Nền đường được chia thành 5 loại như sau :
S
1
CBR < 5
S
2
5 < CBR < 10
S
3
10 < CBR < 15
S
4
15 < CBR < 30
S
5
CBR > 30
b) Tải trọng tính toán :
Các kết cấu mặt đường do CEBTP kiến nghị đều được tính với trục đơn có tải
trong lớn nhất là 13T với tỷ lệ vượt tải không quá 10%.
6/1/2015 I- 25