Nghiên cứu một số thông số thiết kế tấm bê tông xi măng mặt đường cứng trong điều kiện khí hậu miền trung việt nam theo tiêu chuẩn AASHTO (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

PHẠM ĐĂNG NGUYÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ THIẾT KẾ
TẤM BÊ TÔNG XI MĂNG MẶT ĐƯỜNG CỨNG
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU MIỀN TRUNG VIỆT NAM
THEO TIÊU CHUẨN AASHTO

Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố
Mã số:
62.58.02.05.01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội, 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. NGƯT.GS.TS Phạm Huy Khang
2. NGƯT.PGS.TS Lã Văn Chăm

Phản biện 1:.......

(Đại học........ )

Phản biện 2:.......

(Đại học ........)

Phản biện 3: ......

(Đại học........ )

Luận án đã được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại: Trường Đại học Giao Thông Vận Tải vào hồi
ngày tháng năm 2017.

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Quốc gia
2. Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải

giờ ’


1
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu tóm tắt luận án
- Nội dung luận án gồm 4 chương; phần mở đầu; kết luận và kiến
nghị; ngoài ra còn có một quyển phụ lục đóng riêng.
+/ Phần mở đầu.
+/ Chương 1:Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
+/ Chương 2: Nghiên cứu các thông số về khí hậu khu vực miền
Trung sử dụng trong thiết kế và khai thác mặt đường theo AASHTO.
+/ Chương 3:Xác định các thông số đầu vào, khảo sát sự thay đổi
nhiệt độ trong tấm bê tông và lựa chọn một số thông số tính toán tấm
bê tông xi măng mặt đường theo AASHTO.

+/ Chương 4:Tính toán tấm bê tông xi măng mặt đường trong
điều kiện khí hậu miền Trung Việt Nam với các thông số lựa chọn.
+/ Kết luận và kiến nghị.
+/ Quyển Phụ lục luận án: được đóng riêng, trong đó là các số
liệu và những nội dung khác liên quan đến luận án.
2. Lý do chọn đề tài
Từng bước chuẩn hóa các số liệu đầu vào trong thiết kế mặt
đường BTXM- đường ô tô, gắn với từng vùng miền cụ thể trong tính
toán tương ứng với các đặc điểm về khí hậu khác nhau. Từ đó xây
dựng nên các bộ số liệu nhằm áp dụng vào thiết kế mặt đường
BTXM theo tiêu chuẩn AASHTO.
3. Mục đích nghiên cứu
Luận án chỉ tập trung nghiên cứu và giải quyết thông số về: Nhiệt,
gió, mưa (nhiệt độ trung bình năm, tốc độ gió trung bình năm, lượng
mưa trung bình năm) dùng trong tính toán độ chênh lệch nhiệt độ dương
hữu hiệu, độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu ứng với độ tin cậy thiết kế
và lựa chọn hệ số thoát nước kết cấu, bố trí khe giãn khi tính toán tấm bê
tông xi măng mặt đường cứng theo hướng dẫn AASHTO.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Mặt đường bê tông xi măng (Mặt đường bê tông xi măng thông
thường có khe nối)- Đường ô tô trên khu vực miền Trung- Việt Nam.


2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Nghiên cứu xác định các thông số về khí hậu khu vực: Nhiệt,
mưa, gió phục vụ cho tính toán chênh lệch nhiệt độ trong tấm BTXM
theo AASHTO.
- Nghiên cứu lựa chọn hệ số thoát nước dùng trong thiết kế mặt
đường BTXM theo AASHTO.

- Phân tích đánh giá sự ảnh hưởng của hệ số giãn nhiệt BTXM, ảnh
hưởng của hệ số này đến chiều rộng khe giãn trên mặt đường BTXM.
- Dựa trên các thông số xác định được ứng với điều kiện cụ thể
của khu vực thiết kế tuyến, từ đó làm cơ sở để tính toán lựa chọn
chiều dày và bố trí cấu tạo tấm BTXM mặt đường.
6. Những đóng góp mới của luận án
1) Xác định được giá trị các thông số về lượng mưa trung bình
năm, tốc độ gió trung bình năm, nhiệt độ trung bình năm chịu tác
động của BĐKH, từ đó xác định được chênh lệch nhiệt độ trong
tấm BTXM mặt đường ứng với độ tin cậy yêu cầu trong thiết kế.
2) Khảo sát nghiên cứu và kiến nghị lựa chọn hệ số thoát nước.
3) Phân tích sự ảnh hưởng của hệ số giãn nhiệt BTXM đến tính
toán bố trí khe nối trên mặt đường.
4) Trên cơ sở các thông số thiết kế có tính tương đồng mà một số
nước đã sử dụng, tiến hành khảo sát nghiên cứu thêm, cùng với
những thông số cơ bản mà luận án đã xác định sẽ góp phần làm
chính xác hóa quá trình tính toán, từng bước ứng dụng AASHTO vào
thiết kế tấm bê tông xi măng mặt đường cho khu vực miền Trung
Việt Nam nói riêng và cả nước nói chung ./.
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về mặt đường bê tông xi măng. [1],[2],[4]...
1.1.1. Những khái niệm cơ bản
- Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều
tầng lớp vật liệu có độ cứng và cường độ lớn hơn so với đất nền đường
để phục vụ cho xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại thường xuyên


3
của các phương tiện giao thông và những nhân tố thiên nhiên (mưa, gió,

sự thay đổi nhiệt độ,...)[34].
- Mặt đường BTXM thông thường có khe nối là loại mặt đường
có tầng mặt bằng các tấm BTXM kích thước hữu hạn, liên kết với nhau
bằng các khe nối (khe dọc và khe ngang. Ngoại trừ các chỗ có khe nối
và các khu vực cục bộ khác, trong tầng mặt BTXM loại này đều không
bố trí cốt thép (mặt đường BTXM phân tấm không cốt thép).[6].
1.1.2.Cơ sở lý thuyết về sự làm việc của áo đường cứng
- Áo đường cứng được thiết kế dựa trên lý thuyết ''Tấm trên nền đàn
hồi'' đồng thời có xét tới sự thay đổi nhiệt độ và của các tác nhân khác
gây ra với tấm bê tông.[6].
1.1.3.Xem xét trạng thái làm việc của tấm BTXM mặt đường dưới
tác dụng của khí hậu thời tiết [37]:
Các yếu tố thời tiết ảnh hưởng trực tiếp đến sụ làm việc của tấm BTXM
mặt đường: Nhiệt độ không khí, bức xạ mặt trời, vận tốc gió, mưa...
Trong quá trình khai thác tùy vào từng thời điểm cụ thể mà tấm BTXM
xuất hiện các hình thức biến dạng sau:
- Biến dạng uốn vồng, biên dạng uốn võng và biến dạng co-giãn
tấm BTXM.
1.2. Tổng quan về các thông số đầu vào yêu cầu và phương trình
tính toán mặt đường BTXM theo tiêu chuẩn AASHTO.[21],[24],.
1.2.1.Các thông số liệu đầu vào yêu cầu
Tổng trục xe tiêu chuẩn dự báo (ESALs), W80 cho cả thời kỳ phục
vụ, ở làn xe thiết kế, độ tin cậy thiết kế, R, %, độ lệch tiêu chuẩn
toàn phần, S0, độ tổn thất khả năng phục vụ thiết kế  PSI = p1 - p2,
Trị số k đàn hồi hữu hiệu (đã điều chỉnh theo mùa) của nền đất,
kPa/mm, Cường độ chịu kéo uốn của bê tông S’c, kPa, môđun đàn hồi
của bê tông, Ec, kPa, khoảng cách khe nối, L, m, môđun đàn hồi của
lớp móng, Eb, kPa, nhân tố ma sát giữa tấm và móng, f, chiều dày lớp
móng, Hb, mm, độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu của tấm bê
tông (độ chênh nhiệt độ mặt trên so với mặt đáy tâm), TD(+), oC, điều

kiện chống đỡ của mép làn xe.


4
1.2.2.Phương trình tính toán mặt đường BTXM theo tiêu chuẩn
AASHTO:
Các công thức tính toán có các thông số chịu ảnh hưởng bởi các
yếu tố khí hậu thời tiết khu vực trong thiết kế:
-Công thức xác định độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu
(TD(+)), là nhiệt độ ở bề mặt của tấm bê tông trừ đi nhiệt độ ở đáy
tấm bê tông, oC, khi nhiệt độ bề mặt cao hơn nhiệt độ đáy tấm tính
theo phương trình 1.13; dùng để kiểm tra ứng suất trong tấm BTXM
do ảnh hưởng bởi nhiệt sự thay đổi nhiệt độ.
TD(+)= 0,534487 -

736,391

+ 0,117677WIND + 0,10223 (1,8
D
TEMP + 32) - 0,00018287. PRECIP;
(1.13)
-Công thức xác định độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu (TD(-)), là
nhiệt độ ở bề mặt của tấm bê tông trừ đi nhiệt độ ở đáy tấm bê tông,
o
C, khi nhiệt độ bề mặt thấp hơn nhiệt độ đáy tấm tính theo phương
trình 1.16; dùng để kiểm tra đường nứt khi tải trọng đặt tại khe nối.
TD(-) = -10,0786 + 734/D + 0,13597 WIND + 0,03889 (1,8 x TEMP
+ 32) + 0,000089. PRECIP;
(1.16)
Trong 2 công thức trên: D- chiều dầy tấm bê tông mm; WIND-tốc

độ gió trung bình năm, km/h; TEMP- nhiệt độ trung bình năm,
o
C;PRECIP-lượng mưa trung bình năm, mm.
1.3.Đặc điểm chung của điều kiện khí hậu miền Trung Việt Nam
và công thức xác định các thông số chịu tác động của khí hậu
khu vực trong tính toán mặt đường BTXM theo tiêu chuẩn
AASHTO
1.3.1.Đặc điểm chung của khí hậu miền Trung Việt Nam [7],[8],
[9][10],...
Khí hậu Trung Bộ được chia ra làm hai khu vực chính là Bắc
Trung Bộ và Duyên Hải Nam Trung Bộ.
+ Khu vực Bắc Trung Bộ (bao gồm toàn bộ phía Bắc đèo Hải
Vân). Vào mùa đông, do gió mùa thổi theo hướng Đông Bắc mang
theo hơi nước từ biển vào nên toàn khu vực chịu ảnh hưởng của thời


5
tiết lạnh kèm theo mưa. Đến mùa Hè thời tiết khô nóng, vào thời
điểm này nhiệt độ ngày có thể lên tới trên 400C, trong khi độ ẩm
không khí lại rất thấp.
+ Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ (bao gồm khu vực đồng bằng
ven biển Nam Trung Bộ thuộc phía Nam đèo Hải Vân). Về mùa hè
thời tiết khô nóng cho toàn bộ khu vực.
Đặc điểm nổi bật của khí hậu Trung Bộ là có mùa mưa và mùa
khô không cùng xảy ra vào một thời kỳ trong năm của hai vùng khí
hậu Bắc Bộ và Nam Bộ.
1.3.2.Nghiên cứu xác định một số thông số thiết kế tấm bê tông xi
măng mặt đường cứng trong điều kiện khí hậu thời tiết miền
Trung Việt Nam theo tiêu chuẩn AASHTO
- Thông số TD(+)& TD(-) được xác định theo công thức 1.13 & 1.16

- Xác định hệ số thoát nước (Cd):Hệ số thoát nước Cd là một hệ số
đưa vào kiểm tra độ kênh của tấm bê tông tại khe nối, là hệ số được
dùng trong công thức 1.17.Hệ số Cd được kiến nghị lựa chọn trên cơ sở:
Lượng mưa trung bình năm của khu vực thiết kế, đặc điểm của nền đất,
khả năng thoát nước của vật liệu làm lớp móng áo đường, cấu tạo thoát
nước cho mặt đường, lề đường và khu vực hai bên đường.
Từ công thức 1.13; 1.16 và 1.17 nhận thấy: Muốn xác định độ
chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu (TD(+)) dùng trong kiểm tra ứng
suất kéo tấm BTXM do nhiệt độ và độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu
hiệu (TD(-) dùng trong kiểm tra đường nứt và lựa chọn được hệ số
thoát nước Cd thì cần dựa vào các thông số: chiều dày tấm bê tông, tốc
độ gió trung bình năm, nhiệt độ trung bình năm, lượng mưa trung bình
năm, trong đó các thông số về gió, nhiệt và mưa phụ thuộc hoàn toàn
vào khí hậu từng vùng miền và tình hình biến đổi khí hậu khu vực lựa
chọn thiết kế tuyến đường. Đây là các thông số mà tác giả nghiên cứu.
1.4. Một số nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước
Để xác định được độ chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới
tấm BTXM trong thời gian sử dụng mặt đường có 2 cách: Đặt các đầu
đo nhiệt độ ở các độ sâu khác nhau trong mặt đường và tiến hành


6
quan trắc; hoặc giải bài toán phân bố nhiệt theo chiều sâu với
phương trình truyền nhiệt một chiều sau:

T
 2T
= a 2 (1.23)
t
z

Trong đó: T- nhiệt độ, t - thời gian, Z- tọa độ theo phương
thẳng đứng, a- hệ số truyền nhiệt độ của vật liệu BTXM (m2/giờ)
1.4.1.Những nghiên cứu liên quan trong nước:
- Năm 1983 Bộ môn Đường ô tô và Đường thành phố trường Đại
học Xây dựng đã quan trắc theo cách thứ nhất ở một vị trí có bề dày
BTXM h=20 cm và trong một ngày mùa hè bình thường đã đo được

T = 0.750C/cm (không phải bất lợi nhất).[20]
- Trong nhiều năm từ 1983 -1995 GS Dương Học Hải cùng các
cộng sự ở Bộ môn Đường ô tô và Đường thành phố trường Đại học
Xây dựng Hà Nội đã quan trắc và đo được diễn biến nhiệt độ bề mặt
áo đường cứng ở Hà Nội. [20]
- Nguyễn Xuân Trục, Dương Học Hải, GS.TS Vũ Đình Phụng, sổ
tay Thiết kế đường ô tô tập II, NXB Xây dựng, 9-3013.[41] : Đã giới
thiệu quá trình xác định lựa chọn các thông số thiết kế và tính toán
thiết kế mặt đường cứng theo AASHTO.
- GS.TS Dương Học Hải, GS.TS Phạm Huy Khang- Thiết kế mặt
đường ô tô theo hướng dẫn AASHTO & ứng dụng vào Việt Nam,
NXB Giao thông Vận tải, 01-2000.[21].
- Năm 2008 công ty tư vấn SMEC liên danh với Hội Cầu đường
Việt Nam đã biên soạn Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng.[34]
- Nguyễn Duy Đồng (2007), Nghiên cứu sự làm việc của mặt đường
cứng sân bay trong điều kiện nhiệt độ Việt Nam, Luận án TSKT.[18]
- Trước đây trong TCN223-95, Khi tính toán ứng suất nhiệt theo
công thức thực nghiệm của N.Westergard. [1]
- Hiện nay trong thiết kế mặt đường BTXM theo Quyết định số
3230/QĐ-BGTVT ngày 12/12/2012 của Bộ Giao thông Vận tải: “Quy


7

định tạm thời về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có
khe nối trong xây dựng công trình giao thông”:[6]
1.4.2.Những nghiên cứu liên quan ở nước ngoài:
- Ở Trung Quốc người ta đã bố trí quan trắc sự phân bố nhiệt độ trong
mặt đường BTXM .[20].
- Ở Ấn Độ:Khi tính toán ứng suất nhiệt đã dùng trị số gradien

T  0, 78 [20].
- Ngoài ra còn nhiều tác giả như V.M.Xidenco, L.I.Goretxki,
V.L.Zakharov, K.F.Sumtsik, E.S.Barber...đã giải bài toán phân bố
nhiệt theo chiều sâu với phương trình truyền nhiệt một chiều 1.23.
với các điều kiện biên khác nhau.[20]
1.5. Những vấn đề tồn tại mà luận án tập trung giải quyết
Qua tìm hiểu, phân tích các nghiên cứu ở trên cho thấy: Khi thiết
kế tấm BTXM mặt đường theo tiêu chẩn AASHTO, cần khảo sát tính
toán độ chênh lệch nhiệt độ hai mặt của tấm BTXM thông qua các
công thức 1.13 và 1.16 với các thông số đầu vào phụ thuộc điều kiện
khí hậu khu vực là: Nhiệt độ, tốc độ gió và lượng mưa trung bình năm.
Do đó để từng bước ứng dụng tiêu chuẩn AASHTO vào việc tính toán
tấm BTXM mặt đường cho khu vực miền Trung, thì vấn đề cần thiết
đặt ra là việc lựa chọn các thông số mang đặc điểm vùng miền (các
thông số về khí hậu thời tiết), từ đó từng bước áp dụng tính toán tấm
BTXM mặt đường theo AASHTO cho khu vực miền Trung. Việc
nghiên cứu lựa chọn hệ số thoát nước (Cd) trên thực tế rất cần thiết, vì
nó có liên quan trực tiếp đến lượng mưa trung bình năm, loại đất nền,
lớp móng trên và cấu tạo thoát nước ở mép tấm bê tông.
1.6. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài
1.6.1.Mục tiêu của đề tài nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết, phân tích được bản chất, đề xuất được
nguyên tắc, phương pháp, xác định các thông số về lượng mưa trung

bình năm, tốc độ gió trung bình năm và nhiệt độ trung bình năm
dùng trong công thức tính toán độ chênh lệch nhiệt độ tấm BTXM


8
khi thiết kế mặt đường theo hướng dẫn AASHTO trong điều kiện
miền Trung Việt Nam.
- Trên cơ sở các thông số về lượng mưa trung bình năm, tốc độ
gió trung bình năm và nhiệt độ trung bình năm xác định được, tiến
hành xác định thông số độ chênh lệch nhiệt độ cho tấm BTXM mặt
đường, đồng thời từ lượng mưa trung bình năm để làm cơ sở kiến
nghị lựa chọn hệ số thoát nước trong tính toán mặt đường.
-Vận dụng vào thực tiễn: Mục tiêu ban đầu đặt ra là khu vực miền
Trung, nên đã lựa chọn tính toán cho các tỉnh từ Thanh Hóa đến
Khánh Hòa và một tỉnh thuộc Tây nguyên. Từ lượng mưa trung bình
năm cùng với các số liệu khác tiến hành kiến nghị lựa chọn giá trị hệ
số thoát nước Cd áp dụng vào tính toán tấm bê tông.
1.6.2.Nội dung nghiên cứu
- Luận án tập trung nghiên cứu xác định các thông số sau đây.
+ Nghiên cứu xác định thông số lượng mưa, tốc độ gió và nhiệt
độ trung bình năm của khu vực phù hợp với đặc điểm diễn biến thời
tiết ở nước ta hiện nay chịu tác động của hiện tượng BĐKH;
+ Từ các thông số về mưa, gió, nhiệt độ được nghiên cứu trên tiến
hành phân tích tính toán, đánh giá xác định độ chênh lệch nhiệt độ cho
tấm BTXM ứng với các mức tin cậy yêu cầu.
+ Kết hợp khảo sát thu thập số liệu thực tế đo chênh lệch nhiệt độ
tấm BTXM hiện trường.
+ Nghiên cứu hệ số giãn nở nhiệt BTXM làm cơ sở đánh giá việc
bố trí các khe trong thiết kế mặt đường.
+ Khảo sát nghiên cứu và kiến nghị lựa chọn hệ số thoát nước khi

thiết kế mặt đường BTXM.
+ Tính toán tấm BTXM mặt đường trong điều kiện khí hậu khu
vực với các thông số lựa chọn.
1.7. Phương pháp nghiên cứu
- Phân tích thống kê là phương pháp chính được sử dụng trong luận
án, ngoài ra còn kết hợp với khảo sát và thực nghiệm hiện trường.


9
1.8. Kết luận chương 1
- Việc tính toán độ chênh lệch nhiệt độ cho tấm BTXM trong thiết
kế mặt đường có xét đến nhiệt độ, vận tốc gió và lượng mưa là 3 yếu
tố thời tiết khí hậu phụ thuộc hoàn toàn vào vị trí địa lý vùng miền thể
hiện tính ưu việt của tính toán AASHTO.
- Cần tập trung nghiên cứu xác định 3 yếu tố này để sử dụng
trong việc tính toán lựa chọn thông số độ chênh lệch nhiệt độ dươngâm hữu hiệu khi tính toán tấm BTXM thiết kế mặt đường ở khu vực
miền Trung nước ta hiện nay.
- Việc nghiên cứu lựa chọn hệ số thoát nước Cd dựa vào những đặc
thù khu vực là hết sức cần thiết trong thiết kế tấm bê tông mặt đường.
- Việc nghiên cứu hệ số giãn nở nhiệt của bê tông sẽ góp phần chính
xác hóa quá trình bố trí cấu tạo cho tấm BTXM và xử lý khe nối cho
mặt đường.
Chương 2
NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ VỀ KHÍ HẬU KHU VỰC
MIỀN TRUNG SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ VÀ KHAI
THÁC MẶT ĐƯỜNG CỨNG THEO TIÊU CHUẨN AASHTO
2.1. Giới thiệu quy mô nguồn số thiệu thu thập
2.1.1. Số lượng các trạm thu thập số liệu, thời gian thu thập
- Số lượng các trạm thu thập số liệu: 13
Cụ thể như sau: Từ Thanh Hóa đến Khánh Hòa và Đắc Lắc

(Mỗi tỉnh 1 trạm).
-Thời gian thu thập số liệu: 36 năm, từ 1980 đến 2015.
2.1.2.Các loại số liệu thu thập
- Các loại số liệu thu thập gồm: Nhiệt độ trung bình năm, tốc độ
gió trung bình năm và lượng mưa năm cho 36 năm từ năm 1980 đến
2015. (Được thống kê trong phụ lục 1-6).
- Trong đó trạm Đà Nẵng còn thu thập chi tiết thêm số liệu ngày,
số liệu tháng. (PL1-5)
2.1.3. Đặc điểm của nguồn số liệu thu thập
- Nguồn số liệu của các trạm nghiên cứu thuộc các tỉnh thành khu


10
vực miền Trung Việt Nam, do các đài khí tượng khu vực quan trắc
đo đạc thu thập và xử lý, và được cung cấp từ nguồn Trung tâm Khí
tượng Thủy văn Quốc gia. Tất cả số liệu thu thập được tổng hợp ở
PL1-5 &PL1-6
2.2. Quá trình xử lý số liệu
- Số liệu về nhiệt độ, gió và mưa của 13 trạm thuộc 13 tỉnh thành
khu vực miền Trung được tính toán xử lý đánh giá và lựa chọn ra giá
trị các thông số yêu cầu để đưa vào tính toán tấm BTXM mặt đường.
- Trong luận án để xử lý số liệu về các thông số khí hậu thời tiết,
đã dùng phần mềm Crystal Ball (Hình 2.1)[72]

Hình 2.1.Sơ đồ phân tích tính toán
*Chi tiết quá trình xử lý số liệu cho từng trạm nghiên cứu:
- Dựa vào bảng số liệu thu thập của từng trạm (PL 1-6), tiến hành
xác định quy luật phân bố từng yếu tố (Nhiệt độ, tốc độ gió và lượng
mưa) trên cơ sở số liệu của 36 năm, từ đó xác định: Giá trị khởi tạo,
hàm phân phối, hàm phù hợp nhất tương ứng với từng yếu tố.

11
- Xây dựng công thức tính: Độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu
hiệu (TD(+)) và độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu (TD(-)) (công
thức 1.13 &1.16)
- Chạy mô phỏng Monte Carlo: 5000 lần
- Xác định thông số: Độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu
(TD(+)), độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu (TD(-)) tương ứng với
các mức độ tin cậy (R). Từ mô hình phân bố mô phỏng ở trên, tiến
hành gán các giá trị độ tin cậy (R) vào vào mô phỏng TD(+) và TD(-)
thì được thông số TD(+) và TD(-) tương ứng.
- Phân tích độ nhạy của các thông số nhiệt, gió, mưa ảnh hưởng
đến TD(+) và TD(-):
Qúa trình trên được thực hiện riêng cho từng trạm và lần lược
cho 13 trạm nghiên cứu.
2.3. Kết quả quá trình xử lý số liệu, quy luật phân bố của các
thông số đầu vào, mức độ ảnh hưởng và lựa chọn kết quả theo độ
tin cậy thiết kế

2.3.1.Quy luật phân bố - giá trị phân phối của các thông số đầu vào
Dự vào chuỗi số liệu thu thập 36 năm của từng thông số nhiệt độ, tốc
độ gió và lượng mưa năm, tiến hành xác định quy luật phân bố của từng
thông số cho từng trạm như trên ta xác định được giá trị phân phối của
từng hàm phân phối cho từng thông số như bảng 2.29.
Bảng 2.29. Giá trị khởi tạo của các thông số nhiệt độ trung bình
năm, tốc độ gió trung bình năm và lượng mưa trung bình năm
đưa vào tính toán TD(+) và TD(-)cho các trạm
TT
1

2
3
4
5
6

Tên trạm
TP Thanh Hóa
TP Vinh
Kỳ Anh
Đồng Hới
Đông Hà
Hương Thủy

Giá trị khởi tạo của các thông số
dùng để tính toán TD(+) và TD(-)
TEMP (0C)
WIND (km/h) PRECIP (mm)
23.88
9.37
1679.16
24.30
6.48
2043.00
24.46
9.30
1341.46
24.80
10.88
2044.52

25.11
4.54
2854.13
25.01
9.60
2539.94


12
Tên trạm

TT
7
8
9
10
11
12
13

Đà Nẵng
Tam Kỳ
TPQuảng Ngãi
Quy Nhơn
Tuy Hòa
Nha Trang
B.M.Thuột

Giá trị khởi tạo của các thông số
dùng để tính toán TD(+) và TD(-)

TEMP (0C)
WIND (km/h) PRECIP (mm)
25.84
5.58
2297.75
25.68
10.99
1890.82
25.94
3.86
2840.70
26.71
7.36
1440.93
26.75
4.21
1668.33
26.83
10.49
1377.81
23.75
6.00
2062.25

Tỷ lệ ảnh hưởng (%)

2.3.2. Mức độ ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến kết quả
tính toán TD(+) và TD(-)
Từ các tông số đầu vào tiến hành xác định quy luật phân bố của
từng thông số, tiến hành xác định thông số TD(+) và TD(-), xác định

mô phỏng, xác định độ nhạy, từ đó đánh giá mức độ ảnh hưởng của
các thông số đầu vào đến TD(+) và TD(-), mức độ ảnh hưởng của các
thông số đầu vào được tổng hợp trong bảng 2.30 và thể hiện trên
hình 2.49 & 2.50

Ảnh hưởng của các yếu tố đến TD(+)

100
80
60

Chỉ số độ nhạy của
các yếu tố ảnh
hưởng đến TD(+),
(%) TEMP (+)

Chỉ số độ nhạy của
các yếu tố ảnh
hưởng đến TD(+),
(%) WIND (+)

40
20

Chỉ số độ nhạy của
các yếu tố ảnh
hưởng đến TD(+),
(%) PRECIP (-)

0

Trạm khảo sát
Hình 2.49. Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến TD(+)


Tỷ lệ ảnh hưởng (%)

13

Ảnh hưởng của các yếu tố đến TD(-)

120
100
80
60
40
20
0

Chỉ số độ nhạy của
các yếu tố ảnh
hưởng đến TD(-),
(%) TEMP (+)
Chỉ số độ nhạy của
các yếu tố ảnh
hưởng đến TD(-),
(%) WIND (+)
Chỉ số độ nhạy của
các yếu tố ảnh
hưởng đến TD(-),

(%) PRECIP (+)

Trạm khảo sát
Hình 2.50. Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến TD(-)
2.3.3. Kết quả lựa chọn thông số độ chênh lệch nhiệt độ độ dương
hữu hiệu (TD(+)) và độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu (TD(-))
theo độ tin cậy (R)
Từ mô hình mô phỏng độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu
(TD(+)) ở mục 2.2 tiến hành gán các giá trị độ tin cậy R, sẽ xác định
được thông số TD(+) tương ứng (bảng 4.1); Từ mô hình mô phỏng độ
chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu (TD(-)) ở mục 2.2 tiến hành gán các giá
trị độ tin cậy R, sẽ xác định được thông số TD(-) tương ứng (bảng 4.2)
2.4. Kết luận chương 2
Qua các nghiên cứu trên, rút ra các nhận xét, kết luận:
Những yếu tố về khí hậu, thời tiết ảnh hưởng đến các thông số
tính toán tấm BTXM mặt đường theo AASHTO là nhiệt độ, tốc độ
gió và lượng mưa. Theo số liệu thu thập cho các trạm để nghiên cứu
với thời gian 36 năm/1 trạm/1 yếu tố, là chuỗi số liệu đủ dài để đáp
ứng yêu cầu quan sát nghiên cứu phân tích, làm cơ sở xác định các
thông số mà đề tài đặt ra.
Trị số nhiệt độ, vận tốc gió và lượng mưa trung bình năm được tính
toán thiết lập ra từ chuỗi số liệu (1980 đến 2015) cho tất cả các trạm lựa
chọn nghiên cứu.
Các yếu tố về nhiệt độ, gió và mưa có sự thay đổi liên tục qua các
năm từ 1980 đến 2015 (bảng 2.2; PL1-6), trong đó có một số yếu tố ổn
định trong một số năm.


14
Giá trị khởi tạo của các thông số nhiệt độ trung bình năm, tốc độ

gió trung bình năm và lượng mưa trung bình năm (bảng 2.29) được
đưa vào tính toán TD(+) và TD(-), yếu tố lượng mưa trung bình năm
còn dùng làm cơ sở để xác định hệ số thoát nước Cd cho mặt đường.
Các yếu tố nhiệt độ, tốc độ gió và lượng mưa có ảnh hưởng đến
thông số độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu, độ chênh lệch nhiệt
độ âm hữu hiệu với các mức độ khác nhau (bảng 2.30) trong một
trạm và có sự khác nhau giữa các trạm nghiên cứu.
Áp dụng phương pháp phân tích thống kê và phần mềm xử lý để
phân tích mức độ ảnh hưởng, lựa chọn quy luật và tính toán xác định
được giá trị các thông số độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu, độ
chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu trên cơ sở độ tin cậy yêu cầu.
Chương 3
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO, KHẢO SÁT SỰ
THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ TRONG TẤM BÊ TÔNG VÀ LỰA
CHỌN MỘT SỐ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN TẤM BTXM MẶT
ĐƯỜNG THEO AASHTO
3.1.Cách xác định các thông số tính toán theo AASHTO
3.1.1.Tổng trục xe tiêu chuẩn dự báo (ESALs), W80 cho cả thời kỳ
phục vụ, ở làn xe thiết kế.
Để xác định tổng trục xe đơn tiêu chuẩn (W80) thì cần tiến hành
xác định các yếu tố sau: Hệ số phân bố theo chiều xe chạy (DD) , hệ
số phân bố theo làn xe trên mặt cắt ngang đường (DL), tổng số lần tải
trọng trục tương đương 18 kip tích lũy trong suốt thời kỳ tính toán
ˆ (lần/mcn):
mà mặt đường phải chịu cho cả hai chiều xe chạy W
80

ˆ
W80 = DD x DL x W
80

(lần /làn)

(3.1)

3.1.2.Độ tin cậy (R) [21]
Độ tin cậy của mặt đường được lựa chọn phụ thuộc vào cấp hạng
và chức năng con đường.
3.1.3. Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần S0[21]
- Chính là sai số tiêu chuẩn tổng hợp xét đến các yếu tố gây ra các
sai số khác: S0= 0,3÷0,4 (Với mặt đường cứng)


15
3.1.4. Độ tổn thất khả năng phục vụ thiết kế (  PSI)[21]
- Khả năng phục vụ của một áo đường được định nghĩa là khả
năng phục vụ các loại phương tiện giao thông (các loại ô tô và xe tải)
chạy trên đường. Sự đánh giá chính yếu của khả năng phục vụ là chỉ
số khả năng phục vụ (PSI) thay đổi từ 0 (đường rất xấu) đến 5
(đường hoàn hảo).(PL2-9).
3.1.5. Tính môđun phản lực nền hữu hiệu (trị số k).[40]
- Khái niệm
Môđun phản lực nền hữu hiệu(trị số k) được định nghĩa là một trị số
đo được hay một trị số ước tính trên mặt của nền đất đã hoàn thiện hoặc
trên mặt của nền đắp, trên đó sẽ xây dựng lớp móng và tấm bê tông.
-Phương pháp xác định:
Có thể dùng một trong ba phương pháp sau để xác định trị số k:
Xác định trị số k thiết kế theo phương pháp tra bảng tương quan giữa
k với loại đất và giữa k với các đặc trưng khác của đất, Xác định trị
số k thiết kế theo phương pháp đo chậu võng bằng thiết bị đo động

FWD, Xác định trị số k thiết kế bằng tấm ép chịu tải
3.1.6.Tính Cường độ chịu kéo uốn (Môđun phá hỏng) của bê
tông xi măng poóc lăng (S’c.)
Là cường độ chịu kéo uốn cần thiết cho quá trình thiết kế, là trị số
trung bình được xác định sau 28 ngày tuổi, với phương pháp đặt tải ở
1/3 của dầm uốn (AASHTO -T97), ASTM C78, TCVN 3119:1993 Bê
tông nặng- Phương pháp xác định cường độ chịu kéo khi uốn)
3.1.7. Tính Môđun đàn hồi của bê tông, (Ec.)
Có thể dùng tương quan sau đây mà Viện bê tông Hoa kỳ đã khuyến
nghị đối với bê tông xi măng poóc lăng có trọng lượng chuẩn:
'

Ec = 4730 fc

;

(3.7)

Trong đó: Ec- môđun đàn hồi của bê tông xi măng poóc lăng, MPa;
f'c - cường độ chịu nén của bê tông xi măng, MPa; được xác định
theo TCVN 3118:1993, AASHTO. T22, T140.


16
3.1.8.Môđun đàn hồi của lớp móng, (Eb.)
Môđun đàn hồi lớp móng (Eb), được xác định nhờ sự tương quan với
trị số CBR.
3.1.9.Hệ số ma sát giữa tấm bê tông xi măng với móng (f)
Phụ thuộc vào loại móng và xử lý mặt phân cách (Bảng 3.8)
3.1.10.Chiều dày của lớp móng (Hb)

Phụ thuộc vào tính toán, loại vật liệu, phương tiện lu lèn mà quy
định chiều dày tối thiểu và tối đa như trong bảng 3.6 và bảng 3.7
3.1.11. Điều kiện chống đỡ của mép làn xe.
3.2.Xác định các thông số tính toán chịu ảnh hưởng của khí hậu
khu vực khi thiết kế tấm BTXM mặt đường theo AASHTO
Độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu của tấm bê tông xi
măngtính theo công thức 1.13 và độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu
của tấm bê tông xi măng tính theo công thức 1.16.
3.3. Nghiên cứu lựa chọn hệ số thoát nước
3.3.1. Nghiên cứu lựa chọn hệ số thoát nước (Cd) dùng trong
trong tính toán độ kênh của tấm BTXM mặt đường. [4], [5], [6],

[12], [15], [21], [34], [41]
- Yêu cầu về thoát nước của kết cấu áo đường và những vấn đề
liên quan hiện hành của Việt Nam.[4], [5], [6], [12], [34].
- Những vấn đề liên quan đến thoát nước kết cấu áo đường: Trong
quá trình thiết kế, xây dựng và khai thác
- Chất lượng thoát nước của kết cấu áo đường và những vấn đề
liên quan.
- Yêu cầu cơ bản trong thoát nước kết cấu áo đường của
AASHTO và hệ số thoát nước Cd
- Vấn đề thoát nước kết cấu cho mặt đường BTXM hiện nay ở
khu vực miền Trung
3.3.2. Kiến nghi lựa chọn hệ số thoát nước Cd cho khu vực miền Trung
(Bảng 3.13) và một số cấu tạo thoát nước tham khảo (PL 7-2)


17
Cơ sở để kiến nghị lựa chọn hệ số thoát nước Cd: Yêu cầu
thoát nước cho đường ô tô nói chung và kết cấu mặt đường BTXM

nói riêng theo quy định hiện hành của nước ta.[4], [5], [6], [12], [34],
[41];Yêu cầu trong thiết kế thoát nước mặt đường BTXM của
AASHTO[21],[41], [52], [53], [54]; Lượng mưa trung bình năm của
khu vực xây dựng (bảng 2.29-Giá trị khởi tạo lượng mưa trung bình
năm của khu vực); Thực tế thiết kế, xây dựng, quản lý khai thác các
tuyến đường BTXM của khu vực; Mức độ ảnh hưởng của Cd đến hệ
số truyền tải trọng, cường độ kéo uốn của bê tông, hệ số nền, chiều
dày tấm BTXM...[41].
Bảng 3.13:Hệ số thoát nước Cd đã được điều chỉnh và kiến nghị
cho khu vực miền Trung
Đất nền từ A-4 đến A7-6 Đất nền từ A1 đến A3
Cấu tạo Lượng mưa
Lớp móng Lớp móng Lớp móng Lớp móng
thoát nước trung bình
trên không trên thấm trên không trên thấm
ở mép tấm năm; mm
thấm nước
nước
thấm nước
nước
Không có >762 mm 0.70-0.90 0.85-0.95 0.75-0.95 0.90-1.00
có
>762 mm 0.75-0.95 1.00-1.10 0.90-1.10 1.05-1.15
Không có >1500 mm 0.65-0.85 0.80-0.90 0.70-0.90 0.80-0.90
có
>1500 mm 0.70-0.90 0.95-1.05 0.85-1.05 1.00-1.10
CHÚ THÍCH: Bảng 3.13
1)
Móng thấm được nước (thoát nước) khi hệ số thấm k≥ 305m/ngày
(1000ft/day).

2)
Người thiết kế cần khảo sát, xem xét thực tế và dự đoán các điều kiện đã ghi ở
dòng trên cùng để chọn trị số Cd; khi không có điều kiện dự đoán, khảo sát, thì có
thể lấy trị số ở giữa 2 giới hạn đã cho của Cd trong bảng trên.
Đất A-4 đến A7-6: Đất hạt mịn (đất dính); Đất A-1 đến A-3: Đất hạt to
(xem bảng 3.5).

3.4. Khảo sát độ chênh lệch nhiệt độ trong tấm BTXM mặt
đường trạm Đà Nẵng (PL 6-1)
3.4.1.Sự xuất hiện của các yếu tố: Nhiệt độ, vận tốc gió, lượng
mưa trong năm và sự ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố đó đến
tính toán chênh lệch nhiệt độ trong tấm BTXM mặt đường


18

Số lần xuất hiện (lần)

Sự xuất hiện đồng thời 3 yếu tố: nhiệt, gió và mưa
15

Số lần xuất hiện
nhiệt độ lớn nhất
trong 36 năm

10
Số lần xuất hiện vận
tốc gió lớn nhất
trong 36 năm

5

XI

XII

X

IX

VIII

VI

VII

V

IV

III

I

II

Tháng

0

Số lần xuất hiện
lượng mưa ngày
lớn nhất trong 36
năm

Hình 3.9: Sự xuất hiện đồng thời của 3 yếu nhiệt độ, vận tốc gió và
lượng mưa cao nhất của các tháng trong của 36 năm
3.4.2.Khảo sát sự chênh lệch nhiệt độ trong tấm BTXM mặt đường
ô tô khu vực Miền Trung - TP Đà Nẵng (Mùa hè)
Tiến hành khảo sát theo sơ đồ hình 3.10, thu được số liệu tương
ứng với 3 ngày đo (bảng 3.22), sau đó lựa chọn số liệu 1 ngày đêm
(14.6.2016) để tính toán kiểm tra (bảng 3.19); từ đó tiến hành vẽ các
đồ thị với những thông số liên quan, xác định sự biến thiên nhiệt độ
trong tấm BTXM cho một ngày đêm, xác định giá trị chênh lệch
nhiệt độ mặt trên và mặt dưới tấm BTXM, so sánh với lý thuyết tính
toán để có những nhìn nhận đánh giá chính xác về quá trình thiết kế
tấm BTXM mặt đường. (Bảng 3.22)
3.5. Hệ số giãn nhiệt của bê tông xi măng và vấn đề bố trí khe
giãn trong thiết kế mặt đường BTXM
3.5.1. Hệ số giãn nhiệt của BTXM
- Khái niệm: Hệ số giãn nở nhiệt của BTXM (αc) là sự thay đổi
chiều dài đơn vị trên mỗi mức độ thay đổi về nhiệt độ. Hệ số giãn nở
nhiệt của bê tông phụ thuộc vào tỷ lệ N/X, tuổi bê tông, lượng xi
măng, độ ẩm tương đối, loại cốt liệu, nhất là cốt liệu hạt lớn có ảnh
hưởng nhiều đến αc.
- Ứng dụng: Hệ số giãn nở của BTXM dùng trong tính toán ứng
suất kéo uốn lớn nhất do gradient nhiệt độ lớn nhất gây ra trong tấm
BTXM [6], dùng để tính toán bề rộng khe giãn trong thiết kế mặt

19
đường BTXM thông thường có khe nối[20][41], dùng để thiết kế cốt
thép với mặt đường bê tông cốt thép.[34]
- Giá trị lựa chọn: Khi không có tính toán cụ thể theo từng loại bê
tông, có thể lựa chọn hệ số αc theo loại cốt liệu lớn sử dụng trong hỗn
hợp bê tông (bảng 3.23 và 3.24)
3.5.2. Vấn đề bố trí khe giãn trong mặt đường BTXM
Bố trí khe giãn trong mặt đường BTXM có những bất cập sau:
Thiết kế khe giãn gây tốn kém nhiều, thi công khe giãn (kể cả thủ
công và cơ giới) khó khăn phức tạp hơn, thường xuất hiện các hư
hỏng, quản lý sửa chữa khó khăn, làm giảm độ bằng phẳng cho mặt
đường, gây xóc khi chạy xe (giảm độ êm thuận khi xe qua)
3.5.3.Thiết kế khe giãn ở một số nước [14],[15],[20],[42]
Thực tế trong những năm gần đây, nhiều nước trên thế giới đã
không áp dụng khe giãn nữa nhằm tăng sự bằng phẳng cho mặt
đường, tạo sự êm thuận khi chạy xe, đồng thời làm giảm chi phí xây
dựng, khai thác và góp phần hạn chế những hư hỏng vốn thường từ
khe giãn gây nên.
Kết luận: Thiết nghĩ khi thiết kế và bảo dưỡng tốt các khe co thì
có thể loại bỏ sự cần thiết phải sử dụng khe giãn trong mặt đường,
trừ trường hợp tại một số vị trí như: nơi tiếp giáp với các kết cấu cố
định, tại nơi kết thúc ca thi công, tại nơi đường giao…thì có những
thiết kế riêng.
3.6. Kết luận chương 3
Từ nội dung nghiên cứu của chương 3 có một số kết luận chính sau.
- Nghiên cứu sinh đã tiến hành nghiên cứu lựa chọn và kiến nghị đưa vào sử
dụng hệ số thoát nước Cd (Bảng 3.13) trong tính toán mặt đường BTXM.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số giãn nhiệt bê tông đến bề rộng
khe giãn mặt đường BTXM, từ đó cho thấy không dùng khe giãn
trong mặt đường là có thể thực hiện được.

- Trên cơ sở số liệu về nhiệt, gió và mưa của trạm Đà Nẵng, đã
tiến hành phân tích xác định sự xuất hiện bất lợi của các yếu tố khí
hậu vào các tháng trong năm


20
- Khảo sát phân tích đánh giá và xác định các quan hệ, biến đổi
và những thông số về nhiệt độ với tấm BTXM mặt đường.
Với các số liệu khảo sát thu thập phân tích cùng những kết quả nhận
thấy rằng:
- Cần có những khảo sát sự biến đổi nhiệt trong tấm BTXM mặt
đường ở các địa phương khác nhau với chuỗi số liệu đủ dài nhằm
góp phần chính xác hóa cho việc thiết kế và khai thác đường hiệu
quả hơn.
- Cùng với việc xác định sự biến đổi nhiệt trong tấm BTXM mặt
đường, cần nghiên cứu các giải pháp kết cấu mặt đường và giảm tính
ảnh hưởng nhiệt độ cho vật liệu bê tông xi măng.
- Chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt của tấm BTXM trong tính toán
và khảo sát tương đương nhau khi nhiệt độ không khí ở mức dưới
300C, và có sự khác dần khi nhiệt độ không khí tăng lên cao 37;
380C. Lượng mưa trung bình năm của khu vực lớn: Theo thống kê ở
bảng 2.29 (cột 5), cùng với điều kiện thực tế về thoát nước kết cấu
mặt đường cần được quan tâm hơn nữa trong tính toán thiết kế, nên
việc xem xét lựa chọn hệ số thoát nước phù hợp với điều kiện từng
khu vực đưa vào thiết kế mặt đường là cần thiết./.
Chương 4
TÍNH TOÁN TẤM BTXM MẶT ĐƯỜNG
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU MIỀN TRUNG VIỆT NAM
VỚI CÁC THÔNG SỐ LỰA CHỌN
4.1. Các thông số nghiên cứu lựa chọn cho khu vực miền Trung

Việt Nam
4.1.1. Các thông số dùng để tính toán chênh lệch nhiệt độ trong
tấm bê tông xi măng mặt đường
- Nhiệt độ trung bình năm, lượng mưa trung bình năm và tốc độ
gió trung bình năm: Các thông số này đã được tính toán và lựa chọn
với các giá trị khởi tạo của nhiệt độ trung bình năm, tốc độ gió trung
bình năm và lượng mưa trung bình năm (bảng 2.29).


21
- Tính độ chênh lệch nhiệt độ dương hữu hiệu (TD(+)): Từ giá trị
khởi tạo tính toán và thiết lập thông số độ chênh lệch nhiệt độ dương
hữu hiệu tương ứng với các mức độ tin cậy yêu cầu (bảng 4.1).
Bảng 4.1. Bảng thiết lập thông số Độ chênh lệch nhiệt độ dương
hữu hiệu TD(+) (0C) tương ứng với độ tin cậy thiết kế R (%) trong
thiết kế mặt đường BTXM theo hướng dẫn AASHTO
TT

Tên trạm

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13

TP Thanh Hóa
TP Vinh
Kỳ Anh
Đồng Hới
Đông Hà
Hương Thủy
Đà Nẵng
Tam Kỳ
TP Quảng Ngãi
Quy Nhơn
Tuy Hòa
Nha Trang
B.M.Thuột

Tọa độ
Kinh độ Vĩ độ
105o47' 19o45'
105o41' 18o40'
106o16' 18o06'
106o36' 17o29'
107o05' 16o50'
107o35' 16o26'
108012’ 16002’
108o28' 15o34'
108o48' 15o07'
109o13' 13o46'

109o17' 13o05'
109o12' 12o13'
108,03' 12,40'

Giá trị TD(+)(0C)tương ứng với R (%)
50
70
80
90
95
99 99.9
5.95 6.12 6.19 6.26 6.31 6.4 6.48
5.59 5.66 5.70 5.76 5.79 5.86 5.92
6.11 6.29 6.38 6.47 6.52 6.62 6.73
6.23 6.35 6.42 6.52 6.58 6.71 6.79
5.33 5.49 5.60 5.78 5.95 6.27 6.78
6.04 6.16 6.21 6.27 6.32 6.42 6.51
5.73 5.83 5.89 5.97 6.03 6.13 6.20
6.58 6.38 6.48 6.55 6.67 6.77 7.05
5.45 5.45 5.51 5.58 5.65 5.70 5.80
6.29 6.29 6.41 6.48 6.56 6.63 6.74
5.88 5.88 6.01 6.08 6.17 6.24 6.36
6.64 6.64 6.74 6.80 6.90 7.00 7.19
5.47 5.46 5.60 5.65 5.72 5.77 5.85

-Tính độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu (TD(-)): Từ các giá trị khởi
tạo trên tiến hành tính toán và thiết lập thông số độ chênh lệch nhiệt độ
âm hữu hiệu tương ứng với các mức độ tin cậy yêu cầu (bảng 4.2).
Bảng 4.2. Bảng thiết lập thông số Độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu
hiệu TD(-) (0C) tương ứng với độ tin cậy thiết kế R (%) trong

thiết kế mặt đường BTXM theo hướng dẫn AASHTO
TT
1
2
3
4
5
6
7

Tên trạm
TP Thanh Hóa
TP Vinh
Kỳ Anh
Đồng Hới
Đông Hà
Hương Thủy
Đà Nẵng

Tọa độ
Kinh độ Vĩ độ
105o47' 19o45'
105o41' 18o40'
106o16' 18o06'
106o36' 17o29'
107o05' 16o50'
107o35' 16o26'
108012’ 16002’

Giá trị TD(-)(0C)tương ứng với R (%)

50
70
80
90
95
99 99.9
-2.64 -2.90 -3.00 -3.12 -3.18 -3.24 -3.27
-3.01 -3.05 -3.07 -3.10 -3.13 -3.17 -3.2
-2.64 -2.87 -3.01 -3.16 -3.24 -3.33 -3.41
-2.33 -2.47 -2.58 -2.74 -2.89 -3.23 -3.79
-3.21 -3.40 -3.43 -3.53 -3.61 -3.73 -2.44 -2.65 -2.76 -2.85 -2.89 -2.94 -2.98
-3.00 -3.11 -3.17 -3.24 -3.28 -3.33 -3.38


22
TT
8
9
10
11
12
13

Tên trạm
Tam Kỳ
TP Quảng Ngãi
Quy Nhơn
Tuy Hòa
Nha Trang
B.M.Thuột

Tọa độ
Kinh độ Vĩ độ
108o28' 15o34'
108o48' 15o07'
109o13' 13o46'
109o17' 13o05'
109o12' 12o13'
108,03' 12,40'

Giá trị TD(-)(0C)tương ứng với R (%)
50
70
80
90
95
99 99.9
-2.35 -2.45 -2.49 -2.56 -2.61 -2.68 -2.78
-3.16 -3.24 -3.30 -3.38 -3.46 -3.65 -3.89
-2.27 -2.88 -2.99 -3.15 -3.30 -3.60 -4.15
-3.14 -3.29 -3.40 -3.57 -3.75 -4.16 -4.73
-2.37 -2.45 -2.50 -2.55 -2.59 -2.66 -2.74
-3.06 -3.28 -3.38 -3.47 -3.52 -3.57 -3.61

4.1.2. Hệ số thoát nước Cd dùng trong thiết kế mặt đường BTXM
theo AASHTO
Hệ số thoát nước (Cd) dùng trong thiết kế mặt đường BTXM theo
AASHTO được khảo sát, tính toán và xác định trị số, kiến nghị dùng
khi thiết kế mặt đường BTXM trong khu vực theo AASHTO (bảng
3.13) và một số dạng cấu tạo thoát nước kết cấu cho mặt đường

BTXM (PL7-2).
4.2. Tính toán tấm BTXM mặt đường với các thông số nghiên
cứu lựa chọn của luận án
4.2.1. Tính toán mặt đường BTXM thông thường có khe nối theo
tiêu chuẩn AASHTO
Dựa vào các số liệu đầu vào giả định cùng với những thông số lựa
chọn của khu vực, tiến hành tính toán kết cấu và chiều dày tấm
BTXM, kết quả cho ra chiều dày tấm BTXM là 27 cm.
4.2.2. Kiểm tra lại kết cấu mặt đường ở trên (chiều dày tấm BTXM
tính ra theo AASHTO là 27 cm) theo Quyết định số: 3230/QĐBGTVT, ngày 14 tháng 12 năm 2012 của Bộ trưởng Bộ GTVT
Với các số liệu đầu vào như trên, tiến hành kiểm tra lại thì thấy chiều
dày tấm BTXM 27 cm và kết cấu như trên là đảm bảo các yêu cầu.
4.3. Kết luận chương 4
- Trong quá trình tính toán thiết kế tấm BTXM mặt đường theo
hướng dẫn AASHTO thì việc lựa chọn các thông số về khí hậu thời
tiết một cách chính xác ứng với từng vùng miền xây dựng tuyến có
một ý nghĩa hết sức cần thiết nhằm góp phần chính xác hóa kết quả
tính toán, từng bước ứng dụng hướng dẫn AASHTO vào công tác
thiết kế mặt đường.


23
- Ứng dụng các thông số lựa chọn tiến hành tính toán thiết lập
bảng chênh lệch nhiệt độ cho tấm BTXM mặt đường (bảng 4.1 &
4.2) của khu vực ứng với độ tin cậy lựa chọn, phục vụ cho việc tính
toán kiểm tra khi thiết kế mặt đường được nhanh hơn.
- Trên cơ sở khảo sát phân tích đánh giá đã xem xét lựa chọn giá
trị của hệ số thoát nước (bảng 3.13& PL7-2) nhằm đưa vào thiết kế
tấm BTXM mặt đường khu vực.
- Căn cứ vào các thông số lựa chọn áp dụng vào tính toán cho một

tuyến đường cụ thể của khu vực và nhận thấy: khi tính theo tiêu
chuẩn hiện hành của Bộ GTVT và tính theo hướng dẫn AASHTO
cho ra kết quả chiều dày tấm BTXM tương đương nhau, tuy nhiên
theo hướng dẫn AASHTO quy định về việc xử lý thoát nước và liên
kết của tấm BTXM được quan tâm nhiều hơn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trình bày trong các chương 1,
2, 3, 4, tổng hợp và đánh giá toàn bộ, rút ra các nhận xét, kết luận và
kiến nghị sau đây:
A. Những kết quả chính đạt được trong quá trình nghiên cứu
1. Đã kiến nghị được bộ số liệu về nhiệt độ, tốc độ gió, lượng mưa cho
các tỉnh thành khu vực miền Trung (gồm 12 tỉnh thành khu vực miền
Trung và 1 tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên), đồng thời đã tính toán
thiết lập được thông số chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt của tấm bê
tông xi măng mặt đường tương ứng với độ tin cậy yêu cầu, dùng để
thiết kế kết cấu mặt đường cứng theo hướng dẫn của AASHTO.
2. Trên cơ sở lượng mưa của khu vực nghiên cứu, thực tế quá trình xây
dựng, khai thác các tuyến đường trên khu vực cùng với những yêu cầu
về thoát nước cho kết cấu, bước đầu đã đề xuất hệ số thoát nước Cd
dùng trong thiết kế mặt đường cứng theo hướng dẫn AASHTO.
3. Đo đạc khảo sát xác định phân bố nhiệt trong tấm bê tông xi
măng mặt đường khu vưc Đà Nẵng, từ đó xem xét sự phân bố
nhiệt trong tấm bê tông, sự ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu tác
động và các biên độ thay đổi nhiệt độ, làm cơ sở so sánh đánh giá
giữa thực nghiệm với lý thuyết tính toán, góp phần phục vụ trong
công tác thiết kế và khai thác đường.