Nghiên cứu góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay ở Việt Nam

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

NGUYỄN ĐÌNH CHUNG

NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN BAY
Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2018


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

NGUYỄN ĐÌNH CHUNG

NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN BAY
Ở VIỆT NAM
Ngành

: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Chuyên ngành

: Xây dựng đường ôtô và đường thành phố

Mã ngành

: 62580205

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS. TS Phạm Huy Khang
2. GS. TS Vũ Đình Phụng

HÀ NỘI, 2018


i

LỜI CẢM ƠN
Luận án được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GS. TS Phạm Huy
Khang và GS. TS Vũ Đình Phụng. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy hướng dẫn
đã chỉ dẫn tận tình, góp ý và định hướng khoa học có giá trị cho nội dung nghiên
cứu để giúp tôi thực hiện luận án này.
Tôi xin cảm ơn quý thầy, cô trong Bộ môn Đường Bộ, Bộ môn Đường ô tô
và sân bay - Trường Đại học Giao thông vận tải đã động viên, nhiệt tình giúp đỡ tôi
trong quá trình làm luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Đào tạo sau đại học - Trường Đại học Giao
thông vận tải đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập tại Trường.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, lãnh đạo Khoa Công trình Trường Đại học giao thông vận tải đã tạo điều kiện để tôi được học tập và nghiên
cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Công ty TNHH MTV Thiết kế và
Tư vấn xây dựng công trình hàng không ADCC / Quân chủng Phòng không Không quân, Cục Hàng không Việt Nam, Tổng Công ty cảng hàng không Việt Nam
đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, khảo sát, nghiên cứu tại các
Cảng hàng không, sân bay.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ cảm ơn các đồng nghiệp, gia đình và người thân đã
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 15 tháng 4 năm 2018
Tác giả

Nguyễn Đình Chung


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, chưa được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và
dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện
trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận án

Nguyễn Đình Chung


iii
MỤC LỤC
Lời cảm ơn ............................................................................................................... i
Lời cam đoan........................................................................................................... ii
Mục lục ..................................................................................................................iii
Danh mục các bảng .............................................................................................. viii
Danh mục các hình vẽ, đồ thị.................................................................................. ix
Danh mục các chữ viết tắt, các kí hiệu ................................................................... xii

Mở đầu .................................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG
MỀM SÂN BAY ..................................................................................................... 5
1.1. Tổng quan mặt đường mềm sân bay ................................................................. 5
1.1.1. Tổng quan về mặt đường sân bay ............................................................... 5
1.1.2. Cấu tạo chung mặt đường mềm sân bay ...................................................... 5
1.1.3. Các yêu cầu đối với mặt đường mềm sân bay ............................................. 6
1.1.4. Quy định về sức chịu tải kết cấu mặt đường ............................................... 7
1.1.5. Điều kiện khai thác tại các Cảng hàng không ở nước ta .............................. 8
1.2. Cơ sở lý thuyết tính toán ................................................................................. 12
1.2.1. Hiện tượng phá hoại kết cấu mặt đường mềm ........................................... 12
1.2.2. Tải trọng tàu bay tác động lên từng khu vực đường cất hạ cánh, đường lăn,
sân đỗ ................................................................................................................. 13
1.3. Các phương pháp thiết kế ............................................................................... 15
1.3.1. Phương pháp lý thuyết .............................................................................. 15
1.3.1.1. Phương pháp thiết kế theo độ võng đàn hồi giới hạn cho phép ............... 15
1.3.1.2. Phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn CHИП 2.05.08.85 ........................ 16
1.3.1.3. Các phương pháp số .............................................................................. 17
1.3.2. Các phương pháp thực nghiệm ................................................................. 17
1.3.2.1. Phương pháp thiết kế của Công binh Mỹ (Phương pháp CBR) .............. 17
1.3.2.2. Phương pháp thiết kế của ICAO ............................................................ 18
1.3.2.3. Phương pháp thiết kế của Pháp .............................................................. 19


iv
1.3.2.4. Phương pháp thiết kế của Anh ............................................................... 20
1.3.2.5. Phương pháp thiết kế của hãng sản xuất máy bay Boeing, Airbus .......... 21
1.3.3. Phương pháp nửa lý thuyết, nửa thực nghiệm ........................................... 22
1.3.3.1. Phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn AC 150/5320-6 ........................... 22
1.3.3.2. Phương pháp thiết kế của Viện bêtông Asphalt Mỹ ............................... 23

1.3.4. Đánh giá ưu nhược điểm các phương pháp và khả năng áp dụng vào Việt
Nam ................................................................................................................... 24
1.4. Phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 10907:2015............................... 25
1.4.1. Tính toán theo tiêu chuẩn độ võng tương đối giới hạn .............................. 25
1.4.2. Tính toán theo tiêu chuẩn cường độ chịu kéo uốn của các lớp BTN .......... 28
1.4.3. Đánh giá những tồn tại của tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10907:2015 ........... 31
1.4.3.1. Tải trọng thiết kế ................................................................................... 31
1.4.3.2. Chiều sâu tác dụng của tải trọng tàu bay ................................................ 32

1.4.3.3. Tính toán độ võng tương đối do tải trọng tàu bay gây ra d .................... 32

1.4.3.4. Tính toán độ võng tương đối giới hạn u................................................ 32
1.4.3.5. Quy trình thi công, nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa sân bay ........... 33
1.5. Các nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam ...................................................... 33
1.5.1. Nghiên cứu về phương pháp thiết kế ........................................................ 33

1.5.2. Nghiên cứu của FAA về ảnh hưởng của tần suất, áp suất bánh hơi và nhiệt
độ cao đến sự hình thành vệt lún mặt đường BTN sân bay ................................. 35
1.6. Kết luận Chương 1.......................................................................................... 38
1.6.1. Kết luận Chương 1 ................................................................................... 38
1.6.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 39
Chương 2. ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG TRONG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM
SÂN BAY ............................................................................................................ 40
2.1. Mô hình tính ứng suất, biến dạng hệ nhiều lớp trong kết cấu mặt đường mềm
sân bay .................................................................................................................. 40
2.2.1. Mô hình tính toán ..................................................................................... 40
2.2.2. Các giả thiết cơ bản .................................................................................. 40
2.2.3. Mô hình hóa tính nhớt đàn hồi của lớp vật liệu bê tông nhựa .................... 40

v
2.2.4. Mô hình tác dụng của tải trọng động......................................................... 42
2.2. Ứng dụng phần mềm Abaqus tính ứng suất, biến dạng trong các lớp kết cấu mặt
đường mềm sân bay ............................................................................................... 43
2.2.1. Tổng quan về phần mềm Abaqus .............................................................. 43
2.2.1.1. Giới thiệu chung .................................................................................... 43
2.2.1.2. Cơ sở lý thuyết tính toán ........................................................................ 43
2.2.1.3. Phương trình cơ sở xác định ma trận độ cứng Jacobian .......................... 47
2.2.1.4. Phân tích mô hình chịu tác dụng của tải trọng động ............................... 50
2.2.2. Các loại phần tử sử dụng trong tính toán................................................... 50
2.2.3. Đơn vị sử dụng thống nhất trong Abaqus .................................................. 51
2.2.4. Ứng dụng phần mềm Abaqus tính ứng suất, độ võng mặt đường .............. 52
2.2.4.1. Tính ứng suất, độ võng hệ kết cấu 1 lớp................................................. 52
2.2.4.2. Tính ứng suất, độ võng hệ kết cấu 2 lớp................................................. 55
2.2.5.3. Tính ứng suất, độ võng hệ kết cấu nhiều lớp chịu tác dụng của tải trọng
tĩnh ..................................................................................................................... 56
2.2.5.4. Tính ứng suất, độ võng mặt đường dưới tác dụng của tải trọng động ..... 58
2.2.5.5. Tính ứng suất, độ võng mặt đường khi xét lớp BTN là vật liệu nhớt đàn
hồi ...................................................................................................................... 60
2.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất, biến dạng trong kết cấu mặt
đường mềm sân sân bay......................................................................................... 62
2.3.1. Lựa chọn mô hình bài toán ....................................................................... 62
2.3.2. So sánh các mô hình tính toán .................................................................. 62
2.3.3. Ảnh hưởng của áp suất bánh hơi đến độ võng mặt đường ........................ 63
2.3.4. Ảnh hưởng số lượng bánh trong một càng đến độ võng mặt đường .......... 65
2.3.5. Ảnh hưởng của cường độ nền đất (CBR hoặc mô đun đàn hồi) đến độ võng
mặt đường .......................................................................................................... 66
2.3.6. Ảnh hưởng mô đun đàn hồi của lớp BTN đến độ võng mặt đường ........... 68
2.3.7. Ảnh hưởng của cường độ nền đất đến ứng suất kéo dưới đáy lớp BTN..... 69
2.4. Kết luận Chương 2.......................................................................................... 70

vi
Chương 3. KIẾN NGHỊ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN
BAY Ở VIỆT NAM .............................................................................................. 73
3.1. Phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 10907:2015............................... 73
3.1.1. Xác định chiều sâu nền đất bị nén dưới tác dụng của tải trọng tàu bay ...... 73
3.1.2. Tính độ võng tương đối tính toán khi tải trọng ngoài toán đồ .................... 73
3.1.3. Tính độ võng tương đối giới hạn khi tải trọng ngoài toán đồ ..................... 79
3.1.4. Xây dựng phần mềm tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 10907:2015 .......... 81
3.2. Phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn AC 150/5320-6F .................................. 83
3.2.1. Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn và phạm vi nghiên cứu ........................... 83
3.2.2. Mô hình tính toán ..................................................................................... 83
3.2.3. Hệ số phá hủy tích lũy CDF (Cumulative Damage Factor) ....................... 85
3.2.4. Phần mềm thiết kế FAARFIELD .............................................................. 87
3.2.4.1. Tổng quan về phầm mềm FAARFIELD ................................................ 87
3.2.4.2. Sơ đồ thuật toán giải của chương trình ................................................... 89
3.2.4.3. Các bước thiết kế kết cấu mặt đường theo FAARFIELD ....................... 89
3.2.4.4. Thông số tàu bay thiết kế ...................................................................... 90
3.2.4.5. Tỷ lệ đi qua so với mức độ cho phép (P/C - Pass to Coverage Ratio) ..... 90
3.2.4.6. Thông số vật liệu trong FAARFIELD .................................................... 91
3.2.4.7. Chiều dày tối thiểu của các lớp kết cấu .................................................. 92
3.2.5. Thiết kế kết cấu mặt đường....................................................................... 94
3.2.5.1. Lớp mặt đường BTN ............................................................................. 94
3.2.5.2. Lớp móng trên ....................................................................................... 94
3.2.5.2. Lớp móng dưới ...................................................................................... 95
3.2.5.3. Nền đường ............................................................................................. 95
3.2.6. Những vấn đề đặt ra khi áp dụng tại Việt Nam ......................................... 96
3.3. Ứng dụng phần mềm Abaqus thiết kế kết cấu mặt đường mềm sân bay .......... 97
3.3.1. Mô hình tính toán ..................................................................................... 97

3.3.2. Các giả thiết cơ bản .................................................................................. 99
3.3.3. Các modul sử dụng trong tính toán ........................................................... 99
3.3.4. Các bước thiết kế kết cấu mặt đường theo phần mềm Abaqus ................ 100


vii
3.4. Kết luận Chương 3........................................................................................ 101
Chương 4. ÁP DỤNG THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ TUỔI THỌ KẾT CẤU MẶT
ĐƯỜNG MỘT SỐ CẢNG HÀNG KHÔNG ....................................................... 104
4.1. Một số ứng dụng kết quả nghiên cứu của luận án vào thực tế........................ 104
4.1.1. Ứng dụng kết quả nghiên cứu sửa chữa đường cất hạ cánh 1A - Cảng hàng
không quốc tế (HKQT) Nội Bài ....................................................................... 104
4.1.2. Thiết kế kết cấu đường cất hạ cánh mới - Cảng HKQT Cát Bi ................ 106
4.1.2.1. Giới thiệu về quy hoạch Cảng HKQT Cát Bi ....................................... 106
4.1.2.2. Dự báo nhu cầu vận chuyển và các loại tàu bay khai thác .................... 107
4.1.2.3. Số liệu địa chất khu vực xây dựng ....................................................... 108
4.1.2.4. Tính toán chiều dày các lớp kết cấu mặt đường ................................... 109
4.2. Áp dụng thiết kế kết cấu khu bay giai đoạn 1 - Cảng HKQT Long Thành ..... 114
4.2.1. Giới thiệu về quy hoạch Cảng HKQT Long Thành ................................. 114
4.2.2. Dự báo nhu cầu vận chuyển và các loại tàu bay khai thác ....................... 116
4.2.3. Số liệu địa chất khu vực xây dựng .......................................................... 118
4.2.4. Tính toán chiều dày các lớp kết cấu mặt đường ...................................... 118
4.3. Đánh giá tuổi thọ mặt đường tại một số Cảng hàng không đang khai thác..... 121
4.3.1. Cơ sở tính toán tuổi thọ mặt đường ......................................................... 121
4.3.2. Tính toán tuổi thọ kết cấu đường cất hạ cánh - Cảng HK Vinh ............... 122
4.3.3. Tính toán tuổi thọ kết cấu đường cất hạ cánh - Cảng HKQT Phú Quốc .. 123
4.4. Kết luận Chương 4........................................................................................ 126
Kết luận và kiến nghị ........................................................................................... 127
Danh mục các công trình khoa học đã công bố
Tài liệu tham khảo

Phụ lục


viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Quy định cấp chịu lực của nền đất .......................................................... 8
Bảng 1.2. Kết cấu hiện trạng một số Cảng hàng không ............................................ 8
Bảng 1.3. Nhiệt độ mặt đường tại một số sân bay .................................................. 10
Bảng 1.4. Hệ số quy đổi tương đương vật liệu gia cố ............................................ 20
Bảng 1.5. So sánh tải trọng tàu bay khai thác với tải trọng trong tiêu chuẩn........... 31
Bảng 2.1. Các thông số vật liệu nhớt đàn hồi ......................................................... 39
Bảng 2.2. Hệ đơn vị sử dụng trong Abaqus............................................................ 48
Bảng 2.3. So sánh kết quả tính toán độ võng.......................................................... 51
Bảng 2.4. So sánh kết quả tính toán giữa các phương pháp .................................... 53
Bảng 2.5. So sánh độ võng và ứng suất cắt (vật liệu đàn hồi tuyến tính) ................ 58
Bảng 2.6. So sánh độ võng và ứng suất cắt (BTN là vật liệu nhớt đàn hồi) ........... 58
Bảng 2.7. So sánh kết quả tính độ võng mặt đường ............................................... 60
Bảng 2.8. Các điều kiện thí nghiệm ....................................................................... 68
Bảng 3.1. So sánh kết quả tính toán độ võng tương đối.......................................... 77
Bảng 3.2. So sánh kết quả tính toán độ võng tương đối ngoài toán đồ.................... 79
Bảng 3.3. Xác định tuổi thọ của kết cấu dựa trên giá trị CDF ................................ 85
Bảng 3.4. Giá trị modun và hệ số Poisson của vật liệu ........................................... 92
Bảng 3.5. Chiều dày tối thiểu của các lớp kết cấu .................................................. 93
Bảng 4.1. Tổng hợp dự báo lượng hành khách từng giai đoạn ............................. 108
Bảng 4.2. Tổng hợp dự báo các loại tàu bay và tần suất khai thác (Cát Bi) .......... 108
Bảng 4.3. Tổng hợp kết quả tính toán chiều dày các lớp kết cấu (Cát Bi)............. 113
Bảng 4.4. Tổng hợp dự báo các loại tàu bay và tần suất khai thác (Long Thành) . 117
Bảng 4.5. Tổng hợp kết quả tính toán chiều dày các lớp kết cấu (Long Thành).... 121
Bảng 4.6. Tần suất tàu bay khai thác tại Cảng HKQT Phú Quốc.......................... 120

ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu tạo mặt đường mềm sân bay.............................................................. 5
Hình 1.2a. Mối quan hệ giữa sức chịu tải của nền đất với ACN yêu cầu của tàu bay
Boeing ..................................................................................................................... 7
Hình 1.2b. Mối quan hệ giữa sức chịu tải của nền đất với ACN yêu cầu của tàu bay
Airbus ..................................................................................................................... 8
Hình 1.3. Một số loại hư hỏng của mặt đường mềm sân bay .................................. 12
Hình 1.4. Cơ chế phá hoại mặt đường .................................................................... 13
Hình 1.5. Sơ đồ các nhóm khu vực mặt đường ...................................................... 13
Hình 1.6. Sơ đồ các nhóm khu vực mặt đường ...................................................... 14
Hình 1.7a. Sơ đồ khu bay gồm đường CHC và đường lăn song song ..................... 14
Hình 1.7b. Sơ đồ khu bay chỉ có đường CHC và sân đỗ tàu bay ............................ 15
Hình 1.8. Toán đồ xác định chiều dày kết cấu theo phương pháp CBR .................. 21
Hình 1.9. Toán đồ xác định chiều dày kết cấu theo phương pháp LCN .................. 22

Hình 1.11. Toán đồ xác định độ võng giới hạn tương đối u (m)............................ 27
Hình 1.12. Xác định ứng suất kéo uốn đơn vị đáy lớp bê tông nhựa ...................... 30

Hình 1.13. Toán đồ xác định k............................................................................. 31
Hình 1.14. Kết quả thí nghiệm tại nhiệt độ 700F (210C) và 1400F (600C) với áp suất
bánh hơi 250 psi (1,72 MPa) ................................................................................. 36
Hình 1.15. Kết quả thí nghiệm tại nhiệt độ 700F (210C) với áp suất bánh hơi 100 psi

(0,69 MPa) và 250 psi (1,72 MPa) ......................................................................... 36
Hình 1.16. Kết quả thí nghiệm với áp suất bánh hơi 250 psi (1,72 MPa) tại nhiệt độ
1400F (600C) ......................................................................................................... 37
Hình 2.1. Mô hình tính ứng suất, biến dạng ........................................................... 40
Hình 2.2. Mô hình tổng quát vật liệu nhớt đàn hồi ................................................. 41

Hình 2.3. Hàm tải trọng theo thời gian ................................................................... 42
Hình 2.4. Giao diện phần mềm Abaqus ................................................................. 43
Hình 2.5. Đánh số nút của phần tử ô vuông và lập phương ................................... 50


x
Hình 2.6. Đánh số nút phần tử tam giác, tứ diện, nêm ........................................... 51
Hình 2.7. Kí hiệu hệ trục tọa độ và các thành phần ứng suất .................................. 51
Hình 2.8. Mô hình bài toán hệ kết cấu 1 lớp .......................................................... 52
Hình 2.9. Tải trọng và điều kiện biên ..................................................................... 52
Hình 2.10. Chia lưới phần tử ................................................................................. 52
Hình 2.11. Độ võng U, (mm) ................................................................................. 53
Hình 2.12. Ứng suất S22 (MPa) ............................................................................. 53
Hình 2.13. Ứng suất tiếp S12 (MPa) ...................................................................... 53
Hình 2.14. Biểu đồ so sánh ứng suất ...................................................................... 54
Hình 2.15. Mô hình bài toán hệ kết cấu 2 lớp ........................................................ 55
Hình 2.16. Tải trọng và điều kiện biên ................................................................... 55
Hình 2.17. Chia lưới phần tử ................................................................................. 55
Hình 2.18. Độ võng U, (mm) ................................................................................. 56
Hình 2.19. Ứng suất S33, (MPa) ............................................................................ 56
Hình 2.20. Mô hình bài toán hệ kết cấu nhiều lớp .................................................. 57
Hình 2.21. Độ võng U, (mm) ................................................................................. 57
Hình 2.22. Ứng suất cắt S12, (MPa) ...................................................................... 57
Hình 2.23. Ứng suất S11 trong lớp BTN, (MPa) .................................................... 58
Hình 2.24. Ứng suất S11 trong lớp ĐGCXM, (MPa) ............................................. 58
Hình 2.25. Độ võng trên mặt các lớp kết cấu ......................................................... 58
Hình 2.26. Các chu kỳ tác dụng của tải trọng (vận tốc tàu bay 5m/s) ..................... 58
Hình 2.27. Độ võng U (mm) .................................................................................. 59
Hình 2.28. Ứng suất cắt S12 (MPa) ....................................................................... 59
Hình 2.29. Các chu kỳ độ võng mặt đường ............................................................ 59

Hình 2.30. Các chu kỳ ứng suất cắt S12................................................................. 59
Hình 2.31. Độ võng U, (mm) ................................................................................. 60
Hình 2.32. Ứng suất cắt S12 trong lớp BTN, (MPa) .............................................. 60
Hình 2.33. Chu kỳ độ võng mặt đường U, (mm) .................................................... 60
Hình 2.35. Chu kỳ ứng suất cắt S12 (MPa) ............................................................ 61


xi
Hình 2.36. Tải trọng và điều kiện biên ................................................................... 62
Hình 2.37. Chia lưới phần tử ................................................................................. 62
Hình 2.38. Chậu võng mặt đường dưới tác dụng của 1 bánh tàu bay ...................... 63
Hình 2.39. Độ võng mặt đường khi áp suất bánh tàu bay thay đổi ......................... 64
Hình 2.40. Biểu đồ quan hệ giữa áp suất bành tàu bay và độ võng ......................... 64
Hình 2.41. Độ võng mặt đường với hệ càng bánh tàu bay có 1, 2, 4 và 6 bánh....... 65
Hình 2.42. Biểu đồ quan hệ số lượng bánh trong càng và độ võng ......................... 66
Hình 2.43. Độ võng mặt đường (mm) với các trường hợp Enền thay đổi ................. 67
Hình 2.44. Quan hệ giữa cường độ nền đất đến độ võng mặt đường ...................... 67
Hình 2.45. Độ võng mặt đường (mm) với các trường hợp Ebtn thay đổi ................. 68
Hình 4.46. Quan hệ giữa cường độ lớp BTN đến độ võng mặt đường .................... 69
Hình 2.47. Ứng suất kéo đáy lớp BTN (MPa) với các trường hợp Enền thay đổi ..... 70
Hình 2.48. Quan hệ giữa cường độ nền đất đến ứng suất kéo đáy lớp BTN............ 70
Hình 3.1. Chiều sâu tác dụng xuống nền đất của các loại máy Boeing ................... 73
Hình 3.2. Chiều sâu tác dụng xuống nền đất của các loại máy Airbus .................... 74
Hình 3.3. Độ võng mặt đường (mm) tính với tải trọng tàu bay A320, A321, A330,
A340, A350, B747, B757, B767, B777, B787 ....................................................... 77
Hình 3.4. Độ võng mặt đường (mm) tính với tải trọng tàu bay A321, A350, B747,
B787...................................................................................................................... 79
Hình 3.5a. Giao diện chương trình thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 10907:2015 ..... 82
Hình 3.5b. Giao diện chương trình thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 10907:2015 .... 82
Hình 3.6. Mô hình tính toán kế cấu theo AC 150/5320-6F ..................................... 83

Hình 3.7. Mô hình tính toán hệ số CDF theo quy luật Miner.................................. 86
Hình 3.8. Tổng quan phần mềm FAARFIELD ...................................................... 87
Hình 3.9. Giao diện phần mềm FAARFIELD ........................................................ 88
Hình 3.10. Kết quả tính toán của phần mềm FAARFIELD .................................... 88
Hình 3.11. Ảnh hưởng các bánh trong càng (không chồng lặp) .............................. 91
Hình 3.12. Ảnh hưởng các bánh trong càng (có chồng lặp) .................................... 91
Hình 3.13. Mô hình đối xứng trục.......................................................................... 98


xii

Hình 3.14. Mô hình không gian 3D ....................................................................... 98
Hình 4.1. Kết cấu nâng cấp đường CHC 1A ........................................................ 104
Hình 4.2. Mặt bằng Cảng hàng không quốc tế Nội Bài ........................................ 104
Hình 4.3. Lún vệt bánh tàu bay tại đường lăn S7 ................................................. 105
Hình 4.4. Khu vực thi công thử nghiệm trên đường lăn S7 .................................. 105
Hình 4.5. Mặt bằng quy hoạch tổng thể Cảng HKQT Cát Bi ............................... 107
Hình 4.6. Quy mô đầu tư khu bay giai đoạn 1 - Cảng HKQT Cát Bi .................... 110
Hình 4.7. Kết cấu đường cất hạ cánh tính theo FAARFIELD (Cát Bi) ................. 111
Hình 4.8. Hệ số phá hủy tích lũy CDF (Cát Bi).................................................... 111
Hình 4.9. Kết cấu đường CHC tính theo Abaqus (Cát Bi) .................................... 112
Hình 4.10. Mặt bằng khu bay giai đoạn 1 - Cảng HKQT Cát Bi, khai thác 5/2016 ... 114
Hình 4.11. Mặt bằng quy hoạch Cảng HKQT Long Thành .................................. 114
Hình 4.12. Mặt bằng đầu tư giai đoạn 1 Cảng HKQT Long Thành ..................... 116
Hình 4.13. Kết quả dự báo lượng vận chuyển hành khách ................................... 116
Hình 4.14. Kết cấu đường cất hạ cánh tính theo FAARFIELD (Long Thành) ...... 119
Hình 4.15. Hệ số phá hủy tích lũy CDF (Long Thành)......................................... 119
Hình 4.16. Kết cấu đường cất hạ cánh tính theo Abaqus (Long Thành) ............... 120
Hình 4.17. Mặt bằng hiện trạng Cảng HK Vinh ................................................... 122
Hình 4.18. Tuổi thọ kết cấu đường cất hạ cánh (Vinh) ......................................... 123

Hình 4.19. Mặt bằng quy hoạch Cảng HKQT Phú Quốc ...................................... 125
Hình 4.20. Tuổi thọ kết cấu đường cất hạ cánh (Phú Quốc) ................................. 125


xiii
KÝ HIỆU CƠ BẢN SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN

A

Diện tích tiếp xúc của một bánh tàu bay

a

Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu mặt đường.

a1

Bán kính tác dụng của tải trọng

ACN

Chỉ số phân cấp tàu bay (Aircraft Classification Number)

BTN

Bê tông nhựa

BTNP

Bê tông nhựa Polymer

C

Tổng số lần tác dụng của tải trọng tàu bay

CBR

Chỉ số sức chịu tải của nền đất (California Bearing Ratio)

CDF

Hệ số phá hủy tích lũy (Cumulative Damage Factor)

CE

Hệ số tương đương

CHC

Cất hạ cánh

Cảng HKQT

Cảng hàng không quốc tế

Cảng HK

Cảng hàng không nội địa

C

Ma trận xét đến tính nhớt của vật liệu

D

Đường kính tấm ép truyền tải

De

Đường kính vòng tròn vệt bánh tương đương

D(t)

Đồng từ biến của vật liệu nhớt đàn hồi

E

Mô đun đàn hồi của đất nền

Ek

Năng lượng động lực học

EU

Năng lượng bên trong

EV

Năng lượng tiêu hao bởi tính nhớt của vật liệu

E0

Mô đun biến dạng của nền đất

Eed

Mô đun đàn hồi tương đương của kết cấu mặt đường

E1 , E 2 , … E n

Mô đun đàn hồi của các lớp vật liệu

Ee

Mô đun đàn hồi tương đương của nền móng

Em

Mô đun đàn hồi trung bình của các lớp móng

E(t)

Mô đun đàn hồi theo thời gian

E W

Tỉ lệ công tác dụng lên vật thể do ngoại lực

xiv
E F

Tỉ lệ năng lượng tiêu hao do ảnh hưởng bởi sức cản của các
phần tử hữu hạn môi trường khối

EQB

Tỉ lệ năng lượng tiêu hao do lực ma sát tiếp xúc với bề mặt vật
thể.

FAA

Cục Hàng không liên bang Mỹ (Ferderal Aviation
Administration)

FAARFIELD

Flexible Iterative Elastic Layer Design Program

Fe

Tải trọng bánh đơn tương đương

Fd

Tải trọng tính toán của bánh tàu bay

Fn

Tải trọng trên càng chính

f

Véc tơ lực thể tích

 ft  

Biên độ dao động của tải trọng

h

Chiều dày mặt đường

ICAO

Tổ chức Hàng không dân dụng thế giới (International Civil
Aviation Organization)

Kn

Hệ số xét đến đặc điểm chuyển động của máy bay

Kh

Hệ số xét đến ảnh hưởng của bánh xe khác trong càng

ktt ( γd )

Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tàu bay theo từng

khu vực kết cấu (hệ số vượt tải)

kn

Hệ số quy đổi tải trọng

k

Tần số tự nhiên của dao động không bị tắt dần

KMN

Ma trận độ cứng Jacobian

LCN

Chỉ số phân cấp tải trọng (Load Classification Number)

Nfq

Số lần lặp của tải trọng đến lúc phá hỏng

Nr

Số lần tác dụng trùng phục quy đổi của tải trọng

Ni

Số lần cất cánh trung bình ngày của tàu bay thứ i

Nj

Số lượng loại tàu bay j trong tính toán

N1

Số lần tác dụng ban đầu của tải trọng

N2

Số lần tác dụng cuối của tải trọng

na

Số trục của càng bánh tính toán


xv

n

Véc tơ chỉ phương

P (Fe)

Tải trọng bánh đơn tương đương

Ptt

Tải trọng tính toán

Pcc max

Tải trọng cất cánh lớn nhất của tàu bay tính toán

PV

Giá trị ước tính của RDEC

P-401

Bê tông nhựa lớp mặt

P-403

Bê tông nhựa lớp móng trên

P-304

Cấp phối đá gia cố xi măng

P-306

Bê tông nghèo

P-208

Cấp phối đá dăm

P-209

Cấp phối đá dăm nghiền

P-211

Đá dăm

P-219

Cấp phối bê tông tái chế

P-154

Đất sỏi sạn

P-301

Đất gia cố xi măng

PTHH

Phần tử hữu hạn

pe (p)

Áp suất bánh tàu bay

q

Nhiệt độ mặt đường

q'

Mật độ tải trọng

q

Biên độ dao động của mô hình

R'

Bán kính diện tích truyền tải

Rd

Cường độ kéo uốn tính toán của bê tông nhựa

R1

Số lần hoạt động tương đương của tàu bay thiết kế

R2

Số lần hoạt động của tàu bay cần quy đổi

RD

Chiều sâu vệt hằn bánh tàu bay

RDEC

Tỉ số thay đổi năng lượng tổn thất
(Ratio of Dissipated Energy Chance)

S

Độ cứng kháng uốn của BTN

S11, S22, S33

Ứng suất theo phương x, y, z

S12, S13, S23

Ứng suất tiếp


xvi

SI

Hệ đơn vị đo lường quốc tế

US Unit

Hệ đơn vị đo lường Mỹ

T

Nhiệt độ lớp BTN (F)

t

Thời gian

T0

Thời gian nghỉ

ts

Véc tơ lực tác dụng trên bề mặt

t1, t2, … tn

Chiều dày của các lớp kết cấu

ttot

Tổng chiều dày các lớp kết cấu

U

Năng lượng bên trong của một đơn vị khối lượng

U11, U22, U33

Chuyển vị theo phương x, y, z

v

Vận tốc

VP

Tham số thể tích

VG

Tham số thành phần hạt

Va

Độ rỗng dư

Vb

Hàm lượng nhựa theo thể tích

w (u)

Độ võng mặt đường (chuyển vị theo phương z)

W1

Tải trọng bánh của tàu bay thiết kế

W2

Tải trọng bánh của tàu bay cần quy đổi

∆

Giá trị tuyệt đối của độ võng ở giai đoạn bền vững quy ước

αn

Hệ số giảm cường độ mặt đường

i

, 

d
u
c

r
σ2

r

t

Hệ số xét đến tác dụng lặp lại nhiều lần của tàu bay
Chỉ số biên độ dao động
Độ võng tương đối tính toán do tải trọng gây ra
Độ võng tương đối giới hạn của mặt đường
Hệ số điều kiện làm việc của mặt đường sân bay
Ứng suất kéo uốn lớn nhất do tải trọng gây ra

Ứng suất kéo uốn đơn vị
Ứng suất theo phương bán kính r
Ứng suất theo phương tiếp tuyến


xvii
 (t )
 el
v

 el

 pl
 cr
v

h

 (t )

 c ,







 sys ,  sys

Ứng suất phụ thuộc thời gian
Ứng suất đàn hồi
Ứng suất xét đến tính chất nhớt đàn hồi của vật liệu
Biến dạng đàn hồi
Biến dạng dẻo
Biến dạng do từ biến (tính nhớt đàn hồi của vật liệu)
Biến dạng thẳng đứng trên đỉnh nền đất
Biến dạng theo phương ngang tại đáy lớp bê tông nhựa
Biến dạng phụ thuộc thời gian
Ứng suất, biến dạng của vật liệu
Hệ số poisson của vật liệu
Độ nhớt
Trọng lượng riêng
Các tham số biến dạng


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Theo đồ án quy hoạch hệ thống cảng hàng không, sân bay toàn quốc, nước ta
có 124 cảng hàng không, sân bay [2] (gồm cả dân dụng và quân sự), trong đó có 52
cảng hàng không dân dụng và quân sự kết hợp khai thác, 72 sân bay quân sự, 30
cảng hàng không cần đầu tư xây dựng mới, 76 cảng hàng không, sân bay cần được
đầu tư nâng cấp, cải tạo trong thời gian tới. Hiện nay, nước ta mới chỉ có 22 Cảng
hàng không đang được khai thác với 8 Cảng hàng không quốc tế, 14 Cảng hàng
không nội địa [25]. Kết cấu mặt đường tại các Cảng hàng không đang khai thác thì
kết cấu bê tông nhựa (BTN) chiếm 50%, kết cấu mặt đường hỗn hợp bê tông nhựa
và bê tông xi măng chiếm 14%, kết cấu mặt đường bê tông xi măng chiếm 36%.
Việc sử dụng kết cấu mặt đường bê tông nhựa đang là một xu thế trên thế

giới và Việt Nam với những ưu điểm trong việc sử dụng nguồn vật liệu, thời gian
thi công nhanh, giá thành rẻ và thuận lợi cho công tác duy tu bảo dưỡng, sửa chữa
và nâng cấp (nhu cầu xây dựng kết cấu mặt đường bê tông nhựa chiếm tới trên
50%), đặt biệt với các Cảng hàng không vừa khai thác vừa thi công sửa chữa. Việc
nghiên cứu lựa chọn phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay phù hợp với
điều kiện khai thác thực tế tại các cảng hàng không, sân bay ở nước ta là rất cần
thiết nhưng hiện chưa có sự đầu tư nghiên cứu tương xứng, tiêu chuẩn TCVN
10907:2015 được ban hành trên cơ sở biên dịch từ tiêu chuẩn CHИП của Nga mà
không gắn với thực tế khai thác tại các cảng hàng không, sân bay trong cả nước.
Việt Nam là thành viên của tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế (ICAO),
các dòng tàu bay khai thác hiện nay chủ yếu của hãng Boeing và Airbus. Do đó, kết
cấu đường cất hạ cánh, đường lăn, sân đỗ phải tuân thủ các quy định của ICAO và
đáp ứng được yêu cầu khai thác các loại tàu bay được các Hãng hàng không trên thế
giới sử dụng. Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường
mềm sân bay theo tiêu chuẩn TCVN 10907:2015 trong quá trình thiết kế còn có một
số bất cập, do sự đầu tư nghiên cứu và xây dựng tiêu chuẩn còn hạn chế. Một số sân
bay sau khi xây dựng hoặc nâng cấp bằng kết cấu mặt đường bê tông nhựa, bê tông
nhựa polymer đã xuất hiện các hư hỏng như lún, xô vật liệu, lún vệt bánh,... ảnh


2
hưởng đến an toàn bay. Các nguyên nhân gây hư hỏng là phương pháp thiết kế, tác
dụng tải trọng tàu bay, điều kiện khai thác, chất lượng vật liệu xây dựng, chất lượng
thi công,...
Tải trọng khai thác của các loại tàu bay thương mại hiện nay rất lớn (tàu bay
B777-200/300 có tải trọng 352 tấn, áp suất bánh hơi 1,55MPa [39], tàu bay B7878/9, A350-900 có tải trọng khai thác 275 tấn, tải trọng một bánh xuống mặt đường
lên tới 40 tấn, áp suất bánh hơi 1,69MPa [33]). Vì vậy, tần suất khai thác và tải
trọng tác dụng của các loại tàu bay lên mặt đường lớn hơn so với tiêu chuẩn tính
toán từ 10% đến 50%.
Điều kiện khai thác về mùa hè nhiệt độ của mặt đường bê tông nhựa có thể

lớn hơn 60oC, làm giảm cường độ của bê tông nhựa, dưới tác dụng của tải trọng lớn,
trùng phục gây lên hiện tượng lún, hằn vệt bánh.
Do đó, việc nghiên cứu phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay nhằm
góp phần hoàn thiện, bổ sung tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10907:2015 áp dụng trong
giai đoạn trước mắt và đề xuất thêm phương pháp thiết kế mới đảm bảo khai thác
các dòng tàu bay thương mại có tần suất, tải trọng lớn đang được các Hãng hàng
không khai thác tại các cảng hàng không, sân bay trong cả nước là vấn đề có ý
nghĩa khoa học, có tính thời sự và cấp thiết hiện nay.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân
bay ở Việt Nam phù hợp với điều kiện khai thác thực tế các dòng tàu bay thế hệ mới
của hãng Boeing và Airbus tại các Cảng hàng không trong nước.
3. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:
- Nghiên cứu các phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay trên thế giới
và Việt Nam, phân tích rõ các ưu, nhược điểm của từng phương pháp;
- Khảo sát hiện trạng kết cấu mặt đường mềm, điều kiện khai thác tại các
Cảng hàng không trong nước, xác định các tiêu chuẩn thiết kế đã áp dụng, đánh giá
những vấn đề còn tồn tại trong quá trình thiết kế;
- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Abaqus tính ứng suất, biến dạng hệ kết
cấu nhiều lớp của mặt đường mềm sân bay. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến
ứng suất, biến dạng trong kết cấu mặt đường.


3
- Trong giai đoạn trước mắt, để phù hợp với điều kiện thực tế ở nước ta,
nghiên cứu đề xuất bổ sung tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10907:2015, xây dựng thuật
toán và viết phần mềm tính toán kết cấu mặt đường. Lâu dài, theo quy định của Tổ
chức hàng không dân dụng thế giới (ICAO), nghiên cứu đề xuất áp dụng tiêu chuẩn
AC 150/5320-6F của FAA (Ferderal Aviation Administration - Cục Hàng không

liên bang Mỹ) tại Việt Nam.
- Áp dụng các phương pháp thiết kế đã lựa chọn, thiết kế và đánh giá tuổi thọ
kết cấu mặt đường tại một số Cảng hàng không.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết, kết hợp với lập trình, thử nghiệm kết quả nghiên cứu
và đánh giá để lựa chọn phương pháp phù hợp với điều kiện trong nước.
5. Cấu trúc của luận án
Gồm có mở đầu, 4 chương, phần kết luận và kiến nghị, danh mục các công
trình của tác giả đã công bố, danh mục tài liệu tham khảo. Cụ thể:
- Mở đầu.
- Chương 1. Tổng quan về các phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân
bay.
- Chương 2. Ứng dụng phần mềm Abaqus tính ứng suất và biến dạng trong
các lớp kết cấu mặt đường mềm sân bay.
- Chương 3. Kiến nghị phương pháp thiết kế mặt đường mềm sân bay ở Việt
Nam.
- Chương 4. Áp dụng thiết kế và đánh giá tuổi thọ kết cấu mặt đường một số
Cảng hàng không.
- Kết luận và kiến nghị.
- Danh mục các công trình khoa học đã công bố.
- Tài liệu tham khảo.
- Phụ lục tính toán.
6. Những đóng góp mới của đề tài
- Xây dựng mô hình tính ứng suất, biến dạng hệ kết cấu nhiều lớp mặt đường
mềm sân bay trong môi trường đàn hồi tuyến tính, môi trường nhớt đàn hồi cho lớp


4
vật liệu bê tông nhựa dưới tác dụng của tải trọng tĩnh, tải trọng động và ứng dụng
phần mềm Abaqus tính ứng suất, biến dạng của hệ kết cấu nhiều lớp mặt đường

mềm sân bay;
- Xây dựng mô hình khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất, biến
dạng trong kết cấu mặt đường mềm sân bay bằng phần mềm Abaqus;
- Xây dựng toán đồ xác định chiều sâu ảnh hưởng của tải trọng, các công
thức hồi quy tính toán theo tiêu chuẩn độ võng tương đối giới hạn khi tải trọng vượt
ngoài các toán đồ trong tiêu chuẩn TCVN 10907:2015, xây dựng thuật toán và viết
phần mềm thiết kế nhằm bổ sung hoàn thiện tiêu chuẩn TCVN 10907:2015;
- Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Abaqus tính toán
chiều dày các lớp kết cấu mặt đường sân bay;
- Nghiên cứu định hướng áp dụng tiêu chuẩn AC 150/5320-6E của FAA
(Ferderal Aviation Administration - Cục Hàng không liên bang Mỹ) để thiết kế và
đánh giá tuổi thọ kết cấu mặt đường sân bay tại Việt Nam.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, có tính mới, lần đầu tiên có sự
nghiên cứu tổng quan các phương pháp thiết kế, ảnh hưởng của tải trọng tàu bay,
vật liệu, nền đất, hoạt động khai thác,... đến điều kiện làm việc của mặt đường mềm
sân bay, xem xét những hạn chế của tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10907:2015 vừa mới
ban hành nhưng vẫn không đáp ứng được so với nhu cầu phát triển của ngành Hàng
không Việt Nam. Luận án góp phần hoàn thiện tiêu chuẩn thiết kế để áp dụng trong
giai đoạn trước mắt, về lâu dài khi có đủ những nghiên cứu, phân tích và đánh giá,
kiến nghị áp dụng phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn AC 150/5320-6F khi thiết
kế và đánh giá tuổi thọ kết cấu mặt đường tại các cảng hàng không, sân bay đáp ứng
yêu cầu thực tế khai thác, quản lý cơ sở hạ tầng tại cảng hàng không, sân bay của
nước ta.
Luận án là tài liệu tham khảo rất hữu ích cho các nhà quản lý, khai thác, thiết
kế cảng hàng không, sân bay ở nước ta.


5

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
MẶT ĐƯỜNG MỀM SÂN BAY
1.1. Tổng quan mặt đường mềm sân bay
1.1.1. Tổng quan về mặt đường sân bay
Kết cấu mặt đường sân bay được thiết kế và xây dựng đủ cường độ chịu
được tác động của tải trọng tàu bay, đảm bảo độ ổn định, êm thuận, chịu được lực
cắt xoay trượt. Lớp mặt đường, dưới ảnh hưởng của điều kiện thời tiết bất lợi,
không bị nứt vỡ hoặc cốt liệu không bị bong bật do tác động cánh quạt và khí phụt
của động cơ tàu bay.
Kết cấu mặt đường sân bay gồm: mặt đường mềm, mặt đường cứng, mặt
đường hỗn hợp nửa cứng, nửa mềm và mặt đường mềm nâng cấp trên mặt đường
cứng.
Việc lựa chọn loại mặt đường phụ thuộc vào nhiều nhân tố: Tải trọng và tần
suất máy bay khai thác, giá thành xây dựng, điều kiện vật liệu, điều kiện khí hậu,
thời gian thi công, công tác duy tu bảo dưỡng, khả năng nâng cấp và mở rộng,...
Trong luận án, tác giả tập trung nghiên cứu kết cấu mặt đường mềm sân bay.
1.1.2. Cấu tạo chung mặt đường mềm sân bay
Mặt đường mềm sân bay là một kết cấu nhiều lớp, vật liệu có cường độ và độ
bền giảm dần từ trên xuống dưới theo chiều sâu tác dụng của tải trọng tàu bay.
Lớp mặt BTN
Lớp móng trên
(gia cố hoặc
không gia cố)
Lớp móng dưới
Nền đất
Hình 1.1. Cấu tạo mặt đường mềm sân bay [65]


6

- Lớp mặt đường: gồm lớp mặt trên và lớp mặt dưới có yêu cầu chất lượng
vật liệu cao nhất, thường là lớp bê tông nhựa rải nóng có chiều dày xác định theo
tính toán, bảo đảm các chức năng nêu trong mục 1.1.3, chiều dày tối thiểu của lớp
mặt bê tông nhựa được quy định trong bảng 13, TCVN 10907:2015 [24], phụ thuộc
vào áp suất bánh hơi, tải trọng của tàu bay khai thác.
- Lớp móng trên: là thành phần kết cấu chính của mặt đường với chức năng
phân bố tải trọng từ lớp mặt đường xuống lớp móng dưới. Sử dụng vật liệu không
gia cố hoặc vật liệu gia cố phụ thuộc vào tải trọng máy bay tính toán.
- Lớp móng dưới: là một bộ phận hợp thành kết cấu mặt đường sân bay, có
thể có hoặc không có, chức năng của lớp móng dưới tương tự như lớp móng trên
nhưng với yêu cầu thấp hơn. Khi có tải trọng tác dụng, tải trọng này sẽ được phân
bố từ lớp mặt đường xuống lớp móng trên, lớp móng dưới và cuối cùng là nền đất.
- Nền đất: chịu ứng suất nhỏ hơn so với các lớp trong kết cấu mặt đường,
ứng suất này giảm dần theo chiều sâu, ứng suất lớn nhất ở trên mặt của nền đất. Nếu
đất nền yếu và không ổn định với nước thì phải thay đất hoặc gia cố đất bằng vôi, xi
măng hoặc vật liệu gia cố thích hợp khác.
1.1.3. Các yêu cầu đối với mặt đường mềm sân bay
Mặt đường đảm bảo chịu được tác dụng của tải trọng của tàu bay, bền, ổn
định, độ bằng phẳng, độ nhám cao và sự toàn vẹn trong mọi điều kiện thời tiết.
- Yêu cầu về chất lượng đối với lớp mặt của mặt đường mềm sân bay: Bảo
đảm cho tàu bay lăn bánh, tăng tốc khi cất cánh và hãm phanh khi hạ cánh an toàn
và thuận tiện, tính chống lão hóa cao đối với các điều kiện bất lợi của môi trường.
- Yêu cầu về cường độ chống hình thành vệt lún bánh xe và nứt do mỏi.
- Độ nhám cao trong mọi điều kiện thời tiết, theo khuyến cáo của ICAO, mục
3.1.26, Phụ lục 14 (Annex 14-2016) [50], độ nhám thí nghiệm bằng phương pháp
rắc cát không nhỏ hơn 1mm là đảm bảo.
- Độ chặt lớn, chống nước thấm vào làm giảm sức chịu tải của các lớp móng
và nền đất phía dưới.
- Độ bằng phẳng: ICAO quy định khe hở dưới thước 3m cho tổng thể sân

bay là  3mm, để thoát nhanh nước mặt, tránh tạo thành các vũng nước, độ dốc dọc,
dốc ngang phải tuân thủ các quy định tại mục 7.1.13 đến 7.9.20 trong TCVN 87532011 [22] và Phụ lục 14 (Annex 14-2016) [50].