Thuyết minh đồ án nền mặt đường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án thiết kế công trình nền mặt đường là đồ án chuyên ngành tiếp theo của đồ án thiết kế
hình học công trình đường. Đồ án là cơ sở để sinh viên học tập các học phần tiếp theo của ngành
Cầu Đường.
Đồ án là kết quả của quá trình tích luỹ kiến thức trong các môn học em đã được học tại
trường Đại học Xây dựng, đặc biệt là môn học thiết kế nền mặt đường.Đây là một đồ án rất quan
trọng đối với sinh viên ngành Cầu Đường, là các công việc trong bước thiết kế cơ sở của một tuyến
đường.

Hà Nội, ngày

tháng năm

Sinh viên: Trần Xuân Tuyến

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Chương I : Kiểm Tra Ổn Định Mái Dốc

1. Số Liệu Đầu Vào
γ ( T/m3)
1.82

STT
56

φ ( độ )
15

C ( daN/cm2)
0.25

H ( m)
8

m
1

n (%)
10

2. Sơ Đồ Tính
3. Xác Định Tâm Trượt
-

-

Vẽ một đường thẳng 1 đi qua điểm C hợp với phương ngang 1 góc  = 39độ,góc nhìn
về phía bên trái. Đường thẳng 2 đi qua chân trượt E hợp với mái taluy một góc  =
30độ, Điểm B chính là giao điểm của đường thẳng 1 và 2
Đường thẳng 3 qua chân trượt D và hợp vs mái taluy một góc  = 38 độ, đường thẳng 4
là đường trung trực của cung tròn CD giao với đường thẳng 3 tại điểm A

Đoạn thẳng AB là đường quỹ tích tâm trượt.

-

Ở đây ta tìm được 7 tâm trượt là O1, O2, O3, O4, O5, O6, O7.

-

4. Xác Định Kod.
Hệ số ổn định K được xác định bởi công thức:
i =n

∑ M igiu

i =1
i =n

i =n

i =n

∑ ( Ni .tgφi + ci .li )
i =1

∑ M itruot
i =1

∑ ( P .cos α .tgφ + c .l )
i =1

i =n

∑ Ti

i

i

i i

i =n

∑ ( P .sin α )

i =1

K=
=
Trong đó :
+ Pi : Trọng lượng của phân mảnh i

i

i =1

i

i

=

ϕ

+

,c: Góc ma sát, lực dính của lớp đất mặt trượt đi qua ứng với từng phân mảnh

Pi . cos α i .tgϕ i
+

: là lực ma sát trên 1 phân tố

ci .li
+

: là lực dính ứng với 1 phân tố

Pi . sin α i
+

: là phần trọng lực có phương tiếp tuyến với mặt trượt.

γi
+Pi : là trọng lượng của phân mảnh Pi = Fi*
Trong đó : - Fi : diện tích phân mảnh i

γi
-

là dung trọng của đất

5. Xác Định K min

- Kmin được xác định thông qua việc tìm tâm trượt của mặt trượt nguy hiểm nhất dựa vào
đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
- Việc tính toán thực hiện với nhiều tâm trượt khác nhau cho tới khi tìm thấy K min.
- Thực hiện với 7 tâm trượt O1, O2, O3, O4, O5, O6, O7 mỗi tâm tương ứng với bán kính R
khác nhau và các tâm nằm trên đường quỹ tích tâm trượt AB (các giá trị tính toán được thể
hiện trong phụ lục). Phân khối đất trượt thành nhưng mảnh (như hình vẽ) có bề rông 0.5m.
Các yếu tố đều được xác định bằng cách đo trực tiếp trên Autocad theo tỉ lệ định trước

- Từ kết quả tính toán ta có bảng sau:
Bảng thể hiện kết quả tính hệ số ổn định mái taluy
Tâm trượt

Kod

Kmin

O1
O2
O3

O4
O5
O6
O7

4.160
2.307
1.939
1.644
1.588
1.567
1.892

1.567

Kết luận: Kmin = 1.567 > Kod = 1.2 =>Mái dốc đường đảm bảo điều kiện ổn định.

6. Nhận Xét Và Đánh Giá.
- Do sử dụng phương pháp mò tìm tâm trượt nên vị trí tâm trượt nguy hiểm nhất chỉ ở
-

mức gần đúng.
Mái dốc đảm bảo ổn định trượt.

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

CHƯƠNG II:CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG.
I-Tải trọng và thời gian tính toán.
-Công trình đường thiết kế là cấp IV (số liệu đồ án đường I) nên theo [1] tải trọng trục tính toán tiêu
chuẩn Ptt=100Kn (10T), áp lực tính toán lên mặt đường p = 0,6 Mpa, đường kính vệt bánh xe
D=33cm.
-Thời gian tính toán kết cấu áo đường bằng thời gian đại tu Tđạitu của cấp áo đường .Với áo
đường cấp A1 lớp 1 phải là bêtông nhựa hạt trung có Tđạitu = 15 năm, do đó thời gian tính
toán kết cấu áo đường là 15 năm.
* Các thông số của đất nền đường.
-Từ kết quả thí nghiệm mẫu chế bị => nền là đất á sét có các tính chất cơ lý sau:

•
•

Mô đun đàn hồi E = 39 Mpa.

•

Góc ma sát

Lực dính c = 0,025 Mpa.

ϕ

= 15o

-Kết quả thí nghiệm mẫu lấy từ hiện trường cho E = 38 Mpa

II-Lưu lượng và thành phần dòng xe.
-Tuyến đường thiết kế với các số liệu thiết kế:

•
•
•

•

Lưu lượng thiết kế năm thứ 15 là :1638 (xe/ng.đ)

⇒

N15=1638 (xe/ng.đ)

Hệ số tăng xe q=6%.
Thành phần dòng xe :









Xe con : 29%. (khi tính toán bỏ qua).
Xe tải nhẹ : 15%
Xe tải trung : 15%
Xe tải nặng : 10%

3 Trục : 9%
Contener : 9%
Bus : 13%

Cấp hạng áo đường A1

III-Quy đổi ra trục xe tiêu chuẩn.
1.Xác định lưu lượng xe theo thời gian.

N t = (1 + q )t * N 0
-Công thức xác định:

⇒ N0 =

Nt
(1 + q )t

N15
(1 + q)15
=

== 683 (xe/ng.đ).

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

-Bảng tính lưu lượng xe các năm thứ 0, 5, 10, 15.
Năm

0

5

10

15

Nt (xe/ng.đ)

683

915

1224

1638

Số xe tải nhẹ

102

137

183

246

Số xe tải trung

102

137

183

246

Số xe tải nặng

68

91

122

164

Số xe tải 3 Trục

61

82

110

147

Contener

61

82

110

147

Bus

89

119

159

213

2.Số xe trục quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100KN
2.1.Dự báo thành phần giao thông ở năm cuối thời kì thiết kế:

Loại xe
Tải nhẹ
Tải trung
Tải nặng
3 Trục
Contener

Bus

Trọng lượng trục
Pi(kN)
Trục trước Trục sau
18.00
56,00
25,80
70.00
48.2
100
45.2
94.2
45.2
94.2
40
95.8

Số
trục
sau

Số bánh ở mỗi
cụm bánh ở trục
sau

Khoảng cách
giữa cách
trục sau(m)

1
1
1
2
4
1

Bánh đôi
Bánh đôi
Bánh đôi
Bánh đôi
Bánh đôi
Bánh đôi

< 3m
< 3m
< 3m
< 3m
*
< 3m

(*) phần đầu kéo và romooc có khoảng cách >3m
2.2.Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN.
-Theo [1] mục 3.2.3 theo biểu thức (3.1) và (3.2) cụ thể:
Lưu lượng xe chạy của các loại xe tải trục khác nhau quy đổi về loại xe có tải trọng trục tính
toán tiêu chuẩn thông qua mặt cắt ngang đường ở cuối thời kỳ khai thác theo công thức:



.1 C 2 .ni  Pi 

∑
C


 Ptt 
= i =1
k

N

tk

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

4.4

(trục/ng.đ)

Page 5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Trong đó:

 Ntk : Là tổng số trục xe quy đổi từ k loại xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ
thông qua đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trong cả hai chiều(trục
/ngày đêm).
 ni: Là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục Pi cần được
quy đổi về tải trọng trục tính toán Ptt (trục tiêu chuẩn hoặc trục nặng nhất).

o C1: Là hệ số trục được xác định theo biểu thức (3-2):
C1=1 + 1,2(m-1)
o Với m là trục của cụm trục i:
 m=1 nếu khoảng cách các trục L<3m
 m = số trục xe nếu L≥ 3m ).
 C2: là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong một cụm bánh: với các
cụm bánh chỉ có 1 bánh thì lấy C 2=6,4;với các cụm bánh đôi (1 cụm bánh
gồm 2 bánh) thì lấy
 C2=1,0; với cụm bánh có 4 bánh thì lấy C2= 0,38.
-Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100kN năm thứ 15 :

Loại xe

Tải nhẹ

Tải trung

Tại nặng

3 Trục
Contene
r
Bus

Pi(kN)

C1

C2

ni

C1.C2.ni.

Trục trước

18

1

6,4

245.71

*

Trục sau

56

1

1

245.71

19

Trục trước

25.8

1

6,4

245.71

4

Trục sau

70

1

1

245.71

51

Trục trước

48.5

1

6,4

163.8

43

Trục sau

100

1

1

163.8

164

Trục trước

45.2

1

6.4

147.42

28

Trục sau

94.2

2.2

1

147.42

259

Trục trước

45.2

1

6.4

147.42

28

4.4

1

147.42

518

Trục sau

94.2

Trục trước

40

1

6.4

212.94

97

Trục sau

95.8

1

1

212.94

178

Tổng =

1360

(*)Vì tải trọng trục dưới 25KN nên không xét đến quy đổi

⇒

Ntk = 1360 (trục/ng.đ).

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
- trục xe nặng nhất tính toán sẽ thông qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế
trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kì bất lợi nhất ở cuối thời hạn
thiết kế:
Ntt= Ntk . f1 (trục/ng.làn)
Trong đó :

o Ntk : là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán
trong một ngày đêm trên cả 2 chiều xe chạy ở năm cuối của thời hạn thiết
kế.Trị số Ntk được xác định theo biểu thức (3-1) nhưng n i của mỗi loại tải
trọng trục i đều được lấy số liệu của năm cuối của thời hạn thiết kế và được
lấy bằng số trục i trung bình ngày đêm trong khoảng thời gian mùa mưa hoặc
trung bình ngày đêm trong cả năm ( nếu n i trung bình cả năm lớn hơn ni
trung bình trong mùa mưa).
o f1 =0.55 :Hệ số phân tải của đường hai làn xe (không có giải phân cách).
-Vậy

⇒

Ntt = 0.55*Ntk = 0.55*1360 =748 (trục/ng.làn)

-Với lưu lượng tính toán Ntt15 =748 (trục/ng.làn).

→

Tra theo bảng 3-4 và bảng 3-5 [2]. Ta có bảng lựa chọn cấp hạng áo đường và môđun
đàn hồi yêu cầu và được thể hiện như sau :
Cấp TK Năm tính toán Loại mặt
IV
15
A1

Ntt
748

Eyc (Mpa) Eycmin (Mpa)
185.4
130

Số trục xe tích lũy trong thời hạn thiết kế.
-Dựa vào kết quả dự báo giao thông ở năm cuối thời kì thiết kế
chuẩn trong thời hạn thiết kế theo công thức :

→

Echọn (Mpa)

185

số trục xe tích lũy tiêu

[(1 + q )t − 1]
N tl =
.365.N t
q (1 + q)t −1
= . 365. 748 = 2.81 x 106 (trục)
-Dựa vào tải trọng trục tích lũy và cấp đường.Bảng 2-2 ta chọn được bề dày tối thiểu của
tầng mặt cấp cao A1 là 10cm. (1)
-Dựa vào khả năng thi công và hạn chế nứt khi tầng mặt đặt trên lớp móng nửa cứng thì
tổng bề dày tối thiểu của tầng mặt là 12 – 15 (cm)
Từ (1),(2) ta chọn chiều dày tối thiểu của tầng mặt là 12 cm.

IV. Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường
1.Chọn sơ bộ các phương án kết cấu áo đường
1.1 Tầng mặt
Lớp mặt trên : Bê tông asphalt 9,5
Lớp mặt dưới : Bê tông asphalt 19

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Thành Phần:

+ Cốt liệu:
Đá dăm cỡ hạt danh định 9,5 mm và lớn nhất là 12,5mm, hàm lượng > 50%( Bê
tông Asphalt 9,5)
Đá dăm cỡ hạt danh định 19mm và lớn nhất là 25mm, hàm lượng > 35% ( Bê tông
asphalt 19)
Cát vàng có hàm lượng < 20%( Bê tông asphalt 9,5) và <35% ( bê tông asphalt 19)
Bột khoáng (6 – 14)%
Nhựa đường (5,2 – 6,2)%
+ Nhiệt độ:
Nhiệt độ trộn nhỏ nhất 150 ( độ C)
Nhiệt độ thi công nhỏ nhất 120 ( độ C)
+ Độ chặt yêu cầu K = 0,95 (riêng 30 cm dưới đáy áo đường K = 0,98)
1.2 Tầng móng
- Phương án 1: Lớp móng trên là cấp phối đá gia cố xi măng 6%
Lớp móng dưới là cấp phối đá dăm nghiền loại II
- Phương án 2: Lớp móng trên là lớp đá gia cố xi măng 6% và cấp phối đá dăm nghiền loai I
Lớp móng dưới là lớp đá dăm nghiền loại II
-Tuyến đường xây dựng là cấp IV (Vtk=60 km/h) có thể dùng một số vật liệu làm áo đường
với các thông số tính toán tra theo bảng C1-C2 phụ lục C [1].
-Các thông số được lập thành bảng sau:
E (Mpa)
Tính
Tính
Rku
C
ϕ
trượt kéo uốn (Mpa) (Mpa)
(độ)
t=
15oC(10o

60oC
)

ST
T

Tên vật liệu

Tính
độ võng
t = 30oC

1

Bê tông asphalt 9.5

420

300

1800

2.8

2

Bê Tông asphalt 19

350

250

1600

2,0

3

Đá gia cố xi măng 6%

600

600

600

0.8

4

Cấp phối đá dăm loại I

300

300

300

5

Cấp phối đá dăm loại II

250

250

250

6

Nền đất

39

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

0,025

15

Page 8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

* Quan điểm thiết kế.
-Kết cấu áo đường phải đảm bảo ổn định toàn khối, ổn định về cường độ, đảm bảo cường
độ, chịu được bào mòn tốt dười tác dụng của xe chạy. Kết cấu mặt đường phải kín và ổn
định nhiệt.

-Tận dụng tối đa vật liệu tại địa phương để giảm giá thành xây dựng.
-Công tác thi công phải phù hợp, đảm bảo thuận lợi cho việc bảo dưỡng sau này.
-Vật liệu thi công phải phù hợp với cường độ giảm dần tránh gây lãng phí.

1- Phương án đầu tư tập trung (15 năm).
1.-Xác định chiều dày của các lớp vật liệu làm kết cấu áo đường.
-Kết cấu áo đường đảm bảo chi phí xây dựng rẻ nhất và vẫn đảm bảo các yêu cầu đặt ra. .
- Cấu tạo tầng mặt
Kết cấu tầng mặt cấp cap A1 được đặt trực tiếp lên lớp móng nửa cứng nên để hạn chế
nứt,tổng chiều dày tầng mặt tối thiểu là 12-15cm và không nhỏ hơn chiều dày lớp móng nửa
cứng.từ đó ta chọn như sau:

 Lớp mặt trên : bê tông asphalt 9.5 có E1=420Mpa, dày 6 cm.
 Lớp mặt dưới :bê tong asphalt 19 có E1=350Mpa, dày 8 cm.
Cấu tạo tầng móng
Phương án 1:
-Ta có kết cấu áo đường :
STT

Lớp vâât liêâu

hi (cm)

E
(Mpa)

5

BT asphalt 9.5

6

420

4

BT asphalt 19

8

350

3

Đá gia cố Xm 6%

14

600

2

Cấp phối đá dăm loại I

15

300

1

Cấp phối đá dăm loại II

22

250

0

Nền á cát

*

39

- Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ hai lớp bằng cách quy đổi lần lượt hai lớp kết cấu áo đường
từ dưới lên theo công thức:

1 + k .t 1 / 3 
E 'tb = E1 

 1+ k 

3

h2
h1
;k =

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

E2
E1
;t=

; htb = h1 + h2

Page 9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
E2
E
t= 1

hi(c
m)

H2
H
K= 1

htb=h2+h1
(cm)

E tb' (Mp

22

250

Lớp VL

Ei(Mpa)

CPĐD loại II

250

CPĐD loại I

300

=1.2

15

= 0.6818

37

269.54

Đá gia cố XM
6%

600

=2.226

14

= 0.3784

51

343.25

BT Asphalt
9.5

350

=1.019

8

= 0,1569

59

344.16

BT Asphalt
19

420

=1,22

6

= 0,1017

65

350.74

22

a)

-Ta có : H/D = 65/33=1,969 tra bảng 3.6 [1] ta được hệ số β = 1,208
-Kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 1 lớp có = β. = 1,208 . 350,74 = 423,83 Mpa.
-Xác định mô đun đàn hồi chung của mặt đường Ech.
+Có H/D = 65/33 = 1,969 và Eo / = 0,092
+Kết hợp tra toán đồ Kôgan ta được:
Ech/ = 0,4566
Ech = 0,4851. 423,83 = 205.54 (Mpa).
-Điều kiện kiểm nghiệm Ech > . Eyc = 1,1 . 185.4 = 203,94 (MPa)
*Vậy : Điều kiện độ võng đàn hồi đảm bảo.
Phương án 2:
Ta có kết cấu áo đường

STT

Lớp vâât liêâu

hi (cm)

E
(Mpa)

4

BT asphalt 9.5

6

420

3

BT asphalt 19

8

350

2

Đá gia cố Xm 6%

14

600

1

Cấp phối đá dăm loại II

22

250

0

Nền á cát

*

39

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 10


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
E2
E
t= 1

hi(c
m)

H2
H
K= 1

htb=h2+h1
(cm)

E tb' (Mp

36

250

Lớp VL

Ei(Mpa)

CPĐD loại II

250

Đá gia cố XM
6%

600

=2.4

14

= 0.3889

50

328.13

BT Asphalt
9.5

350

=1.067

8

= 0,16

58

331.09

BT Asphalt
19

420

=1,268

6

= 0,1034

64

338.83

36

a)

-Ta có : H/D = 65/33=1,969 tra bảng 3.6 [1] ta được hệ số β = 1,206
-Kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 1 lớp có = β. = 1,206 . 338,83 = 408,7 Mpa.
-Xác định mô đun đàn hồi chung của mặt đường Ech.
+Có H/D = 64/33 = 1,939 và Eo / = 0,0955
+Kết hợp tra toán đồ Kôgan ta được:
Ech/ = 0,4911 Ech = 0,4911. 408,7 = 200,7 (Mpa).
-Điều kiện kiểm nghiệm
( . Eyc – Ech) /( . Eyc) = (1,1 . 185,4 – 200,7)/( 1,1 . 185,4).100%= 1,6% <3%
*Vậy : Điều kiện độ võng đàn hồi đảm bảo.
3.2- Kiểm tra điều kiện trượt của nền đất và vật liệu kém dính.
-Thực hiện chuyển các lớp vật liệu hai lớp một từ dưới lên như ở 5.1.4.1 ta có = 423,83
Mpa.

Tax + Tav ≤

Ctt
tr
K cd

- Điều kiện kiểm tra:
 Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất Tax
H/D = 65/33 = 1,969 và / Eo =423,83/39 = 10,86 ; ϕ = 150
-Tra toán đồ 3-2[1] ta được : Tax / p = 0,0114-Với tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P=100 kN

nên theo bảng 3.1 [1] ta có áp lực tính toán lên mặt đường p = 0,6 Mpa
⇒
Tax = 0,0114. 0,6 = 0,00684 MPa

 Xác định ứng suất cắt do trọng lượng bản thân Tav.
-Với H = 65 cm;ϕ = 15o tra toán đồ Hình 3-4 [1] ta được: Tav = 0.0023
τ = Tax + Tav = 0,00684 + 0,0023 = 0,00914 Mpa
 Xác định lực dính tính toán Ctt = C.K1.K2.K3
Trong đó:
 C : lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính C= 0,025(MPa)
 K1 : Hệ số xét đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải
trọng trùng phục (K1= 0,6)

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG


K2 : Hệ số xét đến sự làm việc không đồng nhất của kết cấu, với lưu
lượng tính toán trên một làn >100 xe K2= 0,8
 K3 : Hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất , K 3=1,5 do
đất là á sét.
⇒ Ctt = C.K1.K2.K3 = 0,025 . 0,6 . 0,8 . 1,5 = 0,018 (Mpa)

Ctt
K tr

Như vậy : Tax + Tav = 0,00914(MPa) < cd = 0.018 / 0,94 = 0.0191 (MPa)
→ Kết cấu đảm bảo điều kiện chống trượt.
3.3-Kiểm tra điều kiện kéo uốn của các lớp vật liệu liền khối (BTN ở nhiệt độ 15oC).

σ ku ≤
- Điều kiện kiểm tra:
Trong đó :

•

Rttku
ku
K cd

ku
cd
K
: hệ số cường độ về chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy
tr

thiết kế giống như với trị số K cd ;

•
•

ku

R tt : cường độ kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối;
σku : ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối
dưới tác dụng của tải trọng bánh xe.

 Bê tông nhựa lớp dưới.
-Đối với các lớp phía trên (kể từ mặt lớp cấp phối đá dăm loại I trở lên) về 1 lớp:
H1=6+8= 14 cm ; E1 = =2360 Mpa.
-Tính Echm của các lớp phía dưới lớp đá gia cố xi măng:
-Theo tính toán ở trên ta có giá trị của 3 lớp Đá gia cố xi măng 6% và cấp phối đá dăm loại
I, II là = 343,25 Mpa.
+Với chiều dày hai lớp Htb=22 + 15 + 14 = 51 cm.
+Giá trị còn phải kể đến hệ số điều chỉnh
Tra bảng 11 – 4 ta có hệ số

H
β = f  ÷
 D  với Htb / D = 51/33 = 1,5454

β = 1,174

+Vậy = . β = 343,25 . 1,174 = 402,88 Mpa.
- Lại có : Htb / D = 51/33 = 1,5454; Eo / = 39 / 402,88 = 0,0968

⇒

Ech.m
Etbdc

+Tra toán đồ Kôgan
= 0,4358
+ Vậy Ech.m = 402,88 . 0,4358 = 175,57 Mpa
- σku xác định theo công thức :
Trong đó:

•

σ ku = σ ku . p.kb

σku : ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối
dưới tác dụng của tải trọng bánh xe;

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 12


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
•

•
•

kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường
dưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn. Ta sử
dụng cụm bánh đôi nên kb = 0,85;

σ ku

: ứng suất kéo uốn đơn vị;
p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán, p = 0,6 (MPa).

-H1 / D = 14 / 33 = 0,4242 ; E1 / Ech.m = 1600 / 175,57 = 9,1
+Tra toán đồ hình 3-5 [3] ta được

Vậy :

σ ku

= 1,59 (MPa)

σ ku = σ ku . p.kb

= 1,59 . 0,6 . 0,85 = 0,81 (MPa).
 Bê ˆong nhựa lớp trên.
-Số liệu : H1 = 4 (cm) ; E1 = 1800 (Mpa)
-Xác định trị số của 3 lớp phía dưới nó. Ta có bảng giá trị sau:

E2
E
t= 1

hi(cm
)

H2
H
K= 1

htb=h2+h1(cm
)

E tb' (M

22

250

Lớp VL

Ei(Mpa)

CPĐD loại II

250

CPĐD loại I

300

=1,2

15

= 0,6818

37

269.54

Đá gia cố xi
măng 6%

600

=2.226

14

= 0,3784

51

343.25

BT Asphalt 19

1600

=4.66

8

= 0,1569

59

445.63

22

pa)

H
β = f  ÷

 D  với H/D = 59 / 33 = 1,7878
-Xét đến hệ số điều chỉnh
+Tra Bảng 3-6 [1] được β = 1,194. Vậy = . β = 445,63 * 1,194= 532,08 (Mpa)
+ H/D = 59 / 33 = 1,7878 và Eo / = 39 / 532,08 = 0,0733

⇒
+Tra toán đồ Kôgan

Ech.m
Etbdc

= 0,42378. Vậy Ech.m = 532,08 . 0,43278= 230,27

(Mpa)
-σku xác định theo công thức:

σ ku = σ ku . p.kb
+h/D = 6 /33 = 0,1818 và E1/Ech.m = 1800/ 230,27 = 7,82
+Tra toán đồ hình 3.5 [1] ta được
+Vậy :
-Xác định

ku
R tt

σ ku = σ ku . p.kb

σ ku

= 1,87 (MPa)

= 1,87 .0,6.0,85 = 0,954 (MPa).

:

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
R ku

+ Cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán là : tt =k1.k2.
Trong đó :
 -Theo 3.6.3 [1] với bê tông nhựa chặt k2= 1,0;




Rku

R

- ku :Cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán;
k1: Hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác
dụng của tải trọng trùng phục; k1 = 11,11 / Ntl0,22 = 11,11 / (2.81 x
106)0,22 = 0,43

ku
 Với bê tông nhựa trên là : Rtt =k1k2 Rku =0,43 × 1,0 × 2,8=1,204 (Mpa).
ku
 Với bê tông nhựa dưới là : Rtt =k k Rku =0,43 × 1,0 × 2,0=0,86 (Mpa).
1 2

-Biểu thức kiểm toán :

σ ku

Rttku
ku
≤ K cd

+Đường cấp IV ứng với độ tin cậy 0,9 nên hệ số

K dcku = 0,94

 Với bê tông nhựa chặt lớp trên : σ ku = 0,954 (Mpa) < = 1,28(Mpa).
 Với bê tông nhựa chặt lớp dưới : σ ku = 0,81 (Mpa) < = 0.914 (Mpa).
-Vậy : Các lớp mặt bê tông nhựa đảm bảo về điều kiện kéo uốn.

GVHD : Th.S Nguyễn Hữu Khải
SVTH : Trần Xuân Tuyến . 57CD3 . 9442.57

Page 14