Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.56 MB, 143 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b> </b>ðẠ<b>I H</b>Ọ<b>C </b>ð<b>À N</b>Ẵ<b>NG </b>
<i>Ph</i>ầ<i>n 1: Trình bày các v</i>ấ<i>n </i>đề<i> v</i>ề<i> c</i>ơ<i> s</i>ở<i> tính tốn thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> các h</i>ạ<i>ng m</i>ụ<i>c c</i>ủ<i>a </i>
đườ<i>ng ôtô, c</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o và các ph</i>ươ<i>ng pháp thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> c</i>ơ<i> b</i>ả<i>n các b</i>ộ<i> ph</i>ậ<i>n c</i>ủ<i>a t</i>ừ<i>ng </i>
<i>h</i>ạ<i>ng m</i>ụ<i>c thu</i>ộ<i>c cơng trình </i>đườ<i>ng ơtơ t</i>ừ<i> các y</i>ế<i>u t</i>ố<i> hình h</i>ọ<i>c Bình </i>đồ<i> tr</i>ắ<i>c d</i>ọ<i>c, </i>
<i>tr</i>ắ<i>c ngang </i>ñế<i>n các y</i>ế<i>u t</i>ố<i> c</i>ơ<i> h</i>ọ<i>c nh</i>ư<i> n</i>ề<i>n, m</i>ặ<i>t và cơng trình thốt n</i>ướ<i>c. Ngồi </i>
<i>ra giáo trình c</i>ũ<i>ng trình bày các v</i>ấ<i>n </i>ñề<i> thu</i>ộ<i>c v</i>ề<i> n</i>ộ<i>i dung và trình t</i>ự<i> l</i>ậ<i>p d</i>ự<i> án </i>
đầ<i>u t</i>ư<i> xây d</i>ự<i>ng </i>đườ<i>ng ơtơ c</i>ũ<i>ng nh</i>ư<i> các phân tích kinh t</i>ế<i> và tài chính c</i>ủ<i>a d</i>ự<i>u </i>
<i>án. </i>
<i>Ph</i>ầ<i>n 2: Trình bày nh</i>ữ<i>ng nguyên t</i>ắ<i>c c</i>ơ<i> b</i>ả<i>n trong thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> t</i>ổ<i> ch</i>ứ<i>c thi công và </i>
<i>thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> k</i>ỹ<i> thu</i>ậ<i>t thi cơng </i>đườ<i>ng ơtơ. Các ph</i>ươ<i>ng pháp t</i>ổ<i> ch</i>ứ<i>c thi cơng </i>đườ<i>ng </i>
<i>ơtơ và thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> t</i>ổ<i> ch</i>ứ<i>c thi cơng </i>đườ<i>ng ơtơ. </i>
<i> N</i>ộ<i>i dung trình bày 50 ti</i>ế<i>t lý thuy</i>ế<i>t và 10 ti</i>ế<i>t bài t</i>ậ<i>p, th</i>ả<i>o lu</i>ậ<i>n. V</i>ớ<i>i th</i>ờ<i>i gian </i>
<i>khơng nhi</i>ề<i>u l</i>ạ<i>i ph</i>ả<i>i thâu tóm nhi</i>ề<i>u n</i>ộ<i>i dung c</i>ủ<i>a c</i>ả<i> ph</i>ầ<i>n chuyên môn thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> - </i>
<i>thi công, yêu c</i>ầ<i>u sinh viên ph</i>ả<i>i nghiên c</i>ứ<i>u tr</i>ướ<i>c bài gi</i>ả<i>ng, các giáo trình, tài li</i>ệ<i>u </i>
<i>N</i>ộ<i>i dung bài gi</i>ả<i>ng s</i>ẽ ñượ<i>c chúng tôi c</i>ậ<i>p nh</i>ậ<i>t th</i>ườ<i>ng xuyên theo yêu c</i>ầ<i>u c</i>ủ<i>a </i>
<i>th</i>ự<i>c t</i>ế<i> và ti</i>ế<i>n b</i>ộ<i> khoa h</i>ọ<i>c công ngh</i>ệ<i>. </i>
<i>Nh</i>ữ<i>ng v</i>ấ<i>n </i>ñề<i> c</i>ầ<i>n trao </i>ñổ<i>i th</i>ả<i>o lu</i>ậ<i>n xin </i>ñượ<i>c g</i>ử<i>i v</i>ề<i> B</i>ộ<i> môn </i>ðườ<i>ng ôtô – </i>
ñườ<i>ng thành ph</i>ố<i>, Khoa xây d</i>ự<i>ng C</i>ầ<i>u </i>ñườ<i>ng, tr</i>ườ<i>ng </i>ðạ<i>i h</i>ọ<i>c Bách khoa, </i>ðạ<i>i </i>
<i>h</i>ọ<i>c </i>ð<i>à N</i>ẵ<i>ng t</i>ầ<i>ng 3 Khu A, 54 Nguy</i>ễ<i>n L</i>ươ<i>ng B</i>ằ<i>ng TP </i>ð<i>à N</i>ẵ<i>ng. </i>
<i>Ho</i>ặ<i>c theo </i>ñị<i>a ch</i>ỉ<i> mail: </i>
<b>§1.1 VAI TRỊ C</b>Ủ<b>A </b>ðƯỜ<b>NG ƠTƠ TRONG GIAO THƠNG V</b>Ậ<b>N T</b>Ả<b>I </b>
ðường ơtơ là tổng hợp các cơng trình, các trang thiết bị nhằm phục vụ giao thông
trên đường vì vậy nó có tầm quan trọng rất lớn trong các lĩnh vực kinh tế, chính trị,
hành chính, quốc phịng, văn hố và du lịch. ðường ơtơ có vai trị quan trọng trong
suốt mọi thời đại, mọi chếñộ, mọi nền văn minh trên khắp thế giới. So với các loại
hình vận tải khác (đường thuỷ, đường sắt, đường hàng khơng ) vận tải trên đường ơ
tơ có các ưu nhược điểm sau :
Ư<b>u </b>đ<b>i</b>ể<b>m : (nhi</b>ề<b>u </b>ư<b>u </b>đ<b>i</b>ể<b>m)</b>
- Có tính cơđộng cao, vận chuyển trực tiếp hàng hố, hành khách từ nơi đi đến
nơi đến khơng cần thơng qua các phương tiện vận chuyển trung gian .
- Tốc ñộ vận chuyển cao hơn ñường thuỷ, tương ñương ñường sắt .
- Cưới phí vận chuyển rẻ hơn ñường hàng không .
<b>Nh</b>ượ<b>c </b>ñ<b>i</b>ể<b>m :</b>
- Tai nạn giao thông.
- Tải trọng nhỏ, tiêu hao nhiên liệu nhiều do đó giá thành vận chuyển cao hơn
đường sắt và đường thuỷ .
Q TRÌNH HÌNH THÀNH TUYẾN ðƯỜNG ÔTÔ
<b>Kh</b>ả<b>o </b>
<b>sát </b> <b>Nhiv</b>ụ ệ<b>m </b>
<b>Kh</b>ả<b>o sát </b>
<b>s</b>ơ<b> b</b>ộ
<b>Thi</b>ế<b>t k</b>ế
<b>s</b>ơ<b> b</b>ộ
<b>Ch</b>ọ<b>n 1 </b>
<b>P.A có l</b>ợ<b>i </b>
<b>Kh</b>ả<b>o sát chi ti</b>ế<b>t </b>
PA ñượ<b>c ch</b>ọ<b>n </b>
<b>Thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> k</b>ỹ
<b>thu</b>ậ<b>t </b>
<b>L</b>ậ<b>p </b>
<b>b</b>ả<b>n v</b>ẽ
<b>§1.2 H</b>Ệ<b> TH</b>Ố<b>NG KHAI THÁC V</b>Ậ<b>N T</b>Ả<b>I ÔTÔ VÀ M</b>Ố<b>I QUAN H</b>Ệ<b> GI</b>Ữ<b>A </b>
<b>CÁC B</b>Ộ<b> PH</b>Ậ<b>N TRONG H</b>Ệ<b> TH</b>Ố<b>NG </b>
<b>2.1 . H</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng khai thác v</b>ậ<b>n t</b>ả<b>i ơtơ : (cịn g</b>ọ<b>i là h</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng khai thác t</b>ổ<b>ng th</b>ể
đườ<b>ng ơtơ – BA</b>Д<b>C: </b>ВОДИТЕЛЬ<sub> - </sub>АВТОМАБИЛЬ<sub> - </sub>ДОРОГА<sub>- </sub>СРЕДА<b> )</b>
<b>2.2. M</b>ố<b>i quan h</b>ệ<b> gi</b>ữ<b>a các b</b>ộ<b> ph</b>ậ<b>n trong h</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng </b>: (8 mối quan hệ cơ bản)
<b>a. M</b>ố<b>i quan h</b>ệ<b> gi</b>ữ<b>a “ Ôtô - </b>ðườ<b>ng ôtô “ :</b>
Mối quan hệ này là cơ sởñề xuất các yêu cầu của việc chạy xe ñối với các
yếu tố của ñường , N/C mối quan hệ này ñể ñi ñến quy ñịnh cụ thể các <i>ch</i>ỉ<i> tiêu k</i>ỹ
<i>thu</i>ậ<i>t c</i>ủ<i>a tuy</i>ế<i>n </i>ñườ<i>ng và các gi</i>ả<i>i pháp thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> . </i>
<b>b. M</b>ố<b>i quan h</b>ệ<b> gi</b>ữ<b>a “Môi tr</b>ườ<b>ng bên ngồi - </b>ðườ<b>ng ơtơ “ : </b>
Mơi trường bên ngồi chính là ñiều kiện tự nhiên (ñịa hình, địa mạo, địa
<i>v</i>ị<i> trí c</i>ủ<i>a tuy</i>ế<i>n </i>đườ<i>ng và các gi</i>ả<i>i pháp thi</i>ế<i>t k</i>ế ñể ñả<i>m b</i>ả<i>o tính </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh và b</i>ề<i>n </i>
<i>v</i>ữ<i>ng c</i>ủ<i>a cơng trình </i>
<b>c. M</b>ố<b>i quan h</b>ệ<b> gi</b>ữ<b>a “Mơi tr</b>ườ<b>ng bên ngồi - Ng</b>ườ<b>i lái xe “ : </b>
Nghiên cứu mối quan hệ này ñể biết ñược ảnh hưởng của mơi trường xung
quanh đến tâm - sinh lý của người lái xe
<b>d. M</b>ố<b>i quan h</b>ệ<b> gi</b>ữ<b>a “ </b>ðườ<b>ng - Ơ tơ“ : </b>
3
1 4
2
<b>LÁI XE </b>
<b>Ô TÔ </b>
ðƯỜ<b>NG </b>
<b>M</b>ố<b>i quan h</b>ệ<b> này nói lên </b>ả<b>nh h</b>ưở<b>ng c</b>ủ<b>a ch</b>ấ<b>t</b> lượng ñường ñến các chỉ tiêu
khai thác vận tải của ơ tơ (tốc độ , lượng tiêu hao nhiên liệu, năng suất của ô tô . .)
Kết luận: Nghiên cứu các quan hệ này ñể ñề ra các giải pháp thiết kế hợp lý
nhằm tạo ra tuyến đường có khả năng phục vụ tốt, đạt hiệu quả cao (an toàn, tiện
nghi và kinh tế - SCE)
<b>§1.3 M</b>Ạ<b>NG L</b>ƯỚ<b>I </b>ðƯỜ<b>NG ƠTƠ – PHÂN LO</b>Ạ<b>I , PHÂN C</b>Ấ<b>P </b>ðƯỜ<b>NG </b>
<b>4.1. M</b>ạ<b>ng l</b>ướ<b>i </b>đườ<b>ng ơ tơ : </b>
1.1 Mạng lưới ñường Quốc lộ : ðường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn
hố lớn của quốc gia .
Ví dụ: Quốc lộ 1A : Lạng Sơn - Nam bộ
- Quốc lộ 5 : Hà Nội - Hải Phòng
1.2. Mạng lưới ñường ñịa phương (tỉnh, huyện, xã ) : ðường nối các trung tâm
kinh tế, chính trị, văn hố của ñịa phương ( tỉnh , huyện , xã ).
1.3. Các chỉ tiêu ñánh giá mức ñộ phát triển của mạng lưới đường (MLð) ơ tơ :
<i><b>+ M</b></i>ậ<i><b>t </b></i>ñộñườ<i><b>ng / 1000 km2 lãnh th</b></i>ổ<i><b>: </b></i>
-ðối với các nước phát triển 250 ( 1000 km/1000km2
-ðối với các nước ñang phát triển 100 ( 250 km/1000km2
-ðối với các nước chậm phát triển <100 km/1000km2
<i><b>+ Chi</b></i>ề<i><b>u dài </b></i>ñườ<i><b>ng / 1000 dân: </b></i>
Mức trung bình khi đạt được 3-5 km đường có lớp mặt cấp cao/1000 dân.
<i><b>+ Chi</b></i>ề<i><b>u dài </b></i>đườ<i><b>ng / 1 ph</b></i>ươ<i><b>ng ti</b></i>ệ<i><b>n giao thơng: </b></i>
- Chiều dài đường > 50m cho một ơtơ là phù hợp.
- Chiều dài đường 20 ( 50m cho một ơtơ là cần bổ sung.
- Chiều dài ñường < 20m cho một ôtô là quá thấp.
<b>4.2. C</b>ấ<b>p h</b>ạ<b>ng c</b>ủ<b>a </b>ñườ<b>ng : </b>
Việc phân cấp hạng của ñường là cần thiết giúp cho công tác quản lý, khai thác và
thiết kế, tính tốn các chỉ tiêu kỹ thuật.
ðố<b>i v</b>ớ<b>i </b>đườ<b>ng ơtơ thơng th</b>ườ<b>ng thu</b>ộ<b>c m</b>ạ<b>ng l</b>ướ<b>i </b>đườ<b>ng qu</b>ố<b>c gia </b>
<i>B</i>ả<i>ng 1-1 </i>
<b>C</b>ấ<b>p </b>
ñườ<b>ng </b>
<b>L</b>ư<b>u l</b>ượ<b>ng xe </b>
<b>thi</b>ế<b>t </b> <b>k</b>ế
<b>(xcq</b>ñ<b>/n</b>ñ<b>) </b> <b>Ch</b>ứ<b>c n</b>ă<b>ng c</b>ủ<b>a </b>ñườ<b>ng </b>
Cao
tốc > 25.000 - ðường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729 : 97.
Cấp I > 15.000
- ðường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hố lớn của đất nước.
- Có dải phân cách giữa, có khống chế một phần các cửa
ra vào, cịn có nút giao thơng cùng mức.
- Về hành chính thường là đường quốc lộ
Cấp
II 6000 ÷ 15000
- ðường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hố
lớn của ñịa phương và nối với ñường cao tốc, ñường cấp I.
- Có thể là quốc lộ hoặc đường tỉnh.
Cấp
III > 1000
- ðường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hố
lớn của ñịa phương và nối với ñường cao tốc, ñường cấp I,
cấp II.
- Có thể là quốc lộ, đường tỉnh hay ñường huyện.
Cấp
IV ≥ 500
- ðường nối các trung tâm của ñịa phương. ðường nối
các ñiểm lập hàng, các khu dân cư.
- Có thể là quốc lộ, đường tỉnh, ñường huyện hay
ñường xã.
Cấp
V < 500
- ðường phục vụ giao thông ñịa phương ở các vùng núi.
- ðường huyện hay ñường xã.
<b>C</b>ấ<b>p </b>
<b>h</b>ạ<b>ng </b> <b>I </b> <b>II </b> <b>III </b> <b>IV </b> <b>V </b> <b>VI </b>
ðịa
hình
ðB
,ð ðB,ð
ðB,
ð Núi
ðB,
ð Núi
ðB,
ð Núi Núi
Tốc độ
tính tốn
Vtt (km/h)
120 100 80 60 60 40 40 30 20
ðối với ñường cao tốc: theo tiêu chuẩn TCVN 5729-97 Thiết kếñường cao tốc.
ðối với đường đơ thị: theo TCXDVN 104-2007- ðường đơ thị - u cầu thiết kế
Giới thiệu tiêu chuẩn của một số nước: Nga, Mỹ, Pháp, Canada, Úc, Nhật và Trung
5.1. Tuyến ñường : Là ñường nối giữa các tim ñường , do ñiều kiện tự nhiên tuyến
ñường gồm các ñoạn thẳng, ñoạn cong nối tiếp nhau .
5.2. Bình đồ : Là hình chiếu của tuyến đường trên mặt phẳng nằm ngang cùng với
địa hình thể hiện bằng các đường đồng mức.
5.3. Trắc dọc : Là mặt cắt thẳng ñứng dọc theo tuyến ñường ñã ñược duỗi thẳng .
5.4. Trắc ngang : Là hình chiếu các yếu tố của đường lên hình chiếu thẳng góc với
tim đường.
5.5 Các cơng trình nền, mặt, thốt nước, gia cố và chống ñỡ.
190
170
180
KHOẢNG CÁCH LẺ (m)
KHOẢNG CÁCH CỘNG DỒN (m)
ĐOẠN THẲNG_ĐOẠN CONG
TÃN COÜC
BÌNH ĐỒ DUỖI THẲNG
ĐỘ DỐC THIẾT KẾ (‰)-K.CÁCH (m)
CAO ĐỘ THIẾT KẾ (m)
CAO ĐỘ TỰ NHIÊN (m)
TỶ LỆ NGANG : 1/5000
TỶ LỆ ĐỨNG : 1/500
TRẮC DỌC SƠ BỘ
PHỈÅNG ẠN I
88.46
100.00
H2
A=KM0 H1
10
0.
00
0.
00
100.00
20
0.
00
100.00
H5
H4
H3
40
0.
00
30
0.
00
100.00
50
0.
00
100.00
R = 470
P = 51.0
30
.0
0
TD1 H7
H6 H8
K = 419.5
α= 51°08'24''
60
0.
00
80.00
80
0.
00
70
0.
00
100.00
H9 KM1
T = 224.9
KM1
100.00
90
0.
00
10
00
.0
0
18
0.
00
17
8.
20
18
0.
00
17
6.
50
400
17
3.
44
17
5.
00
φ 100 KM0 + 400
CỐNG TÍNH TỐN BTCT R = 8000 K = 144.00 T = 72.00 d = 0.33
17
8.
90
17
7.
80
17
6.
70
17
5.
60
17
6.
25
17
7.
00
17
7.
70
17
7.
20
17
7.
60
17
6.
70
70 <sub>2.</sub>60 0.15
1.
15 2.10 0.90
0.
65
0.
55 <sub>0.</sub>45 0.
00
300
7 <sub>5</sub>
0.
00
11
.5
4
17
6.
26
17
6.
26
d = 0.18
PHỈÅNG ẠN I
in
in
il il
1:1
BM B<sub>l</sub>
Bl
ðường tự nhiên <sub>K</sub><sub>ế</sub><sub>t c</sub><sub>ấ</sub><sub>u áo </sub><sub>ñườ</sub><sub>ng</sub>
<b>§2.1 M</b>Ộ<b>T S</b>Ố<b> V</b>Ấ<b>N </b>ðỀ<b> V</b>Ề<b> S</b>Ự<b> CHUY</b>Ể<b>N </b>ðỘ<b>NG C</b>Ủ<b>A ÔTÔ TRÊN </b>ðƯỜ<b>NG </b>
<b>2.1.1 CÁC L</b>Ự<b>C TÁC D</b>Ụ<b>NG LÊN ÔTÔ KHI CHUY</b>Ể<b>N </b>ðỘ<b>NG </b>
+ Lực kéo.
+ Lực cản:
• Lực cản lăn Pf .
• Lực cản khơng khí Pω .
• Lực cản lên dốc Pi.
• Lực cản quán tính Pj.
<i><b>L</b></i>ự<i><b>c c</b></i>ả<i><b>n c</b></i>ủ<i><b>a xe trên </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>
<i><b>a.</b></i> <i><b>L</b></i>ự<i><b>c c</b></i>ả<i><b>n l</b></i>ă<i><b>n Pf: </b></i>
Khi xe chạy tại các ñiểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt ñường, xuất hiện lực
cản lăn. Lực này ngược chiều với chiều chuyển ñộng của xe.
Lực cản lăn sinh ra do :
- - Biến dạng của lốp xe .
- - Do xe bị xung kích và chấn động trên mặt đường khơng bằng phẳng.
- - Do ma sát trong các ổ trục của bánh xe.
Thực nghiệm cho thấy lực cản lăn tỷ lệ với trọng lượng tác dụng lên bánh xe :
Pf = G.f ( 2-1)
Trong đó:
G : Trọng lượng của xe (KG)
Pf : Lực cản lăn (KG)
f : Hệ số sức cản lăn
- Phụ thuộc chủ yếu vào <i><b>lo</b></i>ạ<i><b>i m</b></i>ặ<i><b>t </b></i>ñườ<i><b>ng</b></i>.
- Trong ñiều kiện lốp xe cứng, tốt, hệ số sức cản lăn trung bình phụ thuộc vào
loại mặt ñường như sau (f0) :
- Bảng 2-1
<b>Lo</b>ạ<b>i m</b>ặ<b>t </b>ñườ<b>ng </b> <b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> l</b>ự<b>c c</b>ả<b>n l</b>ă<b>n fo</b>
- - Bêtông ximăng và BTN
- đá dăm và cuội sỏi ựen
- đá dăm trắng
- ðường lát ñá
- ðường đất khơ và bằng phẳng
- ðường đất ẩm và không bằng phẳng
- ðường cát khô, rời rạc
0.01 ÷ 0.02
0.01 ÷ 0.025
0.03 ÷ 0.05
0.04 ÷ 0.05
0.04 ÷ 0.05
0.07 ÷ 0.15
0.15 ÷ 0.30
* Khi tốc ñộ xe chạy nhỏ hơn 50 km/h thì hệ số sức cản lăn khơng phụ thuộc vào
vận tốc : f = f0.
* Khi tốc ñộ xe chạy lớn hơn 50 km/h thì hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào vận
tốc.
f = fo [1 + 0,01(V-50)] ( 2-2)
Trong ñó V : tốc ñộ xe chạy (km/h )
<i><b>b.</b></i> <i><b>L</b></i>ự<i><b>c c</b></i>ả<i><b>n khơng khí:</b></i>
Ngun nhân sinh ra lực cản khơng khí :
- - Khối khơng khí trước xe bị ép lại.
- - Do ma sát giữa khơng khí và thành xe .
- - Do khối khơng khí chân khơng ngay phía sau xe hút lại.
Cơng thức xác định lực cản khơng khí : Pw = C.ρ.F.V2 (2-3)
Trong đó :
F : Diện tích cản trở F = 0,8.B.H (m2). (2-4)
B, H : Bề rộng và chiều cao của xe (m).
V : Tốc ñộ tương ñối của xe, tức là phải kể đến tốc độ của gió,
trong tính tốn coi tốc độ của gió bằng khơng, V là tốc độ của ơtơ (m/s).
ρ: Mật độ khơng khí (kg/m3).
ðểđơn giản lấy F:
- - ðối với xe tải và xe buýt F = 3- 5,5 m2.
- - ðối với xe con F = 1,5- 2,8 m2.
Gọi K= C. ( là hệ số sức cản khơng khí phụ thuộc vào từng loại xe:
- - Xe tải K = 0,06 - 0,07.
- - Xe buýt K = 0.04 - 0.06.
- - Xe con K = 0.025 ÷ 0.035.
- Khi vận tốc gió Vgió = 0 thì P =Ā (km/h). (2-5)
- Khi vận tốc gió Vgió = 0 thì P =Ā (2-6)
*Trong trường hợp xe có rơmooc thì sức cản P( tăng lên từ (25(30%
<i><b>c .L</b></i>ự<i><b>c c</b></i>ả<i><b>n lên d</b></i>ố<i><b>c P</b><b>i</b><b> : </b></i>
Pi = ± G. sinα. (2-7)
Do α , xem gần ñúng sinα= tgα = i.
⇒ Pi = ± G.i. (2-8)
Trong đó:
i: là ñộ dốc dọc của ñường.
Lấy dấu “ + “ khi lên dốc.
<i><b>d .L</b></i>ự<i><b>c c</b></i>ả<i><b>n quán tính Pj :</b></i>
Lực cản quán tính :
Pj = m.j (KG). (2-9)
Trong đó:
m: là khối lượng của xe (kg).
m =
g
G <sub> </sub> <sub> (2-10) </sub>
G: Trọng lượng.
g: Gia tốc trọng trường.
Pj = ±δ. G<sub>g</sub>.dV<sub>dt</sub> (2-12)
Trong đó:
δ: là hệ số kểđến sức cản qn tính của các bộ phận quay.
δ = 1,03÷ 1,07
<i><b>e .T</b></i>ổ<i><b>ng l</b></i>ự<i><b>c c</b></i>ả<i><b>n tác d</b></i>ụ<i><b>ng lên ơ tơ : </b></i>
Khi xe chạy trên đường nó chịu tác dụng của tổng lực cản Pc
Pc = Pf + Pω + Pi + Pj (2-13)
Pc = Pω+ G.f ± G.i ±δ
dt
dV
g
G <sub> </sub> <sub>(2-14) </sub>
<b>L</b>ự<b>c kéo c</b>ủ<b>a ơtơ:</b>
Do q trình đốt cháy nhiên liệu trong ñộng cơ -> nhiệt năng -> ñược chuyển hóa
thành cơng năng của cơng suất hiệu dụng N, công suất này tạo nên một mômen M
tại trục khuỷu của động cơ.
<b>2.1.2 PH</b>ƯƠ<b>NG TRÌNH CHUY</b>Ể<b>N </b>ðỘ<b>NG VÀ </b>ðẶ<b>C TÍNH </b>ðỘ<b>NG L</b>Ự<b>C C</b>Ủ<b>A ƠTƠ. </b>
<i><b>Ph</b></i>ươ<i><b>ng trình chuy</b></i>ể<i><b>n </b></i>độ<i><b>ng: </b></i>
ðiều kiện để ơtơ chuyển động:
⇒ Pk > Pf + Pω + Pi + Pj
Pk - Pω> Pf + Pi + Pj
Pk - Pω> G.f ± G.i ±δ <sub>dt</sub>
(2-22)
Gọi (2-22) là phương trình chuyển động của ơtơ.
ðặ<b>c tính </b>độ<b>ng l</b>ự<b>c c</b>ủ<b>a ơ tơ :</b>
Từ cơng thức (2-22) ta có :
dt
dV
g
i
f
G
P
-Pk δ
±
±
>
ω <sub> </sub> <sub>(2-23) </sub>
.
P
-Pk
<i>j</i>
<i>i</i>
<i>f</i>
<i>G</i> > ± ±
ðặt D = (Pk - Pω)/G là <b>nhân t</b>ốđộ<b>ng l</b>ự<b>c c</b>ủ<b>a ơtơ</b>
<b>Nhân t</b>ố độ<b>ng l</b>ự<b>c c</b>ủ<b>a ôtô</b> là sức kéo của
ơtơ trên một đơn vị trọng lượng sau khi trừ đi
sức cản khơng khí, nhân tố động lực phụ
thuộc số vịng quay của động cơ. Qua các tỷ
số truyền động, tính ñược giá trị D phụ thuộc
vào tốc ñộ V. Quan hệ này ñược thể hiện bằng
biểu ñồ nhân tố ñộng lực. Các ñường cong
ñược lập khi bướm ga của ñộng cơ mở hoàn
toàn hay bơm nhiên liệu động cơ điezen mở
hồn tồn.
*Xét trường hợp xe chạy với tốc ñộ ñều V=const
⇒ =0
dt
D > f ± i (2-24)
Trong đó:
D: Nhân tốđộng lực của ơtơ.
f: Hệ số sức cản lăn.
i: ðộ dốc dọc.
Vế trái của ( 2-24 ) phụ thuộc vào ôtô
Vế phải của (2-24) phụ thuộc vào ñ<b>i</b>ề<b>u ki</b>ệ<b>n </b> ñườ<b>ng (conditional road, </b>
<b>geometric road) </b>
<b>* Nh</b>ậ<b>n xét: </b>
Nếu biết tổng sức cản tác dụng lên ơtơ thì dựa vào cơng thức (2-24) chúng ta có
thể xác ñịnh ñược tốc ñộ chuyển ñộng lớn nhất tương ứng với các loại ơtơ chạy trên
đường và tốc độđó gọi là tốc độ cân bằng.
Biểu đồ biểu thị quan hệ giữa D và V, D = f(V) ứng với các chuyển số khác nhau
ñược gọi là biểu đồ nhân tốđộng lực của ơtơ .
Dựa vào cơng thức (2-24) ta có các bài tốn sau:
D
00.25
0.20
0.15
0.05
0.10
0
<i><b>- Xác </b></i>ñị<i><b>nh idmax cho các lo</b></i>ạ<i><b>i xe khi bi</b></i>ế<i><b>t t</b></i>ố<i><b>c </b></i>ñộ<i><b> thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b>. </b></i>
<i><b>- Xác </b></i>ñị<i><b>nh t</b></i>ố<i><b>c </b></i>ñộ<i><b> xe ch</b></i>ạ<i><b>y lý thuy</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ủ<i><b>a các lo</b></i>ạ<i><b>i xe khi bi</b></i>ế<i><b>t </b></i>ñộ<i><b> d</b></i>ố<i><b>c d</b></i>ọ<i><b>c c</b></i>ủ<i><b>a </b></i>
ñườ<i><b>ng. </b></i>
<i><b>- V</b></i>ẽ<i><b> bi</b></i>ể<i><b>u </b></i>ñồ<i><b> t</b></i>ố<i><b>c </b></i>ñộ<i><b> xe ch</b></i>ạ<i><b>y lý thuy</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ủ<i><b>a các lo</b></i>ạ<i><b>i xe. </b></i>
2.1.3 LỨC BÁM CỦA BÁNH XE VỚI MẶT ðƯỜNG
Trường hợp tại A khơng có phản lực T (phản lực của đường tác dụng vào lốp xe)
thì tại A không tạo nên một tâm quay tức thời. Như vậy Mk không chuyển thành Pk
( bánh xe sẽ quay tại chỗ).
Phản lực T gọi là lực bám giữa bánh xe với mặt ñường và T là một lực bịñộng.
- Giá trị lực T phụ thuộc vào PK . Khi PK tăng thì T cũng tăng theo và T khơng
thể tăng mãi được, T tăng đến giá trị Tmax (lực bám lớn nhất). Nếu tiếp tục tăng PK
> Tmax thì điểm tiếp xúc khơng trở thành tâm quay tức thời ñược và bánh xe sẽ quay
tại chỗ hoặc trượt dai trên đường. Do đó ñiều kiện ñể xe chuyển ñộng ñược là:
PK≤ Tmax (2-25)
Tmax = ϕ . GK (2-26).
Trong ñó:
ϕ: là hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường, phụ thuộc vào tình trạng của
mặt đường và ñiều kiện xe chạy.
Bảng 2-2
<b>Tình tr</b>ạ<b>ng m</b>ặ<b>t </b>đườ<b>ng </b> ð<b>i</b>ề<b>u ki</b>ệ<b>n xe ch</b>ạ<b>y </b> ϕϕϕϕ
Khô sạch Rất thuận lợi 0,7
Khơ sạch Bình thường 0,5
Ẩm, bẩn Không thuận lới 0,25-0,3
GK: trọng lượng của xe trên trục chủñộng.
Từ (2-25) và (2-26) => PK < ϕ . GK (2-27)
Trừ hai vế của (2-27) cho sức cản khơng khí:
PK - Pω≤ϕ . GK - Pω
D = ω≤
G
P
G
P
G
. <sub>K</sub> − <sub>α</sub>
ϕ
Kết hợp cả 2 ñiều kiện lực cản và lực bám ta ñược :
f ±i< D ≤
G
P
G
. K − α
ϕ <sub> </sub> <sub>(2-28) </sub>
* Nhận xét : Nghiên cứu sức bám của bánh xe với mặt ñường ñể tìm các giải
pháp nâng cao độ nhám của mặt đường, tăng an tồn giao thơng.
2.2.1 ðẶC ðIỂM XE CHẠY TRÊN ðƯỜNG CONG NẰM.
Khi chạy trong ñường cong, xe phải chịu những ñiều kiện bất lợi:
1 - Xe phải chịu thêm lực ly tâm. Lực này ñặt ở trọng tâm của xe, hướng nằm
ngang, chiều từ tâm đường cong ra ngồi, có trị số:
C =
R
V
.
m 2
(2-29)
Trong đó:
m: Khối lượng của xe. [ kg ]
V: tốc ñộ của xe. [m/s]
R: Bán kính ñường cong tại
nơi tính tốn. [ m ]
Lực ly tâm có thể gây lật xe, gây
trượt ngang, làm tiêu tốn nhiên<b> li</b>ệ<b>u,</b>
<b>hao mịn x</b>ă<b>m l</b>ố<b>p, gây cho vi</b>ệ<b>c </b>đ<b>i</b>ề<b>u khi</b>ể<b>n xe khó kh</b>ă<b>n,</b> làm khó chịu cho hành
khách.
2 - Bề rộng phần xe chạy lớn hơn so với ñường thẳng.
3 - Tầm nhìn của người lái xe bị hạn chế.
b
Y
Y
Do đó u cầu ñặt ra ở ñây là nghiên cứu các biện pháp thiết kếñể cải thiện các
ñiều kiện bất lợi trên .
2.2.2 LỰC NGANG VÀ HỆ SỐ LỰC NGANG
<i><b> L</b></i>ự<i><b>c ngang : </b></i>
Gọi Y là tổng lực ngang tác dụng lên ơtơ khi chạy trên đường cong:
Y = C.cosα± G.sinα. (2-30)
“ + “ khi xe chạy ở phía lưng đường cong
“ - “ khi xe chạy ở phía bụng đường cong
Do góc ( nhỏ nên xem gần đúng ta có:
Cosα≈ 1, Sinα≈ tgα≈in
⇒ Y = C ± G.in
Y = <sub>g</sub><sub>.</sub><sub>R</sub> in
V
.
G
±
2
G [ V(m/s)] (2-31)
G
Y
= n
2
i
R
.
127
V
± [ V(km/h] (2-32)
ðặt µ =Y/ G là hệ số lực ngang (Lực ngang tác dụng trên một ñơn vị trọng
lượng xe)
µ = <sub>.</sub><sub>R</sub> in
V
±
127
2
(2-33)
<i><b>Xác </b></i>đị<i><b>nh h</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> l</b></i>ự<i><b>c ngang </b></i>
Lực ngang Y hay hệ số lực ngang µ có thể gây ra những ảnh hưởng xấu cho ôtô:
- Làm xe bị lật
- Làm xe bị trượt ngang.
- Gây cảm giác khó chịu với hành khách và người lái.
- Làm tiêu hao nhiên liệu và hao mịn xăm lốp.
<i>Theo </i>đ<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh ch</i>ố<i>ng l</i>ậ<i>t : </i>
Y = <sub>g</sub><sub>.</sub><sub>R</sub> in
V
.
G
±
2
ðể xe không bị lật: G.(b−∆)
2 ≥ Y.h (2.34)
Trong ñó: b là khoảng cách giữa hai bánh xe.
Y: lực ngang.
∆: ðộ lệch tâm so với tâm hình học của xe ∆=0,2.b
⇒ 0,3.G.b ≥ Y.h
0,3b/h =Y/G ( tỉ số b/h phụ thuộc từng loại xe )
Xe con
h
b
= 2÷3
Xe buýt , xe tải b/h = 1,7 - 2,2
ðểñơn giản lấy b/h = 2
⇒<sub>µ</sub><sub> </sub><sub>≤</sub><sub> 0,3.2 = 0,6 </sub>
µ≤ 0,6.
<i>Theo </i>ñ<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n </i>ổ<i>n </i>ñị<i>nh ch</i>ố<i>ng tr</i>ượ<i>t ngang : </i>
Q = <sub>Y</sub>2 <sub>P</sub>2
+
ðiều kiện ñể xe không trượt:
<sub>Y</sub>2 <sub>P</sub>2
+ = Q ≤ G.ϕ
G: Tải trọng tác dụng trên bánh xe.
ϕ : Hệ số bám giữa bánh xe với mặt ñường
ϕ 2
2
2
1 ϕ
ϕ +
=
ϕ1: Hệ số bám dọc =(0,7 - 0,8) ϕ
ϕ2: Hệ số bám ngang =(0,6 - 0,7) ϕ
Khi đó: Y/G ≤ϕ2 và µ = <sub>G</sub>Y≤ϕ2 (2-35)
Khi mặt ñường khô, sạch ϕ = 0,6 ϕ2 = 0,36 µ ≤ 0,36
Pk=G.ϕ1
Y=G. ϕ2
Khi mặt ñường ẩm, sạch ϕ = 0,4 ϕ2 = 0,24 ⇒ µ≤ 0,24
Khi mặt đường ẩm, bẩn ϕ = 0,2 ϕ2 = 0,12 µ ≤ 0,12
<i>c.</i> <i>Theo </i>ð<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n êm thu</i>ậ<i>n và ti</i>ệ<i>n nghi </i>ñố<i>i v</i>ớ<i>i hành khách: </i>
Khi µ≤ 0,1 : hành khách chưa cảm nhận xe vào đường cong.
Khi µ = 0,1 - 0,15 : hành khách bắt ñầu cảm nhận có đường cong và rất khó
chịu.
Khi µ =0,15 - 0,2 : hành khách cảm thấy vơ cùng khó chịu.
Về phương diện êm thuận của hành khách µ≤ 0,1
<i>d . Theo </i>ñ<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n tiêu hao nhiên li</i>ệ<i>u và x</i>ă<i>m l</i>ố<i>p: </i>
Khi chạy trên ñường cong bánh xe phải hợp với trục dọc một góc δ. Do có lực ly
tâm, bánh xe lệch sang một bên và khi quay khơng quay hết góc δ được mà chịu
một góc lệch δ so với trục chuyển ñộng của xe. δ càng lớn thì tiêu hao xăm lốp
càng nhiều.
Muốn giảm nhẹ tiêu hao này thì µ≤ 0,1.
Kết luận : ðể ñảm bảo ñiều kiên ổn ñịnh và tiện nghi khi xe vào ñường cong
năm, khi thiết kế chúng ta sử dụng hệ số lực ngang µ như sau:
- Khi điều kiện địa hình thuận lợi nên chọn µ ≤ 0,1.
- Trong điều kiện khó khăn cho phép µ = 0,15 ( khi này phải dùng ñộ dốc siêu
cao lớn nhất)
- Trong điều kiện cực kỳ khó khăn cho phép lấy giá trị lớn nhất của µ = 0,20
(khi này phải dùng giải pháp thiết kếñường cong con rắn)
2.2.3 XÁC ðỊNH BÁN KÍNH ðƯỜNG CONG NẰM NHỎ NHẤT
2.2.3.1. Theo ñiều kiện về hệ số lực ngang :
Có bố trí siêu cao:
)
(
127
)
( max
2
max
2
min
<i>sc</i>
<i>sc</i> <i>i</i>
<i>V</i>
<i>i</i>
<i>g</i>
+
=
+
=
µ
Khơng bố trí siêu cao:
)
(
127
)
(
2
2
min
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>ksc</i>
<i>i</i>
<i>g</i>
<i>v</i>
<i>R</i>
−
=
−
=
µ
µ (2-37)
2.2.3.2. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban ñêm :
Rmin =
α
I
S
30 <sub> </sub> <sub>(2-38) </sub>
Trong đó :
SI : Tầm nhìn một chiều [m]
α : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô. [ 2 ñộ ]
2.2.4 SIÊU CAO (superevelevation or pdévers)
<i><b>2.2.4.1 Siêu cao và </b></i>ñộ<i><b> d</b></i>ố<i><b>c siêu cao : </b></i>
<b> T</b>ừ<b> công th</b>ứ<b>c xác </b>đị<b>nh h</b>ệ<b> s</b>ố<b> l</b>ự<b>c ngang</b>
µ = <sub>.</sub><sub>R</sub> in
V
±
127
2
ðể giảm có các biện pháp sau:
- Tăng R.
- Giảm V.
- Làm dốc ngang một mái về phía bụng đường cong (siêu cao)
<i>a. M</i>ụ<i>c </i>đ<i>ích c</i>ủ<i>a vi</i>ệ<i>c b</i>ố<i> trí siêu cao: </i>
- Nhằm giảm hệ số lực ngang µ
- Tăng tốc độ xe chạy
- Tăng mức độ an tồn xe chạy.
<i>b. </i>ðộ<i> d</i>ố<i>c siêu cao: </i>
+ ðộ dốc siêu cao : isc = in -> iscmax
Trong đó : in là ñộ dốc ngang của mặt ñường ( %)
iscmax là ñộ dốc siêu cao lớn nhất ( %)
Đoạn nối siêu cao
ðường cong trũn
oa
ỷn
nọ
ỳi s
ió
u
ca
o
B
R0
Độ dốc
siêu
isc = <sub>n</sub><sub>.</sub>V<sub>g</sub><sub>.</sub><sub>R</sub>
2
(2-39)
ðộ dốc siêu cao ứng với các bán kính đường cong nằm (TCVN4054-05)
<b>8 </b> <b>7 </b> <b>6 </b> <b>5 </b> <b>4 </b> <b>3 </b> <b>2 </b>
<i><b>Khơng </b></i>
<i><b>làm siêu </b></i>
<i><b>cao</b></i>
100 400
÷450
450
÷500
500
÷550
550
÷650
650
÷800
800
÷1000
1000
÷4000 ≥4000
80 250
÷275
275
÷300
300
÷350
350
÷425
425
÷500
500
÷650
650
÷2500 ≥2500
60 - 125
÷150
150
÷175
175
÷200
200
÷250
250
÷300
300
÷1500 ≥1500
40 - - 60÷75 75÷10 100÷600 ≥600
30 - 30÷50 50÷75 75÷350 ≥350
20 - 25÷50 50÷75 75÷150 - ≥150
<i><b>2.2.4.2. C</b></i>ấ<i><b>u t</b></i>ạ<i><b>o d</b></i>ộ<i><b> d</b></i>ố<i><b>c siêu cao: </b></i>
- ðoạn nối siêu cao ñược thực hiện với
mục đích chuyển hóa một cách điều hịa từ
trắc ngang thơng thường hai mái sang trắc
ngang đặc biệt có siêu cao .
Sự chuyển hóa sẽ tạo ra một ñộ dốc phụ ip.
Chiều dài ñoạn nối siêu cao:
Ln =
p
sc
i
)
E
B
(
Trong đó:
B: Bề rộng mặt đường.
E: ðộ mở rộng mặt ñường trong ñường cong.
ip: ðộ dốc dọc phụ cho phép
Lấy ip = 1% khi V = 20(40 km/h.
Tốc độ
Lấy ip = 0,5% khi V ( 60 km/h.
* Việc chuyển hóa ñược tiến hành như sau :
Trước khi vào ñoạn nối siêu cao, cần một ñoạn 10m ñể vuốt cho lề đường có
cùng độ dốc ngang của mặt đường in sau đó tiến hành theo 1 trong 3 phương pháp
sau :
1. Quay mái mặt ñường và lềñường phái lưng ñường cong quanh tim ñường cho
mặt ñường trở thành một mái với ñộ dốc tối thiểu rồi tiếp tục quay quanh tim cho
tới khi cả mặt ñường ñạt ñộ dốc siêu cao (thường dùng với đường thành phố có bề
rộng phần xe chạy hẹp).
2. Quay mặt ñường và lềñường phái lưng ñường cong quanh tim ñường cho mặt
ñường trở thành một mái với ñộ dốc tối thiểu, sau ñoú quay quanh mép trong mặt
ñường cho ñến khi ñạt ñến ñộ dốc siêu cao (phương pháp này khối lượng ñào ñắp
nhiều nên thường dùng cho đường ngồi thành phố)
3. Khi phần xe chạy lớn hơn 7m có thể thực hiện bằng cách quay quanh 1 trục ảo
cách mép phần xe chạy 7m.
2.2.5 ðƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP (Transition curve or courbe de transition).
<i><b>2.2.5.1 M</b></i>ụ<i><b>c </b></i>đ<i><b>ích c</b></i>ủ<i><b>a vi</b></i>ệ<i><b>c thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ếñườ<i><b>ng cong chuy</b></i>ể<i><b>n ti</b></i>ế<i><b>p: </b></i>
Khi xe chạy từñường thẳng vào ñường cong, phải chịu các thay ñổi:
- Bán kính từ∞ chuyển bằng R.
- Lực ly tâm tăng từ 0 ñến C
- Góc δ hợp giữa trục bánh xe trước và trục sau xe từ 0 ñến δ .
Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho người lái xe và hành
khách. ðể đảm bảo có sự chuyển biến điều hịa về lực ly tâm, về góc ( và về cảm
giác của hành khách cần phải có một đường cong chuyển tiếp giữa ñường thẳng và
R=
S
C
x
s
A α
<b>2.2.5.2</b> <b>Xác </b>ñị<b>nh chi</b>ề<b>u dài c</b>ủ<b>a </b>ñườ<b>ng cong chuy</b>ể<b>n ti</b>ế<b>p: </b>
* Các giả thiết: Giả thiết 1 là tốc ñộ xe chạy trên ñường cong chuyển tiếp khơng
đổi và bằng tốc độ thiết kế. Giả thiết 2 là trên chiều dài ñường cong chuyển tiếp, gia
tốc ly tâm thay ñổi từ 0 ñến v2 /R ñồng thời bán kính ñường cong thay ñổi ñều từ
ρ =0 tới R, tỷ lệ bậc nhất với chiều dài ñường cong chuyển tiếp.
- Gọi I là ñộ tăng gia tốc ly tâm trên ñường cong chuyển tiếp I = const
- t là thời gian xe chạy trên ñường cong chuyển tiếp.
I =
t.
R
V2
(m/s3)
t =
V
Lct <sub> (s) </sub>
I
⇒ <sub> =</sub>
ct
3
L
.
R
v
ct
[ V (m/s)] (2-41)
Lct =
I.
R
V3
[V(km/h)] (2-42)
Trong đó:
- V: tốc độ xe chạy [km/h]
- R: Bán kính đường cong nằm.
- I: ðộ tăng gia tốc ly tâm (m/s3).
Theo quy trình Mỹ : I = 0,3(0,9 m/s3
Theo quy trình Pháp : I = 0,65(1 m/s3
Theo quy trình Việt Nam : I = 0,5 m/s3
Lct = <sub>23</sub>V<sub>,</sub><sub>5</sub><sub>.</sub><sub>R</sub>
<i>* L</i>ư<i>u ý: </i>
Khi ñường cong vừa có Ln, Lct thì bố trí đoạn vuốt nối và chuyển tiếp trùng
nhau và lấy cùng một chiều dài: L = max [ Lct , Ln]
<i><b>Ph</b></i>ươ<i><b>ng trình c</b></i>ủ<i><b>a </b></i>đườ<i><b>ng cong chuy</b></i>ể<i><b>n ti</b></i>ế<i><b>p: </b></i>
Xét một điểm bất kỳ trên đường cong chuyển tiếp. Có chiều dài tính từ gốc tọa
độ S, bán kính ρ:
S =
I.
.
47
V3
ρ (2-44)
Gọi C= v3/ I = const
⇒<sub> S = </sub>
ρ
C
hay ρ <i>C</i>
<i>S</i>
=
ðây là phương trình đường cong <b>clothoide hay còn g</b>ọ<b>i là </b>ñườ<b>ng xo</b>ắ<b>n </b>ố<b>c </b>
<b>Euler</b>.
ðặt C = A2 = R.Lct
⇒<sub> S = </sub>
ρ
2
(2-45)
Trong đó:
A: Gọi là thơng số của ñường cong clothoide:
A = R.Lct (m) (2-46)
A lớn: ñường cong thoải
A nhỏ: ñường cong gấp
A quyết ñịnh dạng của đường cong.
<i><b>Ph</b></i>ươ<i><b>ng trình thơng s</b></i>ốở<i><b> h</b></i>ệ<i><b> t</b></i>ọ<i><b>a </b></i>độ<i><b> Descarte: </b></i>
Phương trình ρ =C/S là phương trình trong hệ tọa độđộc cực, chuyển sang dạng
tọa độ vng góc ðềcác:
x = ....
A
.
3456
S
A
.
40
S
S− 5 <sub>4</sub> + 9 <sub>8</sub> −
y = ...
A
.
42240
S
A
.
336
S
A
.
6
S
10
11
6
7
2
3
−
+
ðây là chuỗi có tính hội tụ nhanh chỉ cần tính với hai số hạng ñầu là ñủ.
<i><b>Ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp c</b></i>ắ<i><b>m </b></i>ñườ<i><b>ng cong chuy</b></i>ể<i><b>n ti</b></i>ế<i><b>p: ( 7 b</b></i>ướ<i><b>c- xem GT TK</b></i>ð<i><b> 1-GS </b></i>ðỗ<i><b> Bá </b></i>
<i><b>Ch</b></i>ươ<i><b>ng – NXB GD 2006 ) </b></i>
<i>1/ Tính các y</i>ế<i>u t</i>ố<i> c</i>ơ<i> b</i>ả<i>n c</i>ủ<i>a </i>đườ<i>ng cong trịn theo góc </i>
- Tiếp tuyến của đường cong
- Chiều dài ñường cong
- Phân cự
<i>3/ Tính góc k</i>ẹ<i>p gi</i>ữ<i>a </i>ñườ<i>ng th</i>ẳ<i>ng và ti</i>ế<i>p tuy</i>ế<i>n </i>ở<i> cu</i>ố<i>i </i>ð<i>CCT: </i>
R
2
L<sub>ct</sub>
0 =
ϕ phải thỏa mãn ñiều kiện α≥ 2 ϕ0 . Nếu khơng thỏa mãn thì phải tăng R
hoặc giảm chiều dài ñường cong chuyển tiếp.
<i>4/. Xác </i>ñị<i>nh t</i>ọ<i>a </i>ñộñ<i>i</i>ể<i>m cu</i>ố<i>i c</i>ủ<i>a </i>ñườ<i>ng cong chuy</i>ể<i>n ti</i>ế<i>p: </i>
Hoặc tra bảng (3-8).
x0 = S <sub>40</sub>S<sub>.</sub><sub>A</sub> <sub>3456</sub>S<sub>.</sub><sub>A</sub>8 ....
9
4
5
−
+
−
y0 = ...
A
.
42240
S
A
.
336
S
A
.
6
S
10
Với AĽ
<i>e. Xác </i>ñị<i>nh các chuy</i>ể<i>n d</i>ị<i>ch p’ và t: </i>
0
0
0
0
sin
x
t
)
cos
1
(
R
y
'
p
ϕ
−
p’ nhỏ ít ảnh hưởng và thực tế khơng có ý nghĩa (ñiều kiện p > R/100).
<i> 5/. Xác </i>ñị<i>nh </i>ñ<i>i</i>ể<i>m b</i>ắ<i>t </i>ñầ<i>u và </i>ñ<i>i</i>ể<i>m k</i>ế<i>t thúc c</i>ủ<i>a </i>ñườ<i>ng cong chuy</i>ể<i>n ti</i>ế<i>p N</i>ð<i>,NC </i>
<i>m</i>ớ<i>i v</i>ớ<i>i T = t +T. </i>
- Xác định các phần cịn lại của đường cong chuyển tiếp:
α
R1
R
NC
TC
TÂ y0 α
P’
NÂ
t T
ϕ0
parabol
clothoide
lemniscate
T0=
2
tg
R 0
0
α
K0=π.α<sub>180</sub>0.R1
P0=R1
Tọa ñộñiểm ñầu và ñiểm cuối:
TðT1 = ND = ð - ( t + T)
TCT1 = NC = Nð + K0 + 2Lct
K0: Chiều dài ñường cong cơ bản :
K0=
180
R
.
.α0 1
π
<i>6/ C</i>ắ<i>m các </i>ñ<i>i</i>ể<i>m trung gian c</i>ủ<i>a </i>ñườ<i>ng cong chuy</i>ể<i>n ti</i>ế<i>p: </i>
Khi có khoảng cách S
xs = S - + 8 −
9
4
11
6
7
2
3
A
42240
S
A
336
S
A
6
S
...
<i>Công vi</i>ệ<i>c tính tốn ph</i>ứ<i>c t</i>ạ<i>p nên có</i> <i>th</i>ể<i> s</i>ử<i> d</i>ụ<i>ng b</i>ả<i>ng 3-8/P50/TK</i>ð<i> T</i>ậ<i>p 1 ho</i>ặ<i>c </i>
<i>7-5/P193/TK</i>ð<i> T</i>ậ<i>p 4 </i>
<i><b>Các d</b></i>ạ<i><b>ng </b></i>đườ<i><b>ng cong thay th</b></i>ế<i><b> : </b></i>
Nếu trong phương trình ñộc cực:
- Thay S = a ( a là dây cung) ta sẽ được
phương trình lemniscate:
ρ = 3.C.sin2ω
K
B
L
R
e1
e2
1
2
K
L
y = 3<sub>2</sub>
6
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>A</i>
=
+ Khi ϕ0 ≤ 240 phương trình lemniscate thường ñược sử dụng trong các nút
giao thông khác mức
<b>2.2.6 M</b>Ở<b> R</b>Ộ<b>NG PH</b>Ầ<b>N XE CH</b>Ạ<b>Y TRÊN </b>ðƯỜ<b>NG CONG </b>
Khi xe chạy trên ñường cong, trục sau cố ñịnh luôn luôn hướng tâm, cịn bánh
trước hợp với trục sau 1 góc, nên yêu cầu chiều rộng phần xe chạy phải lớn hơn so
với trên ñường thẳng.
ðộ<i><b> m</b></i>ở<i><b> r</b></i>ộ<i><b>ng c</b></i>ủ<i><b>a m</b></i>ộ<i><b>t làn xe : e</b><b>1 </b></i> <i><b>= </b></i><sub>2</sub>L<sub>R</sub>
2
<i><b> </b></i> <i><b>(2-48) </b></i>
Trong đó: e1 là độ mở rộng.
L : Chiều dài tínhh tốn từ trục sau của xe ñến giảm xốc ñằng trước
R : Bán kính đường cong.
ðể tính tốn độ lắc ngang của xe khi xe chuyển ñộng ta phải bổ sung:
e1 =
R
V
.
05
,
0
R
2
L2
+ (2-49)
ðộ<i><b> m</b></i>ở<i><b>í r</b></i>ộ<i><b>ng ph</b></i>ầ<i><b>n xe ch</b></i>ạ<i><b>y : </b></i>
Khi có 2 làn xe trở lên thì tính gần ñúng:
E = e1 + e2 =
R
V
.
1
,
0
R
L2
+ (2-50)
Khi có n làn xe:
1:10
A
TC
Tð
E
<i>* L</i>ư<i>u ý:</i>
- Với những trường hợp ñặc biệt (có thể có xe kéo mooc, xe trở vật rất dài...)
phải có sự tính tốn riêng
- Khi mở rộng đường cong nên mở rộng về phía bụng. Trong một số trường hợp
phải mở rộng về phía lưng.
ðộ mở rộng theo TCVN 4054-05 (bảng 12 )
<i><b>Bán kính </b></i>đườ<i><b>ng cong n</b></i>ằ<i><b>m (m) </b></i>
<i><b>Dịng xe </b></i>
250÷200
<
200÷150
<
150÷100
<
100÷70
<
70÷50
<
50÷30
<
30÷25
<
25÷15
Xe con 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 2,2
Xe tải 0,6 0,7 0,9 1,2 1,5 2,0 - -
Xe moóc
tỳ 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 - - -
<i><b>. Ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp m</b></i>ở<i><b> r</b></i>ộ<i><b>ng ph</b></i>ầ<i><b>n xe ch</b></i>ạ<i><b>y : </b></i>
<b>2.3</b> <b>TR</b>Ắ<b>C D</b>Ọ<b>C </b>ðƯỜ<b>NG ÔTÔ (Longitudinal section or Profil en long) </b>
<i><b>2.3.1.1 Xác </b></i>ñị<i><b>nh </b></i>ñộ<i><b> d</b></i>ố<i><b>c d</b></i>ọ<i><b>c l</b></i>ớ<i><b>n nh</b></i>ấ<i><b>t i</b><b>dmax</b><b> : </b></i>
+ Theo ñiều kiện cơ học : Pk> Pc (2-53)
Pk< T (2-54)
Trong đó :
Pk : Sức kéo của xe
Pc : Tổng sức cản tác dụng lên ô tô
T : Sức bám giữa bánh xe với mặt ñường
+ Theo ñiều kiện kinh tế : Tổng chi phí xây dựng và khai thác là nhỏ nhất
i%
C <sub>C + C </sub>
KT XD
C <sub>C</sub>
KT
XD
i
<i><b>Hình 2... : C</b></i>ơ<i><b> s</b></i>ở<i><b> xác </b></i>đị<i><b>nh </b></i>độ<i><b> d</b></i>ố<i><b>c d</b></i>ọ<i><b>c </b></i>
<i> B</i>ả<i>ng 2.1: Theo TCVN 4054 - 05 </i>ñộ<i> d</i>ố<i>c d</i>ọ<i>c l</i>ớ<i>n nh</i>ấ<i>t <b>cho phép</b> nh</i>ư<i> sau : </i>
Cấp
hạng I II III IV IV
ðịa
hình
ðồng
bằng
ðồng
bằng,
đồi
Núi
ðồng
bằng,
ñồi
Núi
ðồng
bằng,
ñồi
Núi Núi
Idmax
% 4 5 7 6 8 7 9 10
<i><b>2.3.1.2 Xác </b></i>ñị<i><b>nh </b></i>ñộ<i><b> d</b></i>ố<i><b>c d</b></i>ọ<i><b>c nh</b></i>ỏ<i><b> nh</b></i>ấ<i><b>t i</b><b>dmin</b><b> </b>: Xác </i>ñị<i>nh theo </i>ñ<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n </i>đả<i>m b</i>ả<i>o </i>
<i>thốt n</i>ướ<i>c trong rãnh biên ( rãnh d</i>ọ<i>c ) : </i>
Nền ñường ñắp cao ( khơng có rãnh biên ) idmin = 0 %
Nền ñường ñắp thấp, nửa đào-nửa đắp, nền đào (có rãnh biên) idmin=0,5% cá
biệt
idmin = 0,3%
<b>2.3.1.3 Chi</b>ề<b>u dài </b>ñ<b>o</b>ạ<b>n d</b>ố<b>c </b>
Tốc độ
tính tốn
km/h
Dèc däc %
<i>B</i>ả<i>ng 2.2 :Chi</i>ề<i>u dài l</i>ớ<i>n nh</i>ấ<i>t c</i>ủ<i>a d</i>ố<i>c d</i>ọ<i>c (m) </i>
<i><b>Chi</b></i>ề<i><b>u dài </b></i>ñ<i><b>o</b></i>ạ<i><b>n d</b></i>ố<i><b>c nh</b></i>ỏ<i><b> nh</b></i>ấ<i><b>t</b></i> : ðể hạn chế trắc dọc dạng răng cưa và có thể bố
trí hai đường cong đứng thì chiều dài đoạn dốc tối thiểu như sau:
<i>B</i>ả<i>ng 2.3: Chi</i>ề<i>u dài t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u </i>đổ<i>i d</i>ố<i>c </i>
Tốc độ tính tốn, km/h 100 80 60 40 30 20
Chiều dài tối thiểu ñổi dốc,
m 250 200 150 120 100 60
<b>2.3.1.4. Gi</b>ả<b>m </b>ñộ<b> d</b>ố<b>c d</b>ọ<b>c trên </b>ñườ<b>ng cong n</b>ằ<b>m : </b>
Trong đường cong nằm có bán kính cong nhỏ, dốc dọc ghi trong bảng 5.2 phải
chiết giảm một lượng quy ñịnh trong sau
<i>B</i>ả<i>ng5.4 : L</i>ượ<i>ng d</i>ố<i>c d</i>ọ<i>c chi</i>ế<i>t gi</i>ả<i>m trong </i>đườ<i>ng cong n</i>ằ<i>m có bán kính nh</i>ỏ
Bán kính cong nằm, m 20 - 25 25 - 30 30 - 35 35 - 50
Dốc dọc phải chiết giảm, % 2,5 2 1,5 1
<i><b>2.3.2 </b></i>ðườ<i><b>ngcong </b></i>ñứ<i><b>ng (Vertical curve – courbe vertical) </b></i>
<i><b>2.3.2.1 Ph</b></i>ạ<i><b>m vi thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ếñườ<i><b>ng cong </b></i>ñứ<i><b>ng : </b></i>
Dựa vào hiệu ñại số hai ñộ dốc dọc liên tiếp
<sub>i</sub><sub>1</sub><sub>- i</sub><sub>2</sub><sub></sub><sub></sub><sub>= </sub><sub>∆</sub><sub>i </sub>
Khi ∆i ≤ 5,0 0/00 phải thiết kế ñường cong ñứng ñối với ñường cấp I, II
Khi ∆i ≥ 10 0/00 phải thiết kế ñường cong ñứng ñối với ñường cấp III
Khi ∆i ≥20 0<sub>/</sub>
00 phải thiết kếñường cong ñứng ñối với ñường cấp IV , V
<b>idmax </b>
20 30 40 60 80 100
4 1200 1100 1100 1000 900 800
5 1000 900 900 800 700 -
6 800 700 700 600 - -
7 700 600 600 500 - -
8 600 500 500 - - -
9 400 400 - - - -
l1 l2
L
i1
i2
A
O
C
B
a1
a2
R
i : lấy dấu "+ "khi lên dốc, lấy dấu "-" khi xuống dốc
<i><b>2.3.2.2 Xác </b></i>đị<i><b>nh bán kính t</b></i>ố<i><b>i thi</b></i>ể<i><b>u c</b></i>ủ<i><b>a </b></i>ñườ<i><b>ng cong </b></i>ñứ<i><b>ng : </b></i>
ðườ<i>ng cong </i>ñứ<i>ng l</i>ồ<i>i ( crest curve) </i>
+ Cơ sơ xác ñịnh : Căn cứ vào ñiều kiện tầm nhìn trong ñường cong ñứng lồi
+ Xác ñịnh bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi :
<i>Hình: S</i>ơđồ<i> xác </i>đị<i>nh bàn kính t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u </i>đườ<i>ng cong </i>đứ<i>ng l</i>ồ<i>i </i>
Gọi d1,d2 là chiều cao mắt người lái xe và chiều cao của vật (d1 = 1,2m)
L: Chiều dài phải nhìn thấy.
R: Bán kính ñường cong ñứng.
<i>DC</i>
<i>BC</i>
<i>AC</i>
<i>DC</i>
<i>AC</i>
<i>AC</i>
<i>BC</i>
.
2
=
⇒
=
Do R rất lớn so với d1,d2 xem gần ñúng: BC ≈ d1
DC = 2R - d1 ≈ 2R
AC ≈ l1
1
1 2Rd
<i>l</i> = ;<i>l</i>2 = 2Rd2
)
(
2
2
2 1 2 1 2
2
1 <i>l</i> <i>Rd</i> <i>Rd</i> <i>R</i> <i>d</i> <i>d</i>
<i>l</i>
<i>S</i> = + = + = +
⇒
2
2
1
2
2
2
2
1
)
(
2
)
(
2
1
<i>d</i>
<i>d</i>
<i>S</i>
<i>R</i>
<i>S</i>
<i>R</i> = +
⇒
+
= (2-56)
- Trường hợp vật 2 cốñịnh trên mặt đường và có chiều cao rất nhỏ: d2 ≈0
1
2
2
1
2
2
)
(
2 <i>d</i>
<i>S</i>
<i>d</i>
<i>S</i>
<i>R</i> <sub>=</sub> <sub>=</sub> <i>I</i> (2-57)
I
= (2-58)
ðườ<i>ng cong </i>ñứ<i>ng lõm ( valley curve) </i>
Cơ sở xác ñịnh :
- Theo ñiều kiện khơng q tải đối với lị xo nhíp xe và khơng khó chịu đối với
hành khách ( hạn chế lực ly tâm)
- Theo ñiều kiện ñảm bảo tầm nhìn ban đêm :
<b>* Xác </b>đị<b>nh bán kính t</b>ố<b>i thi</b>ể<b>u c</b>ủ<b>a </b>đườ<b>ng cong </b>đứ<b>ng lõm : </b>
+ Theo điều kiện khơng q tải đối với lị xo nhíp xe và khơng khó chịu đối với
hành khách:
Gọi a: là gia tốc ly tâm cho phép a = 0,5-0,7m/s2
<i>a</i>
<i>v</i>
<i>R</i>
<i>R</i>
<i>v</i>
<i>a</i>
2
2
=
⇒
=
Trong đó: v : Vận tốc xe chạy (m/s).
R : Bán kính đường cong đứng lõm (m)
6,5
V
R
2
= (V:km/h) (2-59)
+ Theo ñiều kiện ñảm bảo tầm nhìn ban đêm :
<i>Hình 2.: S</i>ơđồ<i> xác </i>đị<i>nh bàn kính t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u </i>đườ<i>ng cong </i>đứ<i>ng lõm </i>
2
BD=hñ
<i>DC</i>
<i>BC</i>
<i>AC</i>
<i>DC</i>
<i>AC</i>
<i>AC</i>
<i>BC</i>
.
2
=
⇒
=
)
2
sin
.
(
2
2
.
2
2
hñ : Chiều cao ñèn
α : Góc chiếu sáng của pha đèn α= 2o
<i><b>B</b></i>ả<i><b>ng : Bán kính t</b></i>ố<i><b>i thi</b></i>ể<i><b>u c</b></i>ủ<i><b>a </b></i>ñườ<i><b>ng cong </b></i>ñứ<i><b>ng l</b></i>ồ<i><b>i và lõm theo tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n </b></i>
<i><b>4054-05 </b></i>
<b>T</b>ố<b>c </b>ñộ<b> tính tốn, </b>
<b>km/h </b> <b>100 </b> <b>80 </b> <b>60 </b> <b>40 </b> <b>30 </b> <b>20 </b>
Bán kính đường cong
ñứng lồi, m
Tối thiểu giới hạn 6000 4000 2500 700 400 200
Tối thiểu thông thường 10000 5000 4000 1000 600 200
Bán kính ñường cong
ñứng lõm, m
Tối thiểu giới hạn 3000 2000 1000 450 250 100
Tối thiểu thông thường 5000 3000 1500 700 400 200
<i>Các y</i>ế<i>u t</i>ố<i> c</i>ủ<i>a </i>ñườ<i>ng cong </i>ñứ<i>ng : </i>
+ ðộ dài ñường cong: K= ( i1 - i2)R (2-61)
+ ðộ dài ñường tang:
2
)
(
<i>R</i>
<i>T</i> = − (2-62)
+ Phân cự:
<i>R</i>
<i>K</i>
<i>R</i>
<i>T</i>
<i>d</i>
8
2
2
2
=
= (2-63)
Trong đó : R : bán kính đường cong ñứng (m)
i1, i2 : ñộ dốc dọc của 2 ñoạn dốc liên tiếp
<b>2.3.2 TRÌNH T</b>Ự<b> THI</b>Ế<b>T K</b>ẾðƯỜ<b>NG </b>ðỎ
<b>2.3.2.1 Yêu c</b>ầ<b>u, nguyên t</b>ắ<b>c khi thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> tr</b>ắ<b>c d</b>ọ<b>c </b>
- Trắc dọc phải ñảm bảo tuyến uốn lượn ñều ñặn, ít thay ñổi ñộ dốc và nên dùng
ñộ dốc nhỏ nếu địa hình cho phép. Trong điều kiện địa hình khó khăn mới sử
dụng các trị số giới hạn ( idmax , Rmin . . . )
- Khi thiết kế trắc dọc phải phối hợp với thiết kế bình đồ và thiết kế trắc
ngang.
- Thiết kế trắc dọc phải ñảm bảo các cao ñộ các ñiểm khống chế và cao ñộ các
- Không nên thiết kế những ñường cong nằm bán kính nhỏ dưới chân những
đoạn dốc có ñộ dốc lớn.
- Nên thiết kế ñỉnh của ñường cong ñứng và ñỉnh của ñường cong nằm trùng
nhau. Nếu khó khăn thì khơng được lệch nhau q 1/4 chiều dài ñường cong
ngắn hơn.
- Phải ựảm bảo thoát nước cho nền ựường ựào và nền ựường ựắp thấp.
- đáy rãnh dọc nên thiết kế song song với mép nền ựường ( id≥ idmin)
- Khi thiết kế trắc dọc phải chú ý ñến các ñiều kiện thi cơng sau này ( thi cơng
cơ giới hố hay thi công bằng thủ công)
- Thiết kế trắc dọc phải chú ý ựể khối lượng ựào, ựắp tương ựương nhau. đào ở
trên cao và ñắp ở dưới thấp
- Khi thiết kế nên ñắp thấp hơn nên ñào nơng vì nền đào làm phức tạp việc thốt
nước và làm ñường bi cách biệt với cảnh quan.
<b>2.3.2. 2 Xác </b>ñị<b>nh các </b>ñ<b>i</b>ể<b>m kh</b>ố<b>ng ch</b>ế<b> : </b>
Cao ñộ khống chế là cao ñộ buộc ñường ñỏ phải ñi qua hoặc cao ñộ ñường ñỏ
phải cao hơn một cao đơ tối thiểu, hoặc cao độđường đỏ phải thấp hơn một cao độ
tối đa nào đó.
<i><b> Các </b></i>ñ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m kh</b></i>ố<i><b>ng ch</b></i>ế<i><b> bu</b></i>ộ<i><b>c </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>ñỏ<i><b> ph</b></i>ả<i><b>i </b></i>ñ<i><b>i qua : </b></i>
- ðiểm ñầu và ñiểm cuối của tuyến .
- ðiểm giao nhau với các đường giao thơng khác có cấp hạng cao hơn .
- ðiểm giao nhau với ñường sắt .
- Cao ñộ các ñoạn tuyến ñi qua khu dân cư
- Cao ñộ mặt cầu
<i><b> Các </b></i>ñ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m kh</b></i>ố<i><b>ng ch</b></i>ế<i><b> bu</b></i>ộ<i><b>c </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>ñỏ<i><b> ph</b></i>ả<i><b>i cao h</b></i>ơ<i><b>n : </b></i>
- Cao độ tối thiểu trên cống thốt nước
+ ðối với cống trịn: Cao độ thiết kế nhỏ nhất ( <i>TK</i>
<i>H</i><sub>min</sub>) ñược chọn giá trị lớn
nhất trong hai điều kiện sau:
• Mép nền đường cao so mực nước ngập ≥ 0,5m
• Khoảng cách từđỉnh cống ñến ñáy kết cấu áo ñường ≥ 0,5m
+ ðối với cống vuông, cống chữ nhật: Cao ñộ thiết kế nhỏ nhất <i><sub>H</sub>TK</i>
min lấy
ngay trên ñỉnh cống mà khơng cần đất đắp trên cống
- Cao ñộ tối thiểu tại các ñoạn tuyến ven sông, ñầu cầu, những ñoạn ngập nước,
(2)
F (m )2
Hâo (m) (1) (3) Hâo (m)
Fđào Fđắp
<i><b> Các </b></i>đ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m kh</b></i>ố<i><b>ng ch</b></i>ế<i><b> bu</b></i>ộ<i><b>c </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>ñỏ<i><b> ph</b></i>ả<i><b>i th</b></i>ấ<i><b>p h</b></i>ơ<i><b>n : </b></i>
- Tại nút giao nhau khác mức do khống chế cao ñộ của ñường chạy trên
- Tại nơi khống chế cao ñộñường dây ñiện cao thế
<b>2.3.2.3 Các </b>ñ<b>i</b>ể<b>m mong mu</b>ố<b>n (needle level)</b> : Là cao ñộ thoả mãn hàm mục tiêu
của người thiết kế trên cơ sở của ñiều kiện địa hình, tính chất dịng xe... thường
ðể xác ñịnh ñược hình dạng của nền đường và chiều cao hđào , hñắp mong muốn
tại mỗi ñoạn cần phân trắc dọc thành những đoạn có độ dốc như sau để xác ñịnh
cao ñộ của những ñiểm mong muốn (cao ñộ chỉñạo )
iS <20% dùng dạng nền ñắp và 1/2 ñào ñắp
20%≤ iS≤ 30% dùng dạng nền nửa ñào, nửa ñắp
iS>30% dạng trắc ngang chữ L hoặc thiên về phần ñào nhiều hơn .
ðể xác ñịnh cao ñộ mong muốn cho từng ñoạn trắc dọc (hoặc từng cọc đại diện ) tại
nơi có Fđào=Fđắp sẽ xác ñịnh ñược trắc ngang kinh tế .
(1): Fñào= Fñắp
(2) : đào hoàn toàn, (3) : đắphoàn toàn
<b>2.3.2.4 Các ph</b>ươ<b>ng pháp thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> tr</b>ắ<b>c d</b>ọ<b>c</b> : (2 phương pháp )
+ Phương pháp ñường bao: Sử dụng ñối với ñường ở vùng ñồng bằng và ñường
nâng cấp, cải tạo
+ Phương pháp ñường cắt: Sử dụng ñối với ñường thiết kế mới ở vùng đồi - núi
<b>2.3.2.5 Trình t</b>ự<b> thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> tr</b>ắ<b>c d</b>ọ<b>c </b>
<b>B</b>ướ<b>c1</b>: Xác ñịnh cao ñộ những ñiểm khơng chế và điểm mong muốn.
<b>B</b>ướ<b>c 2</b>: Sơ bộ vạch đường đỏ phải thỗ mãn các u cầu và nguyên tắc nêu ở mục
2.3.2.1
<b>B</b>ướ<b>c 3</b>: + Phân trắc dọc thành những ñoạn ñặc trưng vềñộ dốc dọc của ñường ñỏ.
Xác ñịnh cao ñộ các ñiểm đầu của đoạn dốc, sau đó tính tốn định trị số
dốc dọc cho đoạn đó một cách chính xác ( yêu cầu bắt buộc phải chẵn
phần nghìn chứ khơng phải làm trịn).
+ Tính cao ñộ của ñiểm ñầu, sau ñó chuyền cao ñộñường ñỏ ở những cọc tiếp
theo cho tới ñiểm cuối dốc.
+ Kiểm tra lại các yêu cầu của ñường ñỏ, ñiều chỉnh lại nếu thấy cần thiết.
+ Tính chiều cao ñào ñắp ñất ở tất cả các cọc.
+ Xác định vị trí các điểm xun để phục vụ cho việc tính tốn khối lượng cơng
tác sau này. Trong thiết kế đường gặp hai trường hợp tính tốn ñiểm xuyên
sau :
ðường ñỏ là ñường dốc thẳng : (hình )
X1 = ( )
2
1
1
1 <i>m</i>
<i>h</i>
<i>h</i>
<i>h</i>
<i>l</i>
+ (2-64)
ðường ñỏ là ñường cong ñứng:
X2 = R.I ± 2 (2. )
2
2
<i>h</i>
<i>I</i>
<i>l</i>
<i>R</i> + − (m) (2-65)
Trong đó: X1- Khoảng cách từ các cọc có chiều cao đào hay đắp là h1, h2
l1: Khoảng cách giữa hai cọc ( chọn 2 cọc gần ñiểm xuyên)
h, h2 : Chiều cao ñào, ñắp tại 2 cọc gần ñiểm xuyên
X2: Khoảng cách tính từđiểm xun tới điểm 0 có độ dốc i =0 trên đường
2 2
A
B
O
h1 <sub>h</sub>
2
2 <sub>1</sub>
2
1
I
<i> a) </i>ðườ<i>ng </i>ñỏ<i> là </i>ñườ<i>ng d</i>ố<i>c th</i>ẳ<i>ng b) </i>ðườ<i>ng </i>ñỏ<i> là </i>ñườ<i>ng cong </i>đứ<i>ng </i>
<i>Hình : S</i>ơđồ<i> tính </i>đ<i>i</i>ể<i>m xun </i>
tim đường. Các yếu tố trên trắc ngang gồm :
- Phần xe chạy (Carriage way)
- Lềñường ( shoulder = verge)
- Dải phân cách (median strip)
- Dải ñất dự trữ (reserved strip)
- Rãnh biên (side ditch)
- Taluy (slope) và độ dốc taluy
Ngồi ra trên mặt cắt ngang cịn có thể hiện đoạn tránh xe, làn xe phụ cho xe
tải leo dốc, hành lang bảo vệ...
<b>2.4.1 B</b>Ề<b> R</b>Ộ<b>NG CÁC Y</b>Ế<b>U T</b>Ố<b> TRÊN TR</b>Ắ<b>C NGANG </b>
<b>1. B</b>ề<b> r</b>ộ<b>ng ph</b>ầ<b>n xe ch</b>ạ<b>y : </b>
ðị<i><b>nh ngh</b></i>ĩ<i><b>a</b></i><b> :</b> Phần xe chạy là bộ phận của nền ñường ñược tăng cường bằng
một hay nhiều lớp vật liệu ñể chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng xe chạy và các
ñiều kiện tự nhiên. Bề rộng phần xe chạy có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng
dịng xe, tốc độ xe chạy, khả năng thơng hành và an tồn giao thơng. Bề rộng phần
xe chạy phụ thuộc vào : chiều rộng số làn xe, số làn xe, tổ chức giao thông
<i><b>Chi</b></i>ề<i><b>u r</b></i>ộ<i><b>ng c</b></i>ủ<i><b>a 1 làn xe </b></i>
Làn xe là khơng gian đủ rộng để xe chạy nối nhau theo 1 chiều, ñảm bảo an toàn
với vận tốc thiết kế, bề rộng làn xe là khơng gian tối thiểu để chứa xe và 2 khoảng
dao ñộng ngang của xe
Bề rộng của một làn xe phụ thuộc vào kích thước của xe, vận tốc của xe và vị trí
B
1 2
1
1 2 2
B
a
a
x1 x2
1
2
c
y c y
B
DD
2 2
DD D2
3
2 <sub>2</sub>
Vì vậy khi tính chiều rộng của một làn xe chúng ta phải tính cho hai trường hợp
xe con và xe tải nặng.
Xét về vị trí xe trong trắc ngang mặt ñường có thể có các loại sau ñây:
<b>a)</b> ðườ<b>ng có 2 làn xe:</b>
<b>b)</b> ðườ<b>ng có 4 làn xe: </b>
<i> </i>
<i>Hình : M</i>ặ<i>t c</i>ắ<i>t ngang </i>đườ<i>ng 4 làn xe </i>
<b>c)</b> ðườ<b>ng có 6 làn xe: </b>
<i>Hình : M</i>ặ<i>t c</i>ắ<i>t ngang </i>đườ<i>ng 6 làn xe </i>
1
1
2 <i>x</i> <i>y</i>
<i>c</i>
<i>a</i>
<i>B</i> = + + + (2-66)
2
2
2
2
2 <sub>2</sub> <i>x</i> <i>y</i>
<i>c</i>
<i>a</i>
<i>B</i> = + + + (2-67)
1
1
1
1
3 <sub>2</sub> <i>D</i> <i>y</i>
<i>c</i>
<i>a</i>
<i>B</i> = + + + (2-68)
2
2
2
2
4 <sub>2</sub> <i>D</i> <i>y</i>
<i>c</i>
<i>a</i>
<i>B</i> = + + + (2-69)
2
2
5 <i>a</i> 2<i>D</i>
Trong đó:
a : Bề rộng thùng xe(m)
c : Khoảng cách tim hai bánh xe (m)
x, D: Khoảng cách từ sườn thùng xe ñến làn xe bên cạnh(m)
y : Khoảng cách từ tim bánh xe ngồi đến mép phần xe chạy(m)
D = 0,35 + 0,005V (m); V(km/h)
<i>B</i>ả<i>ng : B</i>ề<i> r</i>ộ<i>ng 1 làn xe theo tiêu chu</i>ẩ<i>n 4054 - 05 </i>
<b>C</b>ấ<b>p </b>
ñườ<b>ng </b> <b>I </b> <b>II </b> <b>III </b> <b>IV </b> <b>V </b> <b>VI </b>
ðị<b>a </b>
<b>hình </b>
ðồng
bằng
ðồng
bằng
ð.
bằng Núi
ðồng
bằng Núi
ðồng
bằng Núi
ðồng
<b>r</b>ộ<b>ng 1 </b>
<b>làn xe </b>
3.75 3.75 3.5 3.0 3.5 2.75 2.75 3.5
(1làn)
3.5
(1làn)
3.5
(1làn)
<b> 2. S</b>ố<b> làn xe </b>
Số làn xe chạy nên chọn là chẵn, trừ trường hợp hai chiều có lượng xe chênh
lệch đáng kể hoặc có tổ chức giao thơng đặc biệt
Số làn xe u cầu được xác ñịnh theo công thức sau:
<i>lth</i>
<i>cdgio</i>
<i>ZxN</i>
<i>N</i>
<i>n</i>= (làn) (2-71)
Trong đó :
n: số làn xe u cầu, được lấy trịn đến số nguyên (làn)
Ncdgio : lưu lượng xe con qui ñổi trong giờ cao điểm ở năm tính tốn
(xcqđ/h)
Ncdgio = α .Nxcngđêm (xcqđ/h) (2-72)
Trong đó:
Nxcngñêm : lưu lượng xe con quy ñổi trong 1 ngày đêm ở năm tính tốn
(xcqđ/ngđêm)
α : hệ số quy ñổi lưu lượng xe ngày ñêm về lưu lượng xe giờ cao ñiểm theo
tiêu chuẩn TCVN4054-05 là α = (0,1-0,12)
Z : hệ số sử dụng năng lực thông hành, phụ thuộc vào tốc ñộ xe chạy
Vtk≤ 40 km/h: Z = 0,85.
Vtk = 60 km/h: Z = 0,55 ñối với ñường ở vùng ñồng bằng
Vtk≥ 80 km/h: Z = 0,55
Nlth : khả năng thông hành thực tế lớn nhất của 1 làn xe, lấy như sau :
- Khi có phân cách xe chạy trái chiều và phân cách ơtơ với xe thơ sơ Nlth=1800
(xcqđ/h.làn).
- Khi có phân cách xe chạy trái chiều và không phân cách ôtô với xe thơ sơ
Nlth=1500 (xcqđ/h.làn).
- Khi khơng phân cách trái chiều và không phân cách ôtô với xe thơ sơ Nlth=1000
(xcqđ/h.làn).
Thực tế chỉ dự báo ñược lưu lượng xe hỗn hợp nên phải quy ñổi ra xe con như sau :
=
<i>N</i> . (2-73)
Trong đó : n : số loại xe trong dòng xe
Ni : lưu lượng của loại xe thứ i ở năm tính tốn ( xe/ng.đêm )
Ki : hệ số quy ñổi loại xe thứ i về xe con
<i>B</i>ả<i>ng : H</i>ệ<i> s</i>ố<i> qui </i>ñổ<i>i t</i>ừ<i> xe các lo</i>ạ<i>i ra xe con theo tiêu chu</i>ẩ<i>n 4054-05 </i>
Xe
ñạp
Xe
máy
Xe
con
Xe tải 2
trục và xe
buýt dưới
25 chỗ
Xe tải có
trên 3 trục
và xe buýt
lớn
Xe kéo
moóc, xe
buýt kéo
moóc
ðồng bằng và
ñồi 0,2 0,3 1,0 2,0 2,5 3,0
Núi 0,2 0,3 1,0 2,5 3,0 4,0
<i>B</i>ả<i>ng : H</i>ệ<i> s</i>ố<i> qui </i>ñổ<i>i t</i>ừ<i> xe các lo</i>ạ<i>i ra xe con theo tiêu chu</i>ẩ<i>n TCXDVN 104 -2007 </i>
<i><b>T</b></i>ố<i><b>c </b></i>ñộ<i><b> thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b>, km/h </b></i>
<i><b>Lo</b></i>ạ<i><b>i xe </b></i>
≥
≥
≥
≥<i><b> 60 </b></i> <i><b>30, 40, 50 </b></i> ≤≤≤≤<i><b> 20 </b></i>
Xe đạp
Xe máy
Xe ơtơ con
Xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ
Xe tải có từ 3 trục trở lên và xe buýt lớn
Xe kéo moóc và xe buýt có khớp nối
0,5
0,5
1,0
2,0
2,5
3,0
0,3
<i>Ghi chú : </i>
1. Trường hợp sử dụng làn chuyên dụng, ñường chuyên dụng (xe buýt, xe tải, xe ñạp...)
thì khơng cần quy đổi
2. Khơng khuyến khích tổ chức xe đạp chạy chung làn với xe ơtơ trên các đường có tốc
độ thiết kế≥ 60 km/h
Loại xe
phần phân cách
w
phần phân cách
phần phân cách
dải phân cách bo bó vỉa và trồng cây, thảm cỏ, thu nớc ở giữa
w
dải phân cách phủ mặt ngang bằng kết hợp với barie phòng hộ.
dải phân cách bo bó vỉa và đợc phủ mặt
c) không bó vỉa (loại d,e,f)
w
phần phân cách
dải phân cách bo bó vỉa và trồng cây, thảm cỏ, thu nớc 2 bên
phần phân cách
w
b) Có bó vỉa (loại A,B,C)
phần phân cách
w
w
loại a loại b
loại c
loại d
dải phân cách phủ mặt ngang - hạ thấp thu nớc, trồng cây thảm cỏ
loại e
loại e dải phân cách là khoảng đất giữa 2 nn ng
dải phân cách là mái ta luy giữa 2 nền đờng
loại f
w
phần phân cách
phần phân cách
w
a) Phõn cỏch n giản
cùng cao độ với phần xe chạy, có sử dụng vạch sơn
vạch sơn
<b>3. D</b>ả<b>i phân cách : </b>
<i><b>D</b></i>ả<i><b>i phân cách gi</b></i>ữ<i><b>a</b></i><b>: </b>là khoảng không gian trống ñể phân cách 2 chiều xe chạy
cho phép xe quay đầu, trước cơng trình hầm, cầu lớn và qua ñường ở những nơi
quy ñịnh.
+ Dải phân cách rộng <3m thường được sử dụng do tiết kiệm chi phí xây dựng.
Phần phân cách phải phủ mặt và bao bằng bó vỉa., có thể cao hơn phần xe chạy, có
thể cao bằng phần xe chạy, hoặc thấp hơn phần xe chạy. Phải cắt dải phân cách
giữa ñể làm chỗ quay ñầu xe, chỗ quay đầu xe được bố trí cách nhau khơng dưới
500 m. Về cấu tạo có thể là dải phân cách cốñịnh hay phân cách mềm.
ðối với ñường có 4 làn xe trở lên và có gia cốở hai bên thì phải bố trí giải phân
cách giữa. Kích thước tối thiểu của giải phân cách ñược cấu tạo theo bảng dưới
<i> C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u gi</i>ả<i>i phân cách gi</i>ữ<i>a theo TCVN 4054-05 </i>
<b>Tr</b>ườ<b>ng h</b>ợ<b>p c</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o </b> <b>Ph</b>ầ<b>n </b>
<b>phân cách </b>
<b>Ph</b>ầ<b>n an </b>
<b>toàn (gia c</b>ố<b>) </b>
<b>Chi</b>ề<b>u r</b>ộ<b>ng t</b>ố<b>i </b>
<b>thi</b>ể<b>u d</b>ả<b>i phân </b>
<b>cách gi</b>ữ<b>a </b>
Bằng dải phân cách bê tông
đúc sẵn, bó vỉa có lớp phủ,
khơng bố trí trụ (cột) cơng trình
0,50 2x0,50 1,50
Xây bó vỉa, có lớp phủ, có bố
trí trụ cơng trình 1,50 2x0,50 2,50
Khơng có lớp phủ 3,00 2x0,50 4,00
<i><b>D</b></i>ả<i><b>i phân cách bên</b></i>: là khoảng không gian trống ñặt trên lề gia cố, ñể tách làn xe
ñạp và xe thô sơ với làn xe cơ giới và cho phép xe quay ñầu ở những nơi qui ñịnh.
Chỉ bố trí với đường cấp II trở lên
Cấu tạo của dải phân cách bên :
+ 2 vạch kẻ liên tục
+ Chôn cọc thép bắt chặt với các thanh tơn lượn sóng
+ Xây bó vỉa
<b>4. L</b>ềđườ<b>ng : bao g</b>ồ<b>m có l</b>ềñấ<b>t và l</b>ề<b> gia c</b>ố
Lềñường là dải ñất song song và nằm sát phần xe chạy
Tác dụng của lềñường :
+ Tăng ñộổn ñịnh cho mép phần xe chạy không bị phá hoại
- ðối với ñường cấp III trở lên kết cấu phần lề gia cố ñược làm bằng vật liệu
như lớp mặt của áo ñường.
<i><b>1.</b></i> <b>Làn ph</b>ụ<b> lên d</b>ố<b>c </b><i><b>(Additional climbing lane) </b></i>
Trên các ñoạn dốc lớn (>4%), xe tải nặng và xe kéo rơmooc chạy với tốc ñộ
rất thấp làm cản trở sự lưu thông của các loại xe có tốc cao như xe con, nhất là với
đường 2 làn xe năng lực thơng hành giảm đi rõ rệt.
Làn phụ leo dốc thường ñược xem xét với đường có hai làn xe khơng có dải
phân cách giữa, ñiều kiện vượt xe bị hạn chế và phải có đủ 3 điều kiện sau:
ðường có dịng xe leo dốc vượt quá 200 xe/h; Lưu lượng xe tải vượt dốc vượt quá
20 xe/h; Khi ñộ dốc dọc ≥4% và chiều dài đoạn dốc ≥ 800m.
<b>2.4.2 TÍNH TỐN N</b>Ă<b>NG L</b>Ự<b>C THƠNG HÀNH (CAPACITY) </b>
<b>2.4.2.1 N</b>ă<b>ng l</b>ự<b>c thơng hành lý thuy</b>ế<b>t Pmax : </b>
<i><b>Theo mơ hình </b></i>độ<i><b>ng l</b></i>ự<i><b>c h</b></i>ọ<i><b>c </b></i>ñơ<i><b>n gi</b></i>ả<i><b>n v</b></i>ớ<i><b>i các gi</b></i>ả<i><b> thi</b></i>ế<i><b>t nh</b></i>ư<i><b> sau: </b></i>
- Giả thiết 1: Dịng xe chỉ có một loại xe ( xe con )
- Giả thiết 2: Xe chạy trên đường thẳng, độ dốc dọc bằng khơng, mặt ñường
khô ráo, ñô nhám tốt, các xe cùng chạy với một vận tốc V, khoảng cách giữa các xe
là d
Năng lực thông hành : ax
1000
<i>m</i>
<i>V</i>
<i>P</i>
<i>d</i>
= <sub> (xctc/h.làn) (2-74) </sub>
Trong đó: d là khổñộng học của xe (khoảng cách giữa các xe) (m)
V: tốc độ của dịng xe [km/h]
*<b> Nhóm th</b>ứ<b> nh</b>ấ<b>t </b>(các tác giả Greenshields, Svante, Dadenkov) quan niệm:
d = l<sub>x</sub><sub> + l</sub><sub>1</sub><sub> + l</sub><sub>0</sub>. (2-75)
lx : Chiều dài xe
l1 : Chiều dài xe ñi ñược trong thời gian phản ứng tâm lý
6
,
1
<i>V</i>
<i>l</i> =
<b>* Nhóm th</b>ứ<b> hai</b> (các tác giả Berman, Saar, Birulia, Alison) : ngoài các chiều dài
trên cịn có chiều dài hãm xe lh :
d = l<sub>x </sub><sub> + l</sub><sub>1</sub><sub> + l</sub><sub>0</sub><sub> + l</sub><sub>h</sub><sub> </sub> <sub> (3-13) </sub>
lh : chiều dài hãm xe lh
<b>* Nhóm th</b>ứ<b> ba</b> (các tác giả Phinxenson, Edie...), ngồi các chiều dài trên cịn
có hiệu quãng ñường hãm xe của xe sau và xe trước l2 :
l2=Shsau -Shtrước
<b>* Nhóm th</b>ứ<b> t</b>ư: chủ trương xác ñịnh d bằng thực nghiệm:
<b> Nh</b>ậ<b>n xét :</b>
- d là hàm bậc 2 của tốc ñộ nên khi lập quan hệ giữa V va P ta thấy lúc ñầu
khi V bắt ñầu tăng thì P tăng theo nhưng qua 1 giá trị nào đó d tăng nhanh hơn, khi
đó V tăng thì P giảm xuống
- Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng giá trị tốc ñộ cho năng lực thông hành lớn
nhất dao ñộng trong khoảng (30 ÷ 50)km/h, ứng với no là cực trị của năng lực
thông hành lý thuyết theo mơ hình động lực học đơn giản.
<i>Hình : </i>ðồ<i> th</i>ị<i> xác </i>đị<i>nh n</i>ă<i>ng l</i>ự<i>c thơng hành lý thuy</i>ế<i>t </i>
<i><b> Quan </b></i>ñ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m c</b></i>ủ<i><b>a HCM (Highway Capacity Manuel) </b></i>
Năng lực thông hành là số xe hợp lý thông qua một mặt cắt trong ñiều liện
phổ biến về ñường và về dòng xe trong một ñơn vị thời gian, quan ñiểm này cũng
nhấn mạnh ñiều kiện nhiệt ñộ, mưa nắng, sương mù, ñộẩm, tầm nhìn.
<b>2.4.2.2 N</b>ă<b>ng l</b>ự<b>c thông hành th</b>ự<b>c t</b>ế
Năng lực thơng hành thực tế vào nhiều yếu tố nhưng có thể tập hợp thành 3
nhóm yếu tốảnh hưởng sau:
- ðiều kiện đường
- ðiều kiện giao thơng
- Tổ chức và điều khiển giao thơng.
Trường phái Nga ñề nghị
=
=
15
1
max
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>tt</i> <i>P</i> <i>K</i>
<i>P</i> (xcqđ/h.làn)
Trong đó: Pmax : năng lực thơng xe tối đa của một làn, Pmax =2000xc/h.làn
Ki=1,……..15 các hệ số chiết giảm KNTH
<i>(Tham kh</i>ả<i>o các h</i>ệ<i> s</i>ố<i> Ki trong giáo trình TK</i>ð<i> t</i>ậ<i>p 1 và trong H</i>ướ<i>ng d</i>ẫ<i>n TK</i>ð<i> ô </i>
<i>tô – NXB GTVT) </i>
* Theo TCVN 4054-2005 năng lực thông hành lớn nhấ<sub>t Nmax </sub>được lấy như sau :
+ Khi có phân cách trái chiều và phân cách ôtô với xe thô sơ:
<sub>Nmax=1800 (xcq</sub>ñ/h/làn)
+ Khi có phân cách trái chiều và khơng phân cách ơtơ với xe thơ sơ:
Nmax=1500(xcqđ/h/làn)
+ Khi khơng có phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ:
Nmax=1000(xcqđ/h/làn)
ðố<i><b>i v</b></i>ớ<i><b>i </b></i>đườ<i><b>ng </b></i>đ<i><b>ơ th</b></i>ị<i><b> tr</b></i>ị<i><b> s</b></i>ố<i><b> KNTH </b></i>đượ<i><b>c l</b></i>ấ<i><b>y theo b</b></i>ả<i><b>ng sau: </b></i>
Loại đ−ờng đơ thị Đơn vị tính KNTH Trị số KNTH lớn nhất
Đờng 2 làn, 2 chiều Xcqđ/h.2làn 2800
Đờng 3 làn, 2 chiều Xcqđ/h.3làn 4000 - 4400 (*)
Đờng nhiều làn không có phân cách Xcqđ/h.làn 1600
Đờng nhiều làn có phân cách Xcqđ/h.làn 1800
Chú thích:
(*)<sub>: Giá trị cËn d−íi ¸p dơng khi làn trung tâm sử dụng làm làn vợt, rẽ trái, quay </sub>
1. Bản vẽ bình đồ: trên đó thể hiện vị trí tuyến, cao độ các cọc, với các đường đồng
mức, các vị trí cơng trình thốt nước và chống đỡ, các vị trí của đường cong nằm...
theo tỷ lệ nhất ñịnh tùy theo giai ñoạn thiết kế. (1/5000; 1/10000, 1/2000; 1/1000)
tại tim ñường, ñộ dốc thiết kế, thốt nước dọc và ngang, biểu đồ tốc ñộ xe chạy lý
thuyết...
<b>3.1 YÊU C</b>Ầ<b>U </b>ðỐ<b>I V</b>Ớ<b>I N</b>Ề<b>N </b>ðƯỜ<b>NG </b>
<b>3.1.1.Tác d</b>ụ<b>ng c</b>ủ<b>a n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng: </b>
- Khắc phục địa hình tự nhiên nhằm tạo nên một dải đất đủ rộng dọc theo tuyến đường
có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc, trắc ngang...đáp ứng được điều kiện chạy xe an
tồn, êm thuận, kinh tế
- Nền ñường cùng với áo ñường chịu tác dụng của tải trọng xe chạy, do đo nó ảnh
hưởng rất lớn đến cường ñộ và tình trạng khai thác của cả kết cấu áo ñường.
- Những vấn ñề lớn cần phải giải quyết khi nghiên cứu về nền ñường: Lựa chọn loại ñất
xây dựng nền, xem xét cấu tạo và tính tốn ổn định của nền đường trong q trình khai
thác ở các ñiều kiện tự nhiên khác nhau.
<b>3.1.2. Yêu c</b>ầ<b>u </b>ñố<b>i v</b>ớ<b>i n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng : </b>
<i><b>3.1.2.1 N</b></i>ề<i><b>n </b></i>ñườ<i><b>ng ph</b></i>ả<i><b>i </b></i>đả<i><b>m b</b></i>ả<i><b>o ln ln </b></i>ổ<i><b>n </b></i>đị<i><b>nh tồn kh</b></i>ố<i><b>i : </b></i>
Kích thước hình học va hình dạng của nền đường khơng bị phá hoại hay biến dạng
<i>Hình 3.1 : Các hi</i>ệ<i>n t</i>ượ<i>ng n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng b</i>ị<i> m</i>ấ<i>t </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh tồn kh</i>ố<i>i </i>
Trượt ta luy đắp
Trượt trồi trên nền đất yếu
Trồ
i
Trượt taluy đào
Mặt
Đất sụt lấp
đường
Sụt lở ta luy
Trượt trên sườn dốc
<i><b>3.1.2.2 N</b></i>ề<i><b>n </b></i>đườ<i><b>ng ph</b></i>ả<i><b>i </b></i>đả<i><b>m b</b></i>ả<i><b>o có </b></i>ñủ<i><b> c</b></i>ườ<i><b>ng </b></i>ñộ<i><b> : </b></i>
ðủ ñộ bền khi chịu cắt trượt và không bị biến dạng quá nhiều ( hay tích luỹ biến
dạng) dưới tác dụng của tải trọng xe chạy.
<i><b>3.1.2.3 N</b></i>ề<i><b>n </b></i>ñườ<i><b>ng ph</b></i>ả<i><b>i </b></i>ñả<i><b>m b</b></i>ả<i><b>o </b></i>ổ<i><b>n </b></i>ñị<i><b>nh v</b></i>ề<i><b> c</b></i>ườ<i><b>ng</b></i> độ<i><b>:</b></i>
Cường độ nền đường khơng được thay ñổi theo thời gian, khí hậu, thời tiết bất lợi.
<b>3.1.3.Các nguyên nhân gây phá ho</b>ạ<b>i n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng: </b>
- Do tác dụng của nước : nước mặt, nước ngầm và hơi nước làm giảm cường ñộ của
ñất ở taluy nền ñường và bên trong nền ñường gây mất ổn định tồn khối và cường độ
khơng ổn ñịnh .
- Do ñiều kiện ñịa chất – thủy văn.
- Do tác dụng của tải trọng xe chạy.
- Do tác dụng của tải trọng bản thân nền ñường.
- Thi công không ñảm bảo chất lượng.
ðểđánh giá độổn định tồn khối của nền ñường, xét ñến hệ sốổn ñịnh <b>Kôñ</b>
<b> Kơđ = K1. K2. K3. K4. K5. Kpp</b> <b>(3-1) </b>
Trong đó:
K1 : độ tin cậy của các thơng số cơ học của đất (c, ϕ ); K1 = 1,0 - 1,1.
K2 : hệ số xét đến ý nghĩa của cơng trình nền đường :
ðối với ñường cấp I, II : K2 =1,03
ðối với ñường cấp III ,IV ,V : K2 =1,0
K3 : hệ số xét ñến mức ñộ gây tổn thất cho nên kinh tế quốc dân nếu cơng trình nền
đường bị phá hoại làm gián đoạn giao thơng. K3 = 1,0-1,2
K4 : hệ số xét ñến mức độ phù hợp giữa sơđồ tính tốn với điều kiện ñịa chất thủy
văn tại nơi xây dựng nền ñường K4 =1,0-1,05
K5 : hệ số xét loại ñất và sự làm việc của nó trong kết cấu nền đường K5 =1,0-1,05
Kpp : hệ số xét ñến mức ñộ tin cậy của phương pháp tính tốn ổn định
Kơđ: hệ sốổn ñịnh tổng hợp ñối với nền ñường Kơđ = 1,0-1,5.
<b>3.2 C</b>Ấ<b>U T</b>Ạ<b>O N</b>Ề<b>N </b>ðƯỜ<b>NG VÀ </b>ðẤ<b>T XÂY D</b>Ự<b>NG N</b>Ề<b>N </b>ðƯỜ<b>NG. </b>
<b>3.2.1. C</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o c</b>ủ<b>a n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng : </b>
<i><b>3.2.1.1 C</b></i>ấ<i><b>u t</b></i>ạ<i><b>o n</b></i>ề<i><b>n </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>ñắ<i><b>p : </b></i>
<b>Khi chi</b>ề<b>u cao </b>ñắ<b>p <1,0m : </b>
1/1.5 <sub>1/1.5</sub>
1/1.5 1/1.5
2∼3%
2%
- Dùng ñộ dốc ta luy 1/1,5 khi thi cơng bằng thủ cơng.
<b> Khi chi</b>ề<b>u cao </b>đắ<b>p t</b>ừ<b> (6 -> 12)m:</b> Phần dưới ñộ dốc taluy cấu tạo thoải 1/1,75 và
phần trên (h1= 6-8m) ñộ dốc ta luy 1:1,5
<i><b> </b> Hình 3.2 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng </i>ñắ<i>p ( khi h</i>ñắ<i>p = 6-12m) </i>
<b>Khi </b>ñắ<b>p n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng b</b>ằ<b>ng cát</b> thì độ dốc taluy 1/1,75 và lớp trên cùng ñắp một lớp ñất
á sét với chỉ số dẻo >7, dày tối thiểu 30cm ( khơng được phép ñặt trực tiếp áo ñường lên
trên nền cát )
<b>Khi l</b>ấ<b>y </b>đấ<b>t thùng </b>đấ<b>u </b>đểđắ<b>p</b> nền đường cần có khoảng bảo vê chân ta luy (K)
<i>Hình 3.3 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o n</i>ề<i>n </i>ñườ<i>ng </i>ñắ<i>p dùng </i>ñấ<i>t thùng </i>ñấ<i>u </i>
Nền đường đầu cầu và dọc sơng có thể bị ngập nước thì phải cấu tạo độ dốc taluy thoải
1:2,0 ñến trên mức nước thiết kế ít nhất 0,5m. Mực nước thiết kê ứng với tần suất như sau:
ðường cấp I : tần suất 1%
ðường cấp II , III : tần suất 2%
ðường cấp IV, V : tần suất 4%
<i>Hình 3.4: C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng khi có n</i>ướ<i>c ng</i>ậ<i>p </i>
<b>Khi </b>ñắ<b>p </b>ñấ<b>t trên s</b>ườ<b>n d</b>ố<b>c : </b>
1/1.5
1/1.75 1/1.75
1/1.5
h1
h2
1/1.5
1/2 1/2
1/1.5
0.5 m 0.5 m
1.0 m
1/1.5
Xây vữa
Xếp đá khan
Tầng đất phủ
1/1
1/0<sub>.2</sub>
1/0.
2
25
Thạch cứng
1/1
+ Khi is <20%: chỉ cần rẫy hết cây co ở phạm vi ñáy nền tiếp xúc với sườn dốc
+ Khi is = (20 -> 50)% : thì cần phải đánh bậc cấp
<i><b> </b>Hình 3.5. C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o n</i>ề<i>n </i>ñườ<i>ng </i>ñắ<i>p trên s</i>ườ<i>n d</i>ố<i>c ( is = 20%-50%) </i>
<b> Khi is </b>≥<b> 50% ph</b>ả<b>i dùng bi</b>ệ<b>n pháp làm ke chân ho</b>ặ<b>c t</b>ườ<b>ng ch</b>ắ<b>n </b>
<i>Hình 3.6 : Các bi</i>ệ<i>n pháp ch</i>ố<i>ng </i>đỡ<i> n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng trên s</i>ườ<i>n d</i>ố<i><b>c </b></i>
<i><b>3.2.1.2 C</b></i>ấ<i><b>u t</b></i>ạ<i><b>o n</b></i>ề<i><b>n </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>ñ<i><b>ào: </b></i>
Nền đào hồn tồn: mái taluy đào phải có độ dốc nhất ñịnh ñể bảo ñảm ổn ñịnh cho taluy
và cho cả sườn dốc. ðộ dốc mái taluy 1/n tuỳ vào điều kiện địa chất cơng trình và chiều
cao ta luy ñào.
<i><b> </b></i>
<i><b> </b></i> <i>Hình 3.7. C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o n</i>ề<i>n </i>ñườ<i>ng </i>ñ<i>ào qua cac l</i>ớ<i>p </i>ñị<i>a ch</i>ấ<i>tt khác nhau </i>
Nền ñào chữ L: thích hợp đối với đường vùng đồi và núi.<i>( Xem b</i>ả<i>ng 24 , 25 trong </i>
<i>TCVN 4054-05 ) </i>
1/1.5 1/1.5
≥1÷2 m . .
<b>3.2.2. C</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o gia c</b>ố<b> taluy n</b>ề<b>n </b>đườ<b>ng: </b>
- Mục đích của việc gia cố ta luy là để đề phịng mái taluy bị phá hoại do tác dụng của
nước mưa, nước mặt, sóng, gió va các tác dụng khác như phong hoa...
- Các hình thức gia cố:
+ ðầm nén chặt mái taluy va gọt nhẵn mái taluy.
+ Trồng cỏ trên mái taluy .
+ Gia cố lớp ñất mặt mái taluy bằng chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ.
+ Làm lớp bảo vệ cục bộ hoặc tường hộñể ngăn ngừa tác dụng phong hố
+ Những đoạn nền đường đắp chịu tác dụng nước chảy và sóng vỗ thì có thể gia cố
bằng cách dùng các tầng đá xếp khan hoặc tầng đá xếp khan có lót vải địa kỹ thuật...
<b>3.2.3. </b>ðấ<b>t làm n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng</b>: ðất là vật liệu chủ yếu để xây dựng nền đường.Tính chất
và trạng thái của ñất (ñộẩm và ñộ chặt của ñất) ảnh hưởng rất lớn ñến cường ñộ và mức
ñộổn ñịnh của nền ñường.
<i><b>3.2.3.1 Phân lo</b></i>ạ<i><b>i </b></i>ñấ<i><b>t theo c</b></i>ỡ<i><b> h</b></i>ạ<i><b>t : </b></i>
<i>B</i>ả<i>ng 3.1: b</i>ả<i>ng phân lo</i>ạ<i>i </i>ñấ<i>t theo c</i>ỡ<i> h</i>ạ<i>t </i>
Tên hạt Kích cỡ hạt (mm) Tên hạt Kích cỡ hạt (mm)
Cuội 100÷40 Cát to 2÷1
Sỏi rất to 40÷20 Cát vừa 1÷5
Sỏi to 20÷10 Cát nhỏ 0,5÷0,25
Sỏi vừa 10÷4 Cát rất nhỏ (mịn) 0,25÷0,05
Sỏi bé 4÷2 Bụi to 0,05÷0,01
Bụi nhỏ 0,01÷0,005
Bụi sét < 0,005
<i><b>3.2.3.2 Phân lo</b></i>ạ<i><b>i cát </b></i>
<i>B</i>ả<i>ng 3.2 : B</i>ả<i>ng phân lo</i>ạ<i>i cát </i>
Loại
cát Tỷ<sub>(% kh</sub> lệ theo kích c<sub>ố</sub><sub>i l</sub><sub>ượ</sub><sub>ng) </sub>ỡ <sub>d</sub>Ch<sub>ẻ</sub><sub>o </sub>ỉsố Khả năng s<sub>n</sub>ử<sub>ề</sub> d<sub>n </sub><sub>ñườ</sub>ụng <sub>ng </sub>ñể xây dựng
Cát sỏi Hạt >2mm chiếm <1 Rất thích hợp nhưng phải có lớp bọc taluy
Cát to Hạt >0,5mm chiếm <1 Thích hợp nhưng phải có lớp bọc taluy
<i><b>3.2.3.3 Phân lo</b></i>ạ<i><b>i </b></i>đấ<i><b>t dính </b></i>
<i>B</i>ả<i>ng 3.3 :Phân lo</i>ạ<i>i </i>đấ<i>t dính </i>
Loại đất T<sub>trong </sub>ỷ lệ cát (2÷0,005 )mm có <sub>đấ</sub><sub>t (% kh</sub><sub>ố</sub><sub>i l</sub><sub>ượ</sub><sub>ng) </sub> <sub>d</sub>Ch<sub>ẻ</sub><sub>o </sub>ỉsố Khả<sub>d</sub> n<sub>ự</sub><sub>ng n</sub>ăng s<sub>ề</sub>ử<sub>n </sub> d<sub>ñườ</sub>ụng <sub>ng </sub>ñể xây
Á cát nhẹ, hạt >50 1÷7 Rất thích hợp
Á cát nhẹ >50 1÷7 Thích hợp
Á cát bụi 20÷50 1÷7 Ít thích hợp
Á cát bụi nặng <20 1÷7 Khơng thích hợp
Á sét nhẹ >40 7÷12 Thích hợp
Á sét nhẹ, bụi <40 7÷12 Ít thích hợp
Á sét nặng >40 12÷17 Thích hợp
Á sét nặng, bụi <40 12÷17 Ít thích hợp
Sét nhẹ >40 17÷27 Thích hợp
Sét bụi Khơng quy định 17÷27 Ít thích hợp
Sét béo Khơng quy định >27 Khơng thích hợp
ðất cát: dùng làm nền đường thì nền đường có cường độ cao, ổn định nước tốt nhưng đất
cát rời rạc khơng dính nên phải có lớp đất dính bọc xung quanh. ðất cát thường dùng ñể
ñắp nền ñường qua vùng ñất yếu (sét bão hoà nước), thay thế các chỗ nền yếu cục bộ. ðất
sét: tính chất ngược với đất cát, thể tích thay đổi theo trạng thái khơ, ẩm, ổn ñịnh nước
kém. Thường ñược sử dụng ñể ñắp nền đường những nơi cao, thốt nước tốt và phải có
biện pháp đầm nén chặt. ðất bụi: Kém dính, ổn ñịnh nước kém, là loại ñất bất lợi nhất ñối
với yêu cầu xây dựng nền ñường.
Như vậy ñất cát, á cát là vật liệu xây dựng nền đường thích hợp nhất, sau đó là đất á sét.
<b>3.2.4. </b>ðộ<b> ch</b>ặ<b>t c</b>ủ<b>a n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng : </b>
ðộ chặt của nền ñường ñược quy ñịnh như sau ( Theo TCVN4054-05)
<i>B</i>ả<i>ng 3.4 : </i>ðộ<i> ch</i>ặ<i>t qui </i>ñị<i>nh c</i>ủ<i>a n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng </i>
ðộ<b> ch</b>ặ<b>t k </b>
<b>Lo</b>ạ<b>i cơng trình </b>
ðộ<b> sâu </b>
<b>tính t</b>ừđ<b>áy </b>
<b>áo </b>đườ<b>ng </b>
<b>xu</b>ố<b>ng (cm) </b>
<b>Vtt </b>≥<b> 40 </b>
<b>km/h </b> <b>Vtt < 40 km/h </b>
Khi áo ñường dày trên 60cm 30 ≥ 0,98 ≥ 0,95
Khi áo ñường dày dưới
60cm 50 ≥ 0,98 ≥ 0,95
Nền
ñắp
Bên dưới
chiều sâu kể trên
ðất mới
ðất nền
tự nhiên (*)
ñế
80 ≥ 0,85 ≥ 0,85
30 ≥ 0,98 ≥ 095
Nền đào và nền khơng đào khơng đắp
(ñất nền tự nhiên) (**) 30 - 80 ≥ 0,85 ≥ 0,85
<i>Ghi chú: (*) Tr</i>ườ<i>ng h</i>ợ<i>p này là tr</i>ườ<i>ng h</i>ợ<i>p n</i>ề<i>n </i>ñắ<i>p th</i>ấ<i>p </i>
<i>(**) N</i>ế<i>u n</i>ề<i>n t</i>ự<i> nhiên khơng </i>đạ<i>t </i>độ<i> ch</i>ặ<i>t u c</i>ầ<i>u thì ph</i>ả<i>i </i>đ<i>ào ph</i>ạ<i>m vi khơng </i>đạ<i>t r</i>ồ<i>i </i>
đầ<i>m nén l</i>ạ<i>i </i>đểđạt yêu cầu.
<b>3.3 TÍNH </b>Ổ<b>N </b>ðỊ<b>NH C</b>Ủ<b>A N</b>Ề<b>N </b>ðƯỜ<b>NG TRÊN S</b>ƯỜ<b>N D</b>Ố<b>C </b>
<b>3.3.1. Yêu c</b>ầ<b>u khi </b>ñắ<b>p </b>ñấ<b>t n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng trên s</b>ườ<b>n d</b>ố<b>c : </b>
- Nền ñường phải ñặt trên một sườn dốc ổn ñịnh và bản thân sườn dốc đó vẫn ổn định
sau khi đã xây dựng nền đường.
- Nền đắp khơng bị trượt trên mặt sườn dốc đó, ngồi ra bản thân ta luy nền ñường ñào
hoặc ñắp của nền ñường cũng phải bảo đảm ổn định.
<b>3.3.2.Tính tốn </b>ổ<b>n </b>đị<b>nh: </b>
<i><b>3.3.2.1 Tr</b></i>ườ<i><b>ng h</b></i>ợ<i><b>p m</b></i>ặ<i><b>t tr</b></i>ượ<i><b>t t</b></i>ươ<i><b>ng </b></i>ñố<i><b>i ph</b></i>ẳ<i><b>ng: </b></i>
<i> Hình 3. 8: S</i>ơđồ<i> tính </i>ổ<i>n </i>ñị<i>nh c</i>ủ<i>a n</i>ề<i>n </i>ñườ<i>ng trên s</i>ườ<i>n d</i>ố<i>c ( m</i>ặ<i>t tr</i>ượ<i>t ph</i>ẳ<i>ng) </i>
Xét một lớp đất có chiều cao h, dung trọng đất, lực dính C,góc nội ma sát, sườn có ñộ
dốc is
ðể khối ñất không bị trượt trên mặt trượt thì độ dốc của mặt trượt là:
α
γ.h.cos
<i>C</i>
<i>f</i>
<i>is</i>≤ + (3-2)
Trong đó:
F = C + f.Q.cos α : lực giữ
W = Q.sinα : lực gây trượt
is: ñộ dốc của sườn.
f: hệ số ma sát giữa khối trượt trên và mặt phẳng.
γ: dung trọng khối ñất trượt (T/m3) ở trạng thái ẩm lớn nhất.
w <sub>F</sub>
C: lực dính đơn vị giữa khối trượt va mặt trượt (T/m2)
α: góc nghiêng của sườn dốc.
h: chiều dày của khối ñất trượt (m) có thể lấy h =htb hoặc h = hmax
<i><b>3.3.2.2 Tr</b></i>ườ<i><b>ng h</b></i>ợ<i><b>p tr</b></i>ượ<i><b>t trên m</b></i>ặ<i><b>t gãy khúc</b></i>:
<i>Hình 3- 9. S</i>ơđ<i>ơ tính </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh c</i>ủ<i>a n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng trên s</i>ườ<i>n d</i>ố<i>c ( m</i>ă<i>t tr</i>ượ<i>t g</i>ẫ<i>y khúc) </i>
- Tại các chỗ thay ñổi dốc của mặt trượt kẻ các ñường thẳng ñứng ñể phân khối trươt
- Trên từng đoạn trượt i tính trọng lượng Qi .
- Lần lượt tính các lực gây trượt Fi, Fi-1, Fi+1
Trong đó:
αi : độ dốc i của mặt trượt ñoạn i
Ci, ϕi : là lực dính (T/m2) và góc ma sát giữa khối trượt và mặt trượt ñoạn i
K : hệ sốổn định K=1,0÷1,5
Cuối cùng tính được lực gây trượt dưới chân dốc Fi+1, qua ñó ñánh giá ổn ñịnh của sừơn
dốc:
Nế<sub>u Fi+1 </sub>≤ 0 thì sườn dốc ổn ñịnh với hệ số K
Fi-1 > 0 sườn dốc khơng ổn định với hệ số K
Ngồi ra có thểđánh giá mức đơ ổn định riêng của từng khối:
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>Sin</i>
<i>Q</i>
<i>Cos</i>
<i>F</i>
<i>l</i>
<i>C</i>
<i>i</i>
<i>tg</i>
<i>Cos</i>
<i>Q</i>
<i>K</i>
α
α
α
ϕ
α
.
)
(
.
.
.
.
1
1 − +
+
=
−
−
(3-5)
α
αi
αi-1
Nền đường
Li+1
Li
Qi+1
Qi N
Qi-1
Fi+1
αι Li
αi-1
Fi
K
hơ
úi
đâ
út
Se
ỵ tr
ươ
üt
di
Mặt trượt
αι
α <sub>Q</sub><sub>i</sub>
Ni
Ti
ϕ
hi i
<b>3.4 TÍNH </b>Ổ<b>N </b>ðỊ<b>NH MÁI D</b>Ố<b>C TA LUY N</b>Ề<b>N </b>ðƯỜ<b>NG </b>
<b>3.4.1. Bài tốn 1 :</b>Một vách đất thẳng ñứng thường mất ổn ñịnh, khối ñất sẽ trượt theo
một mặt trượt nào đó.
Xét điều kiện cân bằng cơ học của một mảnh ñất i bất kỳ trên mặt trượt của nó ta co
điều kiện cân bằng:
<i><b>Hình 3.10: S</b></i>ơđồ<i><b> xét </b></i>ñ<i><b>i</b></i>ề<i><b>u ki</b></i>ệ<i><b>n cân b</b></i>ằ<i><b>ng c</b></i>ơ<i><b> h</b></i>ọ<i><b>c c</b></i>ủ<i><b>a kh</b></i>ố<i><b>i </b></i>ñấ<i><b>t trên m</b></i>ặ<i><b>t tr</b></i>ượ<i><b>t </b></i>
Ti = Qi.sinα<sub>i : l</sub>ực gây trượt
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>Cos</i>
<i>d</i>
<i>C</i>
<i>N</i>
α
.
+ : Lực giữ
Ni = Qi.cosα<sub>i </sub>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>Cos</i>
<i>d</i>
<i>C</i>
<i>tg</i>
<i>Q</i>
<i>Q</i>
α
ϕ
α
α .cos . .
sin
. = +
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>Cos</i>
<i>h</i>
<i>C</i>
<i>tg</i>
<i>tg</i>
α
- Với loại cát có lực dính C=0, để taluy ổn định phải có góc dốc bằng góc nghỉ tự nhiên
- Với đất dính ổn định cơ học của mái dốc cịn phụ thuộc chiều cao mái ta luy hi
Khi hi → 0 thì α<sub>i </sub>→ 900 ; <sub> hi </sub>→∞ thì α<sub>i </sub>→ϕ
Như vậy cấu tạo mái ta luy nên có dạng trên dốc dưới thoải
Theo giáo sư NN Matslov ñểñơn giản hố và thêm hệ số an tồn K
)
.
(
1
<i>hi</i>
<i>C</i>
<i>tg</i>
<i>K</i>
<i>tg</i> <i><sub>i</sub></i>
γ
ϕ
ϕ = + (3-7)
<b>3.4.2. Ph</b>ươ<b>ng pháp phân m</b>ả<b>nh c</b>ổñ<b>i</b>ể<b>n : </b>
Phương pháp này do W.Fellenuis người Thụy ðiển ñê xuất từ năm 1926 với giả thiết:
C
B
A
D
R <sub>P</sub><sub>1</sub>
P2
P3
P4
P5 T<sub>3</sub>
Q3
N3
L2
H
Z
X3
h3
W3
R
Pi
Ni
Ti
Nitgϕ
i cil
i
<i><b> </b>Hình 3.11:. S</i>ơđồ<i> tính </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh mái taluy theo W.Fellenuis </i>
Xét bài tốn phẳng, phân khối đất ra thành các mảnh như hình vẽ và giả thiết khi
trượt cả khối trượt se cùng trượt một lúc do đó giữa các mảnh khơng có lực ngang tác
dụng lên nhau, trạng thái giới hạn chỉ xảy ra trên một mặt trượt.
Mỗi mảnh trượt i se chịu tác dụng của trọng lượng bản thân Pi.
Tổng lực giữ và tổng lực gây trượ<sub>t: </sub>
Nếu ñất ñồng nhất:
Trong đó:
Pi : trọng lượng mảnh thứ i.
i, Ci : góc ma sát, lực dính của mảnh thứ i.
Wi : tác dụng lực ñộng ñất co cánh tay địn so với tâm O la Zi.
Wi = (0,1 0,2)P xác ñịnh theo TCVN 22TCN 211-95
R : bán kính cung trượt. L: chiều dài cung trượt.
- Khi bình thường chia bề rộng mỗi mảnh i la 1đến 2 m (chia càng nhỏ càng chính xác)
Trên ñây chỉ mới xác ñịnh ñược hệ số ổn ñịnh K ứng với một mảnh trượt nào
đó. Nhưng chưa chắc mặt trượt này ñã là mặt trượt nguy hiểm nhất. ðể tìm trị số Kmin
đối với mái ta luy đã biết thì giả thiết nhiều mặt trượt khác nhau, tương ứng với mỗi mặt
trượt sẽ tìm được một hê số K, từđó tìm được Kmin.
Thường người ta dựa vào đường quỹ tích tâm trượt nguy hiểm.
<i>Hình 3.12 : S</i>ơđồ<i> xác </i>đị<i>nh tâm tr</i>ượ<i>t nguy hi</i>ể<i>m kinh nghi</i>ệ<i>m c</i>ủ<i>a n</i>ề<i>n </i>ñắ<i>p </i>
<i>Hìn h 3.13 : S</i>ơđồ<i> xác </i>đị<i>nh tâm tr</i>ượ<i>t nguy hi</i>ể<i>m kinh nghi</i>ệ<i>m c</i>ủ<i>a n</i>ề<i>n </i>ñ<i>ào </i>
Thường thì chỉ cần chọn 3÷5 ñiểm tren ñường quĩ tích tâm trượt nguy hiểm rồi
biểu diễn chúng trên hình để xác định Kmin
<i>Hình 3.14 : V</i>ẽđồ<i> th</i>ị<i> h</i>ệ<i> s</i>ốổ<i>n </i>đị<i>nh K </i>để<i> tìm K<sub>min</sub></i>
Các giá trịα; β; γ; 1/m, 1/n xem các bảng 7.5 và bảng 7.6 giáo trình TKð 1
D
4.5h
h
2h
Mặt trượt
2
3
4
5 <sub>K</sub>
min
β
α <sub>α </sub>
A
B
1
:n
1
/1
<b>AB: </b> đườ<b>ng qu</b>ĩ<b> tích </b>
<b>tâm tr</b>ượ<b>t kinh nghi</b>ệ<b>m </b>
h
h <sub>α</sub>
C <sub>D</sub>
B
I
1:m
A
4.5h
Wi
Ei
Ei-1
Pi
Ti
Ni
αi
<i>Hình 3.15: S</i>ơđồ<i> tính </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh mái taluy theo Bishop </i>
Việc tính tốn hệ sốổn định giống như phương pháp phân mảnh cổ ñiển, chỉ khác
ở mỗi mảnh trượt Bishop có xét thêm các lực ñẩy ngang Ei+1 Ei-1 tác dụng từ hai phía
của mảnh trượt (khơng quan tâm đến vị trí điểm đặt của các lực ngang đó) (hình 3.15) ðối
với tồn bơ khối trượt:
Hệ sốổn định K tương ứng với mặt trượt trịn như sau :
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>K</i>
<i>tag</i>
<i>K</i>
<i>l</i>
<i>C</i>
<i>p</i>
<i>N</i>
ϕ
ϕ
α
α
sin
.
cos
<i>Ti</i>=( <i><sub>i</sub></i>.<i><sub>i</sub></i> + <i><sub>i</sub></i>. ϕ<i><sub>i</sub></i>). 1
ðể tìm trị số Kmin tính tương tự phương pháp W.Fellenuis
<b>3.5 </b>Ổ<b>N </b>ðỊ<b>NH N</b>Ề<b>N </b>ðƯỜ<b>NG TRÊN </b>ðẤ<b>T Y</b>Ế<b>U </b>
<b>3.5.1. </b>ðấ<b>t y</b>ế<b>u: </b>
Về chỉ tiêu cơ lý, ñất yếu là các loại đất có hệ số rỗng ε0 lớn, ñộ ẩm tự
nhiên lớn (thường bảo hoà nước), sức chống cắt τ (c, ϕ) nhỏ, sức chịu tải nhỏ, tải trọng
z
L/2 a
σz
σx
b
α1
α2 α3
R1
R<sub>2</sub> <sub>R</sub>
3 R
4
β=γ.Η kg/cm2
x
giới hạn chịu ñược nhỏ, ñất dễ bị phá hoại làm cho nền ñắp ở trên mất ổn ñịnh (do lún,
lún khơng đều, do trượt trồi)
Các loại ñất yếu như: ñất sét trầm tích ε0>1,5 (nếu là sét), ε0>1 (nếu là á sét). ðộ
ẩm thiên nhiên xấp xỉ Wnh: C< 0,1 ÷0.2 Kg/cm2, ϕ = 0÷100 .Với than bùn cịn yếu
hơn ε0=3÷15, C=0,01÷0,04 Kg/cm2, tgϕ = 0,03÷0,07
<b>3.5.2 .Tính tốn </b>ổ<b>n </b>đị<b>nh c</b>ườ<b>ng </b>ñộ<b> c</b>ủ<b>a n</b>ề<b>n </b>ñắ<b>p trên </b>ñấ<b>t y</b>ế<b>u</b>:
<i><b>3.5.2.1 Ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp d</b></i>ự<i><b>a vào gi</b></i>ả<i><b> thi</b></i>ế<i><b>t </b></i>đấ<i><b>t là mơi tr</b></i>ườ<i><b>ng bi</b></i>ế<i><b>n d</b></i>ạ<i><b>ng tuy</b></i>ế<i><b>n tính: </b></i>
Theo phương pháp này, nền đất sẽ ổn ñịnh nếu ứng suất gây ra trong ñất yếu tại
mọi điểm khơng đủ tạo nên biến dạng dẻo tại điểm đó.
Nếu giả thiết đất là là mơi trường biến dạng tuyến tính thì các ứng suất σz, σx, τzx
gây ra tại một ñiểm M bất kỳ trong ñất yếu dưới tác dụng tải trọng của nền ñắp (có dạng
hình thang ) như hình vẽ 3 -16 hoặc quy đổi ra hình chữ nhật và cộng tác dụng với tải
trọng phân bốđều vơ hạn của lớp ñất cứng trên ñất yếu như hình 3.17.
H
B
P'=γ.h1(T/m)
b
8 8
Lớp đất cứng trên đát yếu <sub>z</sub> Đất yếu
P=γđắp.H(T/m)
Nền đắp
y
h
1
<i>Hình 3.17 : S</i>ơđồđổ<i>i t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng n</i>ề<i>n </i>đắ<i>p ra t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng hình ch</i>ữ<i> nh</i>ậ<i>t </i>để<i> ki</i>ể<i>m tra </i>ổ<i>n </i>đị<i>nh </i>
Tại M, khi biết σz, σx, τzx ta sẽ tính ñược
α
α
σ
− <i>z</i> <i>x</i> <i>zx</i>
<i>x</i>
<i>z</i>
(3-10)
Trong đó :
σ1, σ2: ứng suất chính tại ñiểm M
σα, τα : ứng suất pháp và ứng suất tiếp trên một hướng bất kỳ qua M, hợp với mặt
ðểđất yếu tại M khơng pháp sinh biến dạng dẻo thì:
ϕ
σ
τ<sub>α</sub> <sub>α</sub>
<i>tg</i>
<i>f</i>
<i>C</i>
<i>f</i>
=
+
≤ .
(3-11)
Hệ sốổn ñịnh tại ñiểm M:
. φ(σ<sub>1</sub>,σ<sub>2</sub>,α)
τ
σ
α
α
=
+
= <i>f</i> <i>C</i>
<i>K</i>
ðể tìm được hệ sốổn định nhỏ nhất ( Kmin) :
6
α=55,5 52,5
z
-5 5
1/ 1,75
3,53,0
2,5 1,5
1,1 1,0
0
2
30
R
-(a+20);-(a+10);-a a;(a+10),(a+20) y
Trong đó:
2
1
1
.
σ
σ
σ
−
+
= <i>f</i> <i>C</i>
<i>A</i>
Nếu KMmin ≥ 1 thì tại điểm m khơng phát sinh biến dạng dẻo
Sau khi xác ñịnh Kminở mọi điểm trong đất yếu< ta có thể vẽ được ñường thẳng Kmin
như hình vẽ 3.18
<i> </i>
<i> Hình 3.18:. Các " </i>ðườ<i>ng </i>đẳ<i>ng Kmin'' va ph</i>ạ<i>m vi phát sinh bi</i>ế<i>n d</i>ạ<i>ng d</i>ẻ<i>o R </i>
Nếu vùng nào có Kmin<1,0 thì sẽ phát sinh biến dạng dẻo. Nếu vùng biến dạng dẻo
càng rộng và ñến hai mép chân taluy thì đất yếu bị đẩy trượt trổi ra hai bên va sẽ mất ổn
ñịnh. Nếu vùng biến dạng dẻo
R≤ 1/2B (B: là bề rộng ñáy nền ñắp ) (3-12)
thì đất yếu vẫn có thể coi la ổn định ( khơng bị trồi, chỉ bị lún nhiều)
Trị số ứng suất tiếp lớn nhất τmax của các ñiểm trong ñất yếu nằm trên trục tim
ñường của nền đắp có thể xác định theo cơng thức:
2
2
2
2
max
)
(
ln
.
.
<i>b</i>
<i>z</i>
<i>b</i>
<i>a</i>
<i>z</i>
<i>a</i>
+
+
+
=
π
τ
max
min
τ
<i>C</i>
<i>K</i> =
P<sub>gh</sub>= γñ.Hgh = 3C (3-15)
Trong đó :
Pgh : tải trọng nền ñắp giới hạn (t/m2)
γñ: dung trọng của nền ñắp (t/m3).
Hgh: chiều cao nền ñắp giới hạn (m).
<b>3.2.1 YÊU C</b>Ầ<b>U CHUNG VÀ C</b>Ấ<b>U T</b>Ạ<b>O K</b>Ế<b>T C</b>Ấ<b>U ÁO </b>ðƯỜ<b>NG </b>
<b>3.2.1.1 Khái ni</b>ệ<b>m:</b>
Áo ñường là phần trên của nền ñường ñược tăng cường bằng các lớp vật liệu khác
nhau ñể chịu tác dụng của tải trọng xe chạy và các ñiều kiện tự nhiên (mưa, gió, nước
ngầm...)
<b>3.2.1.2 Các yêu c</b>ầ<b>u chung c</b>ủ<b>a k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u áo </b>ñườ<b>ng (KCA</b>ð<b>)</b>
- Kết cấu áo ñường phải ñủ cường ñộ và ổn ñịnh cường ñộ (cường ñộ ít thay đổi hoặc
khơng thay đổi khi chịu tác dụng của các ñiều kiện bất lợi)
- Mặt ñường phải ñảm bảo ñủ ñộ bằng phẳng nhất ñịnh ñể: Giảm sức cản lăn ( tốc ñộ
xe chạy tăng cao, giảm thời gian xe chạy, giảm lượng tiêu hao nhiên liệu). Tăng tuổi
thọ của phương tiện (hạ giá thành vận chuyển).
- Bề mặt áo ñường phải ñảm bảo ñủñộ nhám ñể nâng cao hệ sốbám giữa bánh xe với
mặt đường nhằm tăng mức độ an tồn xe chạy.
- Áo đường phải ít sinh bụi: Tăng tầm nhìn của lái xe, tránh gây tác dụng xấu đến hành
khách hàng hóa, đảm bảo vệ sinh mơi trường, tăng tuổi thọ của ñộng cơ cũng như
tuổi thọ của cơng trình.
ðể đáp ứng ñược các yêu cầu trên chi phí bỏ ra là rất tốn kém, vì vậy tùy vào yêu
cầu thực tế và ý nghĩa xây dựng ñường... ñểñưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp.
<b>3.2.1.3 </b>ðặ<b>c </b>đ<b>i</b>ể<b>m ch</b>ị<b>u l</b>ự<b>c c</b>ủ<b>a k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u áo </b>ñườ<b>ng :</b>
Khi xe chạy, lực tác dụng lên áo ñường gồm hai thành phần:
- Lực thẳng ñứng P do tải trọng xe chạy gây ra ứng suất σz
- Lực nằm ngang gây ra σx : do lực kéo, lực hãm, lực ngang khi xe chạy trên đường
vịng, khi tăng giảm tốc gây ra. Tại bề mặt áo ñường:
σz = p
p : Áp lực thẳng ñứng do tải trọng bánh xe nặng nhất truyền xuống qua diện
tích vệt tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường; p = (0,5 ÷ 6)Mpa
Lực ngang chủ yếu tác dụng trên phần mặt của áo đường mà khơng truyền sâu
xuống các lớp phía dưới nên chỉ gây trạng thái ứng suất (σx)ở lớp trên cùng của kết cấu
áo đường, làm cho vật liệu tại đó bị xơ trượt, bong bật, bào mịn dẫn đến phá hoại. Trái lại
lực thẳng đứng thì truyền xuống khá sâu cho mãi tới nền ñất. Như vậy về mặt chịu lực
kết cấu áo đường cần có nhiều lớp, các lớp có nhiệm vụ khác nhau để đáp ứng nhu cầu
chịu lực khác nhau.
- Ở KCAð cứng thì áp lực truyền lên lớp móng và nền ñất nhỏ hơn so với KC
mềm ( vì do tấm bêtơng có ñộ cứng lớn )
σ
σ
σ
σx σσσσz <sub> </sub><sub>σ</sub><sub>σ</sub><sub>σ</sub><sub>σ</sub>
<b>x - </b>ứ<b>ng su</b>ấ<b>t do l</b>ự<b>c n</b>ằ<b>m ngang</b>
<b> </b>σσσσ<b>z - </b>ứ<b>ng su</b>ấ<b>t do l</b>ự<b>c th</b>ẳ<b>ng </b>đứ<b>ng </b>
<i><b>Hình 3.1: S</b></i>ơ ñồ<i><b> phân b</b></i>ố ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t </b></i>
<i><b>trong k</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ấ<i><b>u áo </b></i>ñườ<i><b>ng theo chi</b></i>ề<i><b>u sâu </b></i>
<b> </b>
(b)
<i><b>Hình 3.2 : T</b></i>ả<i><b>i tr</b></i>ọ<i><b>ng phân b</b></i>ốở<i><b> KCA</b></i>ð
<i><b> a); b) KCA</b></i>ð<i><b>m</b></i>ề<i><b>m b) KCA</b></i>ð<i><b> c</b></i>ứ<i><b>ng </b></i>
Lớp mặt trên (Wearing course)
Lớp mặt dưới (Binder course)
Lớp móng trên (Base)
Lớp móng dưới (Subbase)
Lớp đáy móng (Capping layer)
(hay lớp đáy áo đường)
Tâ
ưng
m
ặt
Tâ
ưng
m
ón
g
K
hu
v
ực
ta
ïc
du
ûng
8
0-10
0
cm
Móng nền đất : Nền đắp ( Embankment)
hoặc đất tự nhiên (Natural ground)
( P
av
em
en
t s
tru
ct
ur
e)
<b>3.2.1.4 C</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u n</b>ề<b>n áo </b>ñườ<b>ng :</b>
<i><b>S</b></i>ơñồ<i><b> c</b></i>ấ<i><b>u t</b></i>ạ<i><b>o k</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ấ<i><b>u n</b></i>ề<i><b>n áo </b></i>đườ<i><b>ng xem hình 3.3 </b></i>
<b>3.2.1.5 Vai trị c</b>ủ<b>a t</b>ừ<b>ng l</b>ớ<b>p trong k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u t</b>ổ<b>ng th</b>ể<b> n</b>ề<b>n m</b>ặ<b>t </b>ñườ<b>ng. </b>
<i><b>L</b></i>ớ<i><b>p t</b></i>ạ<i><b>o nhám </b></i>
+ Lớp tạo nhám là một lớp dày 1,5 – 3,0 cm bằng bêtơng nhựa có độ nhám cao; hoặc
bằng hỗn hợp nhựa thoát nước dày 3-4cm
<i><b>+ </b></i>Bố trí trên đường có cấp cao A1 có Vtk≥ 80 km/h
+ Tác dụng: tăng sức bám giữa bánh xe và mặt ñường ñảm bảo xe chạy với vận tốc
<i> </i>
<i> </i>
<i>Hình 3.3 : S</i>ơđồ<i> c</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u n</i>ề<i>n áo </i>đườ<i>ng </i>
<i>- L</i>ớ<i>p m</i>ặ<i>t trên cịn g</i>ọ<i>i là l</i>ớ<i>p hao mòn, ho</i>ặ<i>c l</i>ớ<i>p t</i>ạ<i>o nhám, n</i>ế<i>u b</i>ề<i> dày </i>
<i>c</i>ủ<i>a nó nh</i>ỏ<i> d</i>ướ<i>i 3cm </i>
<i>- L</i>ớ<i>p m</i>ặ<i>t d</i>ướ<i>i là l</i>ớ<i>p m</i>ặ<i>t ch</i>ị<i>u l</i>ự<i>c ch</i>ủ<i> y</i>ế<i>u </i>
<i><b>L</b></i>ớ<i><b>p hao mòn, l</b></i>ớ<i><b>p b</b></i>ả<i><b>o v</b></i>ệ
+ Lớp bảo vệ là một lớp dày 0,5 – 1,0cm thường bằng vật liệu cát, sỏi nhỏ rời rạc.
+ Lớp hao mòn là một lớp mỏng dày 1,0 - 3,0cm làm bằng vật liệu có chất liên kết,
Tác dụng của hai lớp này là: ðể hạn chế bớt xung kích, xơ trượt, mài mòn trực tiếp của
bánh xe lên lớp mặt. Tăng độ bằng phẳng và độ kín cho tầng mặt.
<b>Chú ý</b> : Khi các vật liệu của lớp mặt khơng đủ sức liên kết để chịu tác dụng của xe
chạy (khi cường độ vận tải lớn) thì tầng mặt mới làm thêm lớp hao mòn, và
lớp bảo vệ. Và khi tính tốn cường độ kết cấu áo đường thì khơng kể các lớp
này vào bề dày của tầng mặt.
Ví dụ: ðối với mặt ñường cấp cao A2 người ta sử dụng lớp láng nhựa để làm lớp
hao mịn, tạo nhám, tạo phẳng .
<i><b> Các l</b></i>ớ<i><b>p t</b></i>ầ<i><b>ng m</b></i>ặ<i><b>t : </b></i>
<i><b> </b></i>Là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng bánh xe và ảnh hưởng của các
nhân tố tự nhiên (ñặc biệt ngồi tác dụng của lực thẳng đứng cịn chịu tác dụng của lực
ngang lớn). Do đó tầng mặt địi hỏi được làm bằng các vật liệu có cường ñộ và sức liên
kết tốt, thường dùng vật liệu có kích thước nhỏ để giảm phá loại bong bật do lực ngang
các loại vật liệu có gia cố chất liên kết hữu cơ hoặc vô cơ.
<i><b>Các l</b></i>ớ<i><b>p móng</b></i>
Chủ yếu chịu tác dụng của lực thẳng đứng, truyền và phân bố lực thẳng ñứng ñể khi
truyền xuống nền đất thì ứng suất sẽ giảm ñến một mức ñộ ñất nền đường có thể chịu
đựng được mà khơng tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạng trượt q lớn. Vì lực
thẳng đứng truyền xuống ngày càng bé đi để tiết kiệm, tầng móng có thể gồm nhiều lớp
vật liệu khác nhau có cường độ giảm dần từ trên xuống. Có thể cấu tạo bằng các vật liệu
rời rạc, kích cỡ lớn, chịu bào mịn kém nhưng phải có đủ độ cứng và độ chặt nhất định.
Ngồi ra cịn có thể dùng các vật liệu tại chỗ hoặc các phế liệu công nghiệp.
<i><b>L</b></i>ớ<i><b>p </b></i>đ<i><b>áy móng </b></i>
<i>Ch</i>ứ<i>c n</i>ă<i>ng : </i>
- Tạo ra một lịng đường chịu lực đồng nhất, có sức chịu tải cao.
- Ngăn chặn và có thể cắt đứt dịng ẩm thấm từ trên xuống nền đất hoặc từ
dưới lên áo ñường.
- Tạo “hiệu ứng ñe” ñể bảo đảm chất lượng đầm nén các lớp móng phía trên
- Tạo thuận lợi cho xe, máy ñi lại trong quá trình thi cơng áo đường mà
khơng gây hư hại nền đất phái dưới (khi thời tiết xấu)
<i> Ph</i>ạ<i>m vi áp d</i>ụ<i>ng: </i>
- ðường cao tốc, ñường cấp I, ñường cấp II và ñường cấp III có 4 làn xe
22
-2
4
14
-1
6
Bêtông nhựa hạt nhỏ
Bêtông nhựa hạt vừa
Bêtông nhựa rỗng
Cấp phối đá dăm
Cấp phối cuội sỏi
(hoặc đất gia cố)
Bãtäng ximàng M>30
Cát trộn nhựa hoặc giấy
dầu quét nhựa đường
Đất cát gia cố ximăng
3-4
4-6
9-10
15
-2
4
ñường vùng mưa nhiều hoặc chịu tác ñộng của nhiều nguồn ẩm khác nhau
<i>V</i>ậ<i>t li</i>ệ<i>u s</i>ử<i> d</i>ụ<i>ng: </i>
ðất cấp phối tốt, cấp phối thiên nhiên ñất gia cố vôi hoặc ximăng với tỉ lệ thấp
hoặc vừa phải, tuyệt đối khơng được dùng các loại cát hoặc vật liệu thích hợp đểđạt được
các u cầu sau:
- ðộ chặt ñầm nén cao K = 1,00 ÷1,02 (đầm nén tiêu chuẩn)
- Mơđun đàn hồi E ≥ 50Mpa hoặc tỷ số CBR = 10÷15
<i><b>Móng n</b></i>ề<i><b>n </b></i>ñấ<i><b>t: </b></i>
ðược coi là một bộ phận của KCAð, vì tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền
mặt đường. Bản thân nó cũng tham gia chịu lực thẳng ñứng của tải trọng xe, ñặc biệt khi
áo đường phía trên có độ cứng nhỏ.
<i>B</i>ả<i>ng 3.1 : </i>ðộ<i> ch</i>ặ<i>t t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u c</i>ủ<i>a n</i>ề<i>n </i>ñườ<i>ng trong ph</i>ạ<i>m vi khu v</i>ự<i>c tác d</i>ụ<i>ng (so v</i>ớ<i>i </i>ñộ<i> </i>
<i> ch</i>ặ<i>t </i>ñầ<i>m nén tiêu chu</i>ẩ<i>n theo 22 TCN 333 - 06) </i>
ðộ<b> ch</b>ặ<b>t K </b>
<b>Lo</b>ạ<b>i n</b>ề<b>n </b>đườ<b>ng </b>
ðộ<b> sâu </b>
<b>tính t</b>ừđ<b>áy </b>
<b>áo </b>đườ<b>ng </b>
<b>xu</b>ố<b>ng (cm) </b>
ðườ<b>ng ơ </b>
<b>tơ t</b>ừ<b> c</b>ấ<b>p I </b>
đế<b>n c</b>ấ<b>p IV </b>
ðườ<b>ng </b>
<b>ơ tơ c</b>ấ<b>p V </b>
<b>và c</b>ấ<b>p VI </b>
Khi áo đường dày trên 60cm 30 ≥ 0,98 ≥ 0,95
Khi áo ñường dày dưới 60cm 50 ≥ 0,98 ≥ 0,95
ðất mới ñắp ≥ 0,95 ≥ 0,93
Nền
ñắp Bên dưới
chiều sâu kể
trên (*) ðất nền tự nhiên
Cho ñến
80 ≥ 0,93 ≥ 0,90
30 ≥ 0,98 ≥ 0,95
Nền đào và nền khơng đào khơng đắp
(ñất nền tự nhiên) (**) 30 - 80 ≥ 0,93 ≥ 0,90
<b>Chú ý: </b>Khơng phải khi nào KC cũng có ñủ tất cả các lớp như sơ ñồ cấu tạo như
trên, mà tuỳ thuộc vào yêu cầu xe chạy, loại áo ñường, cấp ñường, ñiều kiện cụ thể ở khu
vực xây dựng mà cấu tạo hợp lý.
<i>Hình 3.4: Ví d</i>ụ<i> k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u áo </i>đườ<i>ng c</i>ấ<i>p cao </i>
1:m 1:m
a b a b
2 <sub>1</sub> 2
1:3
1:3
7.5 7.5
<b>3.2.1.6 C</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o c</b>ắ<b>t ngang c</b>ủ<b>a áo </b>ñườ<b>ng </b>
+ Cấu tạo trắc ngang có mấy kiểu như hình vẽ sau :
<i>Hình 3.6: C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o áo </i>đườ<i>ng trên </i>đườ<i>ng c</i>ấ<i>p cao có d</i>ả<i>i phân cách </i>
+ ðộ dốc ngang áo đường và lềñường
<i>B</i>ả<i>ng3.2: </i>ðộ<i> d</i>ố<i>c ngang t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u m</i>ặ<i>t </i>ñườ<i>ng </i>
<b>Y</b>ế<b>u t</b>ố<b> m</b>ặ<b>t c</b>ắ<b>t ngang </b> ðộ<b> d</b>ố<b>c ngang (%) </b>
Phần mặt ñường và phần lề gia cố :
- Bê tông nhựa cấp cao A1 1,5 – 2,0
- Các loại mặt ñường khác cấp cao A2 2,0 – 3,0
- Mặt ñường ñá dăm, cấp phối, mặt ñường cấp
thấp B1, B2 3,0 – 3,5
Phần lề không gia cố 4,0 – 6,0
Phần dải phân cách Tuỳ vật liệu phủ và lấy như trên
<i>Hình 3.5 : B</i>ố<i> trí áo </i>đườ<i>ng trên n</i>ề<i>n </i>đườ<i>ng </i>
<i>a) C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o áo </i>đườ<i>ng hình máng trên ph</i>ầ<i>n xe ch</i>ạ<i>y (th</i>ườ<i>ng hay dùng) </i>
<i>b) C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o tr</i>ắ<i>c ngang áo </i>đườ<i>ng xây d</i>ự<i>ng phân kì ( giai </i>đ<i>o</i>ạ<i>n 2 m</i>ở<i> r</i>ộ<i>ng) </i>
<i>c) C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o hình l</i>ưỡ<i>i li</i>ề<i>m trên tồn b</i>ộ<i> n</i>ề<i>n </i>ñườ<i>ng (dùng cho m</i>ặ<i>t </i>ñườ<i>ng c</i>ấ<i>p </i>
Blgc
Blgc
1:m
1:m
1:m
Blgc
1:m
in
il
50 Blgc Bpxc
+ Người ta thường thiết kế gia cố lề ñể tránh mép áo ñường bị phá hoại, chống thấm
nước, tăng an toàn, tăng hiệu suất sử dụng bề rộng phần xe chạy, làm nới ñậu xe tạm thời
(nếu lề gia cố rộng)
<i> </i> <i>Hình 3.7 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o gia c</i>ố<i> l</i>ềđườ<i>ng d</i>ọ<i>c mép áo </i>đườ<i>ng </i>
<i>Hình 3.8 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o d</i>ạ<i>ng m</i>ặ<i>t </i>ñườ<i>ng hay dùng nh</i>ấ<i>t </i>
<b>3.2.2 PHÂN LO</b>Ạ<b>I K</b>Ế<b>T C</b>Ấ<b>U ÁO </b>ðƯỜ<b>NG</b>
Có 3 cách phân loại chính:
+ Phân loại theo vật liệu sử dụng
+ Phân loại theo phương pháp tính tốn
+ Phân loại theo cấp áo ñường (phạm vi sử dụng)
<b>3.2.2.1 Phân lo</b>ạ<b>i theo c</b>ấ<b>p áo </b>ñườ<b>ng (ph</b>ạ<b>m vi s</b>ử<b> d</b>ụ<b>ng):</b>
<i><b> Áo </b></i>ñườ<i><b>ng c</b></i>ấ<i><b>p cao ch</b></i>ủ<i><b> y</b></i>ế<i><b>u (A1) - (High type pavement) </b></i>
- Là loại kết cấu áo ñường ñáp ứng yêu cầu xe chạy không <b>xu</b>ấ<b>t hi</b>ệ<b>n bi</b>ế<b>n d</b>ạ<b>ng d</b>ư<b>, </b>
<b>(áo </b>ñườ<b>ng ch</b>ỉ<b> làm vi</b>ệ<b>c trong giai </b>ñ<b>o</b>ạ<b>n </b>ñ<b>àn h</b>ồ<b>i)</b>, mức ñộ dự trữ cường ñộ cao. Mức ñộ
an tồn xe chạy cao, tốc độ xe chạy lớn.
- Tuổi thọ áo ñường cao ≥ 10năm
- Thường dùng cho với các tuyến đường có tốc độ thiết kế V ≥ 60km/h
- Vật liệu :
<i>a)B</i>ằ<i>ng d</i>ả<i>i </i>ñấ<i>t gia c</i>ố<i> (Blgc=50cm) </i>
<i>b)Gia c</i>ố<i> b</i>ằ<i>ng </i>ñ<i>á lát, cu</i>ộ<i>i s</i>ỏ<i>i (Blgc=50cm) </i>
c)<i>Gia c</i>ố<i> b</i>ằ<i>ng l</i>ớ<i>p v</i>ậ<i>t li</i>ệ<i>u t</i>ầ<i>ng m</i>ặ<i>t c</i>ủ<i>a</i>
+ Bêtơng nhựa chặt loại I rải nóng (Atphalt Concret)
+ Bêtơng ximăng (Ciment concret)
<i><b> Áo </b></i>đườ<i><b>ng c</b></i>ấ<i><b>p cao th</b></i>ứ<i><b> y</b></i>ế<i><b>u (A2)</b></i>
- đáp ứng ựiều kiện xe chạy không xuất hiện biến dạng dư, vật liệu làm việc trong giai
ñoạn ñàn hồi nhưng mức ñộ dự trữ cường ñộ nhỏ hơn áo ñường cấp cao chủ yếu A1
- Tuổi thọ của mặt ñường cấp cao A2 từ 4 - 8 năm
- Các loại vật liệu làm mặt đường cấp A2 :
+ Bêtơng nhựa nguội
+ Bêtông nhựa chặt loại II
+ Láng nhựa
- Lưu lượng xe chạy khơng cao, chi phí duy tu bảo dưỡng thường xuyên lớn hơn mặt
ñường cấp cao A1
<i><b>Áo </b></i>ñườ<i><b>ng c</b></i>ấ<i><b>p th</b></i>ấ<i><b>p B1 – Intermediate type pavement </b></i>
- Cho phép xuất hiện biến dạng dư, chiều dày của kết cấu giảm ñi rất nhiều, ñáp ứng yêu
cầu lưu lượng xe chạy thấp, tốc ñộ xe chạy không cao, chi phí duy tu sửa chữa, bảo
dưỡng lớn
- Tuổi thọ của mặt ñường cấp thấp B1 từ (3 – 4) năm
- Các loại vật liệu làm mặt ñường cấp B1 :
+ đá dăm nước
+ Cấp phối ñá dăm, CPðD láng nhựa hoặc nhũ tương; CPðD gia cố XM
+ Cát gia cố ximăng láng nhựa
<i><b> Áo </b></i>ñườ<i><b>ng c</b></i>ấ<i><b>p th</b></i>ấ<i><b>p B2 ( c</b></i>ấ<i><b>p quá </b></i>ñộ<i><b>) ) - Low type pavement</b></i>
- Cho phép xuất hiện biến dạng dư, lưu lượng xe chạy rất thấp, sinh bụi nhiều
- Tuổi thọ mặt đường khơng cao (từ 2 - 3 năm)
- Các loại vật liệu làm mặt ñường cấp B1 :
+ ðất cải thiện
+ ðất ñá tại chỗ, phế liệu công nghiệp gia cố.
<b>3.2.2.2 Phân lo</b>ạ<b>i theo v</b>ậ<b>t li</b>ệ<b>u s</b>ử<b> d</b>ụ<b>ng</b>
<i><b>1 Áo </b></i>ñườ<i><b>ng b</b></i>ằ<i><b>ng các lo</b></i>ạ<i><b>i v</b></i>ậ<i><b>t li</b></i>ệ<i><b>u </b></i>đấ<i><b>t, </b></i>đ<i><b>á t</b></i>ự<i><b> nhiên khơng có ch</b></i>ấ<i><b>t liên k</b></i>ế<i><b>t </b></i>
Có cấu trúc theo ngun lí ñá chèn ñá hoặc nguyên lí cấp phối
Ví dụ: - Cấp phối ñá dăm, cấp phối ñất ñồi, cấp phối sỏi sạn
<i><b>2 Áo </b></i>ñườ<i><b>ng làm b</b></i>ằ<i><b>ng v</b></i>ậ<i><b>t li</b></i>ệ<i><b>u </b></i>ñấ<i><b>t, </b></i>ñ<i><b>á t</b></i>ự<i><b> nhiên có gia c</b></i>ố<i><b> các ch</b></i>ấ<i><b>t liên k</b></i>ế<i><b>t</b></i>
<i><b>vơ c</b></i>ơ<i><b> (vơi, xim</b></i>ă<i><b>ng) : </b></i>
Có cấu trúc theo ngun lí ñá chèn ñá, nguyên lí cấp phối hoặc nguyên lí gia cốñất
Vắ dụ : - đá dăm thấm nhập vữa ximăng cát
- Cấp phối ñá dăm gia cố ximăng, Bêtông ximăng
- ðất gia cố vôi, cát gia cố ximăng
<i><b>3 Áo </b></i>ñườ<i><b>ng làm b</b></i>ằ<i><b>ng v</b></i>ậ<i><b>t li</b></i>ệ<i><b>u </b></i>ñấ<i><b>t, </b></i>ñ<i><b>á t</b></i>ự<i><b> nhiên gia c</b></i>ố<i><b> các ch</b></i>ấ<i><b>t liên k</b></i>ế<i><b>t h</b></i>ữ<i><b>u c</b></i>ơ<i><b> ( bitum, </b></i>
<i><b>gru</b></i>đ<i><b>ơng).</b></i>
Có cấu trúc theo ngun lí đá chèn ñá hoặc nguyên lí cấp phối
- Thấm nhập nhựa
- Bêtông nhựa
- đá trộn nhựa
<b>3.2.2.3 Phân lo</b>ạ<b>i theo ph</b>ươ<b>ng pháp tính tốn (tính ch</b>ấ<b>t ch</b>ị<b>u l</b>ự<b>c)</b>
• Áo đường mềm (Flexible Pavement ): là kết cấu có độ cứng nhỏ, khả năng chịu
kéo, chịu uốn khơng đáng kể, trạng thái chịu lực chủ yếu là chịu nén và chịu cắt.
Cường ñộ và khả năng chống biến dạng phụ thuộc vào nhiệt ñộ và độẩm.
Ví dụ : Mặt đường BTN, thấm nhập nhựa ...
• Áo đường cứng (Rigid Pavement): là kết cấu có độ cứng lớn, khả nanưg chịu
nén , chịu kéo, chịu uốn ñều tốt, trạng thái chịu lực chủ yếu là chịu kéo uốn.
Cường độ chịu uốn và mơđun đàn hồi khơng thay ñổi theo nhiệt ñộ và ñộẩm.
Ví dụ: Mặt ñường bêtơng ximăng
• Áo đường nửa cứng nửa mềm (Semirigid pavement): là loại mặt đường trung
gian, có độ cứng tương đối lớn, có khả năng chịu nén, chịu kéokhi uốn, trạng
thái chịu lực chủ yếu là chịu nén, cắt và chịu kéo khi uốn
Ví dụ : + Mặt ñường cấp phối ñá dăm gia cố ximăng
<b>3.2.2.4 Phân lo</b>ạ<b>i theo tính ch</b>ấ<b>t c</b>ơ<b> h</b>ọ<b>c </b>
- Vật liệu mặt đường có tính tồn khối: Khả năng chịu nén lớn, có khả năng chịu kéo khi
uốn ( BTXM, ñá dăm gia cố ximăng, BTN, cát gia cố ximăng, ñất gia cố vôi...)
<b>3.2.2.5 Phân lo</b>ạ<b>i theo </b>độ<b> r</b>ỗ<b>ng </b>
- Mặt đường kín: ðộ rỗng cịn dư nhỏ ( <6%), hạn chế nước thấm qua ( BTN, BTXM, cấp
phối ñá dăm gia cố ximăng, cấp phối đá dăm, đất gia cố vơi hoặc ximăng..)
- Mặt đường hở: độ rỗng cịn dư lớn ( 6÷25)%, khơng hạn chếđược nước thấm qua ( đá
dăm macadam, thấm nhập nhựa)
<b>3.2.3 NGUYÊN T</b>Ắ<b>C THI</b>Ế<b>T K</b>Ế<b> C</b>Ấ<b>U T</b>Ạ<b>O K</b>Ế<b>T C</b>Ấ<b>U ÁO </b>ðƯỜ<b>NG </b>
<b>3.2.3.1 N</b>ộ<b>i dung c</b>ủ<b>a vi</b>ệ<b>c thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u áo </b>ñườ<b>ng.</b>
Áo ñường là bộ phận ñắt tiền nhất của cơng trình đường ơtơ. Ở Việt Nam chi phí
xây dựng áo đường chiếm tới (45- 65) % tổng vốn ñầu tư xây dựng ñường ñối với các dự
án vùng đồng bằng và đơ thị, (30- 45) % tổng vốn ñầu tư xây dựng ñường ñối với các dự
án vùng ñồi núi. Các chi phí duy tu, sửa chữa bão trì trong quá trình khai thác cũng
chiếm tỷ lệ rất lớn trong tổng vốn ñầu tư cho duy tu ñường nói chung. Do vậy việc thiết
kế một kết cấu áo đường hợp lý và đúng đắn có ý nghĩa hết sức to lớn về kinh tế và kỹ
thuật.
<i><b>3 n</b></i>ộ<i><b>i dung l</b></i>ớ<i><b>n c</b></i>ầ<i><b>n ph</b></i>ả<i><b>i gi</b></i>ả<i><b>i quy</b></i>ế<i><b>t khi tri</b></i>ể<i><b>n khai công tác thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b> KCA</b></i>ð
Thiết kế cấu tạo KCAð, tức là chọn đúng và bố trí đúng cấc tầng, lớp vật liệu trong
kết cấu áo ñường sao cho:
+ Phù hợp với chức năng của mỗi tầng lớp
<b>+</b> ðảm bảo kết cấu phải có đủ cường độ và duy trì được cường độ để hạn chế
tối đa các trường hợp phá hoại của xe cộ và của các yếu tố môi trường tự
nhiên
+ Bề mặt KCAð phải ñảm bảo bằng phẳng, đủ nhám, dễ thốt nước mặt và ít
sinh bụi để đáp ứng u cầu giao thơng an toàn, êm thuận, kinh tế, giảm thiểu
các tác dụng xấu đến mơi trường hai bên đường
+ Phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu, khả năng thi công và khả năng khai
thác duy tu, sửa chữa, bảo trì sau này.
Tính tốn cường độ (biến dạng) của KCAð, ñây cũng là nội dung xác ñịnh chiều dày
các lớp vật liệu trong kết cấu. Công việc này liên quan chặt chẽ với công việc thiết kế
cấu tạo.
Luận chứng hiệu quả kinh tế, so sánh chọn phương án tối ưu về kinh tế kỹ thuật ứng
<b>Chú ý</b>: Nếu không thiết kế cấu tạo KC đúng đắn và hợp lí thì việc tính tốn
cường độ cũng như luận chứng kinh tế trở nên vô nghĩa.
<b>3.2.3.2 Nguyên t</b>ắ<b>c thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> c</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o </b>
<i><b>1. Tuân theo nguyên t</b></i>ắ<i><b>c thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b> t</b></i>ổ<i><b>ng th</b></i>ể<i><b> n</b></i>ề<i><b>n áo </b></i>ñườ<i><b>ng và ngun t</b></i>ắ<i><b>c t</b></i>ạ<i><b>o m</b></i>ộ<i><b>t k</b></i>ế<i><b>t </b></i>
<i><b>c</b></i>ấ<i><b>u kín</b></i>để tăng cường độ và sựổn định cường độ của của nền đất phía dưới áo ñường, ñể
tạo ñiều kiện thuận lợi ñể cho nền ñất cùng tham gia chịu lực với áo ñường ở mức tối đa,
từđó giảm được bề dày áo ñường và hạ giá thành xây dựng.
<b>2. </b><i><b>L</b></i>ự<i><b>a ch</b></i>ọ<i><b>n v</b></i>ậ<i><b>t li</b></i>ệ<i><b>u:</b></i><b> </b>
<b>Tùy thu</b>ộ<b>c v</b>ị<b> trí c</b>ủ<b>a l</b>ớ<b>p v</b>ậ<b>t li</b>ệ<b>u trong k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u áo </b>ñườ<b>ng </b>
<i> C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o các l</i>ớ<i>p t</i>ầ<i>ng m</i>ặ<i>t</i>
Căn cứ vào cấp hạng ñường, thời hạn thiết kế, số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên một
làn xe trong suốt thời hạn thiếtkế và ñiều kiện tự nhiên, ñiều kiện khai thác.
<b> Yêu c</b>ầ<b>u</b> :
+ Vật liệu và bề dày các lớp trong tầng mặt phải chịu ñược tác dụng phá hoại của xe
cộ và của các yếu tố bất lợi về thời tiết, khí hậu
+ Vật liệu làm tầng mặt phải có tính ổn định nhiệt, ổn định nước, khơng thấm nước,
chống bào mịn, độ nhám cao và dễ bằng phẳng.
- Trong trường hợp vật liệu làm lớp mặt khơng đủ các yếu cầu trên, đặc biệt
khơng đủ sức chịu phá hoại bề mặt, thì nhất thiết phải cấu tạo thêm lớp hao mòn
và lớp bảo vệ.
- Với ñường cao tốc và các đường hiện đại có u cầu cao về chất lượng bề mặt,
• Vữa nhựa, hoặc hỗn hợp nhựa cực mỏng (<2cm) có độ bền cao, tạo
nhám và tạo phẳng,
• Lớp hỗn hợp thốt nước (3-4); lớp này làm bằng cấp phối hở, hạt cứng
( độ rỗng 15÷20%) trộn với bitum cải tiến
<i>C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o các l</i>ớ<i>p t</i>ầ<i>ng móng.</i>
Trên cơ sở tận dụng tối ña vật liệu tại chỗ, các phế thải công nghiệp tại chỗ( sử
dụng trực tiếp hoặc gia cố các vật liệu này với chất kết dính vơ cơ hay hữu cơ), có thể
cấu tạo nhiều lớp có chiều dầy tăng dần theo chiều sâu.
<b>Phù h</b>ợ<b>p v</b>ớ<b>i kh</b>ả<b> n</b>ă<b>ng ch</b>ế<b> t</b>ạ<b>o v</b>ậ<b>t li</b>ệ<b>u và kh</b>ả<b> n</b>ă<b>ng thi công </b>
Ví dụ:
+ Muốn sử dụng cấp phối đá dăm làm tậng móng phải đảm bảo vật liệu cấp phối ñá
dăm ñược tạo ra ngay tại mỏñá, phải ñảm bảo vật liệu không bị phân tầng từ khâu xúc lên
xe, vận chuyển và rải thành lớp
+ Muốn sử dụng vật liệu bêtơng nhựa rải nóng phải đảm bảo coa trạm trộn bêtơng
nhựa và có các thiết bị chuyên dùng
<b>Ph</b>ả<b>i xét </b>ñế<b>n </b>ả<b>nh h</b>ưở<b>ng c</b>ủ<b>a tr</b>ạ<b>ng thái th</b>ủ<b>y – nhi</b>ệ<b>t c</b>ủ<b>a n</b>ề<b>n </b>ñườ<b>ng </b>
Trong thực tế có nhiều đoạn đường cấp thấp (như mặt đường cấp phối) có tình trạng
vốn cịn tốt nhưng sau khi láng nhựa lên trên lại nhanh chóng bị phá hoại. Hiện tượng này
xuất hiện ở các ñoạn ẩm ướt. Nguyên nhân chủ yếu là do lớp mặt láng nựa đã ngăn cản sự
bốc hơi nước, do đó làm tăng độ ẩm ở lớp móng và nền ñất làm giảm khả năng chống
trượt của lớp này nên gây ra hiện tượng trồi trượt, nứt mặt đường
Với khí hậu nhiệt đới ở nước ta khơng nên dùng cát làm móng dưới vì cát rỗng tạo điều
kiện thuận lợi cho việc tích tụẩm.
Vì vậy với những đoạn đường có thể bị ảnh hưởng của mao dẫn từ nước ngầm phía
dưới thì lớp móng dưới nên sử dụng vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ.
<b>Ph</b>ả<b>i xét </b>ñế<b>n k</b>ế<b> ho</b>ạ<b>ch phân k</b>ỳ<b> xây d</b>ự<b>ng </b>
ðể sử dụng nguồn vốn có hạn một cách hợp lí phải xét ñến mức tăng xe hàng năm
ñể xây dựng kết cấu ñáp ứng yêu cầu ngắn hạn, và được sử dụng hồn tồn để làm lớp
móng cho nâng cấp cải tạo cho giai ñoạn sau.
<b>Ph</b>ả<b>i xét </b>ñế<b>n các yêu c</b>ầ<b>u v</b>ề<b> v</b>ệ<b> sinh, th</b>ẩ<b>m m</b>ỹ<b> và xét </b>đế<b>n </b>đ<b>i</b>ề<b>u ki</b>ệ<b>n hình thành l</b>ớ<b>p </b>
<b>m</b>ặ<b>t </b>
Với những con đường nhỏ trong khu dân sinh, khu hành chính, trường học, xét về
điều kiện xe chạy thì khơng cần thiết phải làm mặt ñường loại A1 hay A2. Nhưng do yêu
cầu chống bụi nên cần thiết kế lớp láng nhựa hoặc BTN
<i><b>3. Kh</b></i>ả<i><b> n</b></i>ă<i><b>ng ch</b></i>ố<i><b>ng bi</b></i>ế<i><b>n d</b></i>ạ<i><b>ng </b></i>
Mơđuyn đàn hồi, cường độ của các lớp vật liệu trong kết cấu giảm dần theo chiều
quả của từng lớp và của cả kết cấu.
- Lớp ñáy áo ñường E0 ≥ 50 MPa hay CBR ≥ 10-15
- Lớp móng dưới CBR ≥ 30
- Lớp móng trên CBR ≥ 80
Khơng nên cấu tạo quá nhiều lớp gây phức tạp cho thi cơng.
<i><b>4. C</b></i>ả<i><b>i thi</b></i>ệ<i><b>n ch</b></i>ếđộ<i><b> nhi</b></i>ệ<i><b>t </b></i>ẩ<i><b>m </b></i>
Khi chế ñộ thủy nhiệt của nền ñường trở nên bất lợi với sự có mặt của các nguồn
ẩm như nước mưa, do nước ñọng hai bên ñường và nước mao dẫn từ dưới lênthì cường độ
áo đường sẽ bị giảm thấp và dưới tác dụng của xe chạy sẽ rất dễ bị phá hoại. Vì vậy phải
dùng các biện pháp cải thiện sau:
- Tăng cường ñầm nén ñất nền ñường; ñắp cao nền ñường; hạ mực nước ngầm, làm lớp
mặt không thấm nước; làm các lớp ngăn cách nước mao dẫn; tăng bề rộng lề ñường
ñể mép áo ñường ñủ xa nước ngập hai bên; dùng các giải pháp hạn chế nước mưa;
nước mặt xâm nhập vào khu vực tác dụng.
- Trong trường hợp khơng áp dụng được các biện pháp trên thì phải phải áp dụng các
biện pháp làm khô mặt ñường và phần trên của nền ñường như sau: bề mặt áo ñường,
lề ñường và bề mặt phân cách có lớp phủ có độ dốc ngang tối thiểu qui ñịnh; thoát
nước mưa xâm nhập vào kết cấu áo ñường từ trên mặt ñường bằng cách bố trí rãnh
<i><b>5. Nguyên t</b></i>ắ<i><b>c c</b></i>ấ<i><b>u t</b></i>ạ<i><b>o chi</b></i>ề<i><b>u dày.</b></i>
- Bề dày lớp trên mỏng tối thiểu, lớp dưới nên tăng bề dày vì xét đến tính kinh tế
- Bề dày ñược sử dụng nên bằng hoặc gần ñúng bằng bội số của bề dày ñầm nén có hiệu
quả lớn nhất. Nếu vượt qua thì cùng một lớp vật liệu thi công 2 lần. Bề dày ñầm nén
hiệu quả lớn nhất của các lớp như sau:
+ ðối với BTN không quá 8cm
+ ðối với các vật liệu có gia cố chất liên kết không quá 15cm
+ ðối với các vật liệu không gia cố chất liên kết không quá 18cm
- ðể ñảm bảo ñiều kiện làm việc tốt và thuận lợi trong thi cơng , thì chiều dày ( ñã lèn
chặt) tối thiểu Hmin≥ 1,5Dmax (ñường kính cốt liệu lớn nhất ñựoc sử dụng trong lớp kết
<i>B</i>ả<i>ng 3.3 : B</i>ề<i> dày t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u và b</i>ề<i> dày th</i>ườ<i>ng s</i>ử<i> d</i>ụ<i>ng </i>
<i>1.1.1.1.Khi s</i>ử<i> d</i>ụ<i>ng các lo</i>ạ<i>i v</i>ậ<i>t li</i>ệ<i>u làm l</i>ớ<i>p bù vênh trên m</i>ặ<i>t </i>ñườ<i>ng c</i>ũ<i> c</i>ũ<i>ng ph</i>ả<i>i </i>
<i>tuân th</i>ủ<i> các tr</i>ị<i> s</i>ố<i> b</i>ề<i> dày t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u trong </i>
<i>1.1.1.2.Các tr</i>ị<i> s</i>ố<i> trong ngo</i>ặ<i>c là b</i>ề<i> dày t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u khi r</i>ả<i>i trên n</i>ề<i>n cát (khi s</i>ử<i> d</i>ụ<i>ng các </i>
<i>v</i>ậ<i>t li</i>ệ<i>u nêu trên làm l</i>ớ<i>p </i>đ<i>áy móng). </i>
<b>3.2.4.1 </b>ðẶ<b>C </b>ð<b>I</b>Ể<b>M C</b>Ủ<b>A T</b>Ả<b>I TR</b>Ọ<b>NG XE CH</b>Ạ<b>Y TÁC D</b>Ụ<b>NG LÊN M</b>Ặ<b>T </b>
ðƯỜ<b>NG VÀ </b>Ả<b>NH H</b>ƯỞ<b>NG C</b>Ủ<b>A NÓ </b>ðẾ<b>N C</b>Ơ<b> CH</b>Ế<b> LÀM VI</b>Ệ<b>C C</b>Ủ<b>A K</b>Ế<b>T </b>
<b>C</b>Ấ<b>U ÁO </b>ðƯỜ<b>NG </b>
ðặ<b>c </b>ñ<b>i</b>ể<b>m c</b>ủ<b>a t</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng xe ch</b>ạ<b>y tác d</b>ụ<b>ng lên m</b>ặ<b>t </b>đườ<b>ng</b>
ðộ<b> l</b>ớ<b>n c</b>ủ<b>a t</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng tr</b>ụ<b>c tính tốn P</b> ( T, daN, kN).
Tải trọng trục tính tốn P ñược lấy bằng 1/2 tải trọng trục sau, và các xe tải thường
có trọng lượng trục sau chiếm 3/4 trọng lượng của toàn bộ xe.
<b>Di</b>ệ<b>n tích v</b>ệ<b>t ti</b>ế<b>p xúc c</b>ủ<b>a bánh xe v</b>ớ<b>i m</b>ặ<b>t </b>đườ<b>ng</b> (cm2): phụ thuộc vào kích thước
và độ cứng của lốp xe (áp lực hơi). Vệt tiếp xúc này thực tế đo được là hình êlíp, để
đơn giản cho tính tốn người ta xem gần đúng như một hình trịn có diện tích (S) bằng
diện thực tế
<b>Lo</b>ạ<b>i l</b>ớ<b>p k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u áo </b>ñườ<b>ng </b> <b>t</b>ố<b>Bi thi</b>ề<b> dày </b>ể<b>u </b>
<b>(cm) </b>
<b>B</b>ề<b> dày </b>
<b>th</b>ườ<b>ng s</b>ử
<b>d</b>ụ<b>ng (cm) </b>
Bê tơng nhựa, đá dăm trộn
nhựa
Hạt lớn
Hạt trung
Hạt nhỏ
5
4
3
5 – 8
4 – 6
3 - 4
đá mạt trộn nhựa 1,5 1,5 Ờ 2,5
Cát trộn nhựa 1,0 1 – 1,5
Thấm nhập nhựa 4,5 4,5 – 6,0
Láng nhựa 1,0 1,0 – 3,5
Cấp phối ñá dăm Dmax=37,5mm
Dmax≤25mm
12 (15)
8 (15) 15 – 24
Cấp phối thiên nhiên 8 (15) 15 – 30
đá dăm nước 10 (15) 15 Ờ 18
Các loại ñất, ñá, phế thải
công nghiệp gia cố chất liên
kết vô cơ theo phương pháp
trộn
D
1/
a) b)
S
KCÂ
p
D
H
<i>Hình 3.10 : v</i>ệ<i>t ti</i>ế<i>p xúc c</i>ủ<i>a bánh xe v</i>ớ<i>i m</i>ặ<i>t </i>đườ<i>ng </i>
<i>a) Bánh </i>đ<i>ơi có v</i>ệ<i>t ti</i>ế<i>p xúc </i>đổ<i>i v</i>ề<i> hai vịng trịn nh</i>ỏđườ<i>ng kính d </i>
<i>b)Bánh </i>đ<i>ơi có v</i>ệ<i>t ti</i>ế<i>p xúc </i>đổ<i>i v</i>ề<i> m</i>ộ<i>t vịng trịn có </i>đườ<i>ng kính D (dùng tr</i>ườ<i>ng </i>
<i>h</i>ợ<i>p này </i>để<i> tính tốn) </i>
ðườ<b>ng kính c</b>ủ<b>a v</b>ệ<b>t bánh xe t</b>ươ<b>ng </b>ñươ<b>ng (D) </b>ñượ<b>c xác </b>ñị<b>nh nh</b>ư<b> sau: </b>
Áp lực bánh xe truyền xuống mặt ñường:
p = α.p0 (3-16)
Trong đó :
p: áp lực truyền xuống mặt ñường (Mpa; daN/cm2)
α : Hệ số kểđến độ cứng của lốp, α = 0,9÷1,3 khi tính tốn lấy α =1,1
p0 : Áp lực hơi trong săm xe ( p0 càng cứng thì diện tích tiếp xúc càng bé).
p0 tìm đựợc do ño trực tiếp
Mặt khác : <sub>2</sub>
4 <i>D</i>
<i>P</i>
<i>S</i>
<i>P</i>
<i>p</i>
π
=
=
<i>p</i>
<i>P</i>
<i>p</i>
<i>P</i>
<i>D</i>= 4 ≈1,08
⇒
π (cm) (3-17)
D càng lớn thì áp lực bánh xe (p) truyền xuống càng sâu
<i>B</i>ả<i>ng 3.4: </i>ðặ<i>c tr</i>ư<i>ng c</i>ủ<i>a t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng tr</i>ụ<i>c tính tốn tiêu chu</i>ẩ<i>n</i>
<i><b>Lo</b></i>ạ<i><b>i </b></i>đườ<i><b>ng</b></i>
<i><b>T</b></i>ả<i><b>i </b></i>
<i><b>tr</b></i>ọ<i><b>ng tr</b></i>ụ<i><b>c </b></i>
<i><b>P (kN)</b></i>
<i><b>Áp l</b></i>ự<i><b>c tính tốn </b></i>
<i><b>lên m</b></i>ặ<i><b>t </b></i>đườ<i><b>ng</b></i>
<i><b>p ( Mpa)</b></i>
ðườ<i><b>ng </b></i>
<i><b>kính v</b></i>ệ<i><b>t bánh </b></i>
<i><b>xe</b></i>
ðường ô tô công cộng (TCVN 4054-05)
100 0,6 33
Trục chính đơ thị (TCXDVN 104-07);
ñường cao tốc (TCVN 5729-97) 120 0,6 36
ðặ<b>c </b>ñ<b>i</b>ể<b>m t</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng xe tác d</b>ụ<b>ng lên m</b>ặ<b>t </b>ñườ<b>ng : </b>
- Tải trọng ñộng
- Tải trọng tác dụng đột ngột tức thời (xung kích và ngắn hạn)
- Tải trọng trùng phục lặp ñi lặp lại nhiều lần (phát sinh thiện tượng mỏi của vật
liệu).
<i><b> </b></i>Ả<i><b>nh h</b></i>ưở<i><b>ng c</b></i>ủ<i><b>a t</b></i>ả<i><b>i tr</b></i>ọ<i><b>ng </b></i>ñế<i><b>n c</b></i>ơ<i><b> ch</b></i>ế<i><b> làm vi</b></i>ệ<i><b>c c</b></i>ủ<i><b>a KCNA</b></i>ð
Biến dạng của KC nền áo ñường phụ thuộc:
<b>Th</b>ờ<b>i gian tác d</b>ụ<b>ng c</b>ủ<b>a t</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng </b>
Biến dạng tỷ lệ thuận với thời gian tác dụng : nếu cùng tải trọng tác dụng như
nhau thì thời gian tác dụng càng lâu sinh ra biến dạng càng lớn.
+ Thời gian tác dụng của tải trọng xe chạy ñối với các lớp tầng mặt 0.02s-0.05s với
V>50km/h
+ Thời gian tác dụng của tải trọng xe chạy ñối với các lớp tầng móng: 0,1s-0,2s
Trong thời gian tác dụng đó tải trọng thay ñổi từ 0→ p→ 0
<b> Tr</b>ị<b> s</b>ố<b> c</b>ủ<b>a t</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng </b>
Biến dạng tỷ lệ thuận với tải trọng : nếu cùng thời gian tác dụng như nhau thì tải
trọng tác dụng càng lớn sinh ra biến dạng càng lớn
<b>T</b>ố<b>c </b>ñộ<b> gia t</b>ả<b>i </b>
Biến dạng tỷ lệ nghịch với tốc ñộ gia tải : tốc ñộ gia tải càng chậm thì biến dạng
do nó gây ra càng lớn.
lu
ïn
cắt
keïo
keïo
kẽ nứt
Do=D+2H
H
Truyền áp lực lên đất ( đất bị nén)
D
Trồi
<b>3.2.4.2 CÁC HI</b>Ệ<b>N T</b>ƯỢ<b>NG PHÁ HO</b>Ạ<b>I KCA</b>ð<b> M</b>Ề<b>M, NGUN LÝ</b>
<b>TÍNH TỐN C</b>ƯỜ<b>NG </b>ðỘ<b> ÁO </b>ðƯỜ<b>NG M</b>Ề<b>M </b>
<i><b> Các hi</b></i>ệ<i><b>n t</b></i>ượ<i><b>ng phá ho</b></i>ạ<i><b>i KCA</b></i>ð<i><b> m</b></i>ề<i><b>m: </b></i>
<i>Hình 3.12 : Các hi</i>ệ<i>n t</i>ượ<i>ng phá ho</i>ạ<i>i áo </i>ñườ<i>ng m</i>ề<i>m </i>ở<i> tr</i>ạ<i>ng thái gi</i>ớ<i>i h</i>ạ<i>n </i>
<i>d</i>ướ<i>i tác d</i>ụ<i>ng c</i>ủ<i>a t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng xe ch</i>ạ<i>y </i>
Dưới tác dụng cảu tải trọng xe chạy, khi ñạt ñến cường ñộ giới hạn, trong kết cấu
áo ñường mềm sẽ xảy ra các hiện tượng sau:
+ Ngay dưới mặt tiếp xúc của bánh xe, mặt ñường sẽ bị lún (ứng suất nén)
+ Xung quanh chỗ tiếp xúc sẽ phát sinh trượt dẻo (ứng suất cắt)
+ Trên mặt ñường xuất hiện các ñường nứt hướng tâm bao trịn, xa hơn 1 chút vật
liệu bị đẩy trồi, mặt đường có thể bị gãy vỡ và phần ñáy của áo ñường bị nứt
(ứng suất kéo)
<b>K</b>ế<b>t lu</b>ậ<b>n rút ra sau khi phân tích s</b>ơđồ<b> phá ho</b>ạ<b>i: </b>
- Biến dạng của KCAð mềm là kết quả tác ñộng của nhiều yếu tố xảy ra cùng 1
lúc hay là yếu tố nọ tiếp sau ngay yếu tố kia.
- Trong khu vực hoạt ñộng của nền ñường dưới tác dụng của tải trọng xe, toàn bộ
kết cấu nền mặt bị biến dạng và áo ñường bị lún xuống dưới dạng đường cong gọi là
vịng trịn lún với ñộ lún là l. Các lớp áo ñường càng dày, càng cứng (E lớn) thì áp lực
của bánh xe truyền xuống phân bố trên diện tích rộng hơn, áp lực truyền xuống móng
nền đất nhở hơn và ngược lại kết cấu áo càng mỏng, càng mềm thì áp lực của bánh xe
truyền xuống càng sâu trên diện phân bố nhỏ hơn.
- ðộ lún càng lớn ứng suất kéo bề mặt dưới các lớp vật liệu càng lớn
tới ứng suất kéo uốn của các lớp vật liệu toàn khối, tới ứng suất gây trượt trong nền ñất,
trong các lớp vật liệu rời rạc và trong các lớp đá nhựa ở nhiệt độ cao. Ví lẽđó có thể xem
độ lún, mơ đun đàn hồi như các chỉ tiêu về cường ñộ của cả kết cấu áo ñường. Việc ño
ñạc xác ñịnh ñộ lún cũng ñơn giản hơn so với xác ñịnh ứng suất kéo uốn, ứng suất
cắt. Tuy nhiên vì quan hệ giữa độ lún l, ứng suất cắt, ứng suất kéo uốn không phải là
tuyến tính và phụ thuộc vào kết cấu áo đường cấu tạo nên việc phải tính tốn KC theo
3 tiêu chuẩn cường ñộ là cần thiết và hợp lý.
<i><b>U C</b></i>Ầ<i><b>U VÀ NGUN LÝ TÍNH TỐN </b></i>
<i><b>1. u c</b></i>ầ<i><b>u tính tốn </b></i>
<i><b>Bài tốn 1: </b></i>Kiểm tra các phương án cấu tạo đưa ra có đủ cường độ khơng
<i><b>Bài tốn 2</b></i>: Tính tốn xác định loại bề dày cần thiết của mỗi lớp kết cấu khi biết
Eyc (có thể điều chỉnh theo kết quả tính tốn ñể kết cấu ñạt khả năng chịu tải tốt
nhất)
<i><b> 2. Tính tốn các tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n c</b></i>ườ<i><b>ng </b></i>độ
<i><b>2.1</b></i> <i><b>Tính tốn theo tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n </b></i>độ<i><b> võng </b></i>đ<i><b>àn h</b></i>ồ<i><b>i:</b></i>
<b>Ngun lý</b>: ðộ võng đàn hồi của tồn bộ KCAð dưới tác dụng của tải trọng xe gây
ra khơng được vượt q trị sốđộ võng đàn hồi cho phép thì áo đường sẽ làm việc ở trạng
thái bình thường dưới tác dụng của một lượng giao thơng nhất định. Nghĩa là:
<i>dh</i> <i>gh</i>
<i>dv</i>
<i>cd</i>
<i>dh</i>
<i>gh</i>
<i>dv</i>
<i>cd</i>
<i>l</i>
<i>l</i>
<i>K</i> ≤ <sub> </sub> (3-18)
(3-19)
Trong đó:
lđh : ðộ võng ñàn hồi của cả KCAð dưới tác dụng của tải trọng xe gây ra (cm)
lgh : ðộ võng ñàn hồi cho phép xuất hiện trong KCAð (cm)
<i>dv</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> : Hệ số dự trữ cường ñộ theo tiêu chuẩn ñộ võng đàn hồi
Ech : Mơ đun đàn hồi chung cả kết cấu áo đường (Mpa)
Eyc: Mơ đun đàn hồi yêu cầu của cả kết cấu áo ñường trong suốt q trình khai
thác
<i>gh</i>
<i>yc</i>
<i>l</i>
<i>D</i>
<i>p</i>
<i>E</i> = . .(1−µ) (3-20)
Trong đó : p: Là áp lực của bánh xe tác dụng lên mặt đường
D: ðường kính vệt bánh xe tương ñương
lgh : ðộ võng giới hạn cho phép
µ : Hệ số poisson
<i><b>2.2</b><b>Tính tốn theo tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n </b></i>ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t gây tr</b></i>ượ<i><b>t:</b></i>
<b>Nguyên lý: </b>Ứng suất cắt chủ ñộng lớn nhất sinh ra tại mọi ñiểm trong nền ñất và
các lớp vật liệu kém dính do tải trọng xe chạy và trọng lượng bản thân các lớp vật liệu gây
ra tại các vị trí đó khơng vượt q trị số giới hạn cho phép thì kết cấu làm việc ở trạng thái
bình thường.
τamax : Ứng suất cắt chủñộng lớn nhất xuất hiện trong nền ñất hoặc trong các lớp vật
liệu kém dính hoặc trong các lớp hỗn hợp ñá nhựa ở nhiệt ñộ cao do tải trọng
xe chạy và trọng lượng bản thân của các lớp vật liệu gây ra (Mpa)
τamax = τax + τav (3-22)
τcp : ứng suất cắt giới hạn cho phép trong nền ñất hoặc trong các lớp vật liệu kém
dính, trong hỗn hợp đá nhựa ở nhiệt ñộ cao (Mpa)
τcp = <i><sub>tr</sub></i>
<i>cd</i>
<i>tt</i>
<i>K</i>
<i>C</i>
(3-23)
Ctt: Lực dính tính tốn của đất nền hoặc vật liệu kém dính (Mpa) ở trạng thái độ
ẩm, độ chặt tính tốn (được xác định theo phương pháp cắt phẳng)
<i>tr</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> : Hệ số dự trữ cường ñộ theo tiêu chuẩn ứng suất gây trượt
(3-24)
<i>Hình 3.13: S</i>ơ đồ<i> tính tốn c</i>ườ<i>ng </i>độ<i> k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u áo. a) Vi</i>ệ<i>t Nam, Nga ; b) Trung </i>
<i>Qu</i>ố<i>c, Pháp, (A, B, C là các </i>đ<i>i</i>ể<i>m tính </i>ứ<i>ng su</i>ấ<i>t và bi</i>ế<i>n d</i>ạ<i>ng </i>để<i> ki</i>ể<i>m tra) </i>
<i><b>2.3</b><b>Tính tốn theo tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n </b></i>ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t ch</b></i>ị<i><b>u kéo khi u</b></i>ố<i><b>n</b></i>
<b>Nguyên lý</b>: Ứng suất chịu kéo khi uốn xuất hiện ởđáy các lớp vật liệu tồn khối
do tải trọng xe chạy gây ra khơng được vượt quá ứng suất kéo uốn cho phép của các lớp
vật liệu đó nhằm hạn chế sự phát sinh nứt dẫn đến phá hoại các lớp đó.
(3-25)
<i>ku</i>
<i>cd</i>
<i>ku</i>
<i>tt</i>
<i>ku</i>
<i>tr</i>
<i>cd</i>
<i>av</i>
<i>ã</i>
3δ δ
p
A
B
C
E3, µ3, C3, ϕ3,
E1, µ1, h1
E2, µ2, h2
A
B
C <sub>E</sub><sub>o</sub><sub>, </sub><sub>µ</sub><sub>ο, </sub><sub>h</sub><sub>ο</sub>
a) D b)
h
1
h
2
H
Ech
E'ch
E1, µ1, C1, ϕ1, R1ku
E2, µ2, C2, ϕ2, R2ku
Trong đó:
σku : Ứng suất kéo uốn lớn nhất xuất hiện ởđáy lớp vật liệu tồn khối do tải trọng xe
chạy gây ra (Mpa)
<i>ku</i>
<i>tt</i>
<i>R</i> : Cường độ chịu kéo uốn của vật kiệu tồn khối (Mpa)
<i>ku</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> : Hệ số dự trữ cường ñộ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn
<b> C</b>ơ<b> s</b>ở<b> ph</b>ươ<b>ng pháp tính tốn </b>
Cơ sở của phương pháp tính tốn theo 3 tiêu chuẩn giới hạn nêu trên là lời giải của
bài tốn hệ bán khơng gian đàn hồi nhiều lớp có điều kiện tiếp xúc giữa các lớp là hoàn
toàn liên tục dưới tác dụng của tải trọng bánh xe (được mơ hình hố là tải trọng phân bố
đều hình trịn tương đương với diện tích tiếp xúc của bánh xe trên mặt ñường)
<i><b> V</b></i>ề<i><b> yêu c</b></i>ầ<i><b>u tính tốn theo 3 </b></i>đ<i><b>i</b></i>ề<i><b>u ki</b></i>ệ<i><b>n gi</b></i>ớ<i><b>i h</b></i>ạ<i><b>n </b></i>
+ ðối với kết cấu áo ñường cấp cao A1 và A2 đều phải tính tốn kiểm tra theo 3
tiêu chuẩn cường ñộ.
+ ðối với áo ñường cấp thấp B1 và B2 không yêu cầu kiểm tra theo tiêu chuẩn
+ Khi tính tốn kết cấu áo lề có gia cố thì phải tính theo các tiêu chuẩn nhưđối với
kết cấu áo đường của phần xe chạy liền kề.
<i><b>Các thơng s</b></i>ố<i><b> tính tốn c</b></i>ườ<i><b>ng </b></i>độ<i><b> và b</b></i>ề<i><b> dày áo </b></i>đườ<i><b>ng m</b></i>ề<i><b>m </b></i>
Cần phải xác định được các thơng số tính tốn dưới đây tương ứng với thời kỳ bất
lợi nhất về chế ñộ thuỷ nhiệt (tức là thời kỳ nền ñất và cường ñộ vật liệu của các lớp áo
đường yếu nhất):
- Tải trọng trục tính tốn và số trục xe tính tốn (Ntt)
- Eo, lực dính C và góc nội ma sát ϕ tương đương với độ ẩm tính tốn bất lợi
nhất của nền đất.
- E, lực dính C và góc nội ma sát ϕ, Rku của vật liệu
- Nhiệt độ tính tốn các tiêu chuẩn cường độ:
+ Theo tiêu chuẩn ñộ lún ñàn hồi : 100C
+ Theo ñiều kiện cân bằng trượt : 600C
+ Theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn : (10-15)0C
<i><b>T</b></i>ả<i><b>i tr</b></i>ọ<i><b>ng tr</b></i>ụ<i><b>c tính tốn tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n: </b></i>
ñối với tất cả các loại áo ñường mềm trên ñường cao tốc, trên ñường ô tô các cấp thuộc
mạng lưới chung và cả trên các đường đơ thị các cấp.
<i><b>Quy </b></i>ñổ<i><b>i s</b></i>ố<i><b> t</b></i>ả<i><b>i tr</b></i>ọ<i><b>ng tr</b></i>ụ<i><b>c xe khác v</b></i>ề<i><b> s</b></i>ố<i><b> t</b></i>ả<i><b>i tr</b></i>ọ<i><b>ng tr</b></i>ụ<i><b>c tính tốn tiêu chu</b></i>ẩ<i><b>n </b></i>
số lần thơng qua của tải trọng trục tính tốn trên cơ sở tương ñương về tác dụng phá
hoại ñối với kết cấu áo ñường:
<i> Vi</i>ệ<i>c quy </i>ñổ<i>i ph</i>ả<i>i </i>ñượ<i>c th</i>ự<i>c hi</i>ệ<i>n </i>ñố<i>i v</i>ớ<i>i t</i>ừ<i>ng c</i>ụ<i>m tr</i>ụ<i>c tr</i>ướ<i>c và c</i>ụ<i>m tr</i>ụ<i>c sau c</i>ủ<i>a m</i>ỗ<i>i </i>
<i>lo</i>ạ<i>i xe khi nó ch</i>ởđầ<i>y hàng v</i>ớ<i>i các quy </i>đị<i>nh sau: </i>
- Cụm trục có thể gồm m trục có trọng lượng mỗi trục như nhau với các cụm bánh
ñơn hoặc cụm bánh đơi (m =1, 2, 3 );
- Chỉ cần xét ñến (tức là chỉ cần quy ñổi) các trục có trọng lượng trục từ 25 kN trở
lên
- Bất kể loại xe gì khi khoảng cách giữa các trục ≥ 3,0m thì việc quy đổi được
thực hiện riêng rẽñối với từng trục
- Khi khoảng cách giữa các trục < 3,0m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổi
gộp m trục có trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xét ñến hệ số trục C1
nhưở biểu thức (3-26) và (3-27).
Việc quy ñổi ñược thực hiện theo biểu thức sau:
N = 4,4
2
1. . .( )
<i>tt</i>
<i>I</i>
<i>i</i>
<i>k</i>
<i>i</i> <i>P</i>
<i>P</i>
<i>n</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
=
; (3-26)
Trong đó:
N: là tổng số trục xe quy ñổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính tốn sẽ
thơng qua đoạn đường thiết kế trong một ngày ñêm trên cả 2 chiều
(trục/ngày ñêm);
ni: là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục Pi cần được quy
đổi về tải trọng trục tính tốn Ptt (trục tiêu chuẩn hoặc trục nặng nhất). Trong
tính tốn quy ñổi thường lấy ni bằng số lần của mỗi loại xe i sẽ thông qua mặt
cắt ngang ñiển hình của ñoạn ñường thiết kế trong một ngày ñêm cho cả 2
chiều xe chạy
C1: là hệ số số trục ñược xác ñịnh theo biểu thức sau:
C1=1+1,2 (m-1) (3-27)
C2: Là hệ số xét ñến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh: với các cụm bánh chỉ có 1
bánh thì lấy C2=6,4; với các cụm bánh đơi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì lấy C2=1,0; với
cụm bánh có 4 bánh thì lấy C2=0,38.
<i><b>S</b></i>ố<i><b> tr</b></i>ụ<i><b>c xe tính toán trên m</b></i>ộ<i><b>t làn xe và trên k</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ấ<i><b>u áo l</b></i>ề<i><b> có gia c</b></i>ố
<i><b>S</b></i>ố<i><b> tr</b></i>ụ<i><b>c xe tính toán N</b><b>tt</b></i> : là tổng số trục xe ñã ñược quy ñổi về trục xe tính tốn tiêu
chuẩn (hoặc trục xe nặng nhất tính tốn) sẽ thơng qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế
trong một ngày ñêm trên làn xe chịu ñựng lớn nhất vào thời kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn
thiết
Ntt = Ntk . fl (trục/làn.ngày ñêm) (3-28)
Trong đó:
Ntk: là tổng số trục xe quy ñổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính tốn trong một ngày
ñêm trên cả 2 chiều xe chạy ở năm cuối của thời hạn thiết kế. Trị số Ntk ñược xác ñịnh
theo biểu thức (3.26)
fl: là hệ số phân phối số trục xe tính tốn trên mỗi làn xe
<i>B</i>ả<i>ng 3.5 : H</i>ệ<i> s</i>ố<i> xét </i>ñế<i>n s</i>ự<i> phân b</i>ố<i> xe ch</i>ạ<i>y trên các làn xe </i>
<i><b>Tr</b></i>ườ<i><b>ng h</b></i>ợ<i><b>p tính tốn </b></i> <i><b>H</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> f</b><b>1 </b></i>
ðườ<b>ng ch</b>ỉ<b> có 1 làn xe </b> <b>1,0 </b>
ðườ<b>ng có 2 ho</b>ặ<b>c 3 làn xe ch</b>ạ<b>y và khơng </b>
<b>có d</b>ả<b>i phân cách gi</b>ữ<b>a </b> <b>0,55 </b>
ðườ<b>ng có 4 làn xe và có d</b>ả<b>i phân cách </b>
<b>gi</b>ữ<b>a </b> <b>0,35 </b>
ðườ<b>ng 6 làn xe tr</b>ở<b> lên và có d</b>ả<b>i phân </b>
<b>cách gi</b>ữ<b>a </b> <b>0,3 </b>
<i><b> S</b></i>ố<i><b> tr</b></i>ụ<i><b>c xe tính tốn trên k</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ấ<i><b>u l</b></i>ề<i><b> có gia c</b></i>ố<i><b>: </b></i>
<i>tt</i>
<i>c</i>
<i>tt</i> <i>N</i>
<i>N</i>lg =(35÷50)%. : phần xe chạy và lề khơng có dải phân cách bên
<i>tt</i>
<i>c</i>
<i>tt</i> <i>N</i>
<i>N</i>lg ≥(35÷50)%. : phần xe chạy có 2 làn xe trở xuống
<i>tt</i>
<i>c</i>
<i>tt</i> <i>N</i>
<i>N</i>lg ≤(35÷50)%. : phần xe chạy có 4 làn xe trở lên và có dải phân cách giữa
<b>3.2.4.3 TÍNH TỐN C</b>ƯỜ<b>NG </b>ðỘ<b> (B</b>Ề<b> DÀY) C</b>Ủ<b>A K</b>Ế<b>T C</b>Ấ<b>U ÁO M</b>Ề<b>M </b>
<b>THEO TIÊU CHU</b>Ẩ<b>N </b>ðỘ<b> VÕNG </b>ð<b>ÀN H</b>Ồ<b>I </b>
<i><b>2.1 Xác </b></i>đị<i><b>nh h</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> d</b></i>ự<i><b> tr</b></i>ữ<i><b> c</b></i>ườ<i><b>ng </b></i>ñộ<i><b> và ch</b></i>ọ<i><b>n </b></i>ñộ<i><b> tin c</b></i>ậ<i><b>y mong mu</b></i>ố<i><b>n </b></i>
+ Hệ số cường ñộ vềñộ võng <i>dv</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> ñược chọn tuỳ thuộc vào ñộ tin cậy thiết kế như sau
<i>B</i>ả<i>ng3.6: Xác </i>ñị<i>nh h</i>ệ<i> s</i>ố<i> c</i>ườ<i>ng </i>ñộ<i> v</i>ềñộ<i> võng ph</i>ụ<i> thu</i>ộ<i>c </i>ñộ<i> tin c</i>ậ<i>y </i>
ðộ<b> tin c</b>ậ<b>y </b> 0,98 0,95 0,90 0,85 0,80
<b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> c</b>ườ<b>ng </b> ñộ
<i>dv</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> 1,29 1,17 1,10 1,06 1,02
+ Có thể chọn ñộ tin cậy thiết kếñối với các loại ñường và cấp hạng ñường như sau:
<i>B</i>ả<i>ng 3.7 : L</i>ự<i>a ch</i>ọ<i>n </i>ñộ<i> tin c</i>ậ<i>y thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> tu</i>ỳ<i> theo lo</i>ạ<i>i và c</i>ấ<i>p h</i>ạ<i>ng </i>ñườ<i>ng </i>
(áp dụng cho cả kết cấu áo ñường và kết cấu áo có lề gia cố)
<b>Lo</b>ạ<b>i, c</b>ấ<b>p h</b>ạ<b>ng </b>đườ<b>ng </b> ðộ<b> tin c</b>ậ<b>y thi</b>ế<b>t k</b>ế
1. ðường cao tốc 0,90 , 0,95 , 0,98
2. ðường ô tô
- Cấp I, II
- Cấp III, cấp IV
- Cấp V, VI
0,90 , 0,95 , 0,98
0,85 , 0,90 , 0,95
0,80 , 0,85 , 0,90
- Cao tốc và trục chính đơ thị
- Các đường đơ thị khác
0,90 , 0,95 , 0,98
0,85 , 0,90 , 0,95
4. ðường chuyên dụng 0,80 , 0,85 , 0,90
<i> Các </i>ñ<i>o</i>ạ<i>n </i>đườ<i>ng có b</i>ố<i> trí siêu cao </i>≥<i>6%, tr</i>ạ<i>m thu phí, </i>đ<i>i</i>ể<i>m d</i>ừ<i>ng </i>đỗ<i> xe thí c</i>ầ<i>n ch</i>ọ<i>n </i>
<i>m</i>ứ<i>c </i>độ<i> tin c</i>ậ<i>y cao h</i>ơ<i>n so v</i>ớ<i>i </i>đ<i>o</i>ạ<i>n </i>đườ<i>ng thơng th</i>ườ<i>ng ít nh</i>ấ<i>t là 1 c</i>ấ<i>p. </i>
<i><b>2.2 </b><b>Xác </b></i>đị<i><b>nh tr</b></i>ị<i><b> s</b></i>ố<i><b> mơ </b></i>ñ<i><b>un </b></i>ñ<i><b>àn h</b></i>ồ<i><b>i yêu c</b></i>ầ<i><b>u Eyc </b></i>
Eyc = max { <i>Eyc</i> ,<i>Eycllxc</i>
min <sub>} </sub> <sub>(3-29) </sub>
Trong đó :
min
<i>yc</i>
<i>E</i> : Mơđuyn đàn hồi u cầu tối thiểu
min
<i>yc</i>
<i>E</i> : Mơđuyn đàn hồi u cầu theo lưu lượng xe tính tốn
<i><b>Xác </b></i>đị<i><b>nh </b></i> min
<i>yc</i>
<i>E</i>
min
<i>yc</i>
<i>E</i> phụ thuộc vào:
+ Cấp ñường
<i>B</i>ả<i>ng 3.8 : Tr</i>ị<i> s</i>ố<i> t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u c</i>ủ<i>a mơ </i>đ<i>un </i>đ<i>àn h</i>ồ<i>i yêu c</i>ầ<i>u (MPa)</i>
<b>Lo</b>ạ<b>i t</b>ầ<b>ng m</b>ặ<b>t c</b>ủ<b>a k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u áo </b>ñườ<b>ng </b>
<b>thi</b>ế<b>t k</b>ế
<b>Lo</b>ạ<b>i </b>ñườ<b>ng và c</b>ấ<b>p </b>ñườ<b>ng </b>
<b>C</b>ấ<b>p cao A1 </b> <b>C<sub>A2 </sub></b>ấ<b>p cao </b> <b>C</b>ấ<b><sub>B1 </sub>p th</b>ấ<b>p </b>
1. ðường ô tô
- ðường cao tốc và cấp I
- ðường cấp II
- ðường cấp III
- ðường cấp IV
- ðường cấp V
- ðường cấp VI
180 (160)
160 (140)
140 (120)
130 (110)
120 (95)
100 (80)
80 (65)
75
Khơngquy
định
2. ðường đơ thị
- ðường cao tốc và trục chính
- ðường chính khu vực
- ðường phố
- ðường cơng nghiệp và kho tàng
- ðường xe ñạp, ngõ
190
155
120
155
100
130
95
130
75
70
100
50
<i>Ghi chú : Các tr</i>ị<i> s</i>ố<i> trong ngo</i>ặ<i>c là mơ </i>đ<i>un </i>ñ<i>àn h</i>ồ<i>i yêu c</i>ầ<i>u t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u </i>ñố<i>i v</i>ớ<i>i k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u l</i>ề
<i>gia c</i>ố<i>. </i>
<i><b>Xác </b></i>ñị<i><b>nh </b></i> <i>llxc</i>
<i>yc</i>
<i>E</i>
<i>llxc</i>
<i>yc</i>
<i>E</i> phụ thuộc vào :
+ Số trục xe tính tốn Ntt
+ Loại tầng mặt của KCAð thiết kế
<i>B</i>ả<i>ng 3.9 : Tr</i>ị<i> s</i>ố<i> mô </i>đ<i>un </i>đ<i>àn h</i>ồ<i>i u c</i>ầ<i>u </i>
<b>Tr</b>ị<b> s</b>ố<b> mơ </b>đ<b>un </b>đ<b>àn h</b>ồ<b>i yêu c</b>ầ<b>u Eyc (MPa), t</b>ươ<b>ng </b>ứ<b>ng v</b>ớ<b>i s</b>ố<b> tr</b>ụ<b>c xe tính tốn </b>
<b>(xe/ngày </b>đ<b>êm/làn) </b>
<b>Lo</b>ạ<b>i </b>
<b>t</b>ả<b>i </b>
<b>tr</b>ọ<b>ng </b>
<b>tr</b>ụ<b>c </b>
<b>tiêu </b>
<b>chu</b>ẩ<b>n </b>
<b>Lo</b>ạ<b>i </b>
<b>t</b>ầ<b>ng </b>
<b>m</b>ặ<b>t </b> 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 7000
Cấp
cao A1 133 147 160 178 192 207 224 235
Cấp
cao A2 91 110 122 135 153
10
Cấp
thấp B1 64 82 94
Cấp
cao A1 127 146 161 173 190 204 218 235 253
Cấp
cao A2 90 103 120 133 146 163
12
Cấp
<i><b>2.3 Xác </b></i>ñị<i><b>nh Ech . </b></i>ðố<i><b>i v</b></i>ớ<i><b>i h</b></i>ệ<i><b> 2 l</b></i>ớ<i><b>p: S</b></i>ử<i><b> d</b></i>ụ<i><b>ng tốn </b></i>đồ<i><b> Cogal cho h</b></i>ệ<i><b> 2 l</b></i>ớ<i><b>p </b></i>
<i> </i> <i> Hình 3.14: S</i>ơđồ<i> h</i>ệ<i> 2 l</i>ớ<i>p </i>
Trong đó: h: Bề dày lớp áo đường có mơđun đàn hồi E1
D: là đường kính tương đương của vệt bánh xe tính tốn
E0: là mơđun đàn hồi của nền ñất
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
1.7 1.8 1.9 2.0
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.10
0.05
h/D
0.15
0.15
0.05
0.10
0.20
0 1.7 1.8 1.9 2.0
E1
Ech<sub>=0.9</sub>
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.2
0.1
0.3
h
E1
E0
D
p Ech
<i>Hình3.15: Tốn </i>đồđể<i> xác </i>đị<i>nh mơ </i>đ<i>un </i>đ<i>àn h</i>ồ<i>i chung c</i>ủ<i>a h</i>ệ<i> 2 l</i>ớ<i>p Ech </i>
Lập tỉ số:
Ech
p
E2
E0
h
D
h
1
2
E1
Ech
p
ETB
E0
(Trị số ghi trên các ñường cong là tỷ số
1
<i>E</i>
<i>E<sub>ch</sub></i>
)
<i>Trong tr</i>ườ<i>ng h</i>ợ<i>p k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u áo </i>đườ<i>ng có t</i>ổ<i>ng b</i>ề<i> dày l</i>ớ<i>n (H/D>2) thì vi</i>ệ<i>c tính tốn </i>
<i>Ech có th</i>ể đượ<i>c tính theo cơng th</i>ứ<i>c g</i>ầ<i>n </i>ñ<i>úng nh</i>ư<i> ch</i>ỉ<i> d</i>ẫ<i>n </i>ở<i> Ph</i>ụ<i> l</i>ụ<i>c F c</i>ủ<i>a tiêu chu</i>ẩ<i>n </i>
<i>thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> áo </i>ñườ<i>ng m</i>ề<i>m 22TCN 211-06 </i>
ðố<b>i v</b>ớ<b>i h</b>ệ<b> nhi</b>ề<b>u l</b>ớ<b>p</b>: Vì kết cấu áo đường mềm thường có nhiều lớp nên cần quy đổi
về hệ 2 lớp để áp dụng dạng tốn đồ hình 3.15. Việc quy ñổi ñược thực hiện ñối với 2 lớp
một từ dưới lên theo sơđồhình 3.16
ðố<i><b>i v</b></i>ớ<i><b>i h</b></i>ệ<i><b> 3 l</b></i>ớ<i><b>p</b></i>:
<i>Hình 3.16 : S</i>ơñồñổ<i>i h</i>ệ<i> 3 l</i>ớ<i>p v</i>ề<i> h</i>ệ<i> 2 l</i>ớ<i>p </i>
Sử dụng công thức của giáo sưðặng Hữu
- ðổi lớp 1 và lớp 2 thành 1 lớp tương ñương
Từ quan hệ: E'
<i>TB</i>= E1
<b>3</b>
<b>3</b>
<b>1</b>
<b>1</b>
<b>.</b>
<b>1</b>
+
+
<i><b>k</b></i>
<i><b>t</b></i>
<i><b>k</b></i> <sub> (3-29) </sub>
Trong đó:
k =
1
2
<i>h</i>
<i>h</i>
với h2 và h1 : là chiều dày lớp trên và lớp dưới của áo ñường.
t =
1
2
<i>E</i>
<i>E</i>
với E2 và E1 : là mơ đun đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớp dưới.
Sau khi quy ñổi nhiều lớp áo đường về một lớp thì cần nhân thêm một hệ số ñiều
chỉnh β; ETB = β. E’TB (3-30)
β lấy theo bảng sau:
<i>B</i>ả<i>ng 3.10: H</i>ệ<i> s</i>ốñ<i>i</i>ề<i>u ch</i>ỉ<i>nh </i>
<b>T</b>ỷ <b>s</b>ố
<b>H/D </b>
0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
<b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> ( </b> 1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210
β =1,114.(H/D)0,12 (3-31)
Trong đó :H là bề dày tồn bộ của kết cấu áo đường
D là đường kính vệt bánh xe tính tốn
ðố<i><b>i v</b></i>ớ<i><b>i h</b></i>ệ<i><b> 4 l</b></i>ớ<i><b>p</b></i>:
Ech
p
E3
E0
h
D
h
3
1
E1
E2
Ech
p
E'TB
<i>Hình 3.17: S</i>ơđồđổ<i>i h</i>ệ<i> 4 l</i>ớ<i>p v</i>ề<i> h</i>ệ<i> 2 l</i>ớ<i>p</i>
E<i><sub>TB</sub></i>' = E1
3
1
3
1
1
1
1
.
1
+
+
<i>k</i>
<i>t</i>
<i>k</i>
ETB = β.<i>ETB</i>'
3
3
3
2
<i>h</i>
<i>h</i>
; t1 =
3
2
<i>E</i>
<i>E</i>
; k =
'
1
3
2
1
<i>H</i>
<i>h</i>
<i>h</i>
<i>h</i>
<i>h</i>
=
+ ; t = '
1
<i>TB</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<b> Các tr</b>ườ<b>ng h</b>ợ<b>p tính tốn:</b> Sau khi xác định Ech sẽ có thể có 2 trường hợp tính tốn:
* Bài tốn thuận: Xác ñịnh Ech khi biết chiều dày h như sau :
- Xét tỉ số :
1
1
0 <i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>D</i>
<i>H</i>
<i>ch</i>
<i>öKogan</i>
<i>tratoạnâä</i><sub></sub><sub></sub><sub></sub><sub></sub>
→
=> Ech
*Bài tốn ngược : Tìm hi khi biết Eyc và Ech = Eyc
- Xét tỉ số :
<i>D</i>
<i>H</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>ưKogan</i>
<i>tratoạnâä</i>
<i>yc</i>
<i>ch</i>
→
=
ðể chính xác hóa trị số H cần dựa vào
<i>D</i>
<i>H</i>
. Giả thiết vài trị số
<i>D</i>
<i>H</i>
nhỏ hơn → tính ra
hệ sốđiều chỉnh rồi tính nghiệm lại theo cách thử dần cho tới khi thỏa mãn điều kiệnvõng
cho phép.
<b>2.4 Trình t</b>ự<b> tính tốn </b>
Xác định lưu lượng xe chạy tính tốn tương ứng với năm tính tốn của loại tầng
mặt ñường, tính lưu lượng xe trên 1 làn
Xác ñịnh Eyc
Dự kiến cấu tạo các lớp áo ñường theo nguyên tắc thiết kế cấu tạo
ðổi tầng từ hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp theo một trong các cách nêu trên ñể sử dụng
tốn đồ Cogal xác định Ech.
đánh giá so sánh Ech với <i>Kcddv</i>.Eyc
<b>TÍNH TỐN C</b>ƯỜ<b>NG </b>ðỘ<b> ÁO </b>ðƯỜ<b>NG M</b>Ề<b>M THEO TIÊU CHU</b>Ẩ<b>N </b>Ứ<b>NG </b>
<b>SU</b>Ấ<b>T C</b>Ắ<b>T TRONG N</b>Ề<b>N </b>ðẤ<b>T VÀ V</b>Ậ<b>T LI</b>Ệ<b>U KÉM DÍNH </b>
<i><b>1 </b></i> ð<i><b>i</b></i>ề<i><b>u ki</b></i>ệ<i><b>n tính tốn : </b></i>
τax + τav≤ <i><sub>tr</sub></i>
<i>cd</i>
<i>tt</i>
<i>K</i>
<i>C</i>
(3-32)
Trong đó:
τax : ứng suất cắt hoạt ñộng lớn nhất do tải trọng bánh xe tính tốn gây ra trong nền đất
hoặc trong lớp vật liệu kém dính (MPa)
τav : ứng suất cắt hoạt ñộng do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm trên nó gây ra
cũng tại điểm ñang xét (MPa)
Ctt : Lực dính tính tốn của đất nền hoặc vật liệu kém dính (MPa) .
<i>tr</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> là hệ số cường ñộ về chịu cắt trượt ñược chọn tuỳ thuộc ñộ tin cậy thiết kế
<i>B</i>ả<i>ng 3.11: Ch</i>ọ<i>n h</i>ệ<i> s</i>ố<i> c</i>ườ<i>ng </i>ñộ<i> v</i>ề<i> c</i>ắ<i>t tr</i>ượ<i>t tùy thu</i>ộ<i>c </i>ñộ<i> tin c</i>ậ<i>y</i>
ðộ tin cậy 0,98 0,95 0,90 0,85 0,80
Hệ số <i>tr</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> 1,10 1,00 0,94 0,90 0,87
<i>Chú ý: + Không c</i>ầ<i>n ki</i>ể<i>m tra </i>ñ<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n c</i>ắ<i>t tr</i>ượ<i>t </i>ñố<i>i v</i>ớ<i>i k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u áo </i>đườ<i>ng có t</i>ầ<i>ng m</i>ặ<i>t </i>
<i>là lo</i>ạ<i>i c</i>ấ<i>p th</i>ấ<i>p B1, B2 </i>
<i>+ Khơng ki</i>ể<i>m tra </i>đ<i>i</i>ề<i>u ki</i>ệ<i>n c</i>ắ<i>t tr</i>ượ<i>t trong các l</i>ớ<i>p bêtơng nh</i>ự<i>a </i>
<b>2 N</b>ộ<b>i dung tính tốn </b>
- Khi tính tốn trượt đối với nền đất thì quy đổi các lớp phía trên nền đất về 1
lớp tương ñương.
- ðối với các lớp vật liệu kém dính: Quy đổi các lớp vật liệu phía trên vị trí tính tốn
về 1 lớp tương đương, quy đổi lớp tính tốn với các lớp phía dưới và nền đất về 1
<i><b>2.1 Xác </b></i>ñị<i><b>nh </b></i>ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t c</b></i>ắ<i><b>t ho</b></i>ạ<i><b>t </b></i>ñộ<i><b>ng l</b></i>ớ<i><b>n nh</b></i>ấ<i><b>t </b></i>ττττax
p
E2=E0 ; c ; ϕϕϕϕ
D
E1 <sub>H</sub>
ττττax
z
E1 = ETB
E2 = E0
x
p
E0 ; c ; ϕϕϕϕ
D
z
E'1; h1
E'2; h2
E'3 ;h3 ;c3 ;ϕϕϕϕ3333
x p
D
z
ETB =E1
x
c3 ;ϕϕϕϕ3333
Ech=E2
H
<i> Hình 3.19 :S</i>ơđồ<i> tính tốn </i>τ<i>ax c</i>ủ<i>a h</i>ệ<i> 2 l</i>ớ<i>p v</i>ớ<i>i l</i>ớ<i>p v</i>ậ<i>t li</i>ệ<i>u kém dính</i>
=
<i>chm</i>
<i>TB</i>
<i>ax</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>D</i>
<i>H</i>
<i>f</i>
<i>p</i> ϕ, ,
τ
(3.33)
Trong đó:
ϕ : Góc nội ma sát của lớp vật liệu cần tính toán
H : Tổng chiều dày của các lớp áo đường trên lớp tính tốn
Ech: Mơđun đàn hồi chung của nền đất và các lớp vật liệu phía dưới vị trí tính tốn
ETB : Mơđun đàn hồi trung bình của các lớp áo đường phía trên vị trí tính tốn
<i>p</i>
<i>ax</i>
τ
: là ứng suất cắt hoạt động lớn nhất đơn vị do p=0,1MPa gây ra
<i>Hình 3.18 : S</i>ơ đồ<i> tính tốn </i>τ<i>ax</i>
Việc xác ñịnh Tax ñược thực hiện thơng qua việc xác định
<i>p</i>
<i>T<sub>ax</sub></i>
theo tốn đồ hình 3.20
(khi =0÷2,0
<i>D</i>
<i>H</i>
) hoặc tốn đồ hình 3.21 (khi =0÷4,0
<i>H</i>
). Hai tốn đồ này được lập theo
sơđồ tính tốn hệ 2 lớp có sự làm việc đồng thời giữa các lớp áo đường phía trên
và nền đất phía dưới.
<i>Hình 3.20 : Tốn </i>đồ<i> x/</i>đ<i> </i>ứ<i>ng su</i>ấ<i>t tr</i>ượ<i>t t</i>ừ<i> t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng bánh xe </i>ở<i> l</i>ớ<i>p d</i>ướ<i>ic</i>ủ<i>a h</i>ệ<i> hai l</i>ớ<i>p </i>
<i>(</i> =0÷2,0
<i>D</i>
<i>H</i>
<i>) </i>
<i>Hình 3.21 : Tốn </i>đồ<i> x/</i>đ<i> </i>ứ<i>ng su</i>ấ<i>t tr</i>ượ<i>t t</i>ừ<i> t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng bánh xe </i>ở<i> l</i>ớ<i>p d</i>ướ<i>i c</i>ủ<i>a h</i>ệ<i> hai l</i>ớ<i>p </i>
<i>(</i> =0÷4,0
<i>D</i>
<i>H</i>
<i>) </i> <i><b>p</b></i>
<i><b>ax</b></i>
<i><b>T</b></i>
H/D
∈
Trong đó: H : Tổng chiều dày của các lớp áo đường trên lớp tính tốn
ϕ : Góc nội ma sát của lớp vật liệu cần tính tốn
chiều dày mặt
đường H(cm)
0,001
0,002
0,003
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
+ ττττav
− ττττav (MPa)
0
ϕ =40o
ϕ =30o
ϕ =20o
ϕ =13o
ϕ =10o
ϕ =5 o
100
80
60
40
20
<i>Hình 3.22: Tốn </i>đồ<i> tìm </i>ứ<i>ng su</i>ấ<i>t c</i>ắ<i>t ho</i>ạ<i>t </i>độ<i>ng Tav do tr</i>ọ<i>ng l</i>ượ<i>ng b</i>ả<i>n thân m</i>ặ<i>t </i>đườ<i>ng </i>
đườ<i>ng phía trên gây ra </i>đố<i>i v</i>ớ<i>i l</i>ớ<i>p d</i>ướ<i>i </i>
<i><b>2.3 Xác </b></i>đị<i><b>nh tr</b></i>ị<i><b> s</b></i>ố<i><b> l</b></i>ự<i><b>c dính tính tốn C</b><b>tt</b></i>
Trị số Cttđược xác định theo biểu thức sau
Ctt = C. K1. K2 . K3 (3-34)
Trong đó:
C : Lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính (MPa)
K1: Hệ số xét ñến sự suy giảm sức chống cắt trượt dưới tác dụng của tải trọng ñộng và
trùng phục.
+ Phần xe chạy thì lấy K1=0,6
+ Lề gia cố thì lấy K1 = 0,9
K2 : Hệ số an tồn xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc khơng đồng nhất của kết cấu;
các yếu tố này gây ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng xe chạy càng lớn
<i>B</i>ả<i>ng 3.12: Xác </i>ñị<i>nh h</i>ệ<i> s</i>ố<i> K2 tu</i>ỳ<i> thu</i>ộ<i>c s</i>ố<i> tr</i>ụ<i>c xe tính tốn</i>
<b>S</b>ố<b> tr</b>ụ<b>c xe tính tốn </b>
<b>(tr</b>ụ<b>c/ngày </b>ñ<b>êm/làn) </b> Dưới 100
Dưới
1000 Dưới 5000
Trên
5000
<b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> K2</b> 1,0 0,8 0,65 0,6
<i> V</i>ớ<i>i k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u áo l</i>ề<i> có gia c</i>ố<i> thì l</i>ấ<i>y h</i>ệ<i> s</i>ố<i> K2 = 1,0; riêng v</i>ớ<i>i k</i>ế<i>t c</i>ấ<i>u áo l</i>ề<i> có t</i>ầ<i>ng </i>
<i>m</i>ặ<i>t lo</i>ạ<i>i c</i>ấ<i>p th</i>ấ<i>p B1 thì </i>ñượ<i>c l</i>ấ<i>y K2 = 1,23. </i>
K3 : Hệ số xét ñến sự gia tăng sức chống cắt trượt của ñất hoặc vật liệu kém dính ; và sự
khác biệt vềđiều kiện tiếp xúc thực tế giữa các lớp kết cấu áo ñường với nền ñất so
với ñiều kiện xem như chúng dính kết chặt (tạo ra sự làm việc đồng thời) khi áp dụng
tốn đồhình (9.11) hoặc (9.12)
- ðối với các loại đất dính (sét, á sét, á cát …) K3 = 1,5
- ðối với các loại ñất cát nhỏ K3 = 3,0
- ðối với các loại ñất cát trung K3 = 6,0
- ðối với các loại đất cát thơ K3 = 7,0
<b>TÍNH TỐN C</b>ƯỜ<b>NG </b>ðỘ<b> ÁO </b>ðƯỜ<b>NG THEO TIÊU CHU</b>Ẩ<b>N CH</b>Ị<b>U KÉO </b>
<b>U</b>Ố<b>N TRONG CÁC L</b>Ớ<b>P V</b>Ậ<b>T LI</b>Ệ<b>U TOÀN KH</b>Ố<b>I </b>
<i><b>1. </b></i>ð<i><b>i</b></i>ề<i><b>u ki</b></i>ệ<i><b>n tính tốn: </b></i>
σku≤ <i><sub>ku</sub></i>
<i>cd</i>
<i>ku</i>
<i>tt</i>
<i>K</i>
<i>R</i>
(3-35)
Trong đó:
<i>ku</i>
<i>tt</i>
<i>R</i> : Ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở ñáy lớp vật liệu liền khối dưới tác
dụng của tải trọng bánh xe.
<i>ku</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> : Hệ số cường ñộ về chịu kéo uốn ñược chọn tuỳ thuộc ñộ tin cậy thiết kế lấy
theo bảng sau
<i>B</i>ả<i>ng 3.13 : Ch</i>ọ<i>n h</i>ệ<i> s</i>ố<i> c</i>ườ<i>ng </i>ñộ<i> v</i>ề<i> kéo u</i>ố<i>n tùy thu</i>ộ<i>c </i>ñộ<i> tin c</i>ậ<i>y </i>
ðộ tin cậy 0,98 0,95 0,90 0,85 0,80
Hệ số <i>ku</i>
<i>cd</i>
<i>K</i> 1,10 1,00 0,94 0,90 0,87
Chỉ phải tính tốn kiểm tra ñiều kiện (9-21) ñối với các lớp bê tông nhựa, hỗn hợp
nhựa lỏng thì khơng cần kiểm tra.
<i><b>2. N</b></i>ộ<i><b>i dung tính tốn </b></i>
<i><b>2.1 Xác </b></i>đị<i><b>nh </b></i>
Ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ởñáy lớp vật liệu liền khối σkuñược xác ñịnh
theo biểu thức sau:
Trong đó:
p : Áp lực bánh của tải trọng trục tính tốn (kN)
kb : hệ số xét ñến ñặc ñiểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải
trọng tính tốn là bánh đơi hoặc bánh đơn
+ Cụm bánh đơi lấy kb = 0,85
+ Cụm bánh ñơn của tải trọng trục đặc biệt nặng nhất (nếu có) thì lấy kb = 1,0.
<i><b>ku</b></i>
σ : ứng suất kéo uốn ñơn vị
+ Các lớp liền khối trong tầng mặt: xác địnhσ<i><b><sub>ku</sub></b></i> theo tốn đồ hình 3.23
<i>Hình 3.23: Tốn </i>đồ<i> xác </i>đị<i>nh </i>ứ<i>ng su</i>ấ<i>t kéo u</i>ố<i>n </i>ñơ<i>n v</i>ị σ<i><b>ku</b></i> ở<i> các l</i>ớ<i>p c</i>ủ<i>a t</i>ầ<i>ng m</i>ặ<i>t</i>
;
( 1 1
<i>chm</i>
<i>ku</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>D</i>
<i>h</i>
<i>f</i>
=
σ
<i>Hình 9.14 : S</i>ơ<i> d</i>ồ ứ<i>ng </i>
<i>su</i>ấ<i>t </i>σ<i><b><sub>ku</sub></b> c</i>ủ<i>a l</i>ớ<i>p v</i>ậ<i>t li</i>ệ<i>u </i>
<i>toàn kh</i>ố<i>i là t</i>ầ<i>ng m</i>ặ<i>t</i>
p=1
E0
D
E1 σσσσku
h1 Echm
E2
+ Các lớp liền khối trong tầng móng : xác địnhσ<i><b><sub>ku</sub></b></i> theo tốn đồ hình 3.24
( ; ; )
3
2
2
1
1
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>D</i>
<i>h</i>
<i>f</i>
<i>ku</i> =
σ
<i><b>Hình 3.24 : Tốn </b></i>đồ<i><b> xác </b></i>ñị<i><b>nh </b></i>ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t kéo u</b></i>ố<i><b>n </b></i>ñơ<i><b>n v</b></i>ị<i><b> </b></i>σ<i><b><sub>ku</sub></b></i> ở<i><b> các l</b></i>ớ<i><b>p li</b></i>ề<i><b>n kh</b></i>ố<i><b>i c</b></i>ủ<i><b>a t</b></i>ầ<i><b>ng móng </b></i>
<i>Hình 3.24 : S</i>ơ<i> d</i>ồ
ứ<i>ng su</i>ấ<i>t </i>σ<i><b>ku</b></i> ở đ<i>áy các </i>
Trong đó: h1: là tổng bề dày các lớp kết cấu kể từñáy lớp ñược kiểm tra kéo uốn trở lên
ñến bề mặt áo ñường.
E1 : là mơ đun đàn hồi trung bình của các lớp nằm trong phạm vi h1
D : là đường kính vệt bánh xe tính tốn
Echm : là mơ đun đàn hồi chung của nền đất và các lớp nằm phía dưới đáy lớp
vật liệu liền khối ñược kiểm tra.
<i><b> Xác </b></i>ñị<i><b>nh </b></i> <i>ku</i>
<i>tt</i>
<i>R</i>
<i>ku</i>
<i>tt</i>
<i>R</i> = k1 . k2 . Rku (3.37)
Trong đó:
Rku : Cường độ chịu kéo uốn cho phép của vật liệu (MPa)
k2 : hệ số xét ñến sự suy giảm cường ñộ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu
thời tiết.
+ Các vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ lấy k2 = 1,0
+ Bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng và các loại hỗn hợp vật liệu hạt trộn
nhựa lấy k2 = 0,8.
+ Bê tông nhựa chặt loại I và bê tông nhựa chặt dùng nhựa polime lấy k2 = 1,0.
k1 : hệ số xét ñến sự suy giảm cường ñộ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải
trọng trùng phục
- ðối với vật liệu bê tông nhựa:
k1 = <sub>0,22</sub>
e
N
11,11
; (3.38
- ðối với vật liệu đá (sỏi cuội) gia cố chất liên kết vơ cơ
k1 = 2,86<sub>0</sub><sub>,</sub><sub>11</sub>
<i>e</i>
<i>N</i> ; (3.39)
- ðối với vật liệu ñất gia cố chất liên kết vô cơ
k1 = 2,<sub>0</sub>22<sub>,</sub><sub>11</sub>
<i>e</i>
<i>N</i> ; (3-40)
Ne : là số trục xe tính tốn tích luỹ trong suốt thời hạn thiết kế thông qua trên một
làn xe
+ Với các lớp bê tông nhựa chặt loại I và bê tông nhựa polime, thời hạn thiết kế
+ ðối với các lớp móng gia cố chất liên kết vơ cơ, thời hạn thiết kế được lấy bằng
thời hạn thiết kế của tầng mặt đặt trên nó.
<i><b>1.1 Khái ni</b></i>ệ<i><b>m : </b></i>
Áo đường cứng : là kết cấu có độ cứng rất lớn, khả năng chống biến dạng ( mơđun
đàn hồi) cao hơn hẳn so với nền ñất và ñặc biệt có khả năng chịu uốn lớn, do đó làm việc
theo nguyên lý tấm trên nền ñàn hồi, diện phân bố áp lực của tải trọng xe chạy trên nền
ñất rộng
Kết cấu AðC về mặt cấu tạo khác với KCAð mềm ở chỗ một trong các lớp kết cấu
của nó bằng bêtơng ximăng có cường độ cao, có thể là lớp mặt hoặc lớp móng
<i><b>1.2 Phân lo</b></i>ạ<i><b>i : </b></i>
- Phân loại theo cấu tạo :
+ Bêtông thường ( Ciment Concrete - CC)
+ Bêtông cốt thép ( Jointet Reinforced Concrete Pavement – JRCP)
+ Bêtông cốt thép liên tục ( Continuously Reinforced Concrete Pavement- CRCP)
+ Bêtông cốt thép sợi ( Fiber – Reinforced Concrete Pavement – FRCP)
+ Bêtông tựu chặt ( Roller Cmpacted Concrete Pavement – RCCP)
+ Bêtông cốt thép ứng suất trước (Prestressed Reinforced Concrete Pavement )
- Theo phương pháp thi công :
+ Lắp ghép
+ ðổ tại chỗ
- Theo kích thước tấm :
+ Tấm liên tục
+ Tấm có kích thước hữu hạn LxBxh
<i><b>1.3 Các </b></i>đặ<i><b>c </b></i>đ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m c</b></i>ủ<i><b>a áo </b></i>đườ<i><b>ng c</b></i>ứ<i><b>ng </b></i>
- Có độ cứng lớn nên chủ yếu là chịu uốn, vì vậy chiều dày của tấm ñược xác ñịnh theo
ñiều kiện chịu uốn
Tầng móng
Nền đường
22
-2
4 Bãtäng ximàng M>30
Lớp đệm
sự thay đổi nhiệt độ gây ra, cần phải có các giải pháp cấu tạo ñể tạo ñiều kiện cho tấm co
dãn dễ dàng, cụ thể:
+ Phải chia mặt ñường cứng thành các tấm có chiều dài và chiều rộng thích hợp
+ Phải có cấu tạo lớp đệm ( lớp ma sát ) ởđáy tấm
- Chịu mài mịn của bánh xe ôtô nên yêu cầu mác bêtông M ≥ 30 (Mpa)
- ðể các tấm cùng làm việc với nhau giữa các tấm phải ñặt các thanh truyền lực
được bố trí ở các khe dọc, dãn và khe co
- Do tấm bêtơng có ñộ cứng lớn nên áp lực truyền lên các lớp móng và nền đất nhỏ
hơn so với KC mềm, nên giá trị mơđun dàn hồi của nền ñất và các vật liệu ñều
tăng lên nhiều lần so với khi tính tốn áo đường mềm
- Các tấm áo đường được phân chia theo ñộ cứng thể hiện ởñộ mềm S ( dùng cho
tính tốn mặt ñường BTXM lắp ghép)
<i><b>1.4 C</b></i>ấ<i><b>u t</b></i>ạ<i><b>o </b></i>
<i>Hình 3.25 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o m</i>ặ<i>t </i>đườ<i>ng Bêtơng xim</i>ă<i>ng </i>
<b>1.4.1 T</b>ấ<b>m bêtơng xim</b>ă<b>ng : </b>
+ Chiều dày :
<i>B</i>ả<i>ng 3.14 : Chi</i>ề<i>u dày t</i>ố<i>i thi</i>ể<i>u c</i>ủ<i>a t</i>ấ<i>m BTXM </i>
<b>TT </b> <b>Tr</b>ụ<b>c tính tốn (daN) </b> <b>Chi</b>ề<b>u dày t</b>ố<b>i thi</b>ể<b>u (cm) </b>
1 9 500 18
2 10 000 22
3 12 000 24
<i>B</i>ả<i>ng 3.15 : C</i>ườ<i>ng </i>độ<i> c</i>ủ<i>a bêtơng m</i>ặ<i>t </i>đườ<i>ng </i>
TT Cấp ñường Cường ñộ chịu
uốn giới hạn tối
thiểu (daN/cm2)
Cường ñộ chịu
nén giới hạn tối
thiểu (daN/cm2)
Mô ñun ñàn hồi
(daN/cm2)
1 Cấp I , II 45 350 33x104
2 Cấp III, IV,
V
40 300 3.15x104
+ Cường độ của bê tơng móng đường :
Cường ñộ chịu uốn giới hạn tối thiểu 25 (daN/cm2),
Cường ñộ chịu nén giới hạn tối thiểu 170(daN/cm2)
+ Tác dụng : Bộ phận chịu lực chủ yếu của mặt ñường cứng
<b>1.4.2 L</b>ớ<b>p </b>ñệ<b>m : </b>
Cát
+ Vật liệu : Cát trộn nhựa
Giấy dầu tẩm nhựa ñường ( 1-3 lớp )
+ Tác dụng :
- Tăng ñộ bằng phẳng cho lớp móng .
- Tạo tiếp xúc tốt giữa móng với đáy tấm
- Giảm hệ số ma sát, giảm sự phát sinh ứng suất nhiệt
<b>1.4.3 .T</b>ầ<b>ng móng : </b>
- Yêu cầu: phải dùng tầng móng có chất liên kết, ổn định nước, khơng tích lũy biến
dạng dẻo, ngăn được nước thấm xuống nền ñất, tiếp xúc tốt với ñáy tấm BTXM, khơng để
nước kẹt lại giữa tấm và mặt móng, giữa thành tấm và lềñường
+ Móng phải làm bằng bêtơng cường độ thấp với h≥ 14cm hoặc ñá, ñất, cát gia cố
chất liên kết vô cơ với h≥ (15-16)cm
1:m
1
2 <sub>đáy áo đường</sub>
b
c B/2
d
<i> </i>
<i>Hình 3.26 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o ph</i>ầ<i>n l</i>ề<i> gia c</i>ố<i> c</i>ủ<i>a m</i>ặ<i>t </i>ñườ<i>ng BTXM </i>ñổ<i> t</i>ạ<i>i ch</i>ỗ
<i><b>1.5 Các lo</b></i>ạ<i><b>i khe n</b></i>ố<i><b>i và thanh truy</b></i>ề<i><b>n l</b></i>ự<i><b>c </b></i>
Các loại khe nối:
+ Khe co + Khe dọc
+ Khe dãn + Thanh truyền lực
l l l l
L=(5-6)m
b/2
b/2
B
100
100
1 2
4 <sub>3</sub>
I II
<i> 1: Khe co </i>
<i>2: Khe dãn </i>
<i>3: Khe d</i>ọ<i>c </i>
<i>4: Thanh truy</i>ề<i>n l</i>ự<i>c </i>
<i>Tri s</i>ố<i> trong ngo</i>ặ<i>c s</i>ử<i> d</i>ụ<i>ng khi </i>
<i>t</i>ấ<i>m BTXM </i>ñặ<i>t trên l</i>ớ<i>p móng </i>
<i>b</i>ằ<i>ng </i>đ<i>á khơng gia c</i>ố<i> v</i>ớ<i>i các </i>
<i>ch</i>ấ<i>t k</i>ế<i>t dính </i>
<i> Hình 3.27a : S</i>ơđồ<i> b</i>ố<i> trí khe và phân t</i>ấ<i>m áo </i>đườ<i>ng bêtơng </i>
<i>2 :L</i>ớ<i>p thoát n</i>ướ<i>c dày 20cm </i>
<i>b : D</i>ả<i>i an toàn ho</i>ặ<i>c l</i>ề<i> gia c</i>ố
<i>c : B</i>ề<i> r</i>ộ<i>ng l</i>ề
<i>d: B</i>ề<i> r</i>ộ<i>ng thêm c</i>ủ<i>a l</i>ớ<i>p móng </i>
<i>d<(0,3</i>÷<i>0,5)m </i>
15
30
30
30
30
30
30
25
100
<i>Hình 3.27b :S</i>ơđồ<i> b</i>ố<i> trí các khe n</i>ố<i>i </i>
<i>Hình 3.28: M</i>ộ<i>t s</i>ố<i> hình </i>ả<i>nh m</i>ặ<i>t </i>đườ<i>ng BTXM </i>
<i><b> Khe dãn ( Expansion joint) </b></i>
+ Tác dụng : Làm cho tấm bêtơng di chuyển tự do trên lớp móng và giảm ứng suất sinh ra
trong tấm khi tấm bêtơng có xu hướng dãn ra do nhiệt độ mơi trường lớn hơn khi thi
cơng.
+ Cấu tạo : Có 2 loại khe dãn
<b>*</b>Áp dụng<b> : </b>
- Khe dãn có thanh truyền lực áp dụng khi đổ bêtơng từng vệt liên tục, sử dụng khi thi
công bằng máy.
- Khe dãn kiểu ngàm áp dụng khi thi cơng bằng thủ cơng, đổ bêtơng thành từng tấm
riêng biệt.
<i><b> Khe co :( Contraction joint) </b></i>
+ Tác dụng : giảm ứng suất khi bêtơng co ngót trong thời gian đơng cứng và khi tấm
bêtơng làm việc ở nhiệt độ thấp.
+ Cấu tạo : có 2 loại khe co
- Khe co có thanh truyền lực (comb constraction joint)
- Khe co kiểu ngàm
<b>*</b>Áp dụng<b> : </b>
- Khe co có thanh truyền lực áp dụng khi đổ bêtơng từng vệt liên tục, sử dụng khi thi
công bằng máy.
- Khe co kiểu ngàm áp dụng khi thi công bằng thủ cơng, đổ bêtơng thành từng tấm
riêng biệt.
<i><b> Khe d</b></i>ọ<i><b>c</b></i>: ( Longitudinal joint)
1.1.1.3.Là 1dạng của khe co có tác dụng giảm ứng suất khi bêtông co ngót, khi
nhiệt độ mặt đường thấp.
<i><b>*</b>Nh</i>ượ<i>c </i>đ<i>i</i>ể<i>m c</i>ủ<i>a vi</i>ệ<i>c b</i>ố<i> trí các khe n</i>ố<i>i :</i>
- Làm độ bằng phẳng khơng cao
- Các khe nối là vị trí xung yếu, nước thấm xuống các lớp móng (cường độ móng giảm
(cường độ của kết cấu giảm ñi)
- Giảm ứng suất nhiệt, chống nứt tấm.
<i><b>1.5.4 Thanh thép truy</b></i>ề<i><b>n l</b></i>ự<i><b>c </b></i>( Dowel)
4
1
8
h/2
50
2,5
0,1-0,5
h/2 h/4
50
0,8−1,2
h/4
0,3-0,8
h/2
h/2
75
a =7-8
b = 6-8
c = 7-8
4
Quẹt nhỉûa
Martít
Qt nhựa Qt nhựa chống
gè di 30 cm
Martêt
Martít Gỗ đệm
Quẹt nhỉûa <sub>Mảt cỉa </sub>
tẩm nhựa Martít δ=1,5
2
2
a) c)
b) <sub>d)</sub>
<i>Hình 3.29 : T</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng xe truy</i>ề<i>n qua gi</i>ữ<i>a các t</i>ấ<i>m BTXM </i>
a<i>) Khi khơng có thanh truy</i>ề<i>n l</i>ự<i>c b) Khi có thanh truy</i>ề<i>n l</i>ự<i>c </i>
Tác dụng của thanh truyền lực : Tạo ñiều kiện ñể các tấm cùng làm việc với nhau
<i>B</i>ả<i>ng3.16 : Các yêu c</i>ầ<i>u khi b</i>ố<i> trí thanh truy</i>ề<i>n l</i>ự<i>c </i>
<b>Chi</b>ề<b>u dày </b>
<b>t</b>ấ<b>m </b>
<b> BTXM (cm) </b>
ðườ<b>ng kính </b>
<b>thanh </b>
<b>truy</b>ề<b>n l</b>ự<b>c (mm) </b>
<b>Chi</b>ề<b>u dài </b>
<b>thanh truy</b>ề<b>n l</b>ự<b>c </b>
<b>(cm) </b>
<b>Kho</b>ả<b>ng cách gi</b>ữ<b>a hai </b>
<b>thanh truy</b>ề<b>n l</b>ự<b>c (cm) </b>
<22 20 50 30 100(65)
22-30 25 50 30 100(65)
Thanh truyền lực của khe dọc có Φ(10÷12), dài 75cm, đặt cách nhau (60÷ 100)cm
<i>Tr</i>ị<i> s</i>ố<i> trong ngo</i>ặ<i>c </i>ứ<i>ng v</i>ớ<i>i tr</i>ườ<i>ng h</i>ợ<i>p t</i>ấ<i>m BT </i>đặ<i>t trên l</i>ớ<i>p móng không gia c</i>ố<i> ch</i>ấ<i>t </i>
<i>liên k</i>ế<i>t vô c</i>ơ<i>. </i>
<i>Hình 3.30 : C</i>ấ<i>u t</i>ạ<i>o khe áo </i>đườ<i>ng bêtông xim</i>ă<i>ng </i>
<i>a - Khe dãn </i> <i> d - Khe d</i>ọ<i>c </i>
<i>c- Khe d</i>ọ<i>c ki</i>ể<i>u ngàm 1- Thanh truy</i>ề<i>n l</i>ự<i>c </i>
<i>b- Khe co gi</i>ả<i> </i> <i> 2- </i>ðườ<i>ng n</i>ứ<i>t do gi</i>ả<i>m y</i>ế<i>u ti</i>ế<i>t di</i>ệ<i>n </i>
<i>Kích th</i>ướ<i>c tính b</i>ằ<i>ng cm </i>
<i>Hình 3.31: Khe d</i>ọ<i>c và khe ngang </i>
+ Thanh truyền lực trong các khe co và khe dãn ñều phải bằng thép trịn trơn qt bitum
để tấm có thể chuyển dịch khi to tấm thay ñổi
+ Thanh truyền lực trong khe dọc thường làm bằng thép có gờ khơng qt nhựa bitum vì
thanh này cần tiếp xúc chặt với bêtơng để chống tấm BTXM dịch chuyển ra phía lề.
Trong khoảng 10cm ở ngay trong phạm vi chình giữa khe chỉ có mục đích phịng thấm
nước qua khe làm rỉ giữa thanh truyền lực.
<i><b>2. CÁC THƠNG S</b></i>Ố<i><b> TÍNH TỐN VÀ </b></i>Ư<i><b>U NH</b></i>ƯỢ<i><b>C </b></i>ð<i><b>I</b></i>Ể<i><b>M M</b></i>Ặ<i><b>T </b></i>ðƯỜ<i><b>NG </b></i>
<i><b>BTXM </b></i>
<b>2.1 Các thơng s</b>ố<b> tính tốn</b>
<i><b>2.1.1 T</b></i>ả<i><b>i tr</b></i>ọ<i><b>ng thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b> và h</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> xung kích : </b></i>
<i>B</i>ả<i>ng3.17 :Xác </i>đị<i>nh t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng thi</i>ế<i>t k</i>ế<i> và h</i>ệ<i> s</i>ố<i> xung kích t</i>ươ<i>ng </i>ứ<i>ng </i>
<b>T</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng tr</b>ụ<b>c </b>
<b>tiêu chu</b>ẩ<b>n (daN) </b>
<b>T</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng bánh </b>
<b>tiêu chu</b>ẩ<b>n (daN) </b> <b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> xung kích </b>
<b>T</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng bánh </b>
<b>xe tính tốn (daN) </b>
10 000
12 000
9 500
5000
6000
4750
1.2
1.15
1.2
6000
6900
5700
<i><b>2.1.2 C</b></i>ườ<i><b>ng </b></i>độ<i><b> và mơ</b></i>đ<i><b>un </b></i>đ<i><b>àn h</b></i>ồ<i><b>i c</b></i>ủ<i><b>a bêtơng:</b></i>
<i>B</i>ả<i>ng3.17 : Xác </i>đị<i>nh c</i>ườ<i>ng </i>độ<i> và mơ</i>đ<i>un </i>đ<i>àn h</i>ồ<i>i c</i>ủ<i>a bêtơng </i>
<b>C</b>ườ<b>ng </b>độ<b> gi</b>ớ<b>i h</b>ạ<b>n sau 28 ngày (daN/cm2) </b>
<b>Các l</b>ớ<b>p k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u </b>
<b>C</b>ườ<b>ng </b>ñộ<b> ch</b>ị<b>u kéo u</b>ố<b>n </b> <b>C</b>ườ<b>ng </b>độ<b> ch</b>ị<b>u nén </b>
<b>Mơ</b>đ<b>un </b>
đ<b>àn </b> <b>h</b>ồ<b>i </b>
50 400 350 000
45 350 330 000
<b>L</b>ớ<b>p m</b>ặ<b>t </b>
40 300 315 000
35 250 290 000
30 200 265 000
<b>L</b>ớ<b>p móng c</b>ủ<b>a </b>
<b>m</b>ặ<b>t </b>đườ<b>ng </b>
<b>bêtơng nh</b>ự<b>a </b> <sub>25 </sub> <sub>270 </sub> <sub>230 000 </sub>
<i><b>2.1.3 H</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> an toàn và h</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> chi</b></i>ế<i><b>t gi</b></i>ả<i><b>m c</b></i>ườ<i><b>ng </b></i>ñộ<i><b> : </b></i>
- Hệ số xét ñến hiện tượng mỏi của tấm bêtông do tác dụng trùng phục và tác dụng
ñộng của tải trọng gây ra.
- Hệ số an toàn phụ thuộc vào tổ hợp tải trọng tính tốn được lấy như sau :
<i>B</i>ả<i>ng 3.18 : Xác </i>ñị<i>nh h</i>ệ<i> s</i>ố<i> an tồn và h</i>ệ<i> s</i>ố<i> chi</i>ế<i>t gi</i>ả<i>m c</i>ườ<i>ng </i>độ
<b>T</b>ổ<b> h</b>ợ<b>p t</b>ả<b>i tr</b>ọ<b>ng tính tốn </b> <b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> an tồn </b>
<b>(k) </b>
<b>H</b>ệ<b> s</b>ố<b> chi</b>ế<b>t gi</b>ả<b>m c</b>ườ<b>ng </b>độ
<b>(n=1/k ) </b>
-Tính với tải trọng thiết kế 2 0,5
-Kiểm toán với xe nặng 1,7 – 1,53 0,59 – 0,83
- Kiểm tốn với xe xích 1,54 0,65
-Tác dụng ñồng thời của hoạt
tải và ứng suất nhiệt 1,18 – 1,11 0,85 – 0,9
<i><b>2.2 </b></i>Ư<i><b>u nh</b></i>ượ<i><b>c </b></i>đ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m c</b></i>ủ<i><b>a m</b></i>ặ<i><b>t </b></i>đườ<i><b>ng bêtơng xim</b></i>ă<i><b>ng : </b></i>
<i><b>2.2.1 </b></i>Ư<i><b>u </b></i>đ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m : </b></i>
- Có cường độ rất cao thích hợp với các loại xe kể cả xe bánh xích.
- Ổn ñịnh cường ñộ khi chịu tác dụng của nhiệt ñộ và ñộẩm.
- Hệ số bám cao và thay đổi ít khi ẩm ướt.
- Mặt đường có màu sáng nên dễ phân biệt phần mặt ñường và lề đường( an tồn xe
chạy cao.
- ðộ hao mịn mặt đường ít : (0,1÷0,2)mm/1năm
- Tuổi thọ cao : nếu bảo dưỡng tốt có thể sử dụng 30(40 năm.
- Cơng tác di tu bảo dưỡng ít.
- Có thể cơ giới hóa hồn tồn khi thi cơng và mùa thi cơng có thể kéo dài (thi cơng lắp
ghép)
<i><b>2.2.2 Nh</b></i>ượ<i><b>c </b></i>đ<i><b>i</b></i>ể<i><b>m: </b></i>
- Do có hệ thống khe nối nên mặt đường khơng bằng phẳng, vận tốc xe chạy không cao
- Tốn thời gian bảo dưỡng lâu (28 ngày BTXM ñổ tại chỗ )
<i><b>3.1 Nguyên lý tính tốn và ph</b></i>ươ<i><b>ng trình vi phân </b></i>độ<i><b> võng: </b></i>
<i><b>3.1.1 Ngun lý tính tốn: </b></i>
- Tính tốn theo ngun lý tấm trên nền ñàn hồi
- Theo nguyên lý này muốn tính tốn nội lực của tấm ta phải tìm ra hàm phản lực của lớp
móng tác dụng lên ñáy tấm với giả thiết như sau :
+ ðộ lún của mặt lớp móng hồn tồn trùng với ñộ võng của tấm dưới tác dụng
của tải trọng.
+ Tấm BT là vật liệu ñồng nhất , ñẳng hướng .
<i><b>3.1.2 Ph</b></i>ươ<i><b>ng trình vi phân </b></i>ñộ<i><b> võng : </b></i>
- Gọi ω(x,y) là ñộ võng của tấm tại toạñộ (x,y), giả sử lực tác dụng P(x,y) và phản
lực nền q(x,y).
- Phương trình vi phân độ võng có dạng sau :
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
4
4
2
2
4
4
4
2
<i>y</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>L</i> ω ω ω =P(x,y) - q(x,y) (3-41)
Trong ñó :
L : ñộ cứng chống uốn của tấm bêtơng ximăng
L =
)
1
(
12
h
E
2
b
3
b
µ
− (3-42)
Eb, µb : Mơđuyn đàn hồi và hệ số Poisson của bêtơng, µb =0,15
h : chiều dày của tấm bêtông ximăng (cm)
<i><b>3.2 Các ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp tính tốn m</b></i>ặ<i><b>t </b></i>đườ<i><b>ng bêtơng xim</b></i>ă<i><b>ng hi</b></i>ệ<i><b>n nay: </b></i>
<i><b>3.2.1 Ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp Westergard: </b></i>
+ Các giả thiết
- Xem tấm BTXM là 1 vật thểñàn hồi ñẳng hướng và tuân theo giả thiết tiết diện thẳng.
- Tính tốn tấm BTXM với 3 vị trí đặt tải trọng :
+ Tải trọng ñặt ở giữa tấm
1/2 bề dài tấm
Bánh xe
nặng p
D
D=2δ
III II
I
1/
2
bê
ư rơ
üng
tâ
<i>Hình 3.32: Các tr</i>ườ<i>ng h</i>ợ<i>p tác d</i>ụ<i>ng t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng </i>đ<i>i</i>ể<i>n hình trên t</i>ấ<i>m bêtơng xim</i>ă<i>ng </i>
<i> ( D=2</i>δ<i> ) </i>
- Dựa trên cơ sở hệ số nền k (xem nền - móng như 1 hệ thống lị xo)
ðể xác định k ta tiến hành thí nghiệm đặt 1 tấm ép cứng có đường kính 76cm, tác dụng
tải trọng P. Tăng dần lực P ñến khi ñộ lún của ñất là l =1,27cm, ñọc giá trị P.
→ Hệ số nền : k =
<i>l</i>
<i>P</i> <sub>(3-43) </sub>
* <b>Tính tốn </b>đượ<b>c cho 3 tr</b>ườ<b>ng h</b>ợ<b>p</b> :
+ Khi tải trọng ñặt giữa tấm :
2
)
2673
,
0
)(lg
1
.(
1
,
<i>I</i> = + +
δ
µ
σ (3-44)
+ Tải trọng ñặt ở cạnh tấm :
2
)
08976
,
0
)(lg
54
.
0
1
(
116
,
2
<i>h</i>
<i>II</i> = + +
δ
µ
σ (3-45)
+ Tải trọng đặt ở góc tấm :
2
6
,
0
2
1
3
<i>h</i>
<i>P</i>
<i>l</i>
<i>III</i> <sub></sub>
σ (3-46)
Trong đó :
δ : bán kính vệt bánh xe tương đương.
P : lực tác dụng
h : chiều dày tấm BTXM
µb: hệ số Poisson của bêtơng, µb =0,15
4
<i>k</i>
<i>L</i>
<i>l</i>=
θ
0
MT
MF
P <sub>P</sub> r
x
y
My
Mx
0
a) b)
k : hệ số nền.
q = k. ω(x,y) : phản lực nền
So sánh kết quả trên với kết quảño ứng suất thực tế cho thấy :
+ Trường hợp I, II: nếu δ≥0,5h ( 2δ =D)và móng tiếp xúc hồn tồn với đáy tấm, thì
kết quả giữa tính tốn và thực tế là tương đối phù hợp; nếu móng tiếp xúc khơng tốt
với đáy tấm , thì kết quảứng suất ño lớn hơn lý thuyết khoảng 10% .
+ Trường hợp III : ứng suất ño thực tế > tính tốn lý thuyết khoảng (30÷50) %, khi đó
ta phải hiệu chỉnh lại cơng thức xác định σIII như sau :
σIII=3 2
12
,
0
h
P
l
2
1
<sub>δ</sub>
− (3-47)
<i><b>Nh</b></i>ậ<i><b>n xét v</b></i>ề<i><b> ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp</b></i> :
PP nay chỉ tính được ứng suất tại vị trí đặt tải trọng, khơng xác định được ứng suất
do tải trọng đặt lân cận vị trí tính tốn, do đó phản ánh khơng đúng điều kiện làm việc của
tấm BTXM có kích thước thơng thường ( phổ biến)
<i><b>3.2.2 Tính m</b></i>ặ<i><b>t </b></i>đườ<i><b>ng BTXM theo gi</b></i>ả<i><b> thi</b></i>ế<i><b>t xem n</b></i>ề<i><b>n </b></i>đườ<i><b>ng là bán khơng gian </b></i>đ<i><b>àn h</b></i>ồ<i><b>i </b></i>
<i><b>( Ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp Shekter & Gorbunov – Pocadov) </b></i>
Chỉ tính cho trường hợp tải trọng ñặt ở giữa tấm và tính tốn trong hệ toạđộ cực sau đó
chuyển về hệ trục toạđộ Decac vng góc.
<i>Hình3.33 : S</i>ơđồ<i> tính tốn mơmen u</i>ố<i>n do t</i>ả<i>i tr</i>ọ<i>ng t</i>ậ<i>p trung tác d</i>ụ<i>ng </i>
<i> cách ti</i>ế<i>t di</i>ệ<i>n tính tốn m</i>ộ<i>t kho</i>ả<i>ng r gây ra </i>
<i> a- Trong t</i>ọ<i>a </i>ñộ<i> c</i>ự<i>c </i> <i>b- Trong t</i>ọ<i>a </i>ñộð<i>êcac </i>
- Dưới tác dụng của tải trọng phân bốñều trên diện tích hình trịn có bán kính δ, tại vị
trí ñặt tải xuất hiện mômem tiếp tuyến và mômem pháp tuyến có độ lớn :
δ
π
<i>a</i>
<i>P</i>
<i>C</i>
<i>M</i>
<i>M<sub>T</sub></i> <i><sub>F</sub></i>
2
)
1
(
. −
- Dưới tác dụng của tải trọng tập trung cách ñiểm tác dụng tải trọng một khoảng r , tại
đó xuất hiện mơmem tiếp tuyến và mơmem pháp tuyến có độ lớn :
MF=(A+µB)P (3-49)
MT=(B+µA)P (3-50)
Trong đó :
P : tải trọng tác dụng
δ : bán kính vệt bánh xe tương ñương.
C :Hệ số có giá trị thay ñổi phụ thuộc vào tích số a.δ ( bảng12-7 sách TKð2 )
A, B: hệ số phụ thuộc tích số a.r ( tra bảng 12-7 sách TKð2)
a : ñặt trưng ñàn hồi của tấm BTXM, xác ñịnh như sau :
3
2
0
2
0
)
1
(
)
1
(
6
1
µ
µ
−
−
=
<i>b</i>
<i>b</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>h</i>
<i>a</i> (3-51)
E0, µ0 : mơđuyn đàn hồi và hệ số Poisson của nền- móng
Eb, µb : mơđuyn đàn hồi và hệ số Poisson của bê tông
r : khoảng cách từ vị trí tác dụng tải trọng đến vị trí tính tốn nội lực
ðể thuận lợi cho việc tính tốn ta chuyển nội lực từ hệ toạ độ cực sang hệ trục toạ
độ Decac vng góc
Mx = MF . cos2θ + MT . sin2θ (3-52)
My = MF . sin2θ + MT . cos2θ (3-53)
Từđó tìm được mơmem tổng hợp lớn nhất M→ ứng suất kéo uốn xuất hiện trong tấm
BTXM mặt ñường :
σ =
<i>h</i>
<i>M</i> 6
6
2 (3-54)
A
B
D
C
2δ
r=a
b
<i>Hình 3.34: S</i>ơđồ<i> tính tốn mơmen u</i>ố<i>n khi có xét </i>đế<i>n </i>
- PP nay khơng những tính được US tại vị trí đặt tải trọng mà cịn tính được US do tải
trọng đặt cách vị trí tính tốn một khoảng r gây ra .
- PP này không tính được cho trường hợp tải trọng đặt ở cạnh tấm và góc tấm .
Vậy để giải được hồn chính bài tốn mặt đường BTXM tác giả I.A Mednicov giảñịnh
ứng suất xuất hiện khi tải trọng ñặt ở giữa tấm của 2 phương pháp trên bằng nhau từ đó
tìm được quan hệ quy đổi giữa hệ số nền k và mơ đun đàn hồi của nền - móng Eo , từ đó
tính được ứng suất và chiều dày tấm trong trường hợp tải trọng ñặt ở cạnh tấm và góc tấm
như sau (22TCN 233-95)
+ Khi tải trọng ñặt ở giữa tấm :
α <i>P</i>
<i>h</i><sub>1</sub> = 1 (3-55)
+ Khi tải trọng ñặt ở cạnh tấm :
α <i>P</i>
<i>h</i><sub>2</sub> = 2 (3-56)
+ Khi tải trọng đặt ở góc tấm :
h3 =
α3P <sub> </sub> <sub>(3-57) </sub>
3
2
1
α
α
α
phụ thuộc
0
b
E
E
h
δ
( Tra bảng 12-8/ GT thiết kếđường ơtơ tập 2 )
Trong đó : δ : bán kính vệt bánh xe tương ñương.
h : chiều dày tấm BTXM
Eb, µb : mơđuyn đàn hồi và hệ số Poisson của bê tơng
µ0 : số Poisson của nền- móng
E0 : mơđuyn đàn hồi của nền- móng (mơđuyn đàn hồi chung của các
lớp móng và nền đường dưới tấm BTXM )
<i><b>4.1 Tính chi</b></i>ề<i><b>u dài c</b></i>ủ<i><b>a t</b></i>ấ<i><b>m theo </b></i>ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t nhi</b></i>ệ<i><b>t thay </b></i>ñổ<i><b>i </b></i>đề<i><b>u trên tồn b</b></i>ộ<i><b> t</b></i>ấ<i><b>m </b></i>
L
Lỉûc ma sạt
a)
b)
c)
c
ptgϕ
Biến dạng trượt
Sỉ
ïc
ch
ốn
g
trỉ
ợt
L/2
Sự thay đổi lực ma sát
theo chiều dài tấm
<i> </i>
<i> </i>
<i> Hình 3.35 : S</i>ơđồ<i> tính tốn xác </i>đị<i>nh chi</i>ề<i>u dài t</i>ấ<i>m ( kho</i>ả<i>ng cách gi</i>ữ<i>a hai khe co) </i>
- Xét 1 tấm BTXM có bề rộng 1m, chiều dày h, dài L, đặt trên 1 nền móng có góc nội
ma sát ϕ, lực dính c
- Khi có sự thay đổi nhiệt độ thì tấm có xu hướng dãn ra hoặc co vào, nhưng do có sự
cản trở bởi lực ma sát và lực dính của lớp móng và đáy tấm làm tấm BTXM khơng thể
chuyển vị tự do (xuất hiện ứng suất trong tấm bêtông)
<i><b>4.1.2 Ph</b></i>ươ<i><b>ng pháp gi</b></i>ả<i><b>i : </b></i>
<b>Các gi</b>ả<b> thi</b>ế<b>t</b> :
+ Xem tấm BTXM là 1 vật thểñàn hồi ñẳng hướng
+ Khi tấm BTXM dãn ra hoặc co vào thì phần giữa của tấm vẫn nằm nguyên tại chỗ
cịn hai đầu tấm có chuyển vị lớn nhất .
<b>Ph</b>ươ<b>ng pháp gi</b>ả<b>i</b> :
- Xác ñịnh lực chống trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tích Smax :
Smax = P.tgϕ +c = γ.h.tgϕ + c (3-58)
- Xác định lực chống trượt trung bình trên một đơn vị diện tích Stb :
Stb = 0.7Smax = 0,7 ( γ.h.tgϕ + c) (3-59)
- Xác ñịnh lực chống trượt trung bình trên tồn bộ tấm :
S = Stb .
2
.L
<i>B</i> <sub> = 0,7.</sub>
2
.L
S=0,35(γ.h.tgϕ + c).L (B=1m) (3-61)
Lực này sinh ra ứng suất :
W
M
F
S
+
=
σ =
6
.
2
.
. 2
<i>h</i>
<i>B</i>
<i>h</i>
<i>S</i>
<i>h</i>
<i>B</i>
<i>S</i>
+ =
<i>h</i>
<i>S</i>
4 (B=1m ) (3-62)
Vậy : σ =1,4(γ.<i>h</i>.<i>tg</i>ϕ+<i>c</i>).<i>L</i> (3-63)
L
)
.
.
(
4
,
1
].
[
<i>c</i>
<i>tg</i>
<i>h</i>
<i>h</i>
+
≤
ϕ
γ
σ
(3-64)
Trong đó :
C : lực dính của vật liệu làm lớp móng
ϕ : góc nội ma sát của vật liệu làm lớp móng
h : chiều dày tấm BTXM
γ : dung trọng của tấm BTXM
Rku : cường ñộ giới hạn chịu kéo uốn của bê tơng .
<i><b>4.2 Tính tốn </b></i>ứ<i><b>ng su</b></i>ấ<i><b>t nhi</b></i>ệ<i><b>t do chênh l</b></i>ệ<i><b>ch nhi</b></i>ệ<i><b>t gi</b></i>ữ<i><b>a m</b></i>ặ<i><b>t trên và m</b></i>ặ<i><b>t d</b></i>ướ<i><b>i c</b></i>ủ<i><b>a </b></i>
<i><b>t</b></i>ấ<i><b>m:( t</b><b>o</b><b> thay </b></i>đổ<i><b>i khơng </b></i>đề<i><b>u theo h</b><b>t </b><b>) </b></i>
∆t = t0tr −t0d (3-66)
Trong thời gian sử dụng mặt ñường BTXM, nhiệt ñộ mặt trên và mặt dưới của tấm
thường khác nhau do đó thở trên và thớ dưới của tấm co, dãn khơng đều làm cho tấm
BTXM bị uốn vồng. Nhưng do tải trọng bản thân và tải trọng ngồi tác dụng do đó trong
tấm khơng thể uốn vồng tự do được → sinh ra ứng suất.
ðối với tấm có kích thước vơ hạn ứng suất uốn vồng sinh ra trong tấm :
)
1
(
2
.
.
2
<i>b</i>
<i>b</i> <i>t</i>
<i>E</i>
µ
= (3-67)
Tuy nhiên nhờ hệ thống các khe nối ( tấm có kích thước hữu hạn ) khi đó các ứng suất
uốn vồng sinh ra trong tấm có chiều dài L , chiều rộng B như sau :
)
1
(
2
.
.
2
<i>b</i>
<i>b</i>
<i>x</i>
<i>t</i>
<i>E</i>
µ
α
σ
−
∆
= (Cx+µCy) (3-68)
)
1
(
2
.
.
2
<i>b</i>
<i>b</i>
<i>y</i>
<i>t</i>
<i>E</i>
µ
α
σ
−
∆
<i>x</i>
<i>b</i>
<i>b</i>
<i>C</i>
<i>t</i>
<i>E</i>
)
1
(
2
.
.
2
0
µ
α
σ
−
∆
= (3-70)
Trong đó :
σx : ứng suất uốn vồng ở giữa tấm theo hướng dọc cạnh tấm (daN/cm2)
σy : ứng suất uốn vồng ở giữa tấm theo hướng ngang cạnh tấm (daN/cm2)
σ0 : ứng suất uốn vồng theo hướng dọc ở cạnh tấm (daN/cm2)
Eb, µb : mơđuyn đàn hồi và hệ số Poisson của bê tông
α : hệ số dãn nở nhiệt của bê tông α = 10- 5 ( <i>l/ 0C</i> )
∆t: chênh lệch nhiệt ñộ lớn nhất ở mặt trên và mặt dưới của tấm ∆t= 0,84h
Cx, Cy : các hệ số phụ thuộc L/l, B/l ( tra tốn đồ H12-10 sách TKð2 )
<i> l</i> : bán kính ñộ cứng của tấm bê tông <sub></sub>
=0,6 . 3
<i>m</i>
<i>ch</i>
<i>b</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>h</i>
<i>l</i> (3-71)
Echm : mơđuyn đàn hồi chung của các lớp móng và nền ñường dưới tấm BTXM
L , B : chiều dài và chiều rộng của tấm BTXM .
<i> </i>
<i>Hình 3.36 : Di</i>ễ<i>n bi</i>ế<i>n nhi</i>ệ<i>t </i>độ<i> b</i>ề<i> m</i>ặ<i>t áo </i>ñườ<i>ng c</i>ứ<i>ng trong m</i>ộ<i>t ngày </i>ñ<i>êm</i>
tmax
62,5o
ttb, mặt
Nhiệt độ bề mặt có
đường BTXM
Nhiệt độ khơng khí
35,6o
Thời gian trong ngày
o
C
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
20
40
60
<i>(Gi</i>ữ<i>a hai </i>ñườ<i>ng cong là </i>
<i>ph</i>ầ<i>n nhi</i>ệ<i>t </i>ñộ<i> t</i>ă<i>ng thêm do </i>
<b>1. H</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng thốt n</b>ướ<b>c cho </b>đườ<b>ng: </b>
- Hệ thống thốt nước cho đường bao gồm hàng loạt các cơng trình và các biện pháp kỹ
thuật được xây dựng đểđảm bảo nền đường khơng bịẩm ướt.
- Hệ thống thoát nước đường ơtơ nói chung bao gồm: hệ thống thoát nước mặt, hệ
thống thoát nước ngầm và hệ thống thốt nước ngang đó là mương dọc, mương ngang, hố
thu, lưới chắn rác, hố ga, giếng thăm, rãnh biên, ñỉnh, bậc nước, dốc nước, bể bốc hơi,
cống và cầu vượt dịng, rãnh ngầm, hào thu và thốt nước ngầm....
<b>1.1. Tác d</b>ụ<b>ng:</b>
- Tập trung và thoát nước nền đường hoặc ngăn chặn khơng cho nước ngấm vào nền
ñường, ñặc biệt là phần trên của nền ñường, đảm bảo nền đường khơng bị ẩm ướt do đó
cải thiện chếñộ thuỷ nhiệt của nền và mặt ñường.
- ðảm bảo chếđộ ẩm của nền đường ln ln ổn định, khơng gây nguy hiểm cho mặt
đường.
<b>1.2. H</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng thốt n</b>ướ<b>c m</b>ặ<b>t: </b>Nước mặt được tập trung và thốt khỏi phạm vi của
đường qua các yếu tố sau:
♦ðộ dốc của ñường: bao gồm ñộ dốc ngang và ñộ dốc dọc
<b>-</b>ðộ dốc ngang mặt ñường: (in)
Hình 10.1: Trắc ngang tuyến
1 / n
1 / m
+ ðộ dốc ngang của ñường thường dốc từ tim phần xe chạy về lề ñường, trừ trong
đường cong bố trí siêu cao là dốc từ phía lưng về phía bụng đường cong.
<b>B</b>ả<b>ng 3.1: </b>(<i> B</i>ả<i>ng9 /tr101 TCVN 4054-05</i>)
ðộ<b> d</b>ố<b>c ngang c</b>ủ<b>a m</b>ặ<b>t </b>ñườ<b>ng </b>
<b>Lo</b>ạ<b>i v</b>ậ<b>t li</b>ệ<b>u m</b>ặ<b>t </b>ñườ<b>ng </b> ðộ<b> d</b>ố<b>c ngang in</b>
<b>(%) </b>
- Bêtông ximăng và bêtông nhựa 2,0 ÷ 2,5
- Mặt đường lát ñá tốt, phẳng (cấp phối và ñá dăm sử dụng
nhựa) 2,5 ÷ 3,0
- Mặt đường lát đá chất lượng trung bình và mặt đường xếp đá
(đá dăm, cấp phối) 3,0 ÷ 3,5
- Mặt đường đá dăm, cấp phối, mặt ñường cấp thấp (ñá ba, ñá
hộc) 3,5 ÷ 4,0
+ Ngồi ra, độ dốc ngang của mặt đường cịn phụ thuộc vào độ bằng phẳng của mặt
đường. Mặt đường càng ít bằng phẳng, ñộ dốc ngang thiết kế càng phải dốc nhiều hơn vì
nước đọng trên mặt đường lâu hơn do sức cản dịng chảy lớn, nước mưa có thể bị giữ lại ở
các nơi trũng và ngấm vào mặt ñường, lớp móng và nền đất.
+ Tóm lại về ngun tắc thì độ dốc ngang mặt đường càng lớn thì việc đảm bảo thốt
nước mặt càng tốt. Tuy nhiên, ñộ dốc ngang càng lớn càng gây bất lợi cho xe chạy, cụ thể:
- Xe dễ bị trượt khi trời mưa ñường trơn
- Tải trọng xe phân bố khơng đều xuống các bánh xe, khi xe chuyển làn từ ngồi
vào giữa thì lốp xe phía trong của bánh xe kép bị quá tải, mòn nhanh và lêchj về một phía
- Gây biến dạng lệch ngang của lốp xe làm cho việc ñiều khiển tay lái nặng và lốp
xe cũng nhanh mòn hơn
⇒ Do đó, độ dốc ngang mặt đường được chọn theo giá trị tối thiểu để đảm bảo thốt
nước trên mặt ñường tuỳ theo vật liệu làm mặt ñường như<i>B</i>ả<i>ng 10.1</i>
- ðộ dốc ngang lềñường: Lềñường bao gồm phần lề gia cố và phần lềñất
+ Phần lề gia cố thơng thường được làm cùng vật liệu với mặt đường, do đó độ dốc lề
gia cố cũng được lấy theo ñộ dốc của phần mặt ñường
+ Phần lềđất có độ dốc được làm dốc hơn ñộ dốc của mặt ñường, ñược quy ñịnh theo
TCVN 4054-98 và TCVN 4054-05 là 4 ÷ 6%
- ðộ dốc dọc của đường: ðể đảm bảo điều kiện thốt nước cho đường thì độ dốc dọc
tối thiểu được quy định 0,5%, trường hợp khó khăn cho phép 0,3%.
♦ Hệ thống rãnh: gồm có rãnh dọc (hay rãnh biên), rãnh ñỉnh, rãnh tập trung nước
♦ Các cơng trình thốt nước ngang đường: bao gồm cầu, cống, đườ<b>ng th</b>ấ<b>m, </b>đườ<b>ng tràn</b>
♦ Các cơng trình hướng nước và uốn suối
<b>1.3. H</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng thoát n</b>ướ<b>c ng</b>ầ<b>m:</b> có rãnh ngầm với tác dụng chặn tập hợp, tháo và hạ
mực nước ngầm
<b>2. Quy ho</b>ạ<b>ch h</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng thoát n</b>ướ<b>c </b>đườ<b>ng ơtơ: </b>
<b>2.1. Ngun t</b>ắ<b>c chung: </b>
- Phải tiến hành quy hoạch tổng thể hệ thống thốt nước hồn chỉnh bao gồm các loại
cơng trình thốt nước như rãnh, cầu, cống, …
- Các cơng trình thốt nước này phải phối hợp chặt chẽ với nhau. Vị trí, kích thước, kết
cấu của chúng phải hợp lý đảm bảo hiệu quả sử dụng cao và giá thành hạ. Cụ thể: Việc bố
trí hệ thống mương rãnh thốt nước cho đường phải kết hợp với việc bố trí hệ thống cầu,
cống thốt nước qua đường, xác định hướng thoát nước của các mương rãnh về cầu, cống,
các biện pháp nối tiếp giữa các rãnh thoát nước với cầu, cống. Ngược lại, khi bố trí cầu,
cống phải xét tới u cầu thốt nước nhanh chóng từ các mương rãnh.
- Việc bố trí các cơng trình thốt nước nền đường phải xét tới yêu cầu tưới tiêu của
thuỷ lợi, phục vụ nông nghiệp. Ví dụ khi tuyến đường cắt qua hệ thống tưới tiêu thì phải
có các biện pháp như bố trí cầu, cống, ống xiphơng , … để đảm bảo việc tưới tiêu được
bình thường.
<b>2.2. Trình t</b>ự<b> thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> h</b>ệ<b> th</b>ố<b>ng thốt n</b>ướ<b>c: </b>
Nói chung, để thiết kế quy hoạch hệ thống thốt nước nền đường hợp lý thì trong qúa
trình thiết kế phải phối hợp bình ñồ, trắc dọc, trắc ngang của tuyến ñường với ñiều kiện
địa hình, địa chất, khí hậu, thuỷ văn dọc tuyến và phân chia thành các đoạn đặc trưng để
có những nghiên cứu (cái nhìn) tổng hợp giải quyết vấn đề thốt nước nền đường. Cụ thể
theo trình tự như sau:
- Trước hết tiến hành điều tra phân tích nguồn nước, xác ñịnh ñỉnh taluy ñường ñào,
chân taluy ñường ñắp, vị trí các đống đất thừa, các hồ thùng đấu, … trên bình đồ tuyến.
- Khoanh diện tích lưu vực tụ nước chảy vềñường, ñánh giá lưu lượng nước từ các lưu
vực chảy vềñường, khả năng ñe doạ của dịng chảy đối với nền đường.
- Căn cứ vào kết quảđiều tra khảo sát và tính tốn, bố trí các cơng trình thốt nước, các
thể:
+ ðối với những ñoạn ñường ñào, nửa ñào nửa đắp, khơng đào khơng đắp (tại tim
ñường), và nền ñường ñắp thấp (≤ 0,6m) thì bố trí rãnh dọc (rãnh biên) hai bên ñường ñể
+ Bố trí rãnh ñỉnh trên sườn núi ñể ngăn nước chảy vềñường nếu lưu lượng nước từ
sườn núi lớn, rãnh dọc không kịp thốt nước.
+ Bố trí mương rãnh dẫn nước từ rãnh ñỉnh, rãnh biên ra các chổ trũng, sơng suối hoăc
cầu, cống gần đấy. Rãnh dẫn nước phải ngắn nhất, càng xa ñường càng tốt và nối tiếp
thuận lợi với công trình thốt nước khác.
+ Bố trí vị trí cầu, cống để tạo với hệ thống mương rãnh thành một mạng lưới các
cơng trình thốt nước hợp lý.
+ Nếu có nước ngầm gây tác hại tới nền ñường thì phải bố trí các cơng trình thốt
nước ngầm kết hợp với hệ thống thoát nước mặt.
<b>1. Thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> rãnh:</b> gồm có rãnh dọc hay rãnh biên (side ditch), rãnh đỉnh (head ditch) và
rãnh tập trung nước (gully) với các nội dung sau:
<b> -</b> Xác định chính xác bình đồ tuyến rãnh, vị trí rãnh
- ðộ dốc dọc của rãnh
- Kích thước mặt cắt ngang rãnh
- Hình thức gia cố rãnh
- Tính tốn thuỷ lực rãnh.
Ngồi ra, riêng đối với rãnh đỉnh và rãnh tập trung nước cịn phải xem xét điều kiện
ổn ñịnh, kinh tế và hiệu quả của bản thân tuyến rãnh thốt nước.
<b>1.1 Ngun t</b>ắ<b>c chung:</b> Vị trí, tiết diện và ñộ dốc của rãnh ñược chọn phải ñảm bảo
một số nguyên tắc sau:
- ðảm bảo thốt được lưu lượng tính tốn với kích thước hợp lý.
- Tốt nhất là khơng phải gia cố lịng rãnh. Ở những nơi bị khống chế do ñiều kiện địa
hình phải gia cố lịng rãnh thì vật liệu gia cố nên chọn vật liệu rẻ tiền và tận dụng vật liệu
địa phương. Kích thước và biện pháp gia cố lịng rãnh phải thơng qua tính tốn so sánh
các phương án theo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
- Tốc ñộ nước chảy trong rãnh Vc khơng nhỏ hơn tốc độ làm lắng đọng các hạt phù sa
Vl, tránh hiện tượng lắng ñọng phù sa ởđáy rãnh làm giảm khả năng thốt nước của rãnh.
Theo kết quả nghiên cứu của một số tác giả trong nước thì hiện tượng lắng đọng phù sa sẽ
xảy ra khi: + Vl≤ 0,25m/s ñối với bùn, phù sa hạt nhỏ
+ Vl≤ 0,40m/s ñối với cát nhỏ
+ Vl≤ 0,60m/s khi lòng rãnh bị cây cỏ mọc kín
- ðồng thời tốc độ của nước chảy trong rãnh Vc khơng được lớn hơn tốc độ làm xói lỡ
- ðộ dốc dọc của rãnh khơng nhất thiết phải cố định mà có thể thay ñổi theo chiều dài
rãnh tuỳ trường hợp cụ thể sao cho đảm bảo điều kiện thốt nước tốt nhất. Chẳng hạn như:
+ Khi lưu lượng nước chảy trong rãnh khơng đổi Qmax = const thì lúc này ñể hạn chế
hiện tượng lắng ñọng phù sa ởñáy rãnh nên thiết kế ñộ dốc rãnh tăng dần về phía hạ lưu.
Trường hợp này thực tế hầu như không xảy ra.
+ Khi lưu lượng nước dọc theo rãnh có giá trị tăng dần về phía hạ lưu (do nước từ 2
lưu vực ñổ về) thì lúc này để hạn chế tốc độ nước chảy ở hạ lưu quá lớn nên thiết kế rãnh
dọc có độ dốc giảm dần về phía hạ lưu.
- Cố gắng giảm số chổ ngoặt ñể tránh hiện
tượng ứ ñọng bùn cát tại những nơi này. Khi
cần ñổi hướng thì phải thiết kế ñể rãnh ñổi
hướng từ từ sao cho góc ngoặt khơng q 450
và bán kính đường cong khơng ñược nhỏ hơn
2 lần chiều rộng mặt trên của rãnh đồng thời
khơng được nhỏ hơn 10m
- Cố gắng tìm cách bố trí nhiều chổ thốt nước từ rãnh ra khe suối hay chổ trũng gần
ñấy ñể ñảm bảo nền ñường luôn khô ráo, rãnh không bị đầy tràn và lịng rãnh khơng bị
xói.
- Riêng mép rãnh ñỉnh và rãnh dẫn nước phải cao hơn mực nước chảy trong rãnh một
<b>1.2. Thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> c</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o:</b>
<b>1.2.1 Rãnh biên (rãnh d</b>ọ<b>c):</b>
♦ ðiều kiện bố trí rãnh dọc:
Rãnh dọc được bố trí trong nền
ñường ñào, nền nửa ñào nửa ñắp và
nền đắp thấp (quy trình 4054-05
quy định dưới 0,6m)
♦ Mục đích: để thốt nước mưa
từ mặt ñường, lề ñường, taluy nền
đường đào và diện tích lưu vực hai
bên dành cho ñường.
♦ Nguyên tắc thiết kế:
Hình 10.2. Thốt nứơc rãnh dọc từ nn o ra nn p
p
Đào
45
10
m <sub>10</sub>
- Khơng để nước từ rãnh nền đường đắp chảy về nền ñường ñào, trừ trường hợp chiều
dài nền đường đào ngắn hơn 100m
- Khơng cho nước chảy từ các rãnh khác như rãnh ñỉnh, rãnh dẫn nước, ... về rãnh dọc.
- Phải luôn cố gắng tìm cách tháo nước từ rãnh dọc về chổ trũng hay sông suối gần
ñường hoặc cho chảy qua ñường nhờ các cơng trình thốt nước ngang ñường như cầu,
cống, ...
- Chiều dài rãnh tối ña là 500m ñối với rãnh tiết diện hình thang và 250m đối với rãnh
tiết diện hình tam giác. Khi chiều dài rãnh lớn hơn giá trị này phải bố trí cống cấu tạo
đường kính φ0,75m để thốt nước từ rãnh biên về sườn núi bên đường nếu không thể dẫn
nước từ rãnh dọc về 2 phía được.
- Vị trí thốt nước từ rãnh biên nền ñường ñắp phải cách xe nền ñường ñắp ñể ñảm bảo
an toàn cho ñoạn ñường ñắp. Rãnh dọc của nền ñường ñào ñược thiết kế hướng dần vào
thùng đấu (nếu có) hoặc được bố trí song song với tim đường cho tới vị trí nền đường đắp
trên 0,5m thì bắt đầu thiết kế rãnh tách xa khỏi nền ñường cho tới khi chiều sâu rãnh bằng
0 (<i>Hình 10.3</i>)
- Khi rãnh biên thiết kế qua các vùng canh tác nơng nghiệp và được sử dụng kết hợp
làm kênh tưới tiêu thì kích thước phải được chọn theo tính tốn để đảm bảo thốt nước
đồng thời phải có biện pháp đảm bảo nền đường khơng bị sụt lỡ và xói lỡ.
- Khi tuyến ñường thiết kế qua các khu dân cư, ñể ñảm bảo an tồn thì rãnh biên nên
♦ðặc điểm cấu tạo:
- Kích thước của rãnh trong điều kiện bình thường được chọn theo cấu tạo mà khơng
cần tính tốn thuỷ lực rãnh.
- Khi rãnh biên khơng những dùng để thốt nước mặt đường, lề đường và diện tích đất
dành cho đường mà cịn dùng để thoát nước lưu vực hai bên đường thì kích thước của
rãnh biên lúc này được lấy theo tính tốn thuỷ lực rãnh, nhưng chiều sâu của rãnh khơng
được sâu q 0,8m.
+ Tiết diện hình thang: là tiết diện ñược dùng phổ biến trong ñiều kiện địa chất bình
thường, với cấu tạo như<i>Hình 10.2a</i>
* Chiều rộng ñáy 0,4m
* Chiều sâu tính từ mặt đất tự
nhiên tối thiểu là 0,3m, từ mép nền
ñắp tới ñáy rãnh tối thiểu là (0,7 ÷
0,8)m và tối đa là (1,0 ÷ 1,2)m
* Taluy rãnh nền ñường ñào
lấy bằng ñộ dốc taluy ñường ñào theo
cấu tạo ñịa chất
* Taluy rãnh nền ñường ñắp là
1:1,5 ÷ 1:3
+ Tiết diện hình tam giác thường
được dùng ở những nơi có địa chất tốt,
khó ñào chẳng hạn nhưñá, với cấu tạo như<i>Hình 10.2b</i>
* Chiều sâu tính từ mặt đất tự nhiên là 0,3m
* Taluy rãnh nền ñường ñào lấy bằng ñộ dốc taluy ñường ñào theo cấu tạo ñịa chất
* Taluy rãnh nền đường đắp lấy bằng 1:3 phía giáp phần xe chạy và 1:1,5 cho phía
đối xứng.
- ðộ dốc tối thiểu của rãnh ñược chọn theo ñiều kiện tránh làm ứ ñọng bùn cát và
khơng được nhỏ hơn 0,5%. Trong trường hợp khó khăn cho phép lấy ñộ dốc tối thiểu của
rãnh là 0,3% nhưng chiiêù dài khơng được lớn hơn 50m.
<b>1.2.2. Rãnh </b>đỉ<b>nh: </b>
♦ðiều kiện bố trí: Theo TCVN 4054-05, rãnh đỉnh được bố trí khi diện tích lưu vực từ
sường núi ñổ vềñường lớn hoặc khi chiều cao taluy đào ≥ 12m
♦ Mục đích: đểđón nước chảy từ lưu vực sườn núi chảy về phía đường và thốt nước
♦ Nguyên tắc thiết kế và cấu tạo:
- Khi thiết kế rãnh ñỉnh phải có quy hoạch hợp lý về hướng tuyến, độ dốc dọc và mặt
cắt thốt nước.
- Khơng được phép tháo nước từ rãnh ñỉnh về rãnh dọc của ñường
- Số lượng rãnh ñỉnh tuỳ thuộc vào ñiều kiện địa hình, địa chất và diện tích lưu vực cụ thể.
+ Khi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ bị sụt lỡ thì có thể làm
2 hoặc nhiều rãnh đỉnh
1 : m
Nn
ng
Rónh biờn
1:m
(0
,7
ữ
1,
2)
m
0,
3m
0,4m
Nn
ng
0,
+ Khi ñộ dốc ngang sườn ñồi nhỏ và diện tích lưu vực nước chảy về rãnh dọc khơng
lớn thì cũng có thể khơng cần làm rãnh ñỉnh. Tuy nhiên, lúc này yêu cầu phải kiểm tra khả
năng thoát nước của rãnh biên.
- Tiết diện rãnh đỉnh: có dạng hình thang với các kích thước như<i>Hình 10.4</i>
* đáy rãnh: có chiều rộng tối thiểu là 0,5m
* Chiều sâu rãnh h: xác
định theo tính tốn thuỷ lực và
đảm bảo mực nước tính tốn
trong rãnh cách mép rãnh ít
nhất 20cm, ñồng thời không
sâu quá 1,5m
* Taluy rãnh ñược quy ñịnh
là 1:1,5
- ðộ dốc rãnh ñỉnh ñược chọn phụ thuộc vào địa hình với giá trị tối thiểu là 0,5%
(trường hợp ñặcbiệt cho phép 0,3%) ñể ñảm bảo ñiều kiện không làm lắng ñọng bùn cát,
phù sa. Ngồi ra, độ dốc rãnh đỉnh cịn được chọn sao cho tốc độ nước chảy trong rãnh
khơng gây xói lịng rãnh
- Vị trí rãnh đỉnh:
+ Trên nền đường đào:
(<i>Hình 10.5</i>)
* Rãnh đỉnh được bố
trí cách mép taluy nền
tránh xói mịn và trượt mái
dốc nền đường đào do đất
bị ẩm ướt (vì lịng rãnh có
thể bị lắng ñọng bùn cát
làm nước khơng thể thốt
nhanh được)
* ðất thừa do ñào rãnh
ñỉnh ñược ñắp sát bờ rãnh tạo thành con trạch. Bề mặt con trạch có dốc ngang 2% về phía
rãnh và chân của nó cách mép taluy nền đường đào ít nhất là 1,0m
1 : 1<sub>,5</sub>
≥0,5m
≤
1,
5m
Hình 10.4. Tiết diện rãnh đỉnh
Nền
đừơng
Rãnh đỉnh
1 : 1,
5
≥0,20
Hình 10.4. Rãnh đỉnh trên nền đừơng đào
Đê đất thừa
Con trạch
Rãnh
đỉnh
≥1m
NỊn
đừơng
R·nh däc (r·nh biªn)
≥1m
I
Nền
đừơng
Rãnh
biên
2%
≥5m
≥5m
2%
+ Trên nền đường đắp: (<i>Hình 10.6</i>) rãnh đỉnh ñược bố trí ñể ngăn nước chảy về nền
ñường ñắp
* Rãnh ñỉnh ñược bố trí
cách mép rãnh biên ít nhất
là 5m nếu có rãnh biên
* Bố trí cách chân taluy
nền đắp ít nhất 2m nếu
khơng có rãnh biên
* ðất ñào rãnh ñỉnh
được đắp thành con trạch
về phía nền đường. Bề mặt
con trạch có dốc ngang 2%
về phía rãnh.
- Tuy nhiên rãnh đỉnh
cũng khơng nên bố trí cách
xa nền ñường quá vì như vậy sẽ làm hạn chế tác dụng của rãnh ñỉnh.
<b>1.2.3 Rãnh d</b>ẫ<b>n n</b>ướ<b>c (Rãnh t</b>ậ<b>p trung n</b>ướ<b>c): </b>
♦ Mục đích:
- ðể dẫn nước từ các nơi trũng cục bộ về cơng trình thốt nước gần nhất
- Dẫn nước từ rãnh dọc, rãnh ñỉnh về chổ trũng hay về cầu, cống
- ðể nối tiếp giữa sông, suối với thượng và hạ lưu cống
Hình 10.6. Sơ đồ thiết kế rãnh tập trung nứơc để dẫn nứơc từ nơi trũng của nền đừơng
a- tại nơi trũng có cống ; b- tại nơi trũng khơng t cng
RÃnh
thoá
t nứơ
c (dẫ
n nứơ
c)
11,5
13
12,5 10,5 10
12,5
11,5
10
11
10,5
10
RÃnh
thoá
t nứơ
c (dÉ
n nø¬
c)
10
11
12
13
14
12
11
10
13
14
Hình 10.5. Rãnh đỉnh ở nền đừơng p
Rónh
nh
2%
Nn ng
5m
Con trạch
Nn ng
2%
2m
Hình 10.7. R·nh tËp trung dÉn nø¬c tõ mét suèi nhá về công trình nhân tạo trên suối lớn
RÃnh thoát nứơc §õ¬ng
D
C
E
B
A
♦ Nguyên tắc thiết kế và cấu tạo:
- Rãnh dẫn nước khơng nên thiết dài q 500m để tránh nước ñọng trong rãnh quá lâu
- ðất ñào từ rãnh ñược ñắp thành con ñê nhỏ dọc theo rãnh, bề mặt dốc ngang 2% về
phía rãnh
- Nếu rãnh thốt nước bố trí dọc theo nền đường thì u cầu mép rãnh phải cách chân
taluy nền đường ít nhất (3 ÷ 4)m, giữa rãnh và nền đường có ñê bảo vệ cao (0,5 ÷ 0,6)m.
- Tiết diện rãnh: có dạng hình thang với kích thước được xác định cụ thể theo tính tốn
thuỷ lực rãnh.
* Chiều sâu rãnh không
nên nhỏ hơn 0,5m. Về quan
ñiểm kinh tế và thi công nên
thiết kế chiều sâu rãnh từ (0,8
÷ 1,0)m, khơng nên sâu q
1,5m.
* Chiều rộng đáy khơng nhỏ hơn 0,4m
* Mép bờ rãnh phải cao hơn mực nước chảy trong rãnh ít nhất là 0,2m.
- Hướng của rãnh dẫn nước nên chọn càng thẳng càng tốt. Ở những nơi chuyển hướng,
bán kính ñường cong phụ thuộc kích thước của rãnh, ñược lấy giá trị từ (10 ÷ 20)B đồng
thời khơng được nhỏ hơn 10m.
Trong đó: B(m) là chiều rộng ñáy trên của rãnh dẫn nước
<b>M</b>ở<b> r</b>ộ<b>ng:</b> Phân biệt rãnh ñỉnh và rãnh dẫn nước?
≥
0,
5m
≥0,4m
1 : 1<sub>,5</sub>
≥0,20
1 : 1,5
R·nh dÉn nu'íc
Nền
đừơng
- Rãnh đỉnh là rãnh được bố trí để đón và thốt nước của sườn lưu vực. Do đó, thực tế
thường bố trí ở taluy dương của sườn dốc
- Rãnh dẫn nước ñược bố trí ñể dẫn nước từ rãnh biên hay rãnh đỉnh về chỗ trũng như
sơng, suối, ao, hồ hay về các cơng trình cầu, cống. Do đó, thực tế thường bố trí ở phía
taluy âm của sườn dốc.
<b>2.2. D</b>ố<b>c n</b>ướ<b>c: </b>
<b>2.2.1. C</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o: </b>(<i>Hình 10.16</i>)
- Tiết diện ngang của dốc nước thường được thiết kế có dạng hình chữ nhật.
- Kích thước tiết diện ngang của dốc nước được xác định theo tính tốn thuỷ lực. Nó
phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Lưu lượng thiết kế
+ ðộ dốc của dốc nước
+ Tốc ñộ cho phép khơng xói của vật liệu làm dốc nước
+ Kích thước cơng trình nối tiếp với dốc nước
- Vật liệu làm dốc nước có thể làm bằng bêtơng, bêtơng cốt thép, đá xây
- ðể giảm tốc ñộ nước chảy ở dốc nước, ñáy dốc nước có tạo các gờ nhám và ở cuối
dốc nước thường làm bể (giếng) tiêu năng hay tường tiêu năng (<i>Hình 10.16</i>)
Hình 10.16. Sơ đồ tính dốc nứơc có giếng tiêu năng
i < ik
lg
h1 = ho
h2 = ho''
d hδ
i > ik
ho
H <sub>h</sub><sub>k</sub>
h1
i < ik
Cèng
<b>2.3. Thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> b</b>ậ<b>c n</b>ướ<b>c:</b>
<b>2.3.1.C</b>ấ<b>u t</b>ạ<b>o:</b>
- Bậc nước có giếng tiêu năng cũng là một dạng rãnh (hay kênh) thoát nước nhưng có
độ dốc lớn, thường được dùng khi khơng thể bố trí dốc nước được.
- Tiết diện của bậc nước thường được thiết kế dạng hình chữa nhật
- Vật liệu làm bậc nước thường là bêtông, bêtông cốt thép hoặc ñá xây
+ Cửa vào
+ Tường đứng hay cịn gọi là
thành hạ
+ Cửa ra có thể là dạng bậc
ñối với bậc nước một bậc tường
tiêu năng ñối với bậc nước nhiều
bậc
+ Thành sau
Trong đó:
P (m): Gọi là chiều cao của bậc nước (là chênh cao giữa cửa vào và cửa ra)
d (m): Chiều cao của tường tiêu năng
- Kích thước của bậc nước bao gồm: chiều rộng, chiều cao của bậc nước; chiều sâu,
chiều dài của bể tiêu năng; chiều cao và chiều dài của tường tiêu năng được chọn theo tính
tốn thuỷ lực và tuỳ thuộc vào kích thước cơng trình nối tiếp với bậc nước.
H
'
Hình 10.18. Sơ đồ tính bậc nứơc có giếng tiêu năng
lg
H
d
p
h
d
P
hk
T
o
T
Cèng
h
lT
hk
hk
H
lT
lg
<b>3. Chú ý: </b>
- Trong quy hoạch thốt nước đường ơtơ nói chung, tần suất tính tốn thuỷ văn (lưu
lượng) cho các cơng trình trên đường bao gồm cầu, cống, kè, rãnh, ... ñược lấy theo quy
ñịnh của tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4054-05 phụ thuộc vào cấp thiết kế của ñường. Cụ
thể như<i>B</i>ả<i>ng 10.5</i>
d
P
thành sau
d- cửa ra
c- đáy giếng
b- từơng đứng
(thành hạ)
<b>B</b>ả<b>ng 10.5:</b> (<i>B</i>ả<i>ng 30/tr130 TCVN4054-05</i>)
<b>T</b>ầ<b>n su</b>ấ<b>t tính tốn thu</b>ỷ<b> v</b>ă<b>n các cơng trình trên </b>đườ<b>ng ơtơ </b>
<b>C</b>ấ<b>p thi</b>ế<b>t k</b>ế<b> c</b>ủ<b>a </b>đườ<b>ng </b>
<b>Tên cơng trình </b>
<b>Cao t</b>ố<b>c </b> <b>C</b>ấ<b>p I, II </b> <b>C</b>ấ<b>p III </b>÷÷÷÷
<b>VI </b>
- Nền đường, kè Theo tần suất tính tốn cầu hoặc cống
- Cầu lớn và cầu trung 1 1 1
- Cầu nhỏ, cống 1 2 4
- Rãnh ñỉnh, rãnh biên 4 4 4
Ghi chú: <i> - C</i>ầ<i>u l</i>ớ<i>n: Lc</i>≥<i> 100m </i>
<i> </i> <i>- C</i>ầ<i>u trung 25m </i>≤<i> Lc < 100m </i>
<i> </i> <i>- C</i>ầ<i>u nh</i>ỏ<i> Lc < 25m </i>
<i> </i> <i>Lc là kh</i>ẩ<i>u </i>ñộ<i> t</i>ỉ<i>nh khơng thốt n</i>ướ<i>c</i>
- ðối với dốc nước và bậc nước, tần suất tính tốn lưu lượng thiết kếđược lấy theo tần
suất tính tốn lưu lượng tính tốn của cơng trình liên quan tới dốc nước và bậc nước.
- Thông thường, cấu tạo của dốc nước và bậc nước ñược thiết kế theo các thiết kếñiển
hình (<i>Hình 10.19, 10.20</i>). Trường hợp khơng có các thiết kế điển hình phù hợp thì có thể
tham khảo theo các quy định sau: + Chiều cao dốc nước và bậc nước cao hơn mực
nước tính tốn tối thiểu là 0,2m
+ ðể chống trượt, mặt dưới của ñáy dốc nước phải thiết kế chân khay cắm sâu vào
đất từ (0,3 ÷ 0,5)m với khoảng cách từ (2,5 ÷ 4,0)m
+ ðộ dốc của dốc nước không nên dốc quá 1:1,5. Nếu lớn hơn độ dốc trên thì phải
thiết kế bậc nước.
+ Bậc nước thường thiết kế với chiều cao mỗi bậc từ (0,3 ÷ 0,6)m và độ dốc mặt bậc
(2÷3)%.
Theo B - B vµ B1 - B1
30
10
0
30
a2
20
20 a2 30
p
1 (p
2)
13
0
a1 B a1
Theo I - I
a1 B a1
Theo A - A vµ A1 - A1
p
1 (p
3)
13
0
a1 B a1
20
a2
30
30
a2
20
30
10
Mặt cắt dọc theo tim
Xây bằng đá vữa ximăng
h=25cm trên lớp đá dăm
hay sái h=15cm
B1
B1
A1
A1
B
B
A
A
I
I
50
C
4
C
3
30
10
0
p
3
p
2
50
13
l1 l2
200
200
(p2 - 0,25)
(p1-p2)
p1=200
20
13
0
85
Hình 10.19. Cấu tạo bậc nứơc bằng bê tông sâu 1 - 2 m
Bỡnh
a
2
30
20
a
1
20
20
a
ng bng ximng
thoỏt nc d = 15cm
B
+
2
00
500
l2
Mặt cắt dọc theo tim dốc nứơc
Đoạn vào
Đoạn chuyển tiếp về cống
Bình đồ
Lót đá một lớp h=10cm trên
lớp sỏi hay đá dăm h= 10cm
2m
+
3
00
10
0
a
a 20 30 20 30
30
20
20 30
50
50
50
50
50
10
0
10
0
10
0
10
0
10
0
Hình 10.20. Cấu tạo dốc nứơc có độ dốc khơng đổi
Cống dốc bằng bêtông,
bằng đá
H
40
100 a
a
a 100 a
38
H
Theo II - II
183
100
φ100
Theo I - I
15
0
38
2m + 300
100
100
100 50
50
1 : m
1 : m
<b>4.1.1. Khái ni</b>ệ<b>m: </b>
+ Cải tạo - sửa chữa:
- Sửa chữa nhỏ - thường xuyên
- Sửa chữa vừa - trung tu
- Sửa chữa lớn - ñại tu
Giữ nguyên tiêu chuẩn hình học của tuyến, của các hạng mục ñể sau khi cải tạo, sửa
chữa những tiêu chuẩn này ñược ñảm bảo.
+ Cải tạo - Nâng cấp: (Reconstruction) xây dựng lại theo tiêu chuẩn mới cao hơn, vốn
ñầu tư nhiều hơn.
<b>4.1.2. C</b>ă<b>n c</b>ứ<b> c</b>ả<b>i t</b>ạ<b>o nâng c</b>ấ<b>p </b>
2.1 Lưu lượng xe chạy tăng cần phải mở rộng nền, mặt, quá trình khai thác các yếu
tố hình học và cơ học khơng giữđược như ban ñầu.
2.3 Thành phần dịng xe thay đổi: xe con nhiều địi hỏi tốc ñộ cao, xe tải nặng
nhiều kết cấu áo ñường phải gia cường ñể phù hợp vận chuyển chuyên dụng. Làm ñường
giành riêng cho hệ thống giao thơng cơng cộng.
2.4 Dịng chảy thay ñổi, thủy văn thay đổi các cơng trình thốt nước khơng đáp
ứng khả năng thốt nước dẫn đến bị hư hỏng.
2.5 An tồn giao thơng kém.
2.6 Do qui hoạch mới thay ñổi dẫn ñến phân bố lại dịng xe có thể gây ùn tắc tại
các nút giao nhau nên cần phải thiết kế tổ chức điều khiển giao thơng trên nút, xây dựng
nút lập thể.
<b>4.1.3. Nguyên t</b>ắ<b>c chung </b>
- Tận dụng triệt để kết cấu, hạng mục hiện có
- Hạn chế thay đổi hướng tuyến nếu khơng cần thiết.
- Phối hợp chặt chẽ các cơ quan liên quan: Sở Xây dựng, Sở Kiến trúc, đường sắt,
hàng khơng, đường thủy.
- Bỏ vốn ñầu tư cải tạo, nâng cấp phải hiệu quả, bền vững hơn, mỹ thuật hơn, an
tồn giao thơng hơn và phải áp dụng những tiến bộ KHKT tiên tiến.
<b>4.1.4. </b>ðặ<b>c </b>đ<b>i</b>ể<b>m: </b>
- Cơng tác ño ñạc, khảo sát phục vụ thiết kế ñược tiến hành khi cơng trình đang
khai thác.
- đánh giá hiện trạng tồn bộ cơng trình thơng qua các chỉ tiêu: hình học, cơ học,
thống kê lâu dài, tỷ mỉ, ựảm bảo ựộ tin cậy từ các ựại lượng ngẫu nhiên.
<i><b>4.2.1 Thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b> c</b></i>ả<i><b>i t</b></i>ạ<i><b>o tuy</b></i>ế<i><b>n (bình </b></i>đồ<i><b>) : </b></i>
- Khi cải tạo tuyến cần bỏ những ñoạn tuyến ngoằn ngoèo không hợp lý làm cho xe
phải chạy dài hơn và dễ xẩy ra tai nạn.
- Cải tạo những ñoạn tuyến mà lái xe không rõ hướng tuyến tiếp theo .
- Cải tạo những đường cong nằm có bán kính nhỏ khơng đảm bảo tầm nhìn.
<b> C</b>ầ<b>n chú ý các </b>đ<b>i</b>ể<b>m sau : </b>
- ðối với các tuyến ñường sau khi cải tạo có cấp đường tương đương cấp I khi thiết kế
- ðối với các tuyến ñường sau khi cải tạo có cấp đường tương đương cấp II khi thiết kế
cải tạo cho phép sử dụng hướng tuyến mới trùng với hướng tuyến cũ khi các chỉ tiêu kỹ
thuật của tuyến cũ tương ñương các chỉ tiêu kỹ thuật tuyến mới
- ðối với các tuyến ñường ñịa phương (VTK nhỏ) không nhất thiết phải cải tạo bình đồ.
- ðối với các tuyến đường cấp III và cấp IV không hạn chế việc tận dụng hướng tuyến
cũ (tận dụng càng nhiều càng tốt)
<i><b>4.2.2 C</b></i>ả<i><b>i t</b></i>ạ<i><b>o n</b></i>ề<i><b>n </b></i>ñườ<i><b>ng:(m</b></i>ở<i><b> r</b></i>ộ<i><b>ng) </b></i>
4.2.2.1 ðối với ñường ở vùng ñồng bằng :
+ Mở rộng cả 2 bên :
+ Mở rộng 1 bên :
4.2.2.2 ðối với ñường ở vùng ñồi , núi : nên mở rộng về phía ta luy đào .
<i><b>4.2.3 Thi</b></i>ế<i><b>t k</b></i>ế<i><b> c</b></i>ả<i><b>i t</b></i>ạ<i><b>o tr</b></i>ắ<i><b>c d</b></i>ọ<i><b>c : c</b></i>ầ<i><b>n c</b></i>ả<i><b>i t</b></i>ạ<i><b>o nh</b></i>ữ<i><b>ng </b></i>ñ<i><b>o</b></i>ạ<i><b>n tuy</b></i>ế<i><b>n sau. </b></i>
- Những đoạn tuyến có cao độđường đỏ thấp ,khơng ñảm bảo CðTN của nền ñường .
- Những ñoạn tuyến có độ dốc dọc nhỏ và chiều dài đoạn dốc ngắn.
- Những đoạn tuyến có độ dốc dọc lớn và chiều dài ñoạn dốc lớn
- Những ñường cong đứng có R nhỏ
*.Các chỉ tiêu kỹ thuật của ñường cứu nạn :
+ Vị trí ñường cứu nạn : nên bố trí bên phải tuyến theo chiều xe xuống dốc , khi khơng
thể bố trí bên phải thi cho phép bố trí bên trái .
+ Chiều dài ñường cứu nạn :
L <sub>2</sub><sub>g</sub><sub>(</sub><sub>f</sub>V <sub>i</sub> <sub>)</sub>
tb
tb
2
±
=
V =
V : Tốc ñộ xe ởñầu ñường cứu nạn
V0: Tốc ñộ xe lúc mất thắng (phanh)
- Có thế lấy theo biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết
- Lấy theo tình trạng mặt ñường :
Mð xấu V0 = 20 -30 km/h
Mð tốt V0 = 30 -40 km/h
3
2
1
tb
itb : ñộ dốc dọc trung bình của đường cứu nạn
3
2
1
3
3
2
+ Bán kính tối thiểu của đường cong nằm :
min
+ Bề rộng nền - mặt đường :
- Khi đường chính từ cấp I - III thì :
Bn= 12m , Bm= 7m
- Khi đường chính từ cấp IV - V thì :
Bn= 9m , Bm= 5.5m
+ Kết cấu áo ñường :
- ðoạn 1 : (5 - 10)m ñầu tiên : tương ñương vật liệu mặt đường chính.
- ðoạn 2 : (10 - 20)m cuối cùng : cát hạt thơ h=40cm, đống cát H cao 1m
- ðoạn 3 :
+ đá dăm 4x6, dày d=(20 - 25)cm hoặc
+ Cuội sỏi ựồng ựều hạt,dày d=(20- 25)cm
<i><b>4.2.4 C</b></i>ả<i><b>i t</b></i>ạ<i><b>o gia c</b></i>ườ<i><b>ng k</b></i>ế<i><b>t c</b></i>ấ<i><b>u áo </b></i>ñườ<i><b>ng</b><b>:(Renforcement des chaussées)</b></i>
<b>*C</b>ơ<b> s</b>ở<b> : </b>
+ Căn cứ vào bề rộng và chất lượng của mặt ñường cũ, tên tuổi các lớp VL, chiều dày
hi, chỉ tiêu cơ lý và biến dạng các lớp VL cũ...
+ Căn cứ mơ đun đàn hồi yêu cầu của KC áo ñường mới.
<b>* Ph</b>ầ<b>n t</b>ậ<b>n d</b>ụ<b>ng </b>
+ Hiện trạng mặt ñường cũ, ñánh giá mức ñộ hư hại
+ Xác ñịnh E ñể xem ñoạn nào có khả năng tận dụng, ñoạn nào phải ñào bỏñi.
<b>* Ph</b>ầ<b>n m</b>ở<b> r</b>ộ<b>ng : </b>
+ Môñuyn ñàn hồi nền ñường E0, vật liệu nền ñường, ñộ chặt nền ñường.
- Căn cứ lưu lượng xe chạy tính tốn (tải trọng trục) xác định Eyc
- Từ Eyc ñề xuất các lớp vật liệu trên mặt ñường cũ
- Phần mở rộng : biết E0, chọn kết cấu và chiều dày cáclớp móng để Ech > Eyc.Kdu trữ
<i><b>* Xác </b></i>đị<i><b>nh mơ</b></i>đ<i><b>uyn </b></i>đ<i><b>àn h</b></i>ồ<i><b>i m</b></i>ặ<i><b>t </b></i>đườ<i><b>ng c</b></i>ũ<i><b> :Dùng c</b></i>ầ<i><b>n </b></i>ñ<i><b>o</b></i> Benkenmal ñể ño ñộ võng
ñàn hồi KCAð cũ
<i><b>7.1.1 Ý ngh</b></i>ĩ<i><b>a c</b></i>ủ<i><b>a vi</b></i>ệ<i><b>c phân tích hi</b></i>ệ<i><b>u qu</b></i>ả<i><b> kinh t</b></i>ế<i><b> : </b></i>
- Lập dự án ñầu tư xây dựng một tuyến ñường: phải chứng minh ñược hiệu quả kinh tế
- xã hội của việc bỏ vốn ñầu tư vào xây dựng một tuyến ñường hoặc cải tạo nâng cấp
tuyến ñường cũ so với phương án không xây dựng, hoặc không cải tạo nâng cấp.
- Nhờ phân tích các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật - xã hội của từng phương án giúp ta chọn
phương án tuyến tối ưu .
- Chọn các tiêu chuẩn hình học của đường, các phương án <b>k</b>ế<b>t c</b>ấ<b>u n</b>ề<b>n- m</b>ặ<b>t </b>đườ<b>ng, </b>
<b>cơng trình thốt n</b>ướ<b>c và các cơng</b> <b>trình trên </b>đườ<b>ng</b> cũng đều phải thơng qua so sánh
kinh tế kỹ thuật ñể chọn phương án tối ưu.
<i><b>7</b><b>1.2 Các khái ni</b></i>ệ<i><b>m c</b></i>ơ<i><b> b</b></i>ả<i><b>n dùng trong phân tích HQKT d</b></i>ự<i><b> án </b></i>đườ<i><b>ng ơtơ. </b></i>
Etc: Hệ số hiệu quả kinh tế tiêu chuẩn: Etc
Etñ: Hệ số hiệu quả kinh tế tiêu chuẩn dùng để tính ñổi: Etñ
Hiệu quả kinh tế tương ñối dùng ñể so sánh các PA: Etương ñối
Hiệu quả kinh tế tuyệt ñối dùng ñểñánh giá hiệu quả VðT của PA chọn: E tuyệt ñối.
Hệ số qui ñổi chi phí về năm gốc (năm 0): pt=1/ (1+Etđ)t hoặc
Thời gian hồn vốn tiêu chuẩn: Thv= 1/Etc
Phân biệt lợi ích - lợi nhuận
<b>7.1.3 Phân tích hi</b>ệ<b>u qu</b>ả<b> kinh t</b>ế<b> và phân tích hi</b>ệ<b>u qu</b>ả<b> tài chính c</b>ủ<b>a m</b>ộ<b>t DA </b>
đườ<b>ng ơtơ. </b>
<i> Phân tích HQKT (g</i>ọ<i>i t</i>ắ<i>t là PT kinh t</i>ế<i>) là tính tốn phân tích xem c</i>ả<i> c</i>ộ<i>ng </i>đồ<i>ng </i>
<i>ph</i>ả<i>i b</i>ỏ<i> ra bao nhiêu chi phí và thu l</i>ạ<i>i bao nhiêu l</i>ợ<i>i ích trong su</i>ố<i>t q trình XD và </i>
<i>khai thác DA (</i>đố<i>i t</i>ượ<i>ng h</i>ưở<i>ng l</i>ợ<i>i ích là tồn c</i>ộ<i>ng </i>đồ<i>ng) </i>
<i>Phân tích HQTC (g</i>ọ<i>i t</i>ắ<i>t là PT tài chính) là tính tốn chi phí c</i>ủ<i>a ch</i>ủđầ<i>u t</i>ư<i> có </i>
<i>xét giá th</i>ị<i> tr</i>ườ<i>ng, thu</i>ế<i>, lãi vay, t</i>ỷ<i> l</i>ệ<i> l</i>ạ<i>m phát, h</i>ố<i>i </i>đ<i>ối và l</i>ợ<i>i nhu</i>ậ<i>n (thu l</i>ạ<i>i)ch</i>ỉ<i> là </i>
<i>t</i>ổ<i>ng s</i>ố<i> ti</i>ề<i>n thu phí d</i>ự<i> ki</i>ế<i>n, khai thác qu</i>ĩñấ<i>t 2 bên, và các DA BOT </i>
<b>N</b>ế<b>u ch</b>ỉ<b> xét v</b>ề<b> m</b>ặ<b>t KT thì trong m</b>ọ<b>i tr</b>ườ<b>ng h</b>ợ<b>p PA ch</b>ọ<b>n là PA có HQKT </b>
<i><b>7.1.3 Các ch</b></i>ỉ<i><b> tiêu kinh t</b></i>ế<i><b> - k</b></i>ỹ<i><b> thu</b></i>ậ<i><b>t s</b></i>ử<i><b> d</b></i>ụ<i><b>ng khi so sánh các ph</b></i>ươ<i><b>ng án </b></i>ñườ<i><b>ng </b></i>
<i><b>ơtơ : </b></i>
<i><b>Nhóm các ch</b></i>ỉ<i><b> tiêu k</b></i>ỹ<i><b> thu</b></i>ậ<i><b>t : </b></i>
- Chiều dài tuyến, hệ số triển tuyến
- Số lượng ñường cong nằm, ñứng
- Trị số Rnằm min, Rñứng min
- Trị sốñộ dốc dọc của ñường: dốc lớn nhất, Ldmax...
- ðiều kiện ñảm bảo tầm nhìn, đảm bảo an tồn giao thơng
<i><b>Nhóm các ch</b></i>ỉ<i><b> tiêu kinh t</b></i>ế<i><b> và khai thác : </b></i>
- Tốc độ xe chạy trung bình VTB, thời gian xe chạy TTB ..., hệ số tai nạn tổng
hợp Ktn, hệ số an toàn Kat và KNTH và hệ số mức ñộ phục vụ Z.
- Khối lượng xây dựng cơng trình
- Mức ñộ phức tạp khi thi công
- Giá thành xây dựng
- Tình hình cung cấp nguyên vật liệu dọc tuyến
- Chi phí vận doanh khai thác
- <i><b>T</b></i>ổ<i><b>ng chi phí xây d</b></i>ự<i><b>ng và khai thác tính </b></i>đổ<i><b>i v</b></i>ề<i><b> n</b></i>ă<i><b>m g</b></i>ố<i><b>c Pt</b></i>đ<i><b>. </b></i>
- <i><b>Các ch</b></i>ỉ<i><b> s</b></i>ố<i><b> v</b></i>ề<i><b> l</b></i>ợ<i><b>i ích, chi phí NPV, IRR, BCR , th</b></i>ờ<i><b>i gian hồn v</b></i>ố<i><b>n Thv. </b></i>
<i><b>Các ch</b></i>ỉ<i><b> tiêu </b></i>đểđ<i><b>ánh giá ch</b></i>ọ<i><b>n ph</b></i>ươ<i><b>ng án : </b></i>
- Giá thành xây dựng ban ñầu : K0 (đồng)
- Chi phí cải tạo, đại tu, trung tu, sưả chữa thường xuyên : Kct, Kñ, Ktr Cđt.
- Chi phí hàng năm cho cơng tác vận chuyển : Cvct
- Hiệu quả kinh tế mang lại cho nền kinh tế quốc dân do việc làm ñường mới
hoặc cải tạo, nâng cấp ñường cũ.
-Tổng chi phí xây dựng và khai thác quy đổi về năm gốc (phương án nào có
Ptd nhỏ hơn sẽ tối ưu hơn)
- Chỉ tiêu về khối lượng của các loại vật liệu ñắt tiền.
<b>7.2 PH</b>ƯƠ<b>NG PHÁP PHÂN TÍCH HI</b>Ệ<b>U QU</b>Ả<b> KINH T</b>Ế<b> (HO</b>Ặ<b>C HQTC) D</b>Ự
<b>ÁN </b>ðƯỜ<b>NG ƠTƠ </b>
<i><b>1. Theo qui trình TKA</b></i>ð<i><b> m</b></i>ề<i><b>m 22TCN 211 (Nga, VN): Pt</b></i>ñ<i><b>---> min </b></i>
<i><b>7.2.1 PH</b></i>ƯƠ<i><b>NG PHÁP PT T</b></i>Ổ<i><b>NG CHI PHÍ XD VÀ KHAI THÁC TÍNH </b></i>ðỔ<i><b>I </b></i>
<i><b>1. Khi so sánh ch</b></i>ọ<i><b>n ph</b></i>ươ<i><b>ng án KCA</b></i>ð<i><b> : </b></i>
Ptd=Ktd+
=
1
Ktd : tổng chi phí xây dựng tập trung quy ñổi về năm gốc.
Ktd = K0 +
=
1
<i>d</i>
1
=
<i>tr</i>
<i>tr</i>
<i>n</i>
<i>t</i> <i><sub>td</sub></i> <i>t</i>
<i>i</i>
<i>tr</i>
1
Trong đó :
nct, nd, ntr : số lần cải tạo, ñại tu và trung tu của phương án.
tct, td, ttr : thời gian cải tạo, ñại tu và trung tu KCAð tính từ lúc bắt đầu đưa
cơng trình vào sử dụng .
Kct, Kd, Ktr : chi phí cải tạo, ñại tu và trung tu của phương án.
K0 : chi phí XD ban đầu ( lấy theo dự tốn )
Kct , Kd , Ktr :phụ thuộc vào loại mặt đường và chi phí XD ban đầu K0 ,
các chi phí này lấy theo 22TCN 211-06:
<i><b>Khoảng thời gian (năm) </b></i> <i><b>Tỉ lệ chi phí sửa chữa so với vốn ñầu </b></i>
<i><b>tư ban ñầu (%K0) </b></i>
<i><b>Loại tầng mặt áo </b></i>
ñường
ðạ<i><b>i tu </b></i> <i><b>Trung tu </b></i> ðạ<i><b>i tu </b></i> <i><b>Trung tu </b></i> <i><b>S</b></i>ữ<i><b>a ch</b></i>ữ<i><b>a t. </b></i>
<i><b>xuyên </b></i>
Bêtông nhựa
ðd trộn nhựa
Thấm Nhập nhựa
đá dăm
Cấpphối
=
S
1
t <sub>td</sub> t
t
:Chi phí khai thác quy ñổi về năm gốc
=
S
T
1
t <sub>td</sub> t
t
t <sub>td</sub> t
â
t
t <sub>td</sub> t
VC
t
TS : thời gian so sánh (thông thường lấy bằng thời gian ñại tu của phương án
ñắt tiền (bền vững hơn).
â
t
<i>VC</i>
<i>t</i>
VC
t
C =St.Qt.L (7.4)
St : giá thành vận chuyển 1 tấn hàng ñi 1km ở năm thứ t
βγ
βγ
+
+ (ñồng/tấn.km)
Qt : lượng hàng hoá vận chuyển năm thứ t
Qt =365.Nt.γ.β.Gtb
γ hệ số lợi dụng tải trọng phụ thuộc loại hàng, (γ =0,90 - 0,95)
Nt : lưu lượng xe chạy (xe/ng.đêm)
β : hệ số lợi dụng hành trình của các loại xe tham gia vận chuyển.
Pbñ : chi phí biến đổi trung bình trong 1 km hành trình ơtơ (đồng/xe.km)
Pbđ = λ .e.r
e : lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình của 1 xe cho 1km (lít/xe.km)
r : giá nhiên liệu (đồng/lít)
λ : Tỉ lệ chi phí biến đổi so với chi phí nhiên liệu :
λ = (2,6 ÷ 2,8)
Pcđ : Chi phí cố định trung bình trong 1 gìờ cho 1 ơtơ (ñồng/xe.giờ), (xác
ñịnh theo các ñịnh mức của các xí nghiệp ơtơ )
của xe.
Vkt : (lấy theo “22TCN 211-93” nhưng phải xem xét thực tế vì các trị số
hướng dẫn này rất nhỏ so với thực tế hiện nay)
<i><b>2 Khi so sánh ch</b></i>ọ<i><b>n ph</b></i>ươ<i><b>ng án tuy</b></i>ế<i><b>n : </b></i>
0 0 0 0
1 1 1
<i>d</i> <i>tr</i> <i>s</i>
<i>c</i> <i>d</i> <i>tr</i>
<i>n</i> <i>i</i> <i>n</i> <i>i</i> <i>T</i> <i>q</i>
<i>d</i> <i>q</i> <i>s</i>
<i>c</i> <i>d</i> <i>tr</i> <i>t</i>
<i>td</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>i</i> <i>i</i> <i>t</i>
<i>td</i> <i>td</i> <i>td</i> <i>td</i>
t td t
S
t
+
=
S
T
1
t td t
th
t
t td t
t
<i><b>Trong </b></i>đ<i><b>ó : </b></i>
Ktd : tổng chi phí xây dựng tập trung quy ñổi về năm gốc :
K0 : chi phí xây dựng ban đầu bao gồm chi phí xây dựng nền đường, mặt
đường và các loại cơng trình trên đường.
Kct, Kd, Ktr : chi phí cải tạo, ñại tu và trung tu của phương án trong thời gian
so sánh (cải tạo nền ñường, mặt ñường và cơng trình)
nct, nd, ntr : số lần cải tạo, ñại tu và trung tu trong thời gian so sánh
tct, td, ttr : thời gian kể từ năm gốc ñến lúc cải tạo, ñại tu và trung tu (năm )
TS : thời gian so sánh PA tuyến TS = 10; 15; 20 năm tùy thuộc cấp ñường.
K0d: chi phí ñền bù do ñường chiếm dụng ñất nông nghiệp
K0q: tổng vốn lưu ñộng thường xun trong q trình khai thác ở năm đầu tiên.
q
0
Q0 : lượng hàng hóa cấn vận chuyển ở năm đầu tiên (T)
D : giá thành trung bình vận chuyển 1 tấn hàng (ñồng/tấn)
T : tổng thời gian hàng năm trong q trình vận chuyển. (ngày-đêm)
T =
L : cự ly vận chuyển (chiều dài tuyến ñường Km)
V : tốc ñộ xe chạy trung bình trên tuyến, lấy theo biểu ñồ tốc ñộ xe chạy lý
thuyết .
q
t
K0oto: chi phí để xây dựng các cơ sở phục vụ vận tải ô tô : trạm sửa chữa, ga ra . .
.
ätä
t
chạy trên tuyến
ätä
t
0
ätä
0
0
t
th
0
phí thêm vào hàng năm để sửa chữa ñường sắt, ñường thuỷ (nếu có ).
Ct : các chi phí thường xuyên trong thời gian khai thác :
t
<i>t</i>
<i>d</i>
<i>t</i>
<i>VC</i>
<i>t</i>
<i>tn</i>
<i>t</i>
<i>tx</i>
<i>t</i>
<i>C</i> : tổn thất cho nền kinh tế quốc dân do tắc xe ở năm thứ t
<i>hk</i>
<i>t</i>
ở năm thứ t
<i>khc</i>
<i>t</i>
<i>cht</i>
<i>t</i>
<b>2.2 Ph</b>ươ<b>ng pháp xác </b>đị<b>nh các chi phí th</b>ườ<b>ng xun : </b>
<i>d</i>
<i>t</i>
đầu (giống KC)
<i>VC</i>
<i>t</i>
<i>C</i> =Qt.St.L (đồng)
Qt : lượng hàng hố cần vận chuyển ở năm thứ t
Qt = 365.γ.β.Gtb.Nt
γ : hệ số lợi dụng tải trọng γ =0,90 - 0,95
Nt : lưu lượng xe chạy ơ năm thứ t(xe/ng.đêm)
β : hệ số lợi dụng hành trình , β=0,65
Gtb : trọng tải trung bình của các loại xe tham gia vận chuyển (căn cứ
thành phần % lưu lượng xe)
L : quãng ñường xe chạy (km)
<i>tn</i>
<i>t</i>
=
− <i>n</i>
<i>I</i>
<i>ti</i>
<i>i</i>
<i>i</i>
<i>ti</i>
<i>ti</i>
1
8
Ki : hệ số tai nạn tổng hợp ở năm thứ t trên ñoạn ñường thứ i.
Li : chiều dài ñoạn ñường thứ i.
Nti : lưu lượng xe chạy ở năm thứ t trên ñoạn ñường thứ i (xe/ng.ñêm)
mti : hệ số mức ñộ thiệt hại của 1 vụ tai nạn giao thông ở năm thứ t
trên ñoạn ñường thứ i.
mti =
11
1
<i>i</i>
<i>m</i>
Các mi xác ñịnh từ bảng 4-7/P86 – <i><b>tài li</b></i>ệ<i><b>u H</b></i>ướ<i><b>ng d</b></i>ẫ<i><b>n TK</b></i>ð<i><b> ôtô – </b></i>
<i><b>Phan Cao Th</b></i>ọ<i><b> NXB GTVT 1996 </b></i>
Ci : tổn thất trung bình cho 1 vụ tai nạn giao thơng xảy ra trên đoạn
ñường thứ i ở năm thứ t .
<i>tx</i>
<i>t</i>
Q’t: lượng hàng hóa do tắc xe ở năm thứ t (lượng hàng hóa ứđọng)
t<sub>tx</sub> : thời gian tắc xe
D : đơn gía trung bình cho 1 tấn hàng phải dự trữ do tắc xe gây ra
ETC : hệ số hiệu quả kinh tế tiêu chuẩn. ETC=0.1
<i>hk</i>
<i>C</i> = 365
+
+
+ <sub>ch</sub>b <sub>b</sub>
b
c <sub>V</sub> t H
L
N
H
t
V
L
N .C
Nct, Nbt: LL xe con, xe buýt ở năm thứ t
L : chiều dài quãng ñường (km)
Vc, Vb : vận tốc xe con, xe buýt
c
ch
C : tổn thất trung bình cho nền kinh tế quốc dân của hành khách trong
<i>khc</i>
<i>t</i>
<i>cht</i>
<i>t</i>
Z : chi phí bốc dỡ 1 tấn hàng (đồng/tấn)
<b>7.2.2 PH</b>ƯƠ<b>NG PHÁP TÍNH THEO TIÊU CHU</b>Ẩ<b>N TÂY ÂU- B</b>Ắ<b>C M</b>Ỹ
7.2.2.1 Giá trị hiện tại thực tính đổi NPV (net present value)
<i>t</i>
<i>t</i>
<i>n</i>
<i>t</i>
<i>t</i>
0
=
(Bt-Ct): lợi ích dịng thu được ở năm thứ t
Bt (benefit): lợi ích của DA thu được năm t
9
1
<i>i</i>
<i>t</i> <i>t</i>
<i>i</i>
<i>B</i> <i>B</i>
=
=
NPV>0 DA có HQKT, DA nào có NPV lớn nhất là DA có HQKT nhất.
7.2.2.2 Suất thu hồi nội tại IRR ( Internal Rate Return)
<b>7.3 </b>ð<b>ÁNH GIÁ CÁC PH</b>ƯƠ<b>NG ÁN TUY</b>Ế<b>N THEO KH</b>Ả<b> N</b>Ă<b>NG THÔNG </b>
<b>HÀNH VÀ M</b>Ứ<b>C </b>ðỘ<b> GIAO THƠNG THU</b>Ậ<b>N TI</b>Ệ<b>N </b>
<i><b>7.3.1 N</b></i>ă<i><b>ng l</b></i>ự<i><b>c thơng hành th</b></i>ự<i><b>c t</b></i>ế<i><b> c</b></i>ủ<i><b>a </b></i>đườ<i><b>ng : </b></i>
- Năng lực thơng hành là suất dòng lớn nhất mà người và xe có thể thơng qua 1
mặt cắt hay ñoạn ñường trong 1 ñơn vị thời gian trong ñiều kiện nhất ñịnh về
ñường , giao thông và tổ chức giao thơng.
Năng lực thơng hành phụ thuộc vào điều kiện đường, điều kiện thời tiết, tốc độ
thành phần dịng xe cũng như phụ thuộc ñặc ñiểm tổ chức giao thông
- Do vậy năng lực thông hành thay ñổi khá nhiều với các ñoạn ñường khác nhau
- Nếu tuyến có năng lực thơng hành thấp sẽ gây ùn tắc trở ngại cho giao thơng
trên tuyến. Vì thế khi so sánh các phương án thiết kế phải tính tốn năng lực thơng
hành trên từng đoạn của mỗi phương án tuyến ñể kiểm tra mức ñộ ñáp ứng nhiệm
vụ thiết kế và ñánh giá mức ñộ thuận lợi khi xe chạy ñối với từng phương án.
- Năng lực thơng hành tính theo 1 loại xe (thường là xe con), các loại xe khác
tính đổi ra xe con theo hệ số tính đổi
- ðể tính tốn năng lực thơng hành thực tế có thể áp dụng phương pháp của
TSKH V.V.Xilianôp :
i
Nmax : năng lực thông xe lớn nhất (xe/h)
i
1
nhau làm giảm năng lực thơng xe so với điều kiện xác định Nmax
- Khi tính tốn năng lực thơng hành thực tế lớn nhất Nmax = (1800 - 2000 )
xcqđ/h/làn
<b>3.1 H</b>ệ<b> s</b>ố<b> s</b>ử<b> d</b>ụ<b>ng n</b>ă<b>ng l</b>ự<b>c thơng hành : </b>
- Cơng thức xác định :
Z = <sub>i</sub>
tt
N
N
Trong đó :
N : lưu lượng xe chạy thực tế trên ñoạn thứ i tại thời ñiểm ñánh giá
mức ñộ thuận tiện.
i
tt
i
tt
i
13
- Như vậy khi Z lớn thì mật ñộ xe chạy trên ñường lớn, sự cản trở lẫn nhau giữa
các xe chạy trên ñường lớn và mức độ giao thơng thuận tiện giảm đi, ngược lại mức
độ giao thơng thuận tiện tăng lên.
<b>7.4 </b>ð<b>ÁNH GIÁ CÁC PH</b>ƯƠ<b>NG ÁN TUY</b>Ế<b>N THEO M</b>Ứ<b>C </b>ðỘ<b> AN TOÀN </b>
<b>GIAO THƠNG </b>
Mức độ đảm bảo giao thơng của từng ñoạn tuyến có thể ñược ñánh giá theo 2
phương pháp dựa vào hệ số tai nạn và hệ số an tồn của mỗi đoạn.
<i><b>H</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> tai n</b></i>ạ<i><b>n : </b></i>
- Hệ số tai nạn tổng hợp (Ktn) ñược xác định bằng tích số của 14 hệ số tai nạn
riêng biệt ñối với từng yếu tố của tuyến có ảnh hưởng đến khả năng xảy ra tai nạn
Ktn=k1.k2.k3...k14
Trong đó ki là tỉ số giữa số tai nạn trên 1 đoạn tuyến nào đó với số tai nạn xảy ra
trên tuyến chuẩn (tuyến thẳng, khơng có dốc, bề rộng phần xe chạy 7,5m, lề rộng và
có gia cố )
Các hệ số ki ñược xác ñịnh như sau :
- Hệ số k1 xét ñến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy N (xe/ng.ñêm)
N (xe/ng.ñêm) 500 2000 3000 5000 7000 >9000
Hệ số k1 0,40 0,50 0,75 1,00 1,40 1,70
Hệ số k2 (lề có gia cố ) 2,20 1,50 1,35 1,00 0,80
Hệ số k2 (lề không gia cố ) 4,00 2,75 2,5 1,50 1,00
- Hệ số k3 xét ñến ảnh hưởng của bề rộng lề :
Bề rộng lềñường (m) 0,5 1,5 2,0 3,0
Hệ số k3 2,2 1,4 1,2 1,0
- Hệ số k4 xét ñến ảnh hưởng của ñộ dốc dọc i:
ðộ dốc dọc i(0/00) 20 30 50 70 80
Hệ số k4 (không dải phân
cách) 1,00 1,25 2,50 2,80 3,00
Hệ số k4 (có dải phân
cách) 1,00 1,00 1,25 1,40 1,50
- Hệ số k5 xét đến bán kính cong trên bình đồ R :
R
(m) ≤50 100 150 200÷300 300÷600 1000÷2000 >2000
Hệ
số k5
10,00 5,40 4,00 2,25 1,60 1,25 1,00
- Hệ số k6 xét đến tầm nhìn thực tế có thể đảm bảo được trên đường (bình đồ
hoặc trắc dọc):
Tầm nhìn đảm bảo (m) 100 200 300 400 ≥500
Hệ số k6 (trên bình đồ) 3,0 2,3 1,7 1,2 1,0
Hệ số k6 (trên trắc dọc) 4,0 2,9 2,0 1,4 1,0
- Hệ số k7 xét đến bề rộng phần xe chạy của cầu (thơng qua r : hiệu số chênh
Hiệu số r (m) <0 0 0 ÷ 1 >1
Hệ số k7 6,0 3,0 1,5 1,0
- Hệ số k8 xét ñến ảnh hưởng chiều dài ñoạn thẳng
Chiều dài ñoạn thẳng
(km) 3 5 10 15 20 ≥25
Hệ số k8 1,0 1,1 1,4 1,6 1,9 2,0
- Hệ số k9 xét ñến lưu lượng xe chạy (xe/ng.ñêm) ở chỗ giao nhau cùng mức :
Lưu lượng xe
(xe/ng.đêm) <1000 1600÷3500 3500÷5000 5000÷7000
- Hệ số k10 xét đến ảnh hưởng của hình thức giao nhau khi có đường nhánh
Giao nhau khác mức K10=0,35
Giao nhau cùng mức nhưng lưu lượng xe chạy trên ñường cắt
chiếm (10% lưu lượng tổng cộng của cả 2 ñường K10=1,50
Giao nhau cùng mức lượng xe chạy trên ñường cắt chiếm (10(
20)% K10=3,00
Giao nhau cùng mức lượng xe chạy trên ñường cắt chiếm >20% K10=4,00
- Hệ số k11 xét đến ảnh hưởng của tầm nhìn thực tế đảm bảo được tại chỗ giao
nhau cùng mức có đường nhánh :
Tầm nhìn (m) >60 60 ÷ 40 40 ÷ 30 30 ÷ 20 < 20
Hệ số k11 1,00 1,10 1,65 2,50 10,00
- Hệ số k12 xét ñến số làn xe chạy trên phần xe chạy :
Số làn xe (m) 2 3 4 4 (có dải phân cách)
Hệ số k12 1,00 1,50 0,80 0,65
- Hệ số k13 xét ñến ảnh hưởng của khoảng cách từ nhà cửa 2 bên ñường ñến
phần xe chạy :
Khoảng cách 15 - 20m, giữa có làn xe ñịa phương K13=2,50
Khoảng cách 5- 10m, giữa có vỉa hè K13=5,00
Khoảng cách 5m, giữa khơng có làn xe địa phương nhưng có vỉa hè K13=7,50
Khoảng cách 5m, giữa khơng có làn xe địa phương, khơng có vỉa
hè K13=10,00
- Hệ số k14 xét ñến ảnh hưởng của hệ số bám ( của mặt đường và tình trạng mặt
đường:
Hệ số bám ( 0,20 ÷
0,30 0,40 0,60 0,70 0,75
Tình trạng mặt đường Trơn Khô Sạch Nhám Rất nhám
Hệ số k14 2,50 2,00 1,30 1,00 0,75
- Ảnh hưởng của ñộ dốc siêu cao đến tai nạn giao thơng, xác định thơng qua việc
tính bán kính tương đương Rtđ :
lc
lc
R
R
tâ
ϕR, iR : hệ số bám ngang và độ dốc ngang đoạn đường vịng bán kính R ñang xét
ϕlc, ilc : hệ số bám ngang và ñộ dốc ngang ñoạn ñường lân cận với ñoạn
ñường vòng
Với Rtñ ta ta xác ñịnh ảnh hưởng đến tai nạn giao thơng thơng qua hệ số k5.
ðể ñánh giá các phương án thiết kế đường về mức độ an tồn giao thơng , ta
chia bình đồ và trắc dọc tuyến thành từng ñoạn và lần lượt tính các hệ số tai nạn
riêng biệt tương ứng. Kết quả lập biểu ñồ hệ số tai nạn dọc tuyến.
<i><b>H</b></i>ệ<i><b> s</b></i>ố<i><b> an toàn : </b></i>
-Hệ số an tồn (Kat) của 1 đoạn tuyến được xác định bằng tỉ số giữa vận tốc xe
có thể chạy ñược trên ñoạn ñang xét và vận tốc trên đoạn kế trước nó.
- Ý nghĩa của hệ số an tồn : hệ số này càng nhỏ thì chênh lệch vận tốc giữa 2 ñoạn
càng lớn và xác suất xảy ra tai nạn càng lớn.
- Tốc độ xe chạy để tính tốn là vận tốc xe chạy lý thuyết xác định đối với ơtơ du lịch.
Vận tốc xe chạy trên ñường cong nằm và đường cong đứng được tính theo các cơng thức
dựa vào bán kính và giá trị giới hạn về hệ số bám ngang đảm bảo xe khơng bị lật
- ðể xét tới trường hợp bất lợi nhất về an tồn, khi tính tốn vận tốc cần thực hiện hiệu
chỉnh như sau :
+ Không xét tới những chỗ hạn chế tốc ñộ do yêu cầu về tổ chức giao thông
+ Không xét tới chỗ hãm phanh để giảm tốc trước khi vào các đoạn có hạn chế tốc
ñộ. Chỉ cần xác ñịnh ñược tốc ñộ tối ña ở cuối mỗi ñoạn mà không cần xét tới ñiều kiện
xe chạy ở các ñoạn sau.
- Biểu đồ hệ số an tồn theo 2 chiều xe chạy sẽ ñược xác ñịnh nếu ta xác ñịnh ñược
biểu ñồ vận tốc xe chạy thường lập.. Nếu ñiều kiện xe chạy theo 2 chiều rất khác nhau thì
ta chỉ cần vẽ và tính hệ số an tồn cho chiều có tốc độ cao nhất.
- Tiêu chuẩn đánh giá mức độ an tồn xe chạy theo hệ số an toàn :
Kat <= 0,4 : rất nguy hiểm
Kat = 0,4 - 0,6: nguy hiểm
Kat = 0,6 - 0,8 : ít nguy hiểm
Kat > 0,8 : không nguy hiểm
+ Khi thiết kếđường mới, phải đảm bảo mọi đoạn tuyến đều có Kat>=0,8
+ ðối với ñồ án cải tạo và ñại tu ñường , phải ñảm bảo Kat≥ 0,6
- ðối với tuyến ñường ñang khai thác, biểu ñồ hệ số an tồn có thểđược vẽ thơng
qua việc quan trắc vận tốc xe chạy thực tế trên các ñoạn ñường.