ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KẾT CẦU NỀN MẶT ĐƯỜNG (ĐƯỜNG 2)

Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

-CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ TÀI LIỆU SỬ DỤNG:
• 22TCN 211-06 - Áo đường mềm các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế [1].
• 22TCN 262-2000 - Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu [2].
• Thiết kế đường ô tô tập II [3]
• Thiết kế đường ô tô tập IV [4]

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

CHƯƠNG I:TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TALUY NỀN ĐƯỜNG .
I-Một số phương pháp tính toán ổn định mái dốc
1.Ổn định taluy nền đường về mặt cơ học.

Khối đất sẽ trượt

1.1.Phương pháp tính:

i
Mặt trượt

αi

Ti

Pi Pi.cos

Xét điều kiện cân bằng của một mảnh đất i bất kì trên mặt trượt của nó ta có:
 Lực gây trượt (kéo khối đất i trên mặt trượt là): T i = Q i .sin α i
di

 Lực giữ, cản trở mảnh đất i trượt là: Ni=Q i .Cos α i .tg ϕ i + c cosα
i
Trong đó:

 Q i -trọng lượng mảnh đất đang xét ( Qi = di * hi * γ i *1m )
 γ , c, ϕ là dung trọng, lực dính, góc nội ma sát của đất.
Điều kiện cân bằng :
Ti = N i hay tgα i = tgϕi +

c
γ hi .cos 2α i

Để đơn giản giáo sư Matslov đã thêm hệ số an toàn K có :
tgα i =

1.2.Nhận xét:
-Ưu điểm :
• Tính toán đơn giản dễ làm dễ hiểu.
-Nhược điểm:
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

1
c
(tgϕ +

).
K
γ hi


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

• Kém chính xác độ tin cậy không cao.
• Phạm vi áp dụng nhỏ, ít được dùng trong thực tế.

2.Phương pháp phân mảnh cổ điển.

2.1.Phương pháp tính.
Xét bài toán phẳng, phân khối đất trượt hình trụ tròn thành các mảnh như hình vẽ, giả thiết khi
trượt cả khối đất sẽ cùng trượt một lúc.
Như vậy mỗi mảnh trượt i sẽ chịu tác dụng của trọng lượng bản thân P i ; Pi phân thành hai
phần:
 Lực tiếp tuyến tại mặt trượt Ti = Pi sin α i (lực gây trượt).
 Lực pháp tuyến N i = Pc
i osα i (gây lực ma sát N i tgα i cùng với lực dính cili là lực giữ).
 Nếu xét đến tác dụng của động đất thì mỗi mảnh còn chịu tác dụng của một lực gây
trượt Wi có cánh tay đòn so với tâm O là Zi.
Kod xác định theo công thức:
i =n

K=

∑ M igiu

i =1
i =n

∑ M ilat

n

=

i =1

∑ ( Nitgϕi + cili )
1

n

Z
∑1 (Ti + Wi Ri )

n

=

∑ ( Pcosα tgϕ
i

i

1
n

i

+ ci li )

∑ ( Pi sin αi + Wi
1

Zi
)
R

.

2.2.Nhận xét:
-Ưu điểm:
• Kết quả tính với độ chính xác tương đối.
• Áp dụng phổ biến trong thực tế.
-Nhược điểm:
• Tính toán tương đối phức tạp.
• Giả thiết chưa chính xác thực tế (các mảnh không tương tác với nhau).
3.Phương pháp Bishop.
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

3.1.Phương pháp tính.

-Cách tính tương tự như phương pháp phân mảnh cổ điển của Fellenius, chỉ khác là ở mỗi
mảnh trượt Bishop có xét thêm các lực đẩy ngang Ei+1 và Ei-1 tác dụng từ hai phía của mảnh
trượt.
-Công thức xác định hệ số ổn định K:
n
Ptg
i ϕi
+ c l )m
∑1 ( cos
αi i i i
1
K= n
với mi = (1 + tgϕi .tgα i ) −1
Z
K
∑ ( Pi sin α i + Wi i )
1

R

3.2.Nhận xét.
-Ưu điểm:
• Phương pháp cho kết quả chính xác nhất trong ba phương pháp .
• Giả thiết và tính toán sát với thực tế.
-Nhược điểm:
• Phương pháp tìm mò Kmin .
• Tính toán khá dài.
4.Đánh giá và kết luận.
-Trong các phương pháp đã nêu trên:
o Phương pháp 1: kém chính xác, không ứng dụng tính toán phổ biến trong thực tế.

⇒ không áp dụng tính toán trong đồ án.
o Phương pháp 2: kết quả tính toán tương đối chính xác, sử dụng phố biến.
⇒ có thể áp dụng để tính toán.
o Phương pháp 3: kết quả tính toán chính xác hơn phương pháp 2 nhưng quá trình tính
toán lại dài dòng, phức tạp.
⇒ Lựa chọn phương pháp phân mảnh cổ điển Fellenius dùng để tính toán.
II-Chi tiết tính toán theo phương pháp phân mảnh cổ điển Fellennius.
1.Số liệu ban đầu
-Kiểm toán ổn định taluy nền đường (cho mặt cắt ngang tại cọc lý trình Km 0+900 số liệu đồ
án đường I):
-Số liệu địa chất:
Nền đường đắp
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

Đất tự nhiên

Nền


Trường Đại học Xây Dựng

γ ( g / cm3 )

1,75

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

c (kg/cm2) ϕ (độ)
0,41
20

γ ( g / cm3 )

1,70

c (kg/cm2) ϕ (độ)
0,80
13

Đắp
8,99 m

2.Phương pháp kiểm toán.
2.1-Xác định hệ số ổn định toàn khối Kođ.
-Hệ số ổn định toàn khối được xác định theo công thức:
= K1 * K * K * K * K * K

2
3
4
5
PP
Kođ
Trong đó:
o K1 - độ tin cậy của những số liệu về đặc trưng cơ học của đất (như lực dính c và góc ma
sát) K1=1,0 - 1,1 → chọn K1=1,1.
o K2 - hệ số xét đến ý nghĩa của công trình nền đường, tuỳ chọn cấp hạng đường; K 2=1,0 1,03 → chọn K2=1,02.
o K3 - hệ số xét đến mức độ gây tổn thất cho nền kinh tế quốc dân nếu công trình đường bị
phá hoại làm gián đoạn giao thông; K3=1,0 - 1,2 → chọn K3=1,05.
o K4 - hệ số xét đến mức độ phù hợp giữa sơ đồ tính toán với địa chất thuỷ văn tại chỗ xây

dựng nền đường K4=1,0 - 1,05 → chọn K4=1,02.
o K5 - hệ số xét đến loại đất và sự làm việc của nó trong kết cấu nền đường K 5=1,0 - 1,05
→ chọn K5=1.03.
o Kpp - hệ số xét đến mức độ tin cậy của phương pháp tính toán → chọn Kpp=1,04.
⇒ Hệ số ổn định toàn khối : Kođ=1,1*1,02*1,05*1,02*1,03*1,04=1.29.

2.2- Sử dụng phương pháp phân mảnh cổ điển tìm hệ số Kmin.
-Việc tìm Kmin dựa trên việc tìm vị trí tâm của mặt trượt nguy hiểm nhất dựa vào đường quỹ tích
tâm trượt kinh nghiệm.
-Chi tiết các bước tính toán:
• Xác định đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm theo hình vẽ.
• Trên đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm lấy một điểm tại điểm đó vẽ các cung trượt
với bán kính khác nhau, mỗi bán kính sẽ cho hệ số ổn định K theo công thức:
i =n

K=

∑M
i =1
i =n

∑M
i =1

n

igiu

i

=
ilat

∑ ( N tgϕ

i

+ ci li )

1

n

Z
∑1 (Ti + Wi Ri )

n

=

∑ ( Pcosα tgϕ
i

1
n

i

i

+ ci li )

Z
∑1 ( Pi sin αi + Wi Ri )

.

• Mỗi tâm trượt sẽ cho giá trị K min. Thực hiện với các tâm trượt khác nhau sẽ tìm được các
hệ số Kmin.
• Từ đó xác định Kmin yêu cầu trong min(các giá trị Kmin vừa tìm của mỗi tâm).
• Giá trị Kmin vừa tìm tương ứng với vị trí mặt trượt nguy hiểm nhất.
2.3.Đánh giá và kết luận:
-Từ hệ số Kmin xác định được so sánh với hệ số Kođ nếu:
• Kmin > Kođ → taluy nền đường ổn định.
• Kmin < Kođ → taluy nền đường không ổn định cần đề xuất biện pháp gia cố.
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

3.Chi tiết tính toán.
 Việc tính toán được thực hiện với 3 tâm trượt O1, O2, O3 với các bán kính khác nhau.
 Trong quá trình tính toán có kể đến tải trọng xe theo II.4.3 [2]. Tải trọng này được xem
là tải trọng của số xe nặng tối đa cùng một lúc có thể đỗ kín khắp bề rộng nền đường
phân bố trên 1m chiều dài đường. Tải trọng này được quy đổi tương đương thành một
lớp đất đắp có chiều cao là hx xác định theo công thức hx =

 Trong đó:

n.G
.
γ .B.l

o G-trọng lượng một xe nặng nhất (T) → G=13T.
o n-số xe xếp tối đa trên nền đường, n=2.
o γ - dung trọng của đất đắp nền đường → γ = 1,75 T/m3.
o l-phạm vi phân bố xe theo hướng dọc m. → l = 4,2 m
o B-bề rộng phân bố ngang của các xe, theo hình vẽ → B = 6,9m.
⇒ hx = 0,51 m.
 Chi tiết tính toán được lập thành bảng phần phụ lục.
4.Kết luận.
Quá trình tính toán với các tâm O1, O2, O3 ta xác định được hệ số Kmin= 2,7933.
Vậy Kmin=2,7933 > Kođ=1,29 ⇒ taluy nền đắp ổn định.

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

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 T đạitu của cấp áo đường .Với
áo đường cấp A1 lớp 1 phải là bêtông nhựa hạt trung có T đạitu = 15 năm, do đó thời gian

tính toán kết cấu áo đường là 15 năm.
II-Lưu lượng và thành phần dòng xe.
-Tuyến đường thiết kế qua hai điểm N76-N74 với các số liệu thiết kế:
• Lưu lượng thiết kế năm thứ 15 là :1500 (xe/ng.đ) ⇒ N15=1500 (xe/ng.đ)
• Hệ số tăng xe q=7%.
• Thành phần dòng xe :
 Xe con : 40%. (khi tính toán bỏ qua).
 Xe tải nhẹ : 15%
 Xe tải trung : 25%
 Xe tải nặng : 20%.
III-Quy đổi ra trục xe tiêu chuẩn.
1.Xác định lưu lượng xe theo thời gian.
-Công thức xác định: Nt = (1 + q )t * N 0
⇒ N0 =

Nt
N15
1500
=543,67 (xe/ng.đ).
t =
15 =
(1 + q) (1 + q )
(1 + 0.07)15

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

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

Năm

0

5

10

15

Nt (xe/ng.đ)

543,670

762,530

1069,480

1500

Số xe tải nhẹ

81,550

114,380

160,422

225

Số xe tải
135,918
190.633
267,370
trung
Số xe tải
108,734
152,506
213,90
nặng
2.Số trục xe 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

Trọng lượng trục
Số
Pi(kN)
trục
Trục
Trục sau sau
trước
18,00
56,00

1
25,80
69,60
1
48,20
100
1

375
300

Số bánh ở mỗi
cụm bánh ở
trục sau

Khoảng cách
giữa cách
trục sau(m)

Bánh đôi
Bánh đôi
Bánh đôi

< 3m
< 3m
< 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:

N



= ∑ C1.C 2 .ni  Pi 
i =1
 Ptt 
k

tk

4.4

(trục/ng.đ)

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 ).

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

 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 C2=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 0 :
Loại xe

Pi(kN)

C1

C2

ni

Trục trước

18

1

6,4

81,55

*

Trục sau

56

1

1

81,55

6,36

Tải
trung

Trục trước

25,8

1

6,4

135,918

2,24

Trục sau

69,6

1

1

135,918

27,59

Tại
nặng

Trục trước

48,2

1

6,4

108,734

28,05

Trục sau

100

1

1

108,734

108,734

Tải nhẹ

C1.C2.ni.

⇒ Ntk = 172,977 (trục/ng.đ).

-Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100kN năm thứ 5 :
Loại xe

Pi(kN)

C1

C2

ni

Trục trước

18

1

6,4

114,38

*

Trục sau

56

1

1

114,38

8,92

Tải
trung

Trục trước

25,8

1

6,4

190,633

3,14

Trục sau

69,6

1

1

190,633

38,70

Tại
nặng

Trục trước

48,2

1

6,4

152,506

39,34

Trục sau

100

1

1

152,506

152,506

Tải nhẹ

C1.C2.ni.

⇒ Ntk = 242,611 (trục/ng.đ).

-Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100kN năm thứ 10 :
Loại xe
Tải nhẹ
Tải
trung

Pi(kN)

C1

C2

ni

Trục trước

18

1

6,4

160,422

*

Trục sau

56

1

1

160,422

12,51

Trục trước

25,8

1

6,4

267,37

4,41

Trục sau

69,6

1

1

267,37

54,27

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

C1.C2.ni.


Trường Đại học Xây Dựng

Tại
nặng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

Trục trước

48,2

1

6,4

213,9

55,18

Trục sau

100

1

1

213,9

213,9

⇒ Ntk = 340,277 (trục/ng.đ).

-Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100kN năm thứ 15 :
Loại xe

Pi(kN)

C1

C2

ni

Trục trước

18

1

6,4

225

*

Trục sau

56

1

1

225

17,55

Tải
trung

Trục trước

25,8

1

6,4

375

6,18

Trục sau

69,6

1

1

375

76,12

Tại
nặng

Trục trước

48,2

1

6,4

300

77,39

Trục sau

100

1

1

300

300

Tải nhẹ

C1.C2.ni.

⇒ Ntk = 477,249 (trục/ng.đ).

Ghi chú : (*) vì tải trọng trục dưới 25kN (2,5T) nên theo 3.2.3 [1] không xét đến khi quy
đổi.
2.3.Số trục xe tính toán trên một làn xe.
Số trục xe tính toán Ntt là tổng số trục xe đã được quy đổi về trục xe tính toán tiêu chuẩn
(hoặc 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 ni 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*477=262.35 (trục/ng.làn)
-Tương tự tính toán cho các năm thứ 0, 5, 10 ta có kết quả tổng hợp trong bảng:

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

Năm
0
5
10
15
Ntk (trục/ng.làn) 172,977 242,611 340,277 477,249
Ntt (trục/ng.làn) 95,137 133,436 187,152 262,487
2.4.Tính 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 → số trục xe tích lũy tiêu
chuẩn trong thời hạn thiết kế theo công thức :
N tl =

[(1 + q )t − 1]
.365.N t =
q (1 + q)t −1

. 365. 262,487= 0,9332 x 106 (trục).

IV-Lựa chọn cấp hạng áo đường.
-Với lưu lượng tính toán N0tt=95,137 ;N5tt=133,436; Ntt10 =187,152; Ntt15 =262,487
(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
IV
IV
IV

IV

Năm tính
toán
0
5
10
15

Loại mặt
A2
A2
A1
A1

Ntt
95,137
133,436
187,152
262,487

Eyc (Mpa) Eycmin (Mpa) Echọn (Mpa)
120,8336
100
120,8336
126,3472
100
126,3472
158,3295
130

158,3295
163,741
130
163,741

1.Xác định các thông số của đất nền đường.
-Đất nền là đất á cát có các tính chất cơ lý sau:
• Độ chặt yêu cầu K = 0,95 (riêng 30 cm dưới đáy áo đường K = 0,98)
• Độ ẩm tương đối a = W/Wnh = 0,65
• Mô đun đàn hồi E = 42 Mpa.
• Lực dính c = 0,014 Mpa.
• Góc ma sát ϕ = 28o.
2.Thông số của vật liệu làm kết cấu áo đường.
-Tuyến đường xây dựng là cấp IV (V tk=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:

STT

Tên vật liệu

1

Bê tông nhựa chặt
(đá dăm ≥20%)

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

E (Mpa)
Tính

Rku
C
ϕ
Tính
Tính
trượt
độ võng
kéo uốn (Mpa) (Mpa) (độ)
t=
o
t = 30 C
15oC(10o)
o
60 C
280

200

1200

1,6


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

3

Bê tông nhựa chặt

(đá dăm ≥35%)
Đá dăm gia cố xi măng

4

Cấp phối đá dăm loại I

300

300

300

5

Cấp phối đá dăm loại II

250

250

250

6

Nền đất á Cát

42

2

350

250

1600

2,0

600

600

600

0,8

0,014

V-Thiết kế kết cấu áo đường.
 Nguyên tắc 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.
 Các phương án thiết kế:
 Phương án đầu tư tập trung (15 năm).
 Phương án đầu tư phân kỳ.

1- Phương án đầu tư tập trung (15 năm).
1.1-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.
Yêu cầu sơ bộ đề ra giải pháp kết cấu áo đường, sau đó so sánh mô đun đàn hồi chung
của cả kết cấu với mô đun đàn hồi yêu cầu. Qua đó so sánh, đánh giá chọn phương án tối
ưu.
-Tầng mặt của kết cấu là hai lớp bê tông nhựa chặt (đắt tiền) do vậy không nên thiết kế
dày. Do vậy cố định lại chiều dày các lớp của tầng mặt theo bề dày tối thiểu nhưng vẫn
đảm bảo yêu cầu về cấu tạo, cường độ, thi công. Sau đó thay đổi và tính toán chiều dày
tầng móng .
-Kết cấu tầng mặt của áo đường chọn dựa theo số trục xe tích lũy kết hợp với bảng 2-2
,bảng 2-4 ,và phù hợp với bề dày đầm nén có hiệu quả điều 2.4.3 [1] (phụ lục). Từ đó ta
chọn bề dày lớp mặt kết cấu áo đường gồm 2 lớp :
 Lớp mặt trên : bê tông nhựa chặt hạt mịn (đá dăm ≥20%) có E 1=280Mpa, dày 4
cm.
 Lớp mặt dưới :bê tông nhựa chặt hạt vừa (đá dăm ≥35%) có E 1=350Mpa, dày 6
cm.
-Dự kiến các giải pháp phương án kết cấu áo đường ( tầng mặt và tầng móng ):
• Chọn sơ bộ phương án 1:
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

28


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

-Các đặc tính của kết cấu áo đường và nền đất như sau:

STT

Tên vật liệu

E (Mpa)
Tính
Rku
C
ϕ
Tính
Tính
trượt
độ võng
kéo uốn (Mpa) (Mpa) (độ)
t=
o
t = 30 C
15oC(10o)
o
60 C

3

Bê tông nhựa chặt
(đá dăm ≥20%)
Bê tông nhựa chặt
(đá dăm ≥35%)
Cấp phối đá dăm loại I

4

Cấp phối đá dăm loại II

250

5

Nền đất á Cát

42

1
2

280

200

1200

1,6

350

250

1600

2,0

300

300

300

250

250
0,014

28

• Chọn sơ bộ phương án 2:

-Các đặc tính của kết cấu áo đường và nền đất như sau:

STT

Tên vật liệu

1

Bê tông nhựa chặt
(đá dăm ≥20%)

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

E (Mpa)
Tính

Rku
C
ϕ
Tính
Tính
trượt
độ võng
kéo uốn (Mpa) (Mpa) (độ)
t
=
t = 30oC
15oC(10o)
60oC
280

200

1200

1,6


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

3

Bê tông nhựa chặt
(đá dăm ≥35%)

Cấp phối đá dăm gia cố xi măng 6%

4

Cấp phối đá dăm loại II

250

5

Nền đất á Cát

42

2

350

250

1600

600

600

600

250

250

2,0

0,014

-Sơ đồ tính :

E chung
E1

,

h1

E2 , h2
E3 , h3
E4

,

h4

E chung 1
E chung 2
E chung 3
E chung 4

Nền E0 = 42 MPa
1.2-Xác định trị số mô đun đàn hồi Ech2

-Theo bảng 3.3 [1] với đường ô tô cấp IV kiến nghị chọn hệ số độ tin cậy thiết kế là 0,9
kết hợp với bảng 3.2 [1] ta có

= 1,10 (cho cả hai phương án).

-Ta có môdun đàn hồi chung tối thiểu của kết cấu nền áo đường :
tt
E chmin = K cddv . E yc
=1,10 × 163,741=180,115 (Mpa)

-Như vậy dùng Ntt15= 262,487 (xe/ng.đ) , Ech =180,115 (Mpa) để tính toán.
-Sơ đồ tính toán chung của lớp mặt hai phương án :
Lớp
Loại vật liệu
Ech = 180,115
hi
E (Mpa)
(Mpa)
(cm)
1
BTN chặt (đá dăm >20%)
Ech1
4
280
2
BTN chặt (đá dăm >35%)
Ech2
6
350

Ech1

⇒ Tra toán đồ Kôgan: E =0,6233⇒Ech1 =0,6233 x 280 = 174,524 Mpa
1

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

28


Trường Đại học Xây Dựng

⇒ Tra toán đồ Kôgan:

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

E ch 2
=0,455⇒Ech2 =0,455 x 350 = 159,25 Mpa
E2

-Giá trị mô đun đàn hồi Ech2 = 159,25 Mpa dùng để tính toán cho tầng móng.
3-Cấu tạo tầng móng và giá trị tính toán lớp móng.
-Tầng móng phải đảm bảo đủ cường độ, công nghệ thi công phù hợp, giá thành xây dựng
rẻ và tập trun được nguyên vật liệu tại chỗ của địa phương để giảm công vận chuyển. Ở
đây đề xuất hai phương án móng.
a)-Phương án móng I
Lớp
Loại vật liệu
Ech2 = 159,25
hi

E (Mpa)
(Mpa)
(cm)
1
Cấp phối đá dăm loại I
Ech3
300
2
Cấp phối đá dăm loại II
Ech4
250
Nền đất á cát
Eo = 42 Mpa
-Dựa vào các tỉ số h/D và E ch/E kết hợp toán đồ Kôgan ta tra ngược lại xác định các giá
trị mô đun đàn hồi của các lớp. Kết quả được tổng hợp theo bảng dưới:
-Bảng tính toán chiều dày các lớp vật liệu phương án móng I:
Giải
h
h3(cm) Ech2/E3 h3/D Ech3/E3 Ech3(Mpa) Ech3/E4 E0/E4 H4/D h4(cm) 4
pháp
chọn
1
2
3
4

15
16
17
18

0,531
0,531
0,531
0,531

0,4545
0,4848
0,5152
0,5455

0,396
0,385
0,374
0,364

118,8
115,5
112,2
109,2

0,4752
0,4620
0,4488
0,4368

0,168
0,168
0,168
0,168

1,154
1,09
1,034
0,979

38,082
35,97
34,122
32,307

39
36
35
33

-Muốn tính giá thành cho các phương án móng ta phải chia ra thành các lớp thi công,
chiều dày các lớp này phù hợp với các thiết bị lu lèn. Theo 2.4.3 [1] đối với các vật liệu
không gia cố chất liên kết bề dày lu lèn hợp lí của một lớp là không quá 18cm.
-Giá thành vật liệu được lấy trong bảng báo giá của huyện Bình Giang tỉnh Hải Dương:

Giải
pháp
1
2
3
4

Cấp phối đá dăm loại I
Giá thành

H3
(nghìn
(cm)
đồng/100m2)
15
2’475
16
2’640
17
2’805
18
2’970

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

Cấp phối đá dăm loại II
Giá thành
H4
(nghìn
(cm)
đồng/100m2)
39
6’045
36
5’580
35
5’425
33
5’115

Tổng giá thành
(nghìn
đồng/100m2)
8’520
8’220
8’230
8’085


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

-Trong 4 giải pháp trên thì giải pháp 1 không phù hợp khi đầm nén (vượt quá chiều dày
của 2 lớp lu nèn), giải pháp 4 có giá thành rẻ hơn nhưng không thỏa mãn điều kiện kiểm
toán,kiến nghị chọn giải pháp 2 có h3 = 16 cm ; h4 = 36 cm có giá thành 8’220’000 đồng.
b)-Phương án móng II
Lớp

Loại vật liệu

1

Cấp phối đá dăm gia cố xi
măng 6%
Cấp phối đá dăm loại II
Nền đất á cát

2

Ech2 = 159,25
(Mpa)
Ech3

hi
(cm)

E (Mpa)
600

Ech4
Eo = 42 Mpa

250

-Dựa vào các tỉ số h/D và E ch/E kết hợp toán đồ Kôgan ta tra ngược lại xác định các giá
trị mô đun đàn hồi của các lớp. Kết quả được tổng hợp theo bảng dưới:
-Bảng tính toán chiều dày các lớp vật liệu phương án móng II:

Giải
h
h3(cm) Ech2/E3 h3/D Ech3/E3 Ech3(Mpa) Ech3/E4 E0/E4 H4/D h4(cm) 4
pháp
chọn
4
5
6
7

15

16
17
18

0,2654 0,4545 0,1478
0,2654 0,4848 0,1398
0,2654 0,5152 0,1324
0,2654 0,5455 0,1257

88,68
83,88
79,44
75,42

0,3547
0,3355
0,3178
0,3017

0,168
0,168
0,168
0,168

0,698
0,621
0,559
0,504

23,034

20,493
18,447
16,632

24
21
19
17

-Muốn tính giá thành cho các phương án móng ta phải chia ra thành các lớp thi công,
chiều dày các lớp này phù hợp với các thiết bị lu lèn. Theo 2.4.3 [1] đối với các vật liệu
gia cố chất liên kết bề dày lu lèn hợp lí của một lớp là không quá 15cm.

Giải
pháp
1
2
3
4

Cấp phối đá dăm GCXM 6%
Giá thành
h3
(nghìn
(cm)
đồng/100m3)
15
5’250
16
5’600

17
5’950
18
6’300

Cấp phối đá dăm loại II
Giá thành
h4
(nghìn
(cm)
đồng/100m3)
24
3’720
21
3’250
19
2’945
17
2’635

Tổng giá thành
(nghìn
đồng/100m3)
8’970
8’850
8’895
8’935

-Theo giá thành các giải pháp trên kiến nghị chọn giải pháp 2 có h 3 = 16 cm ; h4 = 21 cm
có giá thành 8’850’000 đồng.

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

c)-Kết luận
-Qua so sánh giá thành hai phương án móng kiến nghị chọn phương án móng I có h3 = 16
cm ; h4 = 36 cm có giá thành 8’220’000 đồng.
-Ta có kết cấu áo đường :

STT
4
3
2
1
0

Lớp vật liệu
BTN chặt đá dăm
≥20%
BTN chặt đá dăm ≥20%
Cấp phối đá dăm loại I
Cấp phối đá dăm loại II
Nền á cát

hi
(cm)

E
(Mpa)

4
6
16
36
*

280
350
300
250
42

4-Tính toán kiểm tra kết cấu áo đường theo phương án móng đã chọn.
Theo quy trình thiết kế 22TCN 211-06 thực hiện tính toán kiểm tra trên 3 tiêu chuẩn
 Kiểm tra theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi: Ech > Eyc
 Kiểm tra điều kiện trượt của nền đất và vật liệu kém dính:
C
Tax + Tav ≤ trtt
Kcd
-

Trong đó:
o Tax :là ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính
toán gây ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kộm dớnh
(MPa)
o 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)

o K trcd :là hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc vào
độ tin cây thiết kế.Với đường cấp IV ,hai làn xe chọn độ tin cậy
tr
bằng 0,9 → K cd = 0,94

o Ctt :Lực dính tính toán của nền đường hoặc vật liệu kém dính
(MPa) ở trạng thái độ ẩm ,độ chặt tính toán.
 Kiểm tra điều kiện kéo uốn của các lớp vật liệu liền khối
- Với σu < Ru
o σu : ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền
khối.
o Ru : cường độ chịu kéo uốn của vật liệu.
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

4.1-Kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi.
- 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:
3

h2
E2
1 + k .t 1 / 3 
E 'tb = E1 
 ;k = h ; t = E ; htb = h1 + h2
1

1
 1+ k 

Lớp VL

Ei(M
pa)

CPĐD loại II

250

CPĐD loại I

300

E2
t=
E1

hi(cm)

H2
K=
H1

htb=h2+h1(c
m)

Etb' (Mp

36

250

52

265,68

58

278,577

62

279,842

36
=

16

=1,2

a)

0,4444
BTN chặt
(đá dăm
>35%)

BTN chặt
(đá dăm
>20%)

350

=

6

=1,317

0,1154
280

=1,027

=

4

0,0690

-Ta có : H/D = 62/33=1,879 tra bảng 3.6 [1] ta được hệ số β = 1,20404
-Kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 1 lớp có

= β.

= 1,20404 . 279,842 =

336,941 Mpa.
-Xác định mô đun đàn hồi chung của mặt đường Ech.
+Có H/D = 62/33 = 1,879 và Eo /

= 0,1247

+Kết hợp tra toán đồ Kôgan ta được:
Ech/

= 0,53924

Ech = 0,5393. 336,941 = 181,712 Mpa.

-Điều kiện kiểm nghiệm Ech ≥

. Eyc = 1,1 . 163,741 = 180,115.

Vậy : Điều kiện độ võng đàn hồi đảm bảo.
4.2- 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
336,675 Mpa.
- Điều kiện kiểm tra:

Tax + Tav ≤

Ctt
tr
Kcd

 Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất Tax

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

=


Trường Đại học Xây Dựng

H/D = 62/33 = 1,879 và

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

/ Eo =336,941/42 = 8,0224 ; ϕ = 280

-Tra toán đồ 3-2[1] ta được : Tax / p = 0,0114737-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 = 0,0114737. 0,6 = 0,006884 MPa
 Xác định ứng suất cắt do trọng lượng bản thân Tav.
-Với H = 62 cm;ϕ = 28o tra toán đồ Hình 3-4 [1] ta được: Tav = -0.0023
τ = Tax + Tav = 0,006884 - 0,0023 = 0,004584 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= 0,014(MPa)
 K1 : Hệ số xét đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải
trọng trùng phục (K1= 0,6)
 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 cát.
⇒ Ctt = C.K1.K2.K3 = 0,014 . 0,6 . 0,8 . 1,5 = 0,01008 (Mpa)

Ctt
Như vậy : Tax + Tav = 0,004584(MPa) < K tr = 0.01008 / 0,94 = 0.0107 (MPa)
cd
→ Kết cấu đảm bảo điều kiện chống trượt.
4.3-Kiểm tra điều kiện kéo uốn của các lớp vật liệu liền khối (BTN ở nhiệt độ 15oC).
- Điều kiện kiểm tra:

σ ku

Rttku
≤ ku
K cd

Trong đó :
ku

• K cd : 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 ;
• R ttku : 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=4+6= 10 cm ; E1 =

=1440 Mpa.

-Tính Echm của các lớp phía dưới lớp đá gia cố xi măng:

-Theo tính toán ở trên ta có giá trị
của hai lớp cấp phối đá dăm loại I và loại II là
= 265,68 Mpa.
+Với chiều dày hai lớp Htb=16+36 = 52 cm.
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

H 
còn phải kể đến hệ số điều chỉnh β = f  ÷ với Htb / D = 52/33 =
D
1,57576 + Tra bảng 11 – 4 ta có hệ số β = 1,18379

+Giá trị

+Vậy

=

. β = 265,68. 1,18379= 314,509 Mpa.

- Lại có : Htb / D = 52/33 = 1,57576, Eo /
+Tra toán đồ Kôgan ⇒

= 42 / 314,509 = 0,13354

Ech.m

= 0,50457.
Etbdc

+ Vậy Ech.m = 314,509 . 0,50457= 158,692 Mpa
- σku xác định theo công thức :

σ ku = σ ku . p.kb

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;
• 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 = 10 / 33 = 0,3030 ; E1 / Ech.m = 1440 / 158,692 = 9,074
+Tra toán đồ hình 11-15 [3] ta được σ ku = 1,79(MPa)
Vậy : σ ku = σ ku . p.kb = 1,79 . 0,6 . 0,85 = 0,9129(MPa).
 Bê tông nhựa lớp trên.
-Số liệu : H1 = 4 (cm) ; E1 = 1200 (MPa)
-Xác định trị số

của 3 lớp phía dưới nó. Ta có bảng giá trị sau:
E2
t=
E1

Lớp VL

Ei(Mpa
)

hi(cm
)

CPĐD loại II

250

CPĐD loại I

300

=1,2

16

BTN chặt
(đá dăm
>35%)

1600

=6,0223

6

H2
K=

H1

htb=h2+h1(cm
)

Etb' (M

36

250

52

265,68

58

374,70
9

36
= 0,444
=
0,1154

H 
-Xét đến hệ số điều chỉnh β = f  ÷ với H/D = 58 / 33 = 1,7576
D

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

pa)


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

+Tra Bảng 3-6 [1] được β = 1,19817. Vậy

. β = 374,709. 1,19817=

=

448,965 (Mpa)
+ H/D = 58 / 33 = 1,7576 và Eo /
+Tra toán đồ Kôgan ⇒

= 42 / 448,965 = 0,0935

Ech.m
= 0,46136. Vậy Ech.m = 448,965. 0,46136= 207,134
Etbdc

(Mpa)
-σku xác định theo công thức:

σ ku = σ ku . p.kb
+h/D = 4 /33 = 0,121 và E1/Ech.m = 1200/ 207,134 = 5,793
+Tra toán đồ hình 3.5 [1] ta được σ ku = 1,735 (MPa)

+Vậy : σ ku = σ ku . p.kb = 1,735 .0,6.0,85 = 0,88485 (MPa).
-Xác định R ttku :
ku
+ Cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán là : Rtt =k1.k2. Rku

Trong đó :
 -Theo 3.6.3 [1] với bê tông nhựa chặt k2= 1,0;
 - Rku :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 / (0,9332 x
106)0,22 = 0,5399
ku
 Với bê tông nhựa trên là : Rtt =k1k2 Rku =0.5399 × 1.0 × 1,6=0,86384(Mpa).
ku
 Với bê tông nhựa dưới là : Rtt =k1k2 Rku =0.5399 × 1.0 × 2,0=1,0798(Mpa).

-Biểu thức kiểm toán : σ ku ≤

Rttku
K cdku
ku

+Đường cấp IV ứng với độ tin cậy 0,9 nên hệ số K dc = 0,94
 Với bê tông nhựa chặt lớp trên : σ ku = 0,88485 (Mpa) <

=

0,92(Mpa).
 Với bê tông nhựa chặt lớp dưới : σ ku = 0,9129 (Mpa)
1,15(Mpa).

-Vậy : Các lớp mặt bê tông nhựa đảm bảo về điều kiện kéo uốn.
2-Phương án đầu tư phân kỳ

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

<

=


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

-Từ phương án đầu tư 1 lần, dựa vào thời hạn đại tu áo đường, lưu lượng xe hàng năm,
cấp áo đường từng thời kỳ. Tiến hành lựa chọn phương án đầu tư phân kỳ với mặt đường
cấp A2.
⇒ Phương án đầu tư phân kỳ ta chọn kết cấu mặt đường gồm các lớp như sau:
Lớp kết cấu
Láng nhựa
Cấp phối đá dăm loại I
Cấp phối đá dăm loại II

hi (cm)
3
16
26

Ei (MPa)
300

250

-Quy đổi hai lớp một về một lớp theo công thức :
E tb

+Với k = h2/h1 và t =

'

1 + k .t 1 / 3 
= E1 

 1+ k 

3

E2
.
E1

-Kết quả tính đổi được tính toán ở bảng dưới:
Bảng 14
Lớp kết cấu

Ei(MPa)

CPĐD loại II

250

CPĐD loại I

300

t=E2/E1

hi(cm)

k=h2/h1

Htb(cm)

Etb’(Mpa)

36

250

52

265,68

36
=

16

= 1,2

0,444

-Ta có : E’tb = 265,68 (MPa).
H 
còn phải kể đến hệ số điều chỉnh β = f  ÷ với Htb / D = 52/33 =
D

+Giá trị

1,57576
+Tra bảng 11 – 4 ta có hệ số β = 1,18379
+Vậy

=

. β = 265,68. 1,18379= 314,509 Mpa.

-Lại có : Htb / D = 52/33 = 1,57576, Eo /
+Tra toán đồ Kôgan ⇒

= 42 / 314,509 = 0,13354

Ech.m
= 0,50457. Vậy Ech.m = 314,509 . 0,50457= 158,692
Etbdc

Mpa
-Tính lưu lượng xe tính toán năm thứ 7:
+Có Nt = (1+q)t . No = (1+0,07)7 . 543,67 = 873,02 (xe/ng.đ)
(xe/ng.đ)
+Bảng tính lưu lượng xe năm thứ 7 là:
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

N7 = 873,02


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

Năm

7

Nt (xe/ng.đ)

873,02

Số xe tải nhẹ

130,953

Số xe tải
trung
Số xe tải
nặng

218,255
174,604

-Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100kN năm thứ 7 :
4.4

Loại xe

 Pi 

C .C . n .
100



Pi(kN)

C1

C2

ni

Trục trước

18

1

6.4

130,953

*

Trục sau

56

1

1

130,953

10,21

Tải
trung

Trục trước

25.8

1

6.4

218,255

3,60

Trục sau

69.6

1

1

218,255

44,30

Tại
nặng

Trục trước

48.2

1

6.4

174,604

45,04

Tải nhẹ

1

2

i

100
1
1
174,604
174,604
⇒ Ntk = 277,765 (trục/ng.đ) ⇒ Ntt = 277,765 . 0,55 = 152,771 (trục/ng.làn).
Và Ntl =

Trục sau

. 365 . Ntt =

. 365 . 152,771 = 0,3216.106 (trục)

-Với Ntt = 152,771 (trục/ng.làn) theo bảng 3.4 [1] ta có trị số môđun đàn hồi yêu cầu (mặt
đường cấp cao A2) của năm thứ 7 là :
Cấp TK Loại mặt
Ntt
Eyc (Mpa) Eycmin (Mpa) Echọn (Mpa)
IV
A2
152,771 128,86
100
128,86
- Với đường ôtô cấp IV ta kiên nghị chọn hệ số độ tin cậy thiết kế là 0,9.Do đó hệ số
dv
cường độ K cd =1.10 .
tt

- Ta có môdun đàn hồi chung tối thiểu: E chmin = K cddv . E yc =1,10 × 128,86=141,746(Mpa)

-Chọn phương án đầu tư phân kỳ đến hết năm thứ 7
2.1- Giai đoạn I ( 7 năm đầu ) :
a-Kiểm tra độ võng đàn hồi.
dv
-Điều kiện kiểm tra: Ech > Kcd .Eyc

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

Ta có: Ech = 158,692 (MPa) > 141,746 (MPa)
⇒ Điều kiện độ võng đàn hồi thỏa mãn.
b.Kiểm tra điều kiện trượt của nền đường.
Lớp kết cấu

Ei(MPa)

CPĐD loại II

250

CPĐD loại I

300

t=E2/E1

hi(cm)

k=h2/h1

36
= 1,2

16

= 0,444

htb(cm)

Etb’(Mpa)

36

250

52

265,68

-Ta có : E’tb = 265,68 (MPa).
+Giá trị

H 
còn phải kể đến hệ số điều chỉnh β = f  ÷ với Htb / D = 52/33 =

D

1,57576 +Tra bảng 11 – 4 ta có hệ số β = 1,18379
Vậy

=

. β = 265,68. 1,18379= 314,509 Mpa.

Ctt
- Điều kiện kiểm tra: Tax + Tav ≤ K tr
cd
 Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất Tax
-H/D = 52/33 = 1,57576 và

/ Eo =314,509/42 = 7,488 ; ϕ = 280

-Tra toán đồ 3-2[1] ta được : Tax / p = 0,015759-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 = 0,015759. 0,6 = 0,0094554 (Mpa)
 Xác định ứng suất cắt do trọng lượng bản thân Tav.
-Với H = 52 cm;ϕ = 28o tra toán đồ Hình 3-4 [1] ta được: Tav = -0.00175
- τ = Tax + Tav = 0,0094554 -0.00175= 0,007054 (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= 0,014(MPa)
 K1 : Hệ số xét đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải
trọng trùng phục (K1= 0.6)
 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 cát.
⇒ Ctt = C.K1.K2.K3 = 0,014 . 0,6 . 0,8 . 1,5 = 0,01008 (Mpa)
Ctt
⇒ Như vậy : Tax + Tav = 0,007054(MPa) <
tr = 0,01008 / 0,94 = 0,01072 (MPa)
Kcd
→ Kết cấu đảm bảo điều kiện chống trượt.
Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4


Trường Đại học Xây Dựng

Đồ án môn học thiết kế nền mặt đường

3.2- Giai đoạn II (8 năm tiếp theo) :
-Có Nt8 = 943,12 (xe/ng.đ) ; Ntk = 300,03 ( trục/ng.đ) ; Ntt = 0,55 . 300,03 = 165,02
( trục/ng.làn)
Vậy Ntl =

. 365 . 165,02 = 0,34733.106 (trục)

. 365 . Ntt =

-Sau 7 năm cường độ của kết cấu áo đường giảm đi 5% khi đó ta có:
Ech7 = 0,95.158,692 = 150,757 (Mpa).
-Ta chọn phương án kết cấu áo đường cho 8 năm sau. Để nâng cấp mặt đường A2 ta rải 2
lớp bê tông nhựa lên kết cấu cũ :
h1 Bê tông nhựa chặt (đá dăm ≥ 20%) : E1= 280 MPa

h2 Bê tông nhựa chặt (đá dăm ≥ 35%) : E1= 350 MPa
Ech7 = 150,757 MPa
-Do cường độ của lớp kết cấu áo đường cũ giảm đi 5% nên ta chọn tăng chiều dày lớp bê
tông nhựa dưới thêm 1 cm. Ta có kết cấu mặt đường như sau:
Lớp vật liệu
Bê tông nhựa chặt (đá dăm ≥
20%)
Bê tông nhựa chặt (đá dăm ≥
35%)
Lớp móng cũ

Ei(MPa)

hi(cm)

280

4

350

7

150,757

-

a-Kiểm tra độ võng đàn hồi cho phép.
-Chuyển đổi 2 lớp bê tông nhựa về 1 lớp. Công thức :
3

h2
E2
1 + k .t 1 / 3 
E 'tb = E1 
 ;k = h ; t = E ; htb = h1 + h2
1
1
 1+ k 

-Có k = = 0,571 ; t =
-Xét tỉ số :
-Vậy
-Với

=

=β.
=

= 0,333

= 0,8

= 376,35 Mpa.

β = 1,114.( )0,12 = 1,114 . 0,3330,12 = 0,9863

= 0,9863 . 376,35 = 371,194 Mpa

= 0,333 và

=

= 0,406 tra toán đồ Kôgan ta được

Nguyễn Thanh Sơn_MSSV :5402.53_Lớp 53TH4

= 0,50002