Đồ án thiết kế đường ô tô.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG

Lời nói đầu:
MỤC ĐÍCH,NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG
I. Mục đích
- Trên thế giới cũng như hiện nay. Đối với các nước có nền công nghiệp và kinh tế
phát triển thì giao thông đường bộ đóng một vai trò chiến lược. Nó là huyết mạch của đất
nước.
- Đối với nước ta, một nước có nền kinh tế đang ở giai đoạn phát triển - cần phải có cơ sở
hạ tầng tốt - giao thông đường bộ ngày càng có ý nghĩa quan trọng.
- Nhằm củng cố những kiến thức đã được học và giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn, bộ
môn Thiết kế Đường khoa Công Trình GT trường Đại học Kinh Tế Kĩ Thuật Bình Dương
tổ chức bảo vệ đồ án môn học thiết kế đường với mục tiêu đào tạo đội ngũ kĩ sư ngành
xây dựng cầu đường giỏi chuyên môn, nhanh nhậy trong lao động sản xuất, phục vụ tốt sự
nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đó là tất cả những điều tâm huyết nhất
của nhà trường nói chung và các thầy, các cô trong bộ môn nói riêng.
II. Nội dung
- Là sinh viên lớp D16G01A , khoa Kĩ Thuật – Công Nghệ, Trường Đại Học Kinh Tế Kĩ
Thuật Bình Dương, trong môn học thiết kế đường em được giao nhiệm vụ thiết kế một
đoạn tuyến A-B
- Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế nên đồ án này của em không thể tránh
khỏi thiếu sót. Thành thật mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để
đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.Em xin chân thành cám ơn.
Bình Dương, ngày… tháng….năm 20…
Sinh viên thực hiện

Phan Minh Hiếu

1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG

MỤC LỤC:
CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM................................................4
1.

Vị trí tuyến...................................................................................................................4

2.

Chức năng của tuyến đường.........................................................................................4

3.

Tính toán lưu lượng......................................................................................................5

4.

Quy đổi về lưu lượng xe tính toán 100kN....................................................................6

5.

Lựa chọn cấp hạng áo đường........................................................................................8

6.

Phương pháp xây dựng kết cấu mặt đường:.................................................................9
6.1

Quan điểm thiết kế cấu tạo KCAĐ.........................................................................9

6.2

Đề xuất 2 phương án móng:..................................................................................10

6.3

Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung:.....................................................14

6.4

tính toán kiểm tra kết cấu áo đường......................................................................14

7.

a)

Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi đối với kết cấu áo đường:........................14

b)

Kiểm tra tiêu chuẩn trượt của nền đường:.........................................................16

c)

Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp vật liệu liền khối:....................17

Phương án đầu tư phân kỳ ( 2 giai đoạn):...................................................................21
7.1

Giai đoạn 1 ( 7 năm đầu).......................................................................................22

7.2

Giai đoạn 2 (8 năm tiếp theo):..............................................................................23

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG...........................................28
8.

Kết cấu mặt đường.....................................................................................................28

9.

Cấu tạo mặt cắt ngang tấm bê tông xi măng mặt đường.............................................30

10.

Liên kết giữa các khe của tấm bê tông.....................................................................31

11.

Tải trọng tính toán, lưu lượng xe chạy tính toán và hệ số chiết giảm cường độ tính

toán 35
2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
12.

Tính toán chiều dày tấm xi măng.............................................................................37

13.

Kiểm toán chiều dày bê tông dưới tác dụng của xe nặng cá biệt..............................39

3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG

PHỤ LỤC:
CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM................................................4
Bảng 1: Quy đổi xe.hh/ngđ ra xcqđ/ngđ theo TCVN 4054-2005.........................................5
Bảng 2: Lưu lượng xe con quy đổi các năm:........................................................................6
Bảng 3: Tải trọng trục của xe...............................................................................................6
Bảng 4: Bảng tính trục quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN năm thứ 15:...............................7
Bảng 5: Số trục xe tiêu chuẩn đi qua trong một ngđ/làn của từng năm................................7
Bảng 6: Thông số đất nền.....................................................................................................8
Bảng 7: Tổng hợp vật liệu từng phương án..........................................................................8
Bảng 8: Số liệu lớp mặt......................................................................................................10
Bảng 9: Lớp móng phương án 1.........................................................................................11
Bảng 10: Chiều dày các lớp vật liệu làm móng PA1...........................................................11
Bảng 11: Giá thành phương án móng 1..............................................................................11
Bảng 12: Lớp móng phương án 2.......................................................................................12
Bảng 13: Chiều dày các lớp vật liệu làm móng PA2..........................................................12
Bảng 14: Giá thành phương án móng 2..............................................................................13
Bảng 15: Các lớp kết cấu áo đường....................................................................................14
Bảng 16: Kết quả tính đổi độ võng đàn hồi........................................................................14
Bảng 17: Tính đổi các lớp về một lớp BTN lớp 1..............................................................17

Bảng 18: Tính đổi các lớp về một lớp BTN lớp 2..............................................................19
Bảng19: Tính đổi 2 lớp:.....................................................................................................21
Bảng 20: Eyc giai đoạn 7 năm đầu.....................................................................................23
Bảng 21: Các lớp giai đoạn 2.............................................................................................24

4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG...........................................28
Bảng 22 : bề dày tối thiểu của lớp móng áo đường cứng...................................................29
Bảng 23: Bề dày tấm BTXM tối thiểu (cm) tùy thuộc lưu lượng xe tính toán...................30
Bảng 24: Các chỉ tiêu cường độ và môdun đàn hồi............................................................31
Bảng 25 : kích thước của các thanh truyền lực...................................................................32
Bảng 26 : Các kích thước của ngàm...................................................................................33
Bảng 27: Khoảng cách giữa các khe ngang (khe co và dãn)..............................................34
Bảng 28: tải trọng tính toán tiêu chuẩn và hệ số xung kích................................................36
Bảng 29: Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của máy kéo nhiều bánh:......................................36
Bảng 30: Các chỉ tiêu chủ yếu của xe xích T – 60 :............................................................36
Bảng 31: giá trị hệ số triết giảm cường độ n.......................................................................37
Bảng 32: Mômen uốn do tải trọng bánh xích gây ra đối với điểm A (ở giữa tấm)..............42

5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG

CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM
1.

Vị trí tuyến.
Tuyến đường cần được khảo sát thiết kế nằm trên quốc lộ 1A, nhánh nối tỉnh Quảng

Bình với tỉnh Hà Tĩnh. Trong đồ án thiết kế đoạn tuyến nối từ điểm A đến điểm B thuộc
địa phận huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình.
2.

Chức năng của tuyến đường.
Quốc lộ 1A là con đường giao thông huyết mạch chạy dài từ Bắc tới Nam của nước

ta. Quốc lộ 1A chạy qua đoạn Hà Tĩnh – Quảng Bình có độ dài khoảng 246 km, chạy qua
sông Gianh và nhiều đồi núi, trải dài theo sát dãy núi Trường Sơn
3. Tính toán lưu lượng.
Tuyến đường nối từ A đến B thuộc địa phận huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình.
- Lưu lượng xe hổn hợp hiện tại trong một ngày đêm: 562 (xe hh/ngày.đêm).
- Thành phần dòng xe :
+ Xe đạp : 6,8% - 38 xe
+ Xe máy : 59,1% - 332 xe
+ Xe con : 28,5% - 160 xe
+ Xe tải 2 trục : 4,3% - 24 xe
+ Xe tải 3 trục : 1,3% - 8 xe
- Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm : q = 9%.
Bảng 1: Quy đổi xe.hh/ngđ ra xcqđ/ngđ theo TCVN 4054-2005
Loại xe
Số xe
Hệ số quy đổi
Xe đạp
38
0,2
Xe máy

332
0,3
Xe con
160
1
Xe tải 2 trục
24
2,5
Xe tải 3 trục
8
3
Lưu lượng xcqđ trong một ngày đêm:

� số xe x hệ số quy đổi: 351,2 (xcqđ/ngđ)

Lưu lượng xe hỗn hợp chạy trung bình năm thứ 15: áp dụng công thức
6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
N t  N 0 (1  q )t 1

15 1
=> N15  351, 2(1  0, 09) = 1175 (xcqđ/ngđ)

Ta có: hệ số tin cậy: 0,9. Áp lực tính toán lên mặt đường 0,6 Mpa, đường kính vệt bánh xe:
33 cm
Cấp thiết kế của đường là cấp IV, tốc độ thiết kế Vtk= 40km/h, Ptt = 100KN
Bảng 2: Lưu lượng xe con quy đổi các năm:
Năm

1
5
10
Xe (xcqđ/ngđ) 352
496
764

15
1175

4. Quy đổi về lưu lượng xe tính toán 100kN.
Việc quy đổi các trục xe được áp dụng theo công thức sau: (22 TCN 211-06)
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
thước:
4,4

�P �
N tk  �C1.C2 .ni . � i �
100 � (trục/ngđ)
�
i 1
k

Trong đó:
N tk : Là tổng số trục xe quy đổi thứ k loại xe khác nhau về trục xe tính toán

(trục/ngđ)
ni : Là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục pi cần quy

đổi về tải trọng trục tính toàn Ptt
C1 : Là hệ số được xác định theo biểu thức:
C1  1  1, 2( m  1)
C2 : Là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong một cụm bánh:

1 bánh: C2 =6,4
Cụm bánh đôi: C2 =1,0
Cụm bánh có 4 bánh: C2 =0,38
Đường hai làn xe nên lưu lượng xe tính toán thực tế là:
N tt  N tk . f1 (trục/làn.ngđ)

Trong đó:

7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
f1 = 0,55: Hệ số phân tải của đường hai làn xe (không có giải phân cách).

Bảng 3: Tải trọng trục của xe.
Trọng lượng trục Pi
Số
Số bánh của
Loại xe
Tải nhẹ
Tại nặng

(KN)
Trục trước
18

45,4

Trục sau
56
90

Khoảng cách

Lượng

trục

mỗi cụm bánh

giữa các trục

xe Ni

sau
1
2

tại trục sau
Cụm bánh đôi
Cụm bánh đôi

sau (m)

xe/ngđ
300

150

< 3,0

Bảng 4: Bảng tính trục quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN năm thứ 15:
4.4

Loại xe

Pi (kN)

C1

C2

Trục trước
18
1
6,4
Trục sau
56
1
1
Trục trước
45,4
1
6,4
Tải nặng
Trục sau
90

2,2
1
Tổng số trục xe sau khi quy đổi Ntk (trục/ngày.đêm)
Ntk = 261 (trục/ngđêm)
Tải nhẹ

Ni
300
300
150
150

�P �
C1.C2 .N i . � i �
100 �
�

23,4
29,7
207,6
261

Ntt = 261 x 0,55 = 143 (trục/ngđ.làn)
Số trục xe đi qua trong 1 ngđ/làn theo từng năm:
N0 

N tt
(1  q )15t0 (t0 : là số năm cần tính)

Bảng 5: Số trục xe tiêu chuẩn đi qua trong một ngđ/làn của từng năm.

Năm thứ Ntt
1
5
10
15
Trục/làn. ngđ
43
61
93
143
Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm:
t
15
�
 1  q   1�
1  0, 09   1

�
�
Ne 
.365.Ntt 
.365.143, 4  0, 46.106
t 1
151
0, 09(1  0, 09)
q  1 q

(trục)

Chọn loại tầng mặt A1: thời hạn 15 năm, láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá dăm tiêu chuẩn,

đất đá gia cố trên có láng nhựa) theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 bảng 2.1.

8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
5. Lựa chọn cấp hạng áo đường.
Cấp hạng áo đường và mô đun đàn hồi yêu cầu:
- Tra bảng 3-4 với Ptt = 100 kN, mặt đường Cấp cao A1, số trục xe tính toán Ntt = 143, ta
được:

Eyc = 153

(MPa)

- Tra bảng 3-5 với loại đường: Đường ô tô, cấp đường: Đường cấp IV, mặt đường: Cấp cao
A1 ta được module đàn hồi tối thiểu:
Eyc min = 130 (MPa)
- Module đàn hồi yêu cầu dùng để tính toán:
Eyctt = max(Eyc, Eyc min) =

153

(MPa)

Về mặt địa chất:
Nhìn chung mặt cắt địa chất khu vực tuyến như sau :
- Theo kết quả khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực rất
ổn định, không có hiện tượng sụt lỡ, đá lăn, cactơ e hay nước ngầm lộ thiên.
- Đoạn đường thiết kế được giả thiết là có địa chất giống nhau từ đầu đến cuối tuyến.

- Mặt cắt địa chất khu vực tuyến đi qua như sau :
Loại đất

Á cát

Độ chặt

0.95

Độ ẩm

Bảng 6: Thông số đất nền
E
Lực dính

tương đối

(Mpa)

C(Mpa)

0.60

45

0.028

Góc ma sát

26

Đưa ra 2 phương án kết cấu mặt đường:
Các lớp
1
2
3
4

Bảng 7: Tổng hợp vật liệu từng phương án
Phương án 1
Phương án 2
BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%)
BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%)
BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%)
BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%)
Á cát gia cố XM (Rn > 3Mpa)
Đá dăm gia cố xi măng 6%
Đá dăm nước
Cấp phối sỏi cuộn

9


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
6. Phương pháp xây dựng kết cấu mặt đường:
6.1

Quan điểm thiết kế cấu tạo KCAĐ

- Tuân thủ các nguyên tắc thiết kế kết cấu áo đường, trong đó chú trọng nguyên tắc thiết kế

tổng thể nền - mặt đường, làm sao cho nền đường và mặt đường cùng chịu lực, đảm bảo
chịu được tải trọng và ổn định cường độ.
- Cố gắng tận dụng vật liệu địa phương, phát huy khả năng thi công của các nhà
thầu địa phương, chọn các loại vật liệu sẵn có, chiều dày hợp lý trong việc phân lớp thi
công sao cho nâng cao năng suất, và nằm trong khả năng thi công của nhà thầu.
- Phát huy khả năng làm việc của vật liệu, giảm chiều dày các lớp vật liệu đắt tiền, cũng
như số lớp vật liệu, cải thiện chế độ làm việc của nền - mặt đường.
- Lựa chọn biện pháp cấu tạo kết cấu áo đường đơn giản, hợp lý với điều kiện địa hình, địa
chất, địa chất thủy văn.
- Đối với tầng mặt:
+ Đảm bảo đủ cường độ chung và ổn định cường độ, chịu được lực thẳng đứng
và nằm ngang, chống bong bật tốt.
+ Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng.
+ Bề mặt áo đường phải có đủ độ nhám nhất định .
+ Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt.
+ Khả năng thoát nước mặt tốt và ít thấm nước
- Đối với tầng móng: Có thể chọn các loại vật liệu có cường độ thấp hơn, vật liệu hạt thô
và không nhất thiết phải có chất liên kết.

10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG

Hình 1.7.1 Sơ đồ các tầng, lớp của kết cấu áo đường mềm và kết cấu nền - áo đường
6.2

Đề xuất 2 phương án móng:

* Xác định trị số modun đàn hồi :

Tra bảng 3-2 được hệ số cường độ về độ võng:
Kcđđv = 1.10
Kcđđv x Eyc

= 1.10 x 153 = 168.00

(MPa)

Từ các số liệu trên ta có sơ đồ tính:
STT

Lớp vật liệu (từ trên

Bảng 8: Số liệu lớp mặt
H (cm) Ev
Etr

1

xuống)
BTN chặt loại I (đá

5

(MPa)
420

2

dăm ≥ 50%)

BTN chặt loại I (đá

8

350

Eku

Rku

(MPa)
300

(MPa)
2200

(MPa)
2.8

300

1800

2.0

dăm ≥ 35%)
h1 5

 0.15
D 33

Ech
168

 0.4
E1
420
=> Tra toán đồ Kogan:=0,37Ech1 =155,4 Mpa

11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
h1 8

 0.24
D 33
Ech1 155.4

 0.37
E2
350
=> Tra toán đồ Kogan:=0.31Ech2=130.2 Mpa.

Như vậy tầng mặt có Ech2 = 130.2 Mpa
Phương án móng 1:
Bảng 9: Lớp móng phương án 1
Lớp Loại vật liệu

Ech2 =130.40Mpa

hi (cm) Ei (Mpa)

3

Á cát gia cố XM

350

4

Đá dăm nước

300

Nền đất

E0 =45(Mpa)

Bảng 10: Chiều dày các lớp vật liệu làm móng PA1
Giải h3
pháp (cm)
1
2
3
4
5
6
7

15

16
17
18
19
20
21

Ech2/E3 h3/D

0.435
0.435
0.435
0.435
0.435
0.435
0.435

0.455
0.485
0.515
0.545
0.576
0.606
0.636

Ech3/E3

0.3
0.289
0.28

0.271
0.262
0.253
0.245

Ech3

Ech3/E4 E0/E4 H4/D h4(cm) h4

(Mpa)

chọn

90
86.7
84
81.3
78.6
75.9
73.5

0.3
0.289
0.28
0.271
0.262
0.253
0.245

0.15

0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15

0.57
0.54
0.48
0.464
0.435
0.405
0.382

Bảng 11: Giá thành phương án móng 1
Cấp phối đá dăm loại 1
Đá dăm nước
Giải
pháp

h3

Giá thành

h4

Giá thành

(cm)

(đ/100m2)

(cm)

(đ/100m2)

12

18.8
17.8
15.8
15.3
14.4
13.4
12.6

19
18
16
15
14
13
12

Tổng giá
thành
(đ/100m2)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
1
2
3
4
5
6
7

15
16
17
18
19
20
21

3104066
3311003
3517941
3724879
3931816
4138754
4345692

19
18
16
15
14

13
12

2973500
2817000
2504000
2347500
2191000
2034500
1878000

6128003
6021941
6067566
6072379
6122816
6173254
6223692

Kiến nghị chọn giải pháp 1 có h3 = 16 cm, h4 = 18 cm có giá thành 6021941 đ/100m2 để
so sánh.
Phương án móng 2:
Bảng 12: Lớp móng phương án 2
Lớp Loại vật liệu

Ech2 =130.40Mpa

hi (cm) Ei (Mpa)

3

Đá dăm gia cố XM 6%

600

4

Cấp phối sỏi cuộn

230

Nền đất

E0 =45(Mpa)

Bảng 13: Chiều dày các lớp vật liệu làm móng PA2
Giải h3
pháp (cm)
1
2
3
4
5
6

15
16
17
18
19

20

Ech2/E3 h3/D Ech3/E3

0.217
0.217
0.217
0.217
0.217
0.217

0.455
0.485
0.515
0.545
0.576
0.606

0.108
0.102
0.096
0.091
0.086
0.082

Ech3
(Mpa)
64.8
61.2
57.6

54.6
51.6
49.2

Ech3/E4 E0/E4

0.282
0.266
0.250
0.237
0.224
0.214

13

0.196
0.196
0.196
0.196
0.196
0.196

H4/D

0.333
0.28
0.23
0.18
0.125
0.079

h4
(cm)
11.0
9.2
7.6
5.9
4.1
2.6

h4
chọn
11
9
8
6
4
3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
7

21

0.217

0.636 0.078

46.8

0.203

0.196

0.034

Bảng 14: Giá thành phương án móng 2
Đá dăm gia cố XM 6%
Cấp phối sỏi cuộn
h3
Giá thành
h4
Giá thành
(cm)
(đ/100m2)
(cm)
(đ/100m2)

Giải
pháp

1.1

1

Tổng giá thành
(đ/100m2)

1

15
4898022
11
1188000
6086022
2
16
5224557
9
972000
6196557
3
17
5551092
8
864000
6415092
4
18
5877626
6
648000
6525626
5
19
6204161
4
432000
6636161
6

20
6530696
3
324000
6854696
7
21
6857231
1
108000
6965231
Kiến nghị chọn giải pháp 1 có h3 = 1 cm, h4 = 11 cm có giá thành 6086022 đ/100m2 để so
sánh.
Có tổng giá thành 6021941 đ/100m2..
6.3

Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung:
Ta có:  ch.m  168 (Mpa)
Bảng 15: Các lớp kết cấu áo đường
H1= 5cm. BTN hạt nhỏ E1 = 420(Mpa)
H2 = 8cm. BTN hạt vừa E2 = 350(Mpa)
H3=16cm. Á cát gia cố XM. E3 = 350 (Mpa)
H4 = 18cm. Đá dăm nước. E4 = 300 (Mpa)
Nền đất á cát.

6.4

E0= 45 (Mpa)

tính toán kiểm tra kết cấu áo đường.

a)

Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi đối với kết cấu áo đường:

Quy đổi về hệ 2 lớp:
Việc quy đổi từng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo công thức sau:
E'tb = E1.[(1+k.t1/3)/(1+k)]3

(3.5)
14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
Trong đó: k = h2/h1; t = E2/E1
htb = h1 + h2
ST
T
1
2
3
4

Bảng 16: Kết quả tính đổi độ võng đàn hồi
Ev
t=
hi
k=
Lớp vật liệu (từ trên xuống)
(MPa) E2/E1 (cm)
h2/h1

BTN chặt loại I (đá dăm ≥
420
1.281 5
0.119
50%)
BTN chặt loại I (đá dăm ≥
350
1.084 8
0.235
35%)
Á cát gia cố XM
350
1.167 16
0.889
Đá dăm nước
300
0.000 18
0.000

Ta có:
H/D = 47 / 33 = 1.424
Tra bảng 3-6, hệ số điều chỉnh :
ß = 1.165
Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính toán:
Etbđc

= ß x E'tb =

392.69(MPa)

Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về hệ 2 lớp, với lớp trên:
- Chiều dày: H = 47

(cm)

- Module đàn hồi trung bình: Etbđc = 392.69

(MPa)

E1 = Etbđc = 392.69
E0/E1 = 45 / 392.69 = 0.115
H/D

= 47 / 33 =

1.424

Tra toán đồ, với các thông số H/D và E0/E1 ở trên, ta xác định được:
Ech/E1 = 0.447
Module đàn hồi chung của kết cấu:
Ech

= 0.447 x 393.69 = 175.53(MPa)

Ech = 175.53

> Kcđđv x Eyc = 168.00(MPa)

Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi.

15

Htb

E'tb

(cm)

(MPa)

47

337.07

42

327.99

34
18

322.94
300.00


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
b)

-

Kiểm tra tiêu chuẩn trượt của nền đường:

Công thức kiểm tra:

Tax  Tav 

Ctt
K cttd

Tax: Ứng suất cắt lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây ra trong nền hoặc trong
lớp vật liệu kém dính (Mpa)
Tav: Ứng suất cắt do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm trên nó gây ra tại
điểm đang xét (Mpa)
Ctt: Lực dính tính toán của nền đất hoặc vật liệu kém dính (Mpa) ở trạng thái độ ẩm
và độ chặ tính toán
K ctrd

: Hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc vào độ tin cậy thiết kế
(Bảng 3-7 tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 trang 45)
Xác định ứng suất cắt lớn nhất:
H/D = 47 / 33 = 1.424
Etbđc = b * E'tb = 357.91

(MPa)

Etbdc 357.91

 7.954
E0
45

  260
Tax
 0.0179
p
Tra toán đồ:

Tax = P x 0,0198 = 0,6x0,0179 = 0,0107 (MPa).
Xác định ứng suất cắt do trọng luwojng bản than Tav.
Tra toán đồ: Tav = -0.0013 MPa
Xác định lực tính toán Ctt:
Lực dính tính toán:

Ctt = C.K1.K2.K3

Trong đó:

C

=

0.028 (MPa)

K1

=

0.60

Kết cấu áo đường

Ntt

=

143

(trục/làn.ngày đêm)

K2

=

0.8

(tra bảng 3-8)

Đất nền là:
Do đó:K3

Đất á cát
=

1.5
16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
Vậy: Ctt

= 0.028*0.6*0.8*1.5 =

0.020 (MPa)

Tra bảng 3-7, ta được hệ số cường độ về cắt trượt:
Kcđtr

= 0.94

Kiểm tra điều kiện về cắt trượt:
Tax + Tav

= 0.0107 + (-0.0013) = 0.0094

Ctt/Kcđtr

= 0.020 / 0.94 = 0.021

Tax + Tav = 0.0094

<

(MPa)

(Mpa)

Ctt/Kcđtr = 0.021

Kết luận: Đất nền đảm bảo điều kiện cân bằng trượt.
c)

Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp vật liệu liền khối:

Rttku
 ku � ku
K cd
Điều kiện kiểm tra:

Trong đó:
K cdku

: hệ số cường độ chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế giống như trị số

K cdtr
Rttku

: cường độ kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối;

 ku : ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phất sinh ở đấy lớp vật liệu liền khối dưới tác dụng

của tải trọng bánh xe.
* Đối với bê tông nhựa lớp 1:
Xác định Ech.m ở trên mặt lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%):
ST
T
1
2
3
Ta có:

Bảng 17: Tính đổi các lớp về một lớp BTN lớp 1
Eku
t=
hi
k=
Lớp vật liệu (từ trên xuống)
(MPa) E2/E1 (cm)
h2/h1
BTN chặt loại I (đá dăm ≥
2000
6.194 8
0.235
35%)
Á cát gia cố XM (Rn > 3
350
1.167 16
0.889
Mpa)
Đá dăm nước
300
0.000 18
0.000

H/D = 42 / 33 = 1.273
Tra bảng 3-6, hệ số điều chỉnh :
17

Htb

E'tb

(cm)

(MPa)

42

503.13

34

322.89

18

300.00


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
ß = 1.14
Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính toán:
Etbđc

= ß x E'tb = 573.57

(MPa)

E1

= Etbđc =

(MPa)

573.57

E0/E1 = 45 / 573.57 = 0.078
H/D

= 42 / 33 =

1.273

Tra toán đồ Kogan:
Ech/E1 = 0.350
Module đàn hồi chung của kết cấu:
Ech

= 0.350 x 573.57 = 200.75 (MPa)

E1 = Eku =

2200.00

(MPa)

E1/Ech.m = 2200.00 / 200.75 = 10.959
h/D

= 5 / 33 = 0.152

Tra được ứng suất kéo uốn đơn vị:
[ σku ] =2.500
Tải trọng tác dụng là: Cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn)
Do đó: kb

= 0.85

Ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%):
σku = [ σku ] x p x kb = 2.500 x 0.6 x 0.85 = 1.275

(MPa)

Vật liệu kiểm tra là BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%), vậy hệ số k1:
k1 = 11.11 / Ne0.22
=0.631
k2 = 1
Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%):
Rttku = k1 x k2 x Rku
=

0.631 x 1 x 2.8

=

1.767 (MPa)

Tra bảng 3-7, hệ số cường độ về chịu kéo uốn:
Kcđku = 0.94
18

ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
Rttku/Kcđku
σku = 1.275 <

= 1.767 / 0.94 = 1.880

(MPa)

Rttku/Kcđku

(MPa)

= 1.880

Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn
* Đối với bê tông nhựa lớp 2:
Xác định Ech.m ở trên mặt lớp Cấp phối đá dăm loại I:
ST
T
1
2

Bảng 18: Tính đổi các lớp về một lớp BTN lớp 2
Eku
t=
hi
k=
Lớp vật liệu (từ trên xuống)
(MPa) E2/E1 (cm)

h2/h1
Á cát gia cố XM (Rn > 3
350
1.167 16
0.889
Mpa)
Đá dăm nước
300
0.000 18
0.000

H1 = 13 (cm) ;

E1 

2200 �5  2000 �8
 2114( MPa )
58

H/D = 34/33 = 1.030
Tra bảng 3-6, hệ số điều chỉnh:
β = 1.110
Từ bảng kết quả tính đổi trên, ta có:
E'tb = 322.89

(MPa)

Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính toán:
Etbđc

= β * E'tb =

358.41(MPa)

E0/E1 = 45 / 358.41 = 0.126
Tra toán đồ Kogan, với 2 tỷ số trên ta xác định được:
Ech/E1 = 0.387
Module đàn hồi chung của kết cấu:
Ech = 0.387 x 358.41 = 138.70

(MPa)

Tra toán đồ hình 3-5 với các thông số sau:
E1/Ech.m = 2114/131.84 =

15.861

h/D = 13/33 = 0.394
Tra được ứng suất kéo uốn đơn vị:
19

Htb

E'tb

(cm)

(MPa)

34

322.89

18

300.00


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
[ σku ] = 2.056
Tải trọng tác dụng là: Cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn)
Do đó:

kb = 0.85

Ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%):
σku = [ σku ] x p x kb = 2.056 x 0.6 x 0.85 = 1.048

(MPa)

Vật liệu kiểm tra là BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%), vậy hệ số k1:
k1 = 11.11 / Ne0.22
=

0.631

k2 = 1
Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%):
Rttku = k1 x k2 x Rku
=

0.631 x 1 x 2

=

1.262 (MPa)

Tra bảng 3-7, hệ số cường độ về chịu kéo uốn:
Kcđku = 0.94
Rttku/Kcđku
σku = 1.048

<

= 1.262 / 0.94 = 1.343

(MPa)

Rttku/Kcđku

(MPa)

= 1.343

Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn.
7. Phương án đầu tư phân kỳ ( 2 giai đoạn):
Chọn kết cấu áo đường cấp A1
Lớp kết cấu
Láng nhựa 2 lớp dày
Á cát gia cố XM (Rn > 3 Mpa)

Đá dăm nước

Hi
2.5
16
18

Ei
350
300

Bảng19: Tính đổi 2 lớp:
Lớp kết cấu
Lớp láng
nhựa

Ei (MPa)

T=E2/E1

Hi (cm)

Kt

20

K=h2/h1

Htb (cm)

E’tb
(MPa)


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
Á cát gia cố
XM
Đá dăm nước

350

1.167

300

16

0.889

34

18

18

322.8
9
300

Xét các lớp phía dưới lớp kiểm tra, ta có: E’tb = 322.89 (MPa), H/D= 1.030, β = 1.110

Etb = 358.41 (MPa)
Tra toán đồ Hình 3-1, với 2 tỷ số trên ta xác định được:
Ech/E1 = 0.387
Ech

= 0.387 x 358.41= 138.70 MPa

Ta phải có Ech .Eyc = 1.10 Eyc
Ta thấy Ech = 138.7 1.10 Eyc Eyc 126.1(Mpa)
Cấp tk

Năm tt

IV
1
IV
5
IV
7
IV
10
IV
15
Đồ thị Eyc các năm:

Loại mặt
A1
A1
A1
A1

A1

Số Tr/x

Eyc

Emin

=max{Eyc,Emin}

Trục/ng.đ

Mpa

Mpa

Mpa

43
61
72
93
143

102
136
139
145
153

130
130
130
130
130

130
132
139
145
153

A1
155
150
145
140
135
130
125
120
115

1

5

7

10

A1

21

15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
7.1

Giai đoạn 1 ( 7 năm đầu)

Kiểm tra độ võng đàn hồi:
Lưu lượng xe tính toán: Nt = 700 xcqđ/ ng.đ có Eyc = 139 MPa
Điều kiện kiểm tra: Ech >

dv
K cd

Ta có: Ech = 138.7 (MPa) <

.Eyc

dv
K cd

.Eyc =1.10 x 139 = 153 (MPa)

Nhận thấy giai đoạn 7 năm đầu lớp đất dưới khong phù hợp, kiến nghị đổi thành loại A2.

Cấp tk

Năm tt

IV
IV
IV
IV
IV

1
5
7
10
15

Ta có: Ech = 138.7 >

Bảng 20: Eyc giai đoạn 7 năm đầu.
Số Tr/x
Eyc
Emin
Loại mặt
Trục/ng.đ
Mpa
Mpa

=max{Eyc,Emin}

A2
A2
A2
A1
A1

106
113
115
145
153

dv
K cd

43
61
72
93
143

106
113
115
145
153

100
100
100

130
130

Mpa

.Eyc =1.10 x 115 = 126.5 => thỏa mãn.

Kiểm tra điều kiện trượt của nền đường:
Ta có E’tb = 322.89 (MPa), H/D = 1.030, β = 1.110 (Tra bảng 3.6, 22TCN 211-06)=
358.41 (MPa)
❖ Tra toán đồ, với 3 chỉ số: H/D = 1.030, E1/E2 = 7.954, φ = 26 (độ)
Tax/p = 0.0179 => Tax 0.0107 (MPa)
❖ Tra toán đồ, với H = 34 (cm), φ = 26 (độ), ta được: Tav = -0.0010 (MPa)
❖ Lực dính tính toán Ctt = C.k1.k2.k3, trong đó k1 = 0.6, k2 = 0.8, k3 = 1.5
Ctt = 0.020 (MPa)

Ctt
tr
❖ Điều kiện kiểm tra: Tax + Tav = 0.0097 (MPa) < K cd = 0.021 (MPa)
7.2

Giai đoạn 2 (8 năm tiếp theo):

Ech.m = 138.7 x 0.95 = 131.765 (MPa)

22


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG

Bảng 21: Các lớp giai đoạn 2
Lớp vật liệu
Ei (MPa)
BTN loại 1 (>50%)
420
BTN loại 1 (>35%)
350
Lớp móng cũ
131.765
Kiểm tra độ võng đàn hồi cho phép.
Quy đổi 2 lớp BTN thành một lớp tương đương ta có:
K

E2 420
h2 5

  0.625
E
350 = 1.2
h1 8
1
;t=
3

3

�
�
1  k .t1/3 �
1  0.625 x1.21/3 �

� Etb  E1. �

420.
�
� 1  0.625 � 451( Mpa)
�1  k �
�
�
,

H 13

 0.393
D 33
=>  = 0.980

Etbdc   .Etb'

= 0.980 x 451 = 442 (MPa)

Ta có các tỷ số:
H 13

 0.393
D 33
Ech.m 131.765

 0.298
Ecddc
442

�

Tra toán đồ Kogan:
Ech =

Etbdc

Ta có :

Ech
Etbdc = 0.381

x 0.381 = 442 x 0.381 = 168.4 (MPa).

dv
K cd

.Eyc = 1,10x139= 153 (MPa) < 168.4(MPa) = Ech

23

Hi (cm)
5
8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
168  153
x100%  9.8%  10%
Sai số: 153

Kiểm tra điều kiện chịu kéo uốn của lớp bê tông nhựa.
Đối với BTN lớp dưới:
2200 x8  2000 x 6
 2114( Mpa )
14
E1 =

E’tb = 451 (MPa)
Htb = 34 cm
H/D = 34/33 = 1.030
β = 1.110
vậy theo (3-7) ta có : ==4511.030=464.5(Mpa).
45
 0.096
Với = 464.5
,Tra toán đồ Kogan : =0.35

=>= 0.35=0.35464.5 = 162.6 (Mpa)
* Tìm ở đáy lớp bê tông nhựa:
H/D = 13/33 = 0.393
E1/Ech.m = 2114/162.6 = 13
Tra toán đồ ta có:  ku = 1.923 theo (3-10)
Ta được: =1.9230.60.85=0.981(Mpa).
Đối với lớp BTN trên:
H1 = 6, E1 = 2200 MPa
E’tb = 327 Mpa, h = 42 cm
42
Với = 33 =1.272 tra Bảng 3-6 được:=1.139

Vậy: ==3271.139 = 372.5 (Mpa).
45
* Với = 372.5 =0.12 Tra toán đồ kogan : =0.434

= 0.434 =0.434372.5=161.7(Mpa).

24


ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG
* Tim ở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bằng cách tra toán đồ Hình 3-5 (22 TCN 21106 trang 50) với:
6
2200
 0.18
= 33
; = 159 = 13.8

Kết quả tra toán đồ ta được = 2.85 và với p=0.6(Mpa)
=.p.
Trong đó :
p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán nêu trong 3.2.1 và 3.2.2 (22 TCN 211-06 trang
36)
: 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 (do tải trọng tính toán là bánh đôi nên : = 0.85)
3.6.2 22 TCN 211-06 trang 49.
=2,850,60,85=1,45(Mpa).
- Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp BTN theo:
ku
Xác định Rtt

Cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối được xác định theo biểu thức:

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

11,11
11,11

 0, 63
0.22
6 0.22
Ne
�
�
0, 46.10 �
�

Vậy :

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

25