đồ án thiết kế mặt đường bê tông nhựa

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐOẠN TUYẾN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
• Giao thông vận tải được coi là huyết mạch của đời sống kinh tế xã hội.Chính vì
thế ngành GTVT rất quan trọng góp phần không nhỏ vào việc định hướng và
phát triển kinh tế quốc dân , là một nhu cầu không thể thiếu của xã hội ,nhất là
trong điều kiện kinh tế của nước ta hiện nay.Chính nó đã tạo điều kiện thuận lợi
nhiều mặt cho sự phát triển kinh tế xã hội,cho nhu cầu của sự phát triển hơn nữa
về cơ sở hạ tầng một xã hội phát triển bền vững ,lâu dài .
• Vì vậy phát triển ngành giao thông vận tải là một chiến lược cho sự tăng trưởng
và phát triển của mọi ngành mọi lĩnh vực
• Giao thông vận tải đã cho ra đời rất nhiều công trinh có tầm quan trọng cực lớn
như : những công trình cầu, cống, đường ôtô ,đường đô thị , đường nông thôn
v.v... chính những công trình này đã tạo đà cho nhiều chiến lược phát triển đi
đến thành công .
1.1.1. Giới thiệu vị trí tuyến đường:
• Khu vực tuyến đi qua thuộc Tỉnh Quảng Bình. Với chức năng, ý nghĩa là trung
tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục của miền Trung - Trung Bộ.
1.1.2. Mục đích, ý nghĩa của tuyến:
• Trước đây khi chưa có tuyến đường đi qua hai điểm G và L trên bình đồ thuộc
Tỉnh Quảng Bình thì mọi hoạt động kinh tế ,buôn bán trao đổi thông thương , đi
lại ...đều bị gián đoạn ,chính vì vậy sự phát triển không đồng đều giữa hai vùng
trong Tỉnh Quảng Bình được thể hiện rõ rệt .Để nhằm đẩy mạnh sự phát triển
kinh tế của hai khu vực trong Tỉnh Quảng Bình, đồng thời tạo đà cho sự phát
triển, đưa Tỉnh Quảng Bình đi lên, ngoài ra còn tạo điều kiện thuận lợi cho mọi
hoạt động khác như quốc phòng ,du lịch, kiểm soát trật tự xã hội thông suốt
giữa các trung tâm chính trị của thành phố.
• Những tầm quan trọng vừa nêu chính là một động lực vô cùng lớn trong việc
thiết kế đoạn đường ô tô đi qua hai điểm G và L trên bình đồ thuộc địa phận
Tỉnh Quảng Bình.

1

1.1.3. Các điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến:
1.1.3.1. Địa hình
• Tuyến từ G – L chạy theo hướng Đông –Tây. Điểm bắt đầu có cao độ là 104.46
(m) và điểm kết thúc có cao độ là 211.16 (m). Độ chênh cao trên giữa hai
đường đồng mức 10m. Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến là 2907 m.
• Địa hình ở đây tương đối phức tạp, vùng tuyến đi qua và khu vực lân cận tuyến
là vùng đồi, tuyến đi ở cao độ tương đối cao, đi ven sườn đồi. Nói chung, khi
thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong, nhưng các đoạn đường có độ dốc
không lớn.
1.1.3.2. Địa mạo :
• Tình hình địa mạo của khu vực tuyến đi qua là vùng có thảm thực vật khá
phong phú và đa dạng, cây cối mọc rải rác, không tập trung dày đặc, chủ yếu là
cây lá nhỏ, cây sim, cây tranh, không có cây lớn.
1.1.3.3. Địa chất :
• Theo số liệu khảo sát địa chất cho thấy:
- Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất
cấp III) lớp trên là lớp á cát bụi nặng, lớp dưới là á sét lẫn laterrit. Nên tuyến
thiết kế không cần xử lí đất nền. Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho
việc làm đường . Ở trên đoạn tuyến có một vài mỏ sỏi đỏ và mỏ đá có thể khai
thác tại chỗ làm kết cấu áo đường và các công trình trên đường nhằm giảm giá
thành xây dựng.
- Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động
castơ nên rất thuận lợi.
- Qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu
ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt.
1.1.3.4. Địa chất thuỷ văn :
• Tình hình địa chất thuỷ văn trong khu vực khá ổn định, ít biến đổi, mực nước
ngầm hoạt động rất thấp và ít biến đổi thuận lợi cho việc xây dựng đường.

Nước ở các sông suối gần đó có hàm lượng các muối hoà tan ít, các khoáng
chất trong nước cũng rất ít đảm bảo cho sinh hoạt của công nhân và phục vụ tốt
cho thi công. Khi có mưa lớn về mùa lũ thì hàm lượng rác bẩn và phù sa không
ảnh hưởng đáng kể.
• Ở khu vực này chỉ có nước mặt, hầu như không thấy nước ngầm.
1.1.3.5.Khí hậu :
• Khu vực tuyến G - L đi qua là vùng đồi núi, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nắng
nhiều mưa ít. Khu vực tuyến chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc phân biệt
thành 2 mùa rõ rệt:
• Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9.

2


• Mùa nắng từ tháng 10 đến tháng 3. Vùng này thuộc khu vực mưa rào, chịu ảnh
hưởng của gió mùa khô. Vì vậy phải chú ý chọn thời điểm xây dựng vào mùa
nắng tốt.
1.1.3.6. Thuỷ văn :
• Ở khu vực này chỉ có nước mặt, hầu như không thấy nước ngầm.
1.1.4 Các điều kiện xã hội của khu vực tuyến:
1.1.4.1. Dân cư và tình hình phân bố dân cư :
• Dân cư phân bố rãi rác dọc theo tuyến, hai đầu tuyến tập trung khá đông dân cư.
Nhà cửa ruộng vườn nằm xa chỉ giới xây dựng, dự kiến việc đền bù, giải toả sẽ
được tiến hành nhanh chóng, tạo điều kiện cho công tác thi công đúng kế
hoạch.
• Do nhận thức được tầm quan trọng của tuyến đường sau khi xây dựng xong nên
người dân rất đồng tình ủng hộ đội thi công.
1.1.4.2.Tình hình Kinh tế - Văn hoá - Xã hội trong khu vực :
• Nơi đây là địa hình miền đồng bằng và đồi dân cư phân bố tập trung hai bên
tuyến đường. Nghề nghiệp chính của họ là làm rừng, trồng cây và chăn nuôi, ...

việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho việc vận chuyển hàng hóa được
dể dàng hơn. Giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng kể .
• Về chính trị thì trật tự ổn định, ở đây có nhiều dân sinh sống, mức sống và văn
hoá vùng này tương đối cao, đời sống văn hóa, sinh hoạt giải trí cao. Việc học
của người dân đi lại thật khó khăn vào những mùa mưa,việc vận chuyển nông
sản,hàng hóa còn nhiều hạn chế. Vì vậy khi tuyến đường được xây dựng sẽ tạo
điều kiện phát triển hơn nửa bệnh viện, trường học, khu vui chơi giải trí…trình
độ dân trí càng được gia tăng.
1.1.5 Các điều kiện liên quan khác:
1.1.5.1. Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu :
• Qua kiểm tra và khảo sát, ta nhận thấy tình hình cung cấp nguyên vật liệu và
các bán thành phẩm đều thuận lợi, cự ly vận chuyển ngắn, đáp ứng đủ cả về số
lượng và chất lượng, tạo điều kiện đẩy nhanh tiến độ thi công.

1.1.5.2. Điều kiện cung cấp nhân lực và thiết bị thi công :

3


• Khu vực gần nơi xây dựng tuyến tập trung khá đông dân cư, lực lượng lao động
dồi dào, có thể tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm giảm chi phí xây
dựng.
• Các đơn vị thi công đã có đầy đủ các loại máy móc và thiết bị cần thiết cho thi
công, các xe máy được bảo dưỡng và đang ở trạng thái sẵn sàng.
• Đội ngũ cán bộ có năng lực và trình độ, công nhân kỹ thuật có tay nghề và tính
kỷ luật cao, đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng tiến độ.
1.1.5.3. Các điều kiện khác:
• Ngoài các điều kiện trên, điều kiện cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ
sinh hoạt cho công nhân đều rất thuận lợi.
• Hệ thống thông tin liên lạc, trung tâm y tế của thị xã đảm bảo phục vụ tốt, đáp

ứng yêu cầu của nhân dân trong vùng cũng như đơn vị thi công.
• Qua nhận xét trên, ta thấy rằng tình hình tự nhiên và xã hội của khu vực rất
thuận lợi cho việc thiết kế và thi công tuyến đường này, tạo điều kiện nhanh
chóng hoàn thành tuyến đường đạt chất lượng và đúng tiến độ.
1.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
• Số liệu về lưu lượng và thành phần dòng xe :
Các số liệu ban đầu :
- Bình đồ tuyến tỉ lệ : 1/10000
- Khu vực thiết kế thuộc tỉnh : tỉnh Quảng Bình
- Đường đồng mức chênh nhau : 10 m
- Lưu lượng xe trung bình ngày đêm ở năm đầu tiên:
N1 = AADT = 281 (xehh/ng.đ).
Bảng 1.1: Thành phần dòng xe năm đầu tiên:
Loại xe
Xe con
Xe tải nhẹ
Xe tải trung

Tànnh phần
Loại xe
dòng xe(%)
25
Xe tải nặng
28
Rơ mooc
23
Xe buýt
Hệ số tăng xe : q = 7 % .

Tànnh phần

dòng xe(%)
9
3
12

Các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến thuộc Phụ lục I-1:
1.3 CÁC CHỈ TIÊU KHAI THÁC VẬN DOANH CỦA ĐOẠN TUYẾN

4


1.3.1 Xác định vận tốc cân bằng Vcb:
• Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực xác định các trị số vận tốc cân bằng tương
ứng với từng đoạn dốc ở trên mỗi trắc dọc.
• Trên mỗi đoạn đường có độ dốc dọc lớn nhất xác định điều kiện đường tương
ứng:
D = f ± i.
-Trong đó:
f - Hệ số sức cản lăn phụ thuộc tình trạng mặt đường và tốc độ xe chạy.
f = f0 [1 + 0,01(V - 50)]
i - Độ dốc dọc của đường; khi lên dốc lấy dấu + , khi xuống dốc lấy dấu - .
• Sau khi xác định D tra biểu đồ nhân tố động lực ta sẽ xác định được các vận tốc
cân bằng ứng với từng đoạn dốc.
Vận tốc cân bằng của tuyến theo chiều đi và về thuộc phụ lục I-2
1.3.2. Xác định vận tốc hạn chế Vhc:
• Khi xe vào đường cong nằm:
- Tại nơi có bán kính đường cong nhỏ, tốc độ xe chạy bị hạn chế được xác định
theo công thức:
Vhc = 127 R (µ + i sc ) (km/h)

+ Trong đó:Vhc - Vận tốc hạn chế khi xe chạy vào đường cong (km/h).
µ - Hệ số lực ngang

(µ=0.15 khi làm siêu cao)

R - Bán kính đường cong nằm (m).
isc - Độ dốc siêu cao sử dụng trên đường cong tính toán.
Bảng 1.2: Vận tốc hạn chế khi vào đường cong nằm phương án I
TT LÝ TRÌNH ĐỈNH
1
Km1 + 350.67
2
Km2 + 786.57
3
Km3 + 551.30

R(m)
800
1500
250

µ
0.15
0.15
0.15

isc(%) Vhc(km/h) Vtk(km/h)
Kết luận
2
131.42

60
Không hạn chế
2
180
60
Không hạn chế
3
75.60
60
Không hạn chế

 V = 75,60. (km/h) > 60km/h (ứng với Rmin= 250m)
Như vậy, xe chạy không bị hạn chế khi vào đường cong nằm.
• Khi xe vào đường cong đứng:

5


- Khi xe vào đường cong đứng lồi, vì tuyến thiết kế không có dải phân cách nên
Vhc được xác định theo công thức:
S 2 = 9,6R lôi (m)
S2 =

V KV 2
+
+ 5 (m)
1,8 127ϕ

+ Trong đó:k = 1,4 - Hệ số sử dụng phanh của xe tải.
Rloi - Bán kính đường cong đứng lồi.

ϕ=0,5-Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường,mặt đường ẩm,
sạch
+ Trên phương án tuyến 1, đường cong đứng lồi có bán kính nhỏ nhất R=2500 (m)
Ta tính được

V = 70,82 (km/h) > 60 (km/h)

Như vậy, xe chạy không bị hạn chế khi vào đường cong đứng lồi.
- Khi xe vào đường cong đứng lõm, Vhc được xác định theo công thức:
V = 6,5R lom (km/h)

Trên phương án tuyến 1,đường cong đứng lõm có bán kính nhỏ nhất R=1500(m)
V = 6,5 × 1500 = 98.74 (km/h) > 60km/h
Như vậy, xe chạy không bị hạn chế khi vào đường cong đứng lõm.
1.3.3. Tính toán các đoạn tăng tốc, giảm tốc và hãm xe:
• Chiều dài đoạn hãm xe tính theo công thức:
Sh =

(

)

k V12 − V22
(m)
254(ϕ ± i )

• Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (không sử dụng phanh) xác định theo công thức:
St,g

V22 − V12

=
(m)
254( DTB − ( f ± i ) )

- Trong đó: St,g - Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (m).
V1,V2 - Tốc độ trước và sau khi tăng tốc hay giảm tốc (km/h).
Dtb - Trung bình nhân tố động lực giữa V1 và V2.
Chiều dài đoạn tăng tốc giảm tốc thuộc phụ lục I-3 và phụ lục I-4:

1.3.4. Vận tốc trung bình VTB và thời gian xe chạy trên tuyến:

6


• Thời gian xe chạy trung bình trên tuyến được tính theo công thức:
n

TTB = ∑
i =1

li
Vi (giờ)

- Trong đó: li - Chiều dài của đoạn thứ i (km).
Vi - Tốc độ xe chạy ứng với li (km/h).
• Tốc độ xe chạy trung bình trên tuyến
n

VTB =

∑l
i =1

i

T

(km/h).

- Thời gian trung bình xe chạy theo chiều đi và chiều về:
Ttb2 chieu =

Tđi + Tvê
2

Tính toán được thể hiện trong Phụ lục I-5 và phụ lục I-6
Vậy tốc dộ xe chạy trung bình cả chiều đi và chiều về của phương án I :
Vtb = 62,41 (Km/h)
Vậy thời gian xe chạy trung bình cả chiều đi và chiều về của phương án I :
Ttb = 4.65405 (phút)
1.3.5. Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu:
•Lượng tiêu hao nhiên liệu khi xe chạy trên 100 km đường xác định theo công thức:
Q100 =

qc Nc
10Vγ (lít/100km)

- Trong đó: qc - Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực.giờ), phụ thuộc vào số
vòng quay của động cơ và mức độ mở bướm xăng, khi tính toán xem bướm
xăng mở hoàn toàn, theo [6] thì qc = 250 ÷ 300, chọn qc = 270 (g/mã lực.giờ).

V - Tốc độ xe chạy trên tuyến (km/h).
γ - Tỷ trọng nhiên liệu, γ = 0,8(g/l).
Nc - Công suất của động cơ xác định theo công thức:
 KωV 2
 V
Nc = 
+ G ( f ± i)
(mã lực)
 13
 270η

-Trong đó:η - Hệ số hiệu dụng của động cơ, đối với xe tải lấy η = 0,85.
k - Hệ số sức cản không khí, đối với xe tải lấy k = 0,07.
ω - Diện tích cản khí (m2), xe tải trung ω = 6 (m2).
G - Trọng lượng của ô tô, với xe tải trung lấy G = 9200 (kg).
i - Độ dốc dọc của đường.
Để đảm bảo xe xuống dốc không bị chết máy thì trị số Q100 ≥ 3 (lít/100 km).
Lượng tiêu hao nhiên liệu của một xe chạy trên đường:
n

Q=

∑Q
i =1

i
100 i

100

l

7


(lít /xe)

Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình của xe đi trên chiều dài tuyến là:
Q=

Q di + Q ve
(lít)
2

Kết quả tính toán thể hiện trong Phụ lục I-7 và Phụ lục I-8.
Vậy lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình của phương án I cả chiều đi và chiều
về là: Qtb = 2.4805 (lít/xe)

CHƯƠNG II:
CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM
8


2.1. THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM (THEO 22TCN 211-06)
2.1.1. Cơ sở thiết kế kết cấu áo đường
2.1.1.1. Quy trình tính toán và tải trọng tính toán
- Áo đường mềm được tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn ngành 22TCN 211- 06:
Áo đường mềm các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế.
- Tải trọng tính toán: (Theo Bảng 3.1-22TCN 211-06)
+ Tải trọng trục tiêu chuẩn :100 kN

+ áp lực tính toán lên măt đường P = 0,6 MPa
+ Đường kính vệt bánh xe : 33 cm
2.1.1.2. Các thông số tính toán
 Đặc trưng tính toán của đất nền
+

Từ các số liệu khảo sát đất nền thấy đất nền là đất Á cát bụi nặng, loại hình gây
ẩm loại I (ẩm vừa)

Bảng đặc trưng vật liệu của đất nền có trong Phụ lục II-4;
+ Xác định các thông số tính toán đối với các loại vật liệu dùng làm các lớp kết
cấu áo đường:
Bảng tổng hợp đặc trưng vật liệu làm áo đường có trong Phụ lục II-5;
 Lưu lượng xe tính toán :
+ Lưu lượng xe trung bình ngày đêm ở năm đầu tiên sau khi đưa đường vào sử
dụng:
N1 = AADT = 281 (xhh/ng đêm).
Bảng Thành phần dòng xe có trong Phụ lục II-1:
+ Quy luật tăng xe hàng năm tuân theo hàm số mũ: N = N .(1 + q) t −1
t
1

(*)

Trong đó: N1:là lưu lượng xe tại thời điểm năm đầu tiên đưa đường vào khai thác
Nt : là lưu lượng xe chạy năm thứ t
q : Hệ số tăng trưởng hàng năm : q = 7 %
Bảng 2.1: lưu lượng xe tính toán năm đầu tiên.
Năm Xe con
1

70.25

Xe tải nhẹ

Xe tải trung

Xe tải nặng

Rơ mooc

78.68

64.63

25.29

8.43

9

Xe buýt
33.72

Tổn
g
281




Tính số trục xe tính toán trên 1 làn xe sau khi quy đổi về trục chuẩn
100kN.
-Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 KN theo 3.2.3 của [2].

Nqđ = ∑ C1.C2.ni. 

4, 4

Pi 

100 

Trong đó: ni ; là lưu lượng loại xe thứ i , ni = Thàn phần%.N1
C1=1+1,2.(m-1) ,m xác định theo 3.2.3-22TCN 211-06.
Đường 2 hoặc 3 làn có dãy phân cách ở giữa xe f = 0,55
C2 hệ số xét đến số bánh; Cụm xe 1 bánh : C2=6,4 ; Cụm xe 2 bánh : C2=1
Bảng tính số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100kN có trong Phụ lục II-2
 Tính số trục xe tính toán trên 1 làn xe sau khi quy đổi về trục chuẩn .
Nqdi = ΣNqdx(1+q)t-1
Bảng 2.2: số trục xe tính toán trên 1 làn xe năm thứ i :
NĂM TT
Ni
Ntt = Ni x fl
1
152
84
5
199
110

7
228
126
8
244
135
10
280
154
15
392
216
- Tính số trục xe tính toán tích luỹ trong thời hạn tính toán tương ứng với loại kết
cấu áo đường.
Tổng số trục xe tích luỹ sau t năm được tính theo công thức

[(1 + q ) − 1] .365.N
t

N=

q (1 + q ) t −1

tti

Bảng 2.3: số trục xe tích lũy năm thứ t.
Năm tính toán
Ntt (trục/làn.ng.đêm)
84
1

126
7
135
8
154
10
216
15
 Lựa chon cấp hạng áo đường

q (%)

Ne (trục/làn)
0,03.106

0,07
0,27.106
0,07
0,31.106
0,07
0,42.106
0,07
0.77.106
0,07

Với số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn thiết kế là 0.77.106 (trục/làn) và
cấp đường III chúng ta có thể chọn loại tầng mặt cấp cao A2 tuy nhiên xét đến
tầm quan trọng của tuyến đường đang thiết kế là tuyến đường nối liền 2 vị trí

10

quan trọng về văn hố ,kinh tế của tỉnh thành phố Đồng Hới tỉnh Quảng Bình.
Bản thân sinh viên khi làm phương án loại mặt đường cấp cao A2 đã thấy nhiều
vấn đề trong việc đề xuất các giai đoạn xây dựng và duy tu,bảo dưỡng khơng
thống nhất được với số năm để quy đổi các lợi ích và chi phí kinh tế trong 2
phương án đầu tư tập trung và đầu tư phân kì. Nên đề xuất sử dụng loại mặt
đường cấp cao A1.
 Xác định được mơđun đàn hồi u cầu dựa vào lưu lượng trục xe quy đổi
đường cấp III ( tra bảng 3-4,3-5 [2] ).
Bảng Mơ đun đàn hồi u cầu các giai đoạncó trong Phụ lục II-3:
 Phương pháp xây dựng kết cấu mặt đường:

Lớp tạo nhám(nếu có)
Lớp mặt(Surfacing)

Tầng móng

Lớp móng trên(Base)

Lớp móng dưới(Sub-Base)

Áo đường(hay KCAD)

Tầng mặt

+ Ngun tắc cấu tạo.
Thiết kế kết cấu áo đường theo ngun tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường, kết
cấu mặt đường phải kín và ổn định nhiệt.
Phải tận dụng tối đa vật liệu địa phương, vận dụng kinh nghiệm về xây dựng

khai thác đường trong điều kiện địa phương.
Kết cấu áo đường phải phù hợp với thi cơng cơ giới và cơng tác bảo dưỡng
đường.
Kết cấu áo đường phải đủ cường độ, ổn định, chịu bào mòn tốt dưới tác dụng
của tải trọng xe chạy và khí hậu.
Các vật liệu trong kết cấu phải có cường độ giảm dần từ trên xuống dưới phù
hợp với trạng thái phân bố ứng suất để giảm giá thành.
Kết cấu khơng có q nhiều lớp gây phức tạp cho dây chuyền cơng nghệ thi
cơng.

Hình 2.1: Sơ đồ kết cấu áo đường
 Xác định trị số mơ đun đàn hồi Ech2
Với đường ơtơ cấp III ta kiên nghị chọn hệ số độ tin cậy thiết kế là 0,9 Do đó hệ
dv
số cường độ K cd =1.10 ( cho cả 3 phương án móng xác định ở Bảng 3-2. TCN
211-06 ).
Ta có mơdun đàn hồi chung tối thiểu của kết cấu nền áo đường năm thứ 15
tt
E chmin = K cddv . E yc
=1,10 × 160.96=177 (Mpa).

11


15
Như vậy dùng N tt = 216 (trục/ làn/ng.đ) , Echmin= 177 (Mpa) để tính toán.

Kết cấu tầng mặt của áo đường được chọn như sau:
Bảng 2.4: kết cấu tầng mặt.
Lớp

Loại vật liệu
Echmin=177 Mpa
hi (cm)
Ei(Mpa)
1
BTN chặt 9,5 (đá dăm ≥ 50%)
5
420
2
BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥ 35%)
7
350
Vì kết cấu áo đường mềm có nhiều lớp nên cần quy đổi về hệ 2 lớp để áp dụng
dạng toán đồ hình 3-1(TCVN 211-06).Việc quy đổi được thực hiện đối với 2 lớp
một từ dưới lên và biểu thức:
Biểu thức: Etb

1

1 + kt 3

= E2 .
 1 +k



1

3
1

+
0
,
714
.
1
,
2
→ Etb = 350 
 1 + 0.714


3


 ; k = h1 = 5 = 0,714 ; t = E1 = 420 =1.2

E2
350
h2 7



3


 = 378,13(Mpa)



;

H
12
=
= 0,364
D
33
min
Ech
177
=
= 0,468
Etb
378,13

Ech 2

⇒Tra toán đồ Kôgan: E =0,362⇒Ech2=136,9 Mpa.
tb

Như vậy tầng mặt có Ech2 = 136,9 Mpa
2.1.2. Phương án đầu tư tập trung (15 năm).
2.1.2.1. Dự kiến kết cấu áo đường
Phương án 1 :
-Chọn móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I Dmax25 và móng dưới bằng cấp phối
đá dăm loại II Dmax37.5 .
Phương án 2 :
-Chọn móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I Dmax25 và móng dưới bằng cát vàng
gia cố xi măng 6% (cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥ 2Mpa)

Phương án 3:
-Chọn móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I Dmax25 và móng dưới bằng cấp phối
thiên nhiên loại A.
-Để lựa chọn kết cấu áo đường có chi phí xây dựng rẻ nhất đồng thời vẫn đảm bảo
đáp ứng các yêu cầu đặt ra, sơ bộ đề ra các giải pháp thiết kế kết cấu áo đường rồi
so sánh môđun đàn hồi chung của cả kết cấu áo đường với môđun đàn hồi yêu
cầu và so sánh chi phí xây dựng ban đầu giữa các giải pháp. Từ đó chọn phương
án áo đường có chi phí rẻ nhất.

12


2.1.2.2. Cấu tạo tầng móng chọn phương án móng
Móng đường phải đảm bảo các yêu cầu về cường độ, công nghệ thi công đơn
giản, tập trung được vật liệu tại chỗ, hạ giá thành, phù hợp với cấp áo đường và
tầng mặt.

2.1.2.3. Đề xuất 3 phương án móng.
Phương án móng1:
Bảng 2.5: kết cấu tầng móng PA móng 1.
Lớp
Loại vật liệu
Ech2 =136.9 Mpa
3
cấp phối đá dăm loại I Dmax25
4
cấp phối đá dăm loại II Dmax37,5
Nền đất á cát bụi nặng
E0 =48 (Mpa)

hi (cm)

Bảng 2.6: Tính toán chiều dày các lớp vật liệu làm móng
Giải
h3
Ech3
pháp (cm) Ech/E3
h3/D Ech3/E3 (Mpa) Ech3/E4 E0/E4
1
14 0,4563 0,4242 0,339 101,7 0,4068 0,192
2
15 0,4563 0,4545 0,329
98,7 0,3948 0,192
3
17 0,4563 0,5152 0,31
93
0,372 0,192

h4/D
0,764
0,716
0,654

Ei (Mpa)
300
250

h4
h4(cm) chọn
25,2

26
23,6
24
21,6
22

Đơn giá tính toán lấy theo Đơn giá xây dựng công trình .
Bảng 2.7: giá thành PA móng 1.
Cấp phối đá dăm loại I
Cấp phối đá dăm loại II
Tổng giá thành
Giải pháp
h3
Giá thành
h4
Giá thành
(đ/Km dài)
(cm)
(đ/Km dài)
(cm)
(đ/Km dài)
1
14
1,021.419.072
26
1,756.899.613
2,778.318.685
2
15
1,063.694.126

24
1,652.753.371
2,716.447.497
3
17
1,148.244.233
22
1,548.607.128
2,696.851.361
Kiến nghị chọn giải pháp 3 có h3 = 17 cm, h4 = 22 cm có giá thành nhỏ hơn là
2,696.851.416 (đ/Km dài) để đưa vào so sánh
min

dv

PHU ONG ÁN I

Ech = Kcd. Eyc= 1,1.160.96=177 Mpa

Ech= 177.76Mpa
5

1

7

2

17

3

22

4
ÐAT NEN A CAT BUI NANG: a=0.55 ,
k98 , E =48 Mpa, C=0.024 Mpa , f =28°

Hình 2.2: Kết cấu áo đường phương án I

13


Phương án móng 2 .
Bảng 2.8: kết cấu tầng móng PA móng 2.
Lớp
Loại vật liệu
Ech2 =136.9 (MPa) hi (cm) Ei (Mpa)
3
cấp phối đá dăm loại I Dmax25
300
Cát vàng gia cố xi măng 6%
4
280
(cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày≥2Mpa)
Nền đất
Eo =48(Mpa)
Bảng 2.9: Tính toán chiều dày các lớp vật liệu làm móng PA móng 2.
Giải h3
Ech3

h4
pháp (cm) Ech/E3 h3/D Ech3/E3 (Mpa) Ech3/E4 E0/E4 h4/D h4(cm) chọn
1
14 0,4563 0,4242 0,339 101,7 0,3632 0,1714 0,683 22,5
23
2
16 0,4563 0,485 0,319 95,7
0,342 0,1714 0,635 20,9
21
3
17 0,4563 0,5152 0,31
93
0.332 0,1714 0,594 19,6
20
Đơn giá tính toán lấy theo Đơn giá xây dựng công trình .
Bảng 2.10: giá thành PA móng 2.
cấp phối đá dăm loại I
cát vàng gia cố xi măng 6%
Giải
Tổng giá thành
h
Giá
thành
h
Giá
thành
3
4
pháp
(đ/Km dài)

(cm)
(đ/Km dài)
(cm)
(đ/Km dài)
1
14
1,021.419.072
23
1,504.328.258
2,525.747.330
2
16
1,105.969.180
21
1,386.799.817
2,492.495.997
3
17
1,148.244.233
20
1,328.035.596
2,476.279.829
Ta chọn giải pháp 3 với h3 = 17 cm, h4 =20 cm, có giá thành nhỏ hơn là
2.476.279.829 (đ/Km dài) để đưa vào so sánh.
min

dv

PHU ONG ÁN II

Ech = Kcd. Eyc= 1,1.160.96=177 Mpa

Ech= 177.87Mpa
5

1

7

2

17

3

20

4
ÐAT NEN A CAT BUI NANG: a=0.55 ,
k98 , E =48 Mpa, C=0.024 Mpa , f =28°

14


Hình 2.3: Kết cấu áo đường phương án móng 2

Phương án móng 3.
Bảng 2.11: kết cấu tầng móng PA móng 3.
Lớp
Loại vật liệu

Ech2 =136.9(MPa)
3 cấp phối đá dăm loại I Dmax25
4
Cấp phối thiên nhiên loại A
Nền đất
Eo =48(Mpa)

hi (cm)

Ei (Mpa)
300
200

Bảng 2.12: Tính toán chiều dày các lớp vật liệu làm móng PA móng 3.
Giải h3
Ech3
h4
pháp (cm) Ech/E3 h3/D Ech3/E3 (Mpa) Ech3/E4 E0/E4 h4/D h4(cm) chọn
1
14 0.4563 0.4242 0.339 101.7 0.5085 0,24 0.924 30.5
32
2
16 0.4563 0.485 0.319 95.7 0.4785 0,24 0.813 26.8
28
3
18 0.4563 0.5455 0.301 90.3 0.4515 0,24 0.714 23.6
24
Đơn giá tính toán lấy theo Đơn giá xây dựng công trình .
Bảng 2.13: giá thành PA móng 3.
Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối thiên nhiên loại A Tổng giá thành
Giải
pháp
(đ/Km dài)
h3
Giá thành
h4
Giá thành
(cm)
(đ/Km dài)
(cm)
(đ/Km dài)
1
14
1,021.419.072
32
999,319.434
2,020.738.506
2
16
1,105.969.180
28
887,251.224
1,993.220.404
3
18
1,190.519.287
24
768,574.576
1,959.093.863

Kiến nghị chọn giải pháp 3 có h3 = 18cm, h4 = 24 cm có giá thành nhỏ hơn là
1,959.093.863 (đ/Km dài) để đưa vào so sánh.
min

dv

Ech = Kcd. Eyc= 1,1.160.96=177 Mpa

Ech= 177.35Mpa
5

1

7

2

18

3

24

4
ÐAT NEN A CAT BUI NANG: a=0.55 ,
k98 , E =48 Mpa, C=0.024 Mpa , f =28°

Hình 2.4: Kết cấu áo đường phương án móng 3

15

2.1.2.4. Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung:
• Phương án móng 1:
Bảng 2.14: KCAD PA đầu tư tập trung PA móng 1.
H1= 5cm. BTN chặt 9,5 (đá dăm ≥ 50%)
H2 =7cm. BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥ 30%)
H3=17cm. Cấp phối đá dăm loại I, Dmax25
H4 = 22cm. Cấp phối đá dăm loại II, Dmax37.5
Nền đất Á cát bụi nặng

E1 = 420(Mpa)
E2 = 350(Mpa)
E3 = 300(Mpa)
E4 = 250(Mpa)
E0= 48(Mpa)

• Phương án móng 2:
Bảng 2.15: KCAD PA đầu tư tập trung PA móng 2.
H1= 5cm. BTN chặt 9,5 (đá dăm ≥ 50%)
E1 = 420(Mpa)
H2 =7cm. BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥ 30%)
E2 = 350(Mpa)
H3=17 cm. Cấp phối đá dăm loại I, Dmax25
E4 = 300(Mpa)
H4 = 20cm. Cát vàng gia cố XM 6%.
E3 = 280(Mpa)
(cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥ 2Mpa)
Nền đất Á cát bụi nặng
E0= 48(Mpa)

• Phương án móng 3:
Bảng 2.16: KCAD PA đầu tư tập trung PA móng 3.
H1= 5cm. BTN chặt 9,5 (đá dăm ≥ 50%)
H2 =7cm. BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥ 30%)
H3=18cm. Cấp phối đá dăm loại I, Dmax25
H4 =24cm. Cấp phối thiên nhiên loại A.
Nền đất Á cát bụi nặng.

E1 = 420(Mpa)
E2 = 350(Mpa)
E3 = 300(Mpa)
E4 = 200(Mpa)
E0= 48(Mpa)

2.1.2.5. Tính toán kiểm tra kết cấu áo đường.
Kiểm tra theo 3 tiêu chuẩn lần lượt cả 3 phương án móng
-Tính toán kiểm tra theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi
-Tính toán kiểm tra theo tiêu chuẩn cân bằng giới hạn trượt
-Tính toán kiểm tra theo tiêu chuẩn chịu kéo khi uốn.2.1.2.5. 1. Kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi phương án chọn:
- Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ 2 lớp bằng cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường lần
lượt 2 lớp 1 từ dưới lên theo công thức:
3
E2
h2
1 + k .t 1/ 3
;k =
;t=
; htb = h1 + h2
Etb = E1
h1

E1
1+ k

16


Kết quả tính toán
Bảng 2.17: Kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi PA chọn:
K=
hi
Etb'
E2
Ei
htb=h2+h1
Lớp VL
t=
(cm
H2
E1
(Mpa)
(cm)
(Mpa)
)
H1
Cấp phối thiên nhiên loại A
200
24
24
200
Cấp phối đá dăm loại I,Dmax25 300

1,5
18
0,75
42
239,57
BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥
350 1,461
7
0,1667
49
253,67
30%)
BTN chặt 9,5 (đá dăm ≥ 50%) 420 1,656
5
0,102
54
266,79
tt
H/D = 54/33=1,64 nên trị số Etb của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnh:
Tra bảng 3.6 22TCN211-06 được β=1,1892
dc
Vậy Ε tb = 1,1892. 266,79= 317,27 (Mpa).
Dùng toán đồ H3.1 xác định môđun đàn hồi chung của mặt đường.
H 54
=
= 1.64 ;
D 33

Eo
48

=
= 0.1513 ; ⇒ Ech/ Ε tbdc = 0,559
Etb 317,27

min
⇒ Ech = 0,559x317,27 =177.35 (Mpa) > Ε ch
= 177(Mpa)

Kết luận : Kết cấu áo đường phương án móng 3 thoả mãn điều kiện độ võng đàn
hồi
2.1.2.5. 2. Kiểm tra điều kiện trượt của nền phương án chọn ở nhiệt độ (60oC) :
Ctt
Điều kiện kiểm tra: Tax + Tav ≤ K tr
cd
Trong đó:
Tax:là ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây trong nền
đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính (Mpa).
Tav:là ứng suất cắt hoạt động do tảI trọng bản thân các lớp vật liệu nằm trên gây ra
tại điểm đang xét (Mpa).
KTR
CD : là hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc vào độ tin cậy thiết

kế Với đường cấp IV ,hai làn xe chọn độ tin cậy bằng 0.9 → KTR
CD =0.94 ( Bảng 3.7
22TCN211-06)
- Xác định lực tính toán Ctt .
Tri số Ctt xác định theo biểu thức : Ctt = C.K1.K2.K3
Trong đó : C :lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính: C= 0.024 (MPa)
K1, K2, K3, tra mục 3.5.4 [22TCN 211-06]
⇒ Ctt = C.K1.K2.K3 = 0,024x0,6x0,8x1,5= 0,0173 (MPa)

17


- Xác định ứng suất cắt lớn nhất Tax
Kết quả tính toán
Bảng 2.18: Kiểm tra điều kiện trượt của nền PA chọn ở nhiệt độ (60oC)
K=
hi
Etb'
E2
Ei
htb=h2+h1
Lớp VL
t=
(cm
H2
E1
(Mpa)
(cm)
(Mpa)
)
H1
Cấp phối thiên nhiên loại A
200
24
24
200
Cấp phối đá dăm loại I,Dmax25 300
1,5

18
0,75
42
239,57
BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥
250 1,044
7
0,1667
49
241,04
30%)
BTN chặt 9,5 (đá dăm ≥ 50%) 300 1,245
5
0,102
54
246,14
tt
- H/D = 54/33=1,64 nên trị số Etb của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnh:
Tra bảng 3.6 22TCN211-06 được β=1,1892
Vậy Ε tbdc = 1,1892. 246,14= 292,71 (Mpa).
H 54
=
= 1,64
D 33
E dc tb
292,71
=
= 6,1 =>
E0
48

Tra toán đồ hình 3.3 [22TCN 211-06] ⇒

Tax
= 0,0168
p

ϕ = 28

⇒ Tax = Px0,0168 = 0,6x0,0168 = 0,01008 (MPa).

- Xác định ứng suất cắt do trọng lượng bản thân Tav.
H = 54cm

ϕ = 28 0

⇒ Tra toán đồ hình 3.4 [22TCN 211-06] ⇒ Tav = - 0,0018 (MPa).

Ctt 0.0173
Vậy: Tax+Tav=0,01008- 0,0018= 0,00828 (MPa) < K tr =
=0,0184(MPa)
0.94
cd
Kết luận :Nền đất phương án móng 3 đảm bảo điều kiện chống trượt.
2.1.2.5. 3. Kiểm tra điều kiện trượt trong lớp cấp phối thiên nhiên :
Xác định mô đun đàn hồi chung Ech.m trên lớp cấp phối thiên nhiên
Bảng 2.19: đặc trưng lớp đất nền và lớp cấp phối thiên nhiên PA chọn.
Ei

LỚP KẾT CẤU

Nền đất á cát bụi nặng

(Mpa)
48

Cấp phối thiên nhiên loại A

200

- với

h1 24
=
= 0,7273
D 33

E

E2
E1

t=

-

hi
(cm)
24

k=

-

h2
h1

Htb

E'tb

(cm)

(MPa)

24

200

48

0
và E = 200 = 0,24
1

Tra toán đồ hình 3.1 được
- Xét đến hệ số điều chỉnh

'
Ech
= 0,455

E1

vậy Ech' = 0,455 x 200 = 91 Mpa

H 
 24 
 =∫ 
 =1,066
D
 33 

β = ∫

18


m
ch

’
ch

Vậy E =β.E =1,066 x 91 =97,006
-Xác định ứng suất cắt lớn nhất Tax
Theo kết quả tính ở trên, sơ đồ tính được đưa về hệ 4 lớp gồm 3 lớp trên và 1 lớp
dưới là lớp bán không gian có E2=97,006 ,c=0,05 MPa, =400
Bảng 2.20: Tính Etb của cả 3 lớp kết cấu PA chọn (kiểm tra trượt):
Ei

LỚP KẾT CẤU

t=

(Mpa)

E2
E1

hi
cm

k=

h2
h1

Htb

E'tb
MPa

Cấp phối đá dăm loại I

300

-

18

-

18

300

BTNC 12,5 (Đá dăm ≥ 35%)

250

0,833

7

0,389

25

285,39

BTNC 9,5 (Đá dăm ≥ 50%)

300

1,051

5

0,2

30

287,79

Xét đến hệ số điều chỉnh

 H tb   30

= 0,91 = 1,093
 =∫ 
D
33


 

β = ∫

Ε tbdc = 1,093 x 287,79= 314,55 (Mpa)

Vậy :

H 30
=
= 0,91
D 33
E1 314,55
=
= 3,24
E 2 97,006

ϕ = 40

Tra toán đồ hình 3.3 [22TCN 211-06] ⇒

Tax
= 0,0411
p

0

⇒ Tax = p x 0,0411= 0,6 x 0,0411= 0,02466 (MPa).

- Xác định ứng suất cắt do trọng lượng bản thân Tav.
H = 30

ϕ = 40

0

⇒ Tra toán đồ hình 3.4 [22TCN 211-06] ⇒ Tav = - 0,0021 (MPa).

- Xác định lực tính toán Ctt .
Tri số Ctt xác định theo biểu thức : Ctt = C.K1.K2.K3
Trong đó : C :lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính; C= 0.05 (MPa)
K1, K2, K3, tra mục 3.5.4 [22TCN 211-06]
⇒ Ctt = C.K1.K2.K3 = 0,05x0,6x0,8x1,5= 0,036 (MPa)
Ctt

Ctt

Vậy: Tax+Tav =0,02466-0,0021=0,02445 (MPa) < K tr = K tr =
cd
cd

0.036
0.94

=0,0383(MPa)

Kết luận :Nền đất phương án móng 3 đảm bảo điều kiện chống trượt .
2.1.2.5. 4. Kiểm tra ứng suất kéo uốn của lớp bêtông nhựa ở nhiệt độ thấp (15oC)
Điều kiện kiểm tra:

σku ≤

Rttku
ku
Kcd

ku

Trong đó:K cd : hệ số cường độ về chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế
tr

ku

giống như với trị số K cd ; K cd =0.94

σ ku = σ ku . p.kb
 Xác định σku theo công thức :

Trong đó: 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.

19


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)
 Xác định R ttku :
Cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối được xác định theo biểu thức

Rttku = Rku .k1.k2
Trong đó: Rku : cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán và ở tuỗi mẫu
tính toán dưới tác dụng của tải trọng tác dụng 1 lần;
k2 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tác
nhân về khí hậu thời tiết. Với bê tông nhựa chặt loại I lấy k2 = 1,0.
k1 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng
của tải trọng trùng phục, k1 được lấy theo biểu thức dưới đây:
K1 =

11,11
11,11
=
= 0,563Mpa
0 , 22
Ne

(0,77.10 6 ) 0, 22

Vậy :

Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa dưới :

Rttku = Rku .k1.k2 = 2,0x0,563x1,0 = 1,126 (MPa)
Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa trên :

Rttku = Rku .k1.k2 = 2,8x0,563x1,0 = 1,576 (MPa)
*Đối với bêtông nhựa lớp dưới :
H1 = 12 (cm) ; E1 =

1800 ×5 +1600 × 7
= 1683.33( MPa )
5 +7

Trị số Etb của 2 lớp móng cấp phối đá dăm loại 1 và cấp phối thiên nhiên là
Etb = 239,57 (MPa) với bề dày 2 lớp này là H tb = 18+24 =42 (cm).
H
42
β = f  ÷=ƒ  = 1,273  => β = 1,14
 33

D
dc
'
Vậy Etb = β .Etb = 1,14 x 239,57 = 273,11 (MPa).

Ta có:

H
42
=
= 1,273
D 33
⇒ Tra
E nendat
48
=
=
0
,
176
dc
273,11
E tb

toán đồ Kôgan ⇒

Ech.m
= 0,508
Etbdc

Vậy được : Ech.m = Etbdc x0,508= 273,11 x 0,508= 138,74 (MPa).
Xác định σku theo công thức :

σ ku = σ ku . p.kb

20

H 12
=
= 0,364
D 33
⇒ Tra toán đồ [3.5] được
E1
1683,33
=
= 12,133
E chm
138,74

σ ku = 2,0801 MPa)

Vậy : σ ku = σ ku . p.kb = 2,0801 x0,6x0,85 =1,061 (MPa).
*Đối với bê tông nhựa lớp trên :
h1 = 5 (cm) ; E1 = 1800 .Trị số Etb của 3 lớp phía dưới nó được tính toán
Bảng 2.21: Tính Etb của cả 3 lớp kết cấu PA chọn(kiểm tra kéo uốn):
h
E
Ei
hi
Htb
Etb
K= 2
t= 2
Lớp kết cấu
h1 (cm) (MPa)

E1 (cm)
(Mpa)
Cấp phối thiên nhiên loại A
200
24
24
200
Cấp phối đá dăm loại I,Dmax25
300
1,5
18
0,75
42 239,57
BTN chặt 12,5 (đá dăm ≥ 30%)
1600
6,68
7
0,1667 49 342,17
49
H
β = f  ÷=ƒ  = 1,485  => β = 1,1755
D




 33



Vậy Etbdc = β .Etb' =1,1755 x342,17=402,05 (Mpa)
H 49
=
= 1,485
D 33
⇒ Tra
E nendat
48
=
=
0
,
1194
dc
402,05
Etb

toán đồ Kôgan hình [3.1] ⇒

Ech.m
= 0,464
Etbdc

Vậy được : Ech.m = Etbdc x0,45 = 402,05 x0.464=186,55 (MPa).
Xác định σku theo công thức :

σ ku = σ ku . p.kb

H
5

=
= 0,152
D 33
⇒ Tra toán đồ 3.5 [211-06] ta được
E1
1800
=
= 9,65
Echm 186,55

σ ku = 2,3421

(MPa)
Vậy : σ ku = σ ku . p.kb = 2,3421 x0,6x0,85 = 1,194 (MPa).
*Kiểm tra với lớp bê tông nhựa dưới :
σ ku = 1,061 <

Rttku
1,126
=
= 1,198
ku
0,94
K cd

(MPa) ⇒ Thỏa mãn

*Kiểm tra với lớp bê tông nhựa trên :
σ ku = 1,194

<

Rttku 1,576
=
= 1,677 (MPa) ⇒ Thỏa mãn
K cdku
0,94

Kết luận:Các lớp bê tông nhựa phương án móng 3 đảm bảo điều kiện chịu kéo uốn.
2.1.3. Phương án đầu tư phân kỳ(2 giai đoạn):
- Phương án đầu tư phân kỳ là một phần của phương án tổng thể, luôn luôn phải
được xét đến vì phương án đầu tư phân kỳ phù hợp với quy luật tăng trưởng của
lưu lượng xe chạy cũng như phù hợp với thời gian bỏ vốn.

21


- Trên cơ sở kết cấu của phương án đầu tư tập trung một lần đã chọn ta nghiên
cứu khả năng đầu tư phân kỳ theo hai giai đoạn. Các phương án móng được sử
dụng như phương án đầu tư 1 lần.
Ta có bảng lựa chọn cấp hạng áo đường và môđun đàn hồi yêu cầu
Môđun đàn hồi yêu cầu ở các năm tính toán cho phần xe chạy có trong Phụ lục II-3
2.1.3.1. Giai đoạn I (7 năm ):
+Lớp mặt láng nhựa chiều dày là 3cm :
tt
Xác đinh trị số môđun đàn hồi Ech của tầng mặt năm thứ 7: E yc =125.38 (MPa)

-Với đường ôtô cấp III , V= 60 km/h ta kiên nghị chọn hệ số độ tin cậy thiết kế là
dv
0,9. Do đó hệ số cường độ K cd =1.10 .

-Ta có môđun đàn hồi chung tối thiểu của kết cấu nền áo đường
E chmin = K cddv . E yctt =1.10 × 125.38 = 137,92 (Mpa). [3-4 22TCN 211-06]
10

*Như vậy dùng N tt = 154 (trục/ngđ.làn) ,Ech = 137,92 (Mpa) để tính toán.
 Kiểm tra độ võng đàn hồi.
Lớp kết cấu
Láng nhựa
Cấp phối đá dăm loại I
Cấp phối thiên nhiên loại A

hi (cm)
3
18
24

Ei (MPa)
Không tt
300
200

- Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ 2 lớp bằng cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường
lần lượt 2 lớp 1 từ dưới lên theo công thức:
E tb

1 + k .t 1 / 3 
= E1 

 1+k 

3

;k =

h2
E2
;t=
; h = h1 + h2
h1
E1 tb

Kết quả tính toán:
Bảng 2.22: Kiểm tra độ võng đàn hồi Giai đoạn I (7 năm ):
STT
LỚP VL
Ei(Mpa)
t
Hi(cm)
k
Htb(cm)
Etb(Mpa)
1
CPTN loại A
200
24
24
200
2
CPĐD loại I,Dmax25
300

1,5
18
0,75
42
239,57
3
Láng nhựa
Không tính toán
dc
Eo
Etb = β. Etb
Ech
Eyc
Kết
H
Ech
β = f  ÷
H/D
dc
dc
Etb
D
Etb
(Mpa)
(Mpa) (Mpa)
luận
1,273
1,14
273,11
0,176 0,508 138,74 137,92

Đạt
- β: Tra bảng 3-6 (TL[2])
Eo

E

- Từ: H/D và E dc Tra toán đồ Kôgan ⇒ chdc
Etb
tb
Kết luận : Kết cấu áo đường của phương án thoả mãn điều kiện độ võng đàn hồi.

22


 Kiểm tra điều kiện trượt của nền đường:
Tax + Tav ≤

Điều kiện:

Ctt
tr
K cd

- Đổi các lớp kết cấu áo đường về 1 lớp (như phần trên) có:
- Chú ý khi tính toán theo điều kiện cân bằng trượt thì nhiệt độ tính toán của các
loại vật liệu lấy ở nhiệt độ 600
STT
1
2
3

LỚP VL
CPTN loại A
CPĐD loại I, Dmax25
Láng nhựa

Ei(Mpa) t Hi(cm)
k
Htb(cm)
200
24
24
300
1,5
18
0,75
42
Không tính toán

Etb(Mpa)
200
239,57

Bảng 2.23: Kiểm tra điều kiện trượt của nền đường Giai đoạn I (7 năm )
H/D

β

Etbdc=β.Etb
(Mpa)

Etbdc/E0

1,273
Tax+Tav
(Mpa)
0,015

1,14

273,11

5,69

K1

K3

K3

0,6

0,8

1,5

Tax
P

P

(Mpa)

0,0274

0,6
C
(Mpa)
0,024

Tax
(Mpa)
0,0164
Ctt
(Mpa)
0,0173

H
(cm)

ϕ(độ)

Tav
(daN/cm2)

42

280

- 0,0014

Ctt

Kcdtr

[τ]=

0,94

0,0184

K cdtr

Kết luận
Đạt

- β: Tra bảng 3-6 (TL[2])
Etb dc
- Từ: H/D=1,273;
=5,69 và ϕ = 280 Tra toán đồ H3-2 (TL[2])
E0

Xác định được:

Tax
P

- Từ: H =42cm và ϕ = 280 : Tra toán đồ H3-4 (TL[2]) xác định được : τav
- Ứng suất cắt hoạt động trong đất : Tax+Tav
C tt

- Ứng suất cắt cho phép của nền đất: [τ] = K tr
cd
- Trị số lực dính tính toán Ctt: Ctt=C.K1.K2.K3 theo 3.5.4 của [2].
- Với độ tin cậy đường cấp IV là 0,9 nên theo Bảng 3-7 (TL[2]) ta có hệ số
Kcdtr=0,94.
Do đó ta có: Tax+Tav =0,015(Mpa) ≤ [τ] =

0,0173
= 0,0184
0.94

(Mpa)

Kết luận : Nền đất đảm bảo điều kiện chống trượt.
 Kiểm tra điều kiện trượt của lớp cấp phối thiên nhiên
- Xác định mô đun đàn hồi chung Ech.m trên lớp CPTN:
- Với:

E
E
48
h4 24
= 0,24 . Tra toán đồ Kôgan ⇒ tb = 0,455
=
= 0,7273 và 0 =
E
200
E4
4
D 33

⇒Etb = 91 (MPa). Với: h4/D =0,7273. Tra bảng 3-6 (TL[2]) ⇒ β= 1,066

23


⇒ Ech.m =1,066 x 91 = 97,006 (MPa).(làm E0 để kiểm tra cho lớp cptn)
- Ta tính Etb cho các lớp phía trên lớp cấp phối thiên nhiên :
Bảng 2.24: Kiểm tra điều kiện trượt của lớp cấp phối thiên nhiên
Giai đoạn I(7 năm)
STT
1

Lớp VL
CPĐD loại I, Dmax25
H/D

Etbdc/E0

Etb
(Mpa)

0,5455

Ei(Mpa)
300

300

3,09

t

Hi(cm)
18

Tax

k

Tax
P

P
(Mpa)

(Mpa)

H
(cm)

0,060
9

0,6

0,0365

18

Htb(cm)
18

Etb(Mpa)
300

ϕ(độ)

Tav
(daN/cm2)

400

-0,0013

C tt

Tax+Tav
(Mpa)

K1

K3

K3

C
(Mpa)

Ctt

(Mpa)

Kcdtr

[τ]=

0,0352

0,
6

0,8

1,5

0,05

0,036

0,94

0,0383

Kết luận

K cdtr

Đạt

2.1.3.2. Giai đoạn II (8 năm sau ):

Để nâng cấp mặt đường A2 trở thành mặt đường A1 ta rải 2 lớp BTN lên kết cấu
cũ do cường độ kết cấu áo đường bị giảm còn 90% sau 7 năm sử dụng nên ta tăng
chiều dày lớp BTN chặt 9,5(đá dăm>50%)thành 6(cm), và tăng lớp BTNC
12.5(đá dăm>35%) 8(cm)
Kết cấu áo đường mới lúc này như sau:
Lớp vật liệu
BTNC 9,5(đá dăm >50%)

Ei (MPa)

hi (cm)

420

6

BTNC 12.5(đá dăm> 35%)

350

8

Lớp móng cũ
 Kiểm tra độ võng đàn hồi cho phép.
- Cường độ áo đường giảm 10% nên Môđun đàn hồi Ech của kết cấu áo đường
còn lại là:

E tb' = 0,90x138,74 = 124,87 (MPa).

- Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ 2 lớp bằng cách đổi nhiều lớp kết cấu áo đường

lần lượt 2 lớp 1 từ dưới lên theo công thức:
1 + k .t 1 / 3 
E ' tb = E1 

 1+k 

3

;k =

E2
h2
;t=
; htb = h1 + h2
h1
E1

24


Kết quả tính toán:
Bảng 2.25: Kiểm tra độ võng đàn hồi cho phép Giai đoạn II(8 năm sau)
STT
1

LỚP VL
Ei(Mpa)
t
Hi(cm)
k

Htb(cm) Etb(Mpa)
∞
∞
Nền móng
124,87
124,87
BTNC 12.5
2
350
8
8
350
(đá dăm> 35%)
BTN chặt 9,5
3
420
1,2
6
0,75
14
378,96
(đá dăm >50%)
Eo
Etbdc= β. Etb
Ech
Eyc
Kết
Ech
H 
β

=
f
H/D
dc
D÷
dc
Etb
Etb
 
(Mpa)
(Mpa)
(Mpa)
luận
0,424
1
378.96
0,33
0,469
177,73
177
Đạt
tt
H/D=14/33=0.424 nên trị số Etb của kết cấu không được nhân thêm hệ số điều
chỉnh β=1
Vậy Ε tb = 378,96 MPa
Dùng toán đồ H3.1 xác định môđun đàn hồi chung của mặt đường.
E1 124,87
=
= 0,33
E 2 378,96

H 1 14
=
= 0.424
D
33

⇒

Ech
= 0.469
Etbdc

min
⇒ Ech = 0,469x 378,96=177,73 (Mpa) > Ε ch
= 177 (Mpa)

Kết luận : Kết cấu áo đường thoả mãn điều kiện độ võng đàn hồi
 Kiểm tra điều kiện chịu kéo uốn của lớp bê tông nhựa lớp dưới:
Lớp VL
Ei MPa
hi(cm)
BTNC 12.5(đá dăm> 35%)
1800
6
BTN chặt 9,5(đá dăm >50%)
1600
8
Kết cấu cũ
124,87

Quy đổi 2 lớp BTN về một lớp tương đương có chiều dày là h=14 cm:
H1 =6+8=14 (cm) ; Etb =

1800 x 6 +1600 x 8
= 1685, 7
6 + 8

MPa

Tìm σ ku ở đaý lớp bê tông nhựa lớp dưới bằng cách tra toán đồ hình 3.6 với:
H 14
=
= 0,424
D 33

;

Etb
1685,7
=
= 13,5
E ch.m 124,87

Tra toán đồ hình 3.5 xác định được ứng suất kéo uốn đơn vị ở lớp mặt
σ ku = 1,8433

→ σ ku = σ ku . p.kb = 0,85 . 0,6 . 1,8433= 0.94 MPa.
k1 =

11,11

11,11
=
= 0,563
0 , 22
Ne
(0,77.10 6 ) 0, 22

25