quy trinh quy pham

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.87 MB, 66 trang )

(1)Môc Lôc CHơng 1. Quy định chung..............................................................................................4. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5. Ph¹m vi ¸p dông.............................................................................................4 C¸c thuËt ng÷.................................................................................................4 Yêu cầu đối với kết cấu áo đờng mềm và phần lề đờng có gia cố..................7 Nội dung công tác thiết kế áo đờng mềm.....................................................10 Nội dung và yêu cầu đối với công tác điều tra thu thập số liệu thiết kế........11. CHơng 2. Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đờng......................................14. 2.1 Nguyªn t¾c thiÕt kÕ......................................................................................14 2.2 CÊu t¹o tÇng mÆt vµ c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ......................................................14 2.3 ThiÕt kÕ cÊu t¹o tÇng mãng..........................................................................19 2.4 Bề dày cấu tạo các lớp trong kết cấu áo đờng...............................................22 2.5 Yêu cầu thiết kế đối với khu vực tác dụng của nền đờng:.............................23 2.6 Thiết kế thoát nớc cho kết cấu nền áo đờng và lề đờng................................27 2.7 Kết cấu áo đờng của phần lề gia cố, của lớp phủ dải phân cách giữa và của các bé phËn kh¸c............................................................................................................29 CHơng 3. Tính toán cờng độ và bề dày kết cấu áo đờng......................31. 3.1 C¸c yªu cÇu vµ nguyªn t¾c tÝnh to¸n:...........................................................31 3.2 Tải trọng trục tính toán và cách quy đổi số trục xe khác về số tải trọng trục tính to¸n 33 3.3 Sè trôc xe tÝnh to¸n trªn mét lµn xe vµ trªn kÕt cÊu ¸o lÒ cã gia cè..............35 3.4 Tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng và kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép..............................................................................36 3.5 Tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng và kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết...........................42 3.6 Tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng và kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuÈn chÞu kÐo uèn trong c¸c líp vËt liÖu liÒn khèi.................................................46 CHơng 4. Thiết kế tăng cờng, cải tạo đờng cũ...........................................51. 4.1 4.2 4.3 4.4. C¸c néi dung, yªu cÇu vµ nguyªn t¾c thiÕt kÕ...............................................51 Yêu cầu đối với việc thiết kế cấu tạo tăng cờng và mở rộng kết cấu áo đờng cũ 52 Điều tra thu thập số liệu phục vụ thiết kế tăng cờng, cải tạo áo đờng cũ......54 Tính toán cờng độ (bề dày) kết cấu tăng cờng hoặc cải tạo..........................56. PHụ LụC A : Ví dụ tính toán quy đổi số trục xe khác về số trục xe tính toán, tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy và cách tính tải trọng trục tơng đơng nặng nhất của xe nhiều trục...........................................................57. A.1. Ví dụ tính toán quy đổi số trục xe khác về số trục xe tính toán............57 A.2. TÝnh sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch lòy trong thêi h¹n thiÕt kÕ....................58 A.3. Cách xác định tải trọng trục tính toán của xe nặng (hoặc rơ mooc) có nhiều trôc theo môc 3.2.2:.........................................................................................58 PHụ LụC B : Xác định các đặc trng tính toán của nền đất trong phạm vi khu vùc T¸c dông......................................................................................................60.

(2) B.1. Xác định độ ẩm tơng đối tính toán trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đất 60 B.2. Các trị số tham khảo đối với các đặc trng dùng trong tính toán của đất nÒn .................................................................................................................. 61 B.3. Xác định chỉ số sức chịu tải CBR và sức chịu tải trung bình CBR tb đặc trng cho phạm vi khu vực tác dụng của nền đất.......................................................62 B.4. Các tơng quan thực nghiệm giữa mô đun đàn hồi Eo với chỉ số sức chịu tải CBR 62 B.5. Các phơng pháp xác định trị số mô đun đàn hồi E O của đất nền bằng cách thö nghiÖm trong phßng (theo môc 3.4.6)........................................................62 B.6. Xác định các đặc trng sức chống cắt của nền đất (theo mục 3.5.5).......64 PHụ LụC C : Xác định các đặc trng tính toán của vật liệu làm các lớp kết cấu áo đờng.........................................................................................................65. C.1. Các đặc trng tính toán của bê tông nhựa và hỗn hợp đá nhựa...............65 C.2. Các đặc trng tính toán của các loại vật liệu khác..................................65 C.3. Thí nghiệm trong phòng để xác định các đặc trng tính toán của vật liệu có sö dông chÊt liªn kÕt........................................................................................66 C.4. Thử nghiệm trong phòng để xác định trị số mô đun đàn hồi của vật liệu hạt không sử dụng chất liên kết (cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên...)...........68 PHô LôC D : PH¦¥NG PH¸P THö NGHIÖM X¸C §ÞNH M¤ §UN §µN HåI CñA §ÊT Vµ VËT LIÖU ¸O §êng t¹i hiÖn trêng hoÆc t¹i m¸ng thÝ nghiÖm..............69. D.1. D.2.. Xác định bằng thí nghiệm đo ép trên tấm ép lớn..................................69 Xác định bằng phơng pháp dùng cần đo võng Benkelman...................70. PHô LôC E : C¸c vÝ dô tÝnh to¸n..........................................................................71. E.1. Ví dụ I: Thiết kế kết cấu áo đờng có tầng mặt cấp cao A1....................71 E.2. Ví dụ II: Thiết kế kết cấu áo đờng mềm cho đờng cấp IV có hai làn xe, mặt đờng cấp cao A2........................................................................................76 PHụ LụC F : Biểu thức giải tích gần đúng tính mô đun đàn hồi E ch và ứng suất kéo uốn đơn vị σ ❑ của hệ hai lớp..................................80 ku. F.1.. Biểu thức giải tích gần đúng tính mô đun đàn hồi Ech.........................80. F.2.. Biểu thức giải tích gần đúng để tính ứng suất kéo uốn đơn vị σ ku ....80.

(3) céng hßa x· héi chñ nghÜa viÖt nam. §éc lËp - Tù do - H¹nh phóc. 22 TCN 211 - 06 áo đờng mềm - Các yêu cầu vµ chØ dÉn thiÕt kÕ. Bé giao th«ng vËn t¶i. Cã hiÖu lùc tõ ngµy ...../...../2007.. (Ban hành kèm theo quyết định số /2006/Q§-BGTVT ngµy 28/12 / 2006 cña Bé trëng Bé Giao th«ng vËn t¶i). CHơng 1. Quy định chung 1.1 Ph¹m vi ¸p dông 1.1.1. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế cấu tạo và tính toán cờng độ áo đờng mềm trên đờng ô tô cao tốc, đờng ô tô cấp hạng thiết kế khác nhau, trên các đờng đô thị, đờng ô tô chuyên dụng trong cả trờng hợp áo đờng làm mới và trờng hợp nâng cấp, cải tạo áo đờng cũ với định nghĩa về áo đờng mềm nh ở mục 1.2.1 (áp dụng cho mọi loại kết cấu áo đờng làm bằng mọi loại vật liệu khác nhau, chỉ không áp dụng cho trờng hợp kết cấu áo đờng cứng có tầng mặt làm bằng bê tông xi măng). Ngoài áo đờng trên phần xe chạy, trong tiêu chuẩn này cũng quy định các yêu cầu thiết kế đối với kết cấu áo đờng trên phần lề có gia cố và kết cấu áo đờng trên các đờng bên bố trí dọc các đờng cao tốc hoặc dọc các đờng ô tô cấp I, cấp II. 1.1.2. Tiêu chuẩn này cũng đợc dùng làm cơ sở tính toán đánh giá khả năng làm việc của kết cấu áo đờng mềm trên các tuyến đờng hiện hữu nhằm phục vụ cho việc tổ chức khai thác, sửa chữa, bảo trì đờng bộ. 1.1.3. Cùng với tiêu chuẩn này, khi thiết kế áo đờng mềm có thể áp dụng các tiêu chuẩn hoặc quy trình khác nếu đợc sự chấp thuận của chủ đầu t hoặc các cơ quan có thẩm quyền quyết định. 1.1.4. Khi áp dụng quy trình này đồng thời phải tuân thủ các yêu cầu thiết kế đã nêu trong §iÒu 8 cña TCVN 4054 : 2005 vµ yªu cÇu vÒ vËt liÖu trong c¸c tiªu chuÈn ngµnh vÒ công nghệ thi công và nghiệm thu đối với mỗi loại lớp kết cấu áo đờng bằng vật liệu khác nhau. 1.2 C¸c thuËt ng÷ 1.2.1. Kết cấu áo đờng mềm.

(4) Kết cấu áo đờng mềm (hay gọi là áo đờng mềm) gồm có tầng mặt làm bằng các vật liệu hạt hoặc các vật liệu hạt có trộn nhựa hay tới nhựa đờng và tầng móng làm bằng các loại vật liệu khác nhau đặt trực tiếp trên khu vực tác dụng của nền đờng hoặc trên lớp đáy mãng. Tầng mặt áo đờng mềm cấp cao có thể có nhiều lớp gồm lớp tạo nhám, tạo phẳng hoặc líp b¶o vÖ, líp hao mßn ë trªn cïng (®©y lµ c¸c líp kh«ng tÝnh vµo bÒ dµy chÞu lùc cña kÕt cÊu mµ lµ c¸c líp cã chøc n¨ng h¹n chÕ c¸c t¸c dông ph¸ ho¹i bÒ mÆt vµ trùc tiÕp t¹o ra chất lợng bề mặt phù hợp với yêu cầu khai thác đờng) rồi đến lớp mặt trên và lớp mặt dới là các lớp chịu lực quan trọng tham gia vào việc hình thành cờng độ của kết cấu áo đờng mềm. TÇng mãng còng thêng gåm líp mãng trªn vµ líp mãng díi (c¸c líp nµy còng cã thÓ kiªm chøc n¨ng líp tho¸t níc). Tùy loại tầng mặt, tuỳ cấp hạng đờng và lợng xe thiết kế, kết cấu áo đờng có thể đủ các tầng lớp nêu trên nhng cũng có thể chỉ gồm một, hai lớp đảm nhiệm nhiều chức năng. Do kết cấu áo đờng mềm là đối tợng của tiêu chuẩn này nên ở một số điều mục khi viết kết cấu áo đờng (hoặc áo đờng) thì cũng đợc hiểu là đó chỉ là kết cấu áo đờng mềm (hoặc áo đờng mềm). 1.2.2. Khu vực tác dụng của nền đờng Khu vực này là phần thân nền đờng trong phạm vi bằng 80-100cm kể từ đáy kết cấu áo đờng trở xuống. Đó là phạm vi nền đờng cùng với kết cấu áo đờng chịu tác dụng của tải trọng bánh xe truyền xuống. Đờng có nhiều xe nặng chạy nh đờng cao tốc, cấp I, cấp II và đờng chuyên dụng thì dùng trị số lớn. Trong TCVN 4054 : 2005 ở mục 7.1.2.1 khu vực này đợc xác định chung là 80cm kể từ đáy áo đờng trở xuống. Thuật ngữ này tơng đơng với từ subgrade trong tiếng Anh chuyên ngành. 1.2.3. Kết cấu nền áo đờng (Hình 1-1) 1. Kết cấu nền áo đờng hay kết cấu tổng thể nền mặt đờng gồm kết cấu áo đờng ở trên và phần khu vực tác dụng của nền đờng ở dới. Thiết kế tổng thể nền mặt đờng có nghĩa là ngoài việc chú trọng các giải pháp thiết kế cấu tạo kết cấu áo đờng còn phải chú trọng đến các giải pháp nhằm tăng cờng cờng độ và độ ổn định cờng độ đối với khu vực tác dụng của nền đờng. 2. Trong mét sè trêng hîp (xem môc 8.3.7 ë TCVN 4054 : 2005) cßn cÇn bè trÝ lớp đáy móng (hay lớp đáy áo đờng) thay thế cho 30cm phần đất trên cùng của khu vực tác dụng của nền đờng (có nghĩa là lớp đáy móng trở thành một phần của khu vùc t¸c dông). 1.2.4. Lớp đáy móng Lớp đáy móng có các chức năng sau: - Tạo một lòng đờng chịu lực đồng nhất (đồng đều theo bề rộng), có sức chịu tải tốt; - Ngăn chặn ẩm thấm từ trên xuống nền đất và từ dới lên tầng móng áo đờng; - Tạo “hiệu ứng đe” để bảo đảm chất lợng đầm nén các lớp móng phía trên; - Tạo điều kiện cho xe máy đi lại trong quá trình thi công áo đờng không gây h hại nền đất phía dới (nhất là khi thời tiết xấu). Thuật ngữ lớp đáy móng tơng đơng với các từ capping layer hoặc improved subgrade trong tiÕng Anh. 1.2.5. Mãng mÒm Là các lớp móng làm bằng các loại vật liệu hạt nh cấp phối đá dăm; cấp phối sỏi cuội, cát, đất dính; cấp phối đồi; xỉ phế thải công nghiệp; đá dăm; đất hoặc các lớp móng làm bằng các loại vật liệu hạt có gia cố các loại nhựa đờng. 1.2.6. Mãng nöa cøng.

(5) (KÕt cÊu tæng thÓ nÒn mÆt ® êng). (Subgrade). Lớp đáy móng (Capping layer). KÕt cÊu nÒn ¸o ® êng. Líp mãng d íi (Sub-base). (Pavement structure). Líp mÆt (Surfacing). ¸o ® êng (hay kÕt cÊu ¸o ® êng). TÇng mÆt. Líp mãng trªn (Base). Khu vùc t¸c dông 80-100 cm. Líp t¹o nh¸m (nÕu cã). TÇng mãng. Lµ c¸c líp mãng lµm b»ng vËt liÖu h¹t cã gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬ (xi m¨ng, v«i, v«i vµ tro bay…). Hình 1-1: Sơ đồ các tầng, lớp của kết cấu áo đờng mềm và kết cấu nền - áo đờng 1.2.7. VËt liÖu h¹t Vật liệu hạt là một tập hợp các hạt rời có kích cỡ từ 0 đến D (D là kích cỡ hạt lớn nhất) trong đó cờng độ liên kết giữa các hạt luôn nhỏ hơn nhiều so với cờng độ bản thân mỗi hạt và do đó cờng độ chung của một lớp vật liệu hạt đợc đặc trng bằng sức chống cắt trợt cña líp. Líp kÕt cÊu b»ng vËt liÖu h¹t kh«ng cã tÝnh liÒn khèi. 1.2.8. TÇng mÆt cÊp cao A1 Lµ lo¹i tÇng mÆt cã líp mÆt trªn b»ng bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I trén nãng (theo “Quy tr×nh công nghệ thi công và nghiệm thu mặt đờng bê tông nhựa”, 22 TCN 249). 1.2.9. TÇng mÆt cÊp cao thø yÕu A2 Lµ lo¹i tÇng mÆt cã líp mÆt b»ng bª t«ng nhùa chÆt lo¹i II trén nãng (theo “Quy tr×nh công nghệ thi công và nghiệm thu mặt đờng bê tông nhựa”, 22 TCN 249) hoặc bê tông nhựa nguội trên có láng nhựa, đá dăm đen trên có láng nhựa hoặc bằng lớp thấm nhập nhựa (theo "Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đờng đá dăm thấm nhập nhùa", 22 TCN 270) hay líp l¸ng nhùa (theo "Tiªu chuÈn kü thuËt thi c«ng vµ nghiÖm thu mặt đờng láng nhựa", 22 TCN 271). 1.2.10. TÇng mÆt cÊp thÊp B1 Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng cấp phối đá dăm, đá dăm nớc, cấp phối tự nhiên với điều kiện là phía trên chúng phải có lớp bảo vệ rời rạc đợc thờng xuyên duy tu bảo dỡng (thờng xuyên rải cát bù và quét đều phủ kín bề mặt lớp). 1.2.11. TÇng mÆt cÊp thÊp B2 Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng đất cải thiện hay bằng đất, đá tại chỗ gia cố hoặc phế th¶i c«ng nghiÖp gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬ víi ®iÒu kiÖn lµ phÝa trªn chóng ph¶i cã líp hao mòn và lớp bảo vệ đợc duy tu bảo dỡng thờng xuyên. 1.2.12. Sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch luü trªn mét lµn xe trong suèt thêi h¹n thiÕt kÕ.

(6) Là tổng số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100 kN chạy qua một mặt cắt ngang trên một làn xe của đoạn đờng thiết kế trong suốt thời hạn thiết kế kết cấu áo đờng. Cách xác định thông số này đợc nêu ở Khoản A.2 Phụ lục A. 1.2.13. Lîng giao th«ng gia t¨ng b×nh thêng Là lợng giao thông gia tăng hàng năm trong môi trờng kinh tế - xã hội đã có từ trớc, khi cha thực hiện các dự án làm mới hoặc nâng cấp, cải tạo đờng và kết cấu áo đờng. 1.2.14. Lîng giao th«ng hÊp dÉn Là lợng giao thông có từ trớc nhng vốn sử dụng các phơng tiện vận tải khác (đờng sắt, đờng thuỷ…) hay vốn đi bằng các tuyến đờng ô tô khác nhng sau khi làm đờng mới hoặc sau khi nâng cấp, cải tạo kết cấu áo đờng cũ trở nên tốt hơn sẽ chuyển sang sử dụng đờng míi. 1.2.15. Lîng giao th«ng ph¸t sinh Là lợng giao thông phát sinh thêm nhờ sự thuận tiện tạo ra do việc làm đờng mới (làm kết cấu áo đờng mới tốt hơn) và do đờng mới có tác dụng thúc đẩy thêm sự phát triển kinh tế - x· héi trong vïng. 1.3 Yêu cầu đối với kết cấu áo đờng mềm và phần lề đờng có gia cố 1.3.1. C¸c yªu cÇu c¬ b¶n Kết cấu áo đờng mềm trên các làn xe chạy và kết cấu phần lề gia cố phải đợc thiết kế đạt c¸c yªu cÇu c¬ b¶n díi ®©y: 1. Trong suốt thời hạn thiết kế quy định ở mục 1.3.2, áo đờng phải có đủ cờng độ và duy trì đợc cờng độ để hạn chế đợc tối đa các trờng hợp phá hoại của xe cộ và của các yếu tố môi trờng tự nhiên (sự thay đổi thời tiết, khí hậu; sự xâm nhập của các nguồn ẩm…). Cụ thể là hạn chế đ ợc các hiện tợng tích luỹ biến dạng dẫn đến tạo vệt hằn bánh xe trên mặt đờng, hạn chế phát sinh hiện tợng nứt nẻ, hạn chế bào mòn và bong tróc bề mặt, hạn chế đợc các nguồn ẩm xâm nhập vào các lớp kết cấu và phần trên của nền đờng trong phạm vi khu vực tác dụng, hoặc phải đảm bảo lợng nớc xâm nhập vào đợc thoát ra một cách nhanh nhất (định nghĩa về khu vực tác dụng của nền đờng xem ở mục 1.2.2). 2. Bề mặt kết cấu áo đờng mềm phải đảm bảo bằng phẳng, đủ nhám, dễ thoát nớc mặt và ít gây bụi để đáp ứng yêu cầu giao thông an toàn, êm thuận, kinh tế, giảm thiểu tác dụng xấu đến môi trờng hai bên đờng. Tuỳ theo quy mô giao thông và tốc độ xe chạy cần thiết, tuỳ theo ý nghĩa và cấp hạng kỹ thuật của đờng, kết cấu áo đờng thiết kế cần thoả mãn hai yêu cầu cơ bản nêu trên ở những mức độ tơng ứng khác nhau. Về cờng độ, mức độ yêu cầu khác nhau đợc thể hiện trong thiết kế thông qua mức độ dự trữ cờng độ khác nhau. Mức độ dự trữ cờng độ càng cao thì khả năng bảo đảm kết cấu áo đờng mềm làm việc ở trạng thái đàn hồi khiến cho chÊt lîng sö dông trong khai th¸c vËn doanh sÏ cµng cao, thêi h¹n sö dông cµng lâu bền và chi phí cho duy tu, sửa chữa định kỳ càng giảm. Về chất lợng bề mặt, mức độ yêu cầu khác nhau đợc thể hiện qua việc lựa chọn vật liệu làm tầng mặt nh ở Bảng 2-1. Riêng về độ bằng phẳng và độ nhám mức độ yêu cầu khác nhau đợc thể hiện ở các mục1.3.3 và 1.3.4. Chất lợng bề mặt áo đờng mềm càng tốt thì chi phí vận doanh sẽ càng giảm và thời hạn định kỳ sửa chữa vừa trong quá trình khai thác sẽ đợc tăng lên. 1.3.2. Thời hạn thiết kế áo đờng mềm Thời hạn này đợc xác định tuỳ thuộc loại tầng mặt đợc lựa chọn cho kết cấu nh ở Bảng 2-1 1.3.3. Yêu cầu về độ bằng phẳng áo đờng phần xe chạy cho ô tô và áo lề gia cố có cho xe thô sơ đi phải đảm bảo bề mặt đạt đợc độ bằng phẳng yêu cầu ở thời điểm bắt đầu đa đờng vào khai thác đánh giá bằng chỉ số đo độ gồ ghề quốc tế IRI (đo theo chỉ dẫn ở 22 TCN 277) nh ở Bảng 1-1..

(7) Bảng 1-1: Yêu cầu về độ bằng phẳng tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu ChØ sè IRI yªu cÇu (m/Km) Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h) §êng x©y dùng míi §êng c¶i t¹o, n©ng cÊp 120 vµ 100  2,0  2,5 80  2,2  2,8 60  2,5  3,0 Từ 40 đến 20 (mặt đờng nhựa)  4,0  5,0 Từ 40 đến 20 (mặt đờng cấp thấp)  6,0  8,0 Độ bằng phẳng cũng đợc đánh giá bằng thớc dài 3m theo tiêu chuẩn ngành 22 TCN 16 -79 “Quy trình xác định độ bằng phẳng mặt đờng”. Đối với mặt đờng cấp cao A1 (bê tông nhựa) 70% số khe hở phải dới 3mm và 30% số khe hở còn lại phải dới 5mm. Đối với mặt đờng cấp cao A1, tất cả các khe hở phải dới 5mm và đối với các mặt đờng cấp thấp ( B1, B2) tất cả các khe hở phải dới 10mm. áo phần lề gia cố cho xe máy hoặc / và cho xe thô sơ đi cũng phải đạt độ bằng phẳng yêu cầu nh đối với áo đờng phần xe chạy cho ôtô liền kề. 1.3.4. Yêu cầu về độ nhám Độ nhám của bề mặt kết cấu áo đờng là bê tông nhựa phải đạt đợc yêu cầu tối thiểu quy định thông qua chỉ tiêu chiều sâu rắc cát trung bình tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu và mức độ nguy hiểm của đoạn đờng thiết kế nh ở Bảng 1-2 dới đây theo quy trình 22 TCN - 278: Bảng 1-2: Yêu cầu về độ nhám mặt đờng Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h) ChiÒu s©u r¾c c¸t trung b×nh Htb (mm) Hoặc mức độ nguy hiểm V< 60 60 V < 80 80  V  120. Đờng qua địa hình khó khăn nguy hiểm (đờng vòng quanh co, đờng cong bán kính dới 150m mà không hạn chế tốc độ, đoạn cã dèc däc >5%, chiÒu dµi dèc >100m .... Htb  0,25 Htb  0,35 Htb  0,45. Htb  0,80. Ghi chó B¶ng 1-2: 1. Đối với đờng cao tốc các loại, các cấp theo TCVN 5729 : 1997 và đối với đờng cấp I, cấp II theo TCVN 4054 : 2005 (là các đờng mỗi chiều xe chạy có 2 làn xe và có giải phân cách giữa) thì trừ các đoạn có cắm biển hạn chế tốc độ nên thiết kế lớp mặt tạo nhám đạt chiều sâu rắc cát trung bình Htb0,55mm. 2. Nếu không có biển báo hạn chế tốc độ thì tốc độ xe chạy yêu cầu có thể lấy bằng 1,25 lần tốc độ thiết kế tơng ứng với cấp hạng đờng thiết kế (với định nghĩa về tốc độ thiết kế nh ở mục 3.5.1 TCVN 4054 : 2005). 1.3.5. Về độ lún cho phép của kết cấu áo đờng Trong trờng hợp kết cấu áo đờng trên đoạn nền đờng qua vùng đất yếu có khả năng phát sinh độ lún lớn và kéo dài thì phải bảo đảm các yêu cầu thiết kế sau đây về độ lún cho phép : 1. Sau khi thi công xong kết cấu áo đờng, độ lún cố kết cho phép còn lại trong thời hạn thiết kế 15 năm tính từ khi đa kết cấu áo đờng vào khai thác sử dụng tại tim đờng đợc quy định ở Bảng 1-3.

(8) Bảng 1-3: Độ lún cố kết cho phép còn lại trong thời hạn 15 năm tại tim đờng sau khi thi công xong kết cấu áo đờng: Vị trí đoạn nền đắp trên đất yếu Cấp hạng đờng và loại tầng mặt GÇn mè Chç cã cèng Các đoạn nền đắp kết cấu áo đờng cÇu hoÆc cèng chui th«ng thêng 1. Đờng cao tốc các loại, đờng cấp I, đờng cấp II hoặc đờng cấp III vùng đồng bằng và đồi (tức là 20cm 30cm các cấp đờng có tốc độ thiết kế từ 10cm 80Km/h trë lªn) cã tÇng mÆt lµ lo¹i cÊp cao A1 2. §êng cÊp III hoÆc cÊp IV cã tốc độ thiết kế từ 60Km/h trở lên 20cm 30cm 40cm vµ cã tÇng mÆt lµ lo¹i cÊp cao A1 Ghi chó B¶ng 1-3: - Độ lún cố kết của kết cấu áo đờng ở đây cũng chính bằng độ lún cố kết của nền đờng đắp trên đất yếu; - Độ lún cố kết còn lại là phần lún cố kết cha hết sau khi làm xong kết cấu áo đờng; độ lún còn lại này bằng độ lún cố kết tổng cộng dự báo đợc trong thời hạn thiết kế nêu trên trừ đi độ lún cố kết đã xảy ra trong qua trình kề từ khi bắt đầu thi công nền đắp cho đến khi làm xong kết cấu áo đờng ở trên; - Chiều dài đoạn đờng gần mố cầu đợc xác định bằng 3 lần chiều dài móng mố cầu liền kề. Chiều dài đoạn có cống thoát nớc hoặc cống chui qua đờng ở dới đợc xác định bằng 3 - 5 lần bề rộng móng cống hoặc bề rộng cống chui qua đờng. 2. Đối với các đoạn đờng có loại tầng mặt là cấp cao A1 nêu ở Bảng 1-3, nếu độ lún còn lại trong thời hạn 15 năm kể từ khi làm xong áo đờng vợt quá trị số quy định ở Bảng 1-3 thì mới cần phải có các biện pháp xử lý đất yếu để giảm độ lún còn lại đạt yêu cầu ở Bảng 3-1. 3. Đối với các đờng có tốc độ thiết kế từ 40Km/h trở xuống cũng nh các đờng chỉ thiết kế kết cấu áo đờng mềm cấp cao A1 hoặc cấp thấp thì không cần đề cập đến yêu cầu về độ lún cố kết còn lại khi thiết kế (Điều này cho phép vận dụng để thiết kế kết cấu áo đờng theo nguyên tắc phân kỳ đối với các đờng cấp III trở xuống nh đề cập ở mục 2.1.5 nhằm giảm chi phí xử lý nền đất yếu). 1.4 Nội dung công tác thiết kế áo đờng mềm Công tác thiết kế áo đờng mềm gồm các nội dung chủ yếu sau: 1. Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đờng: Nội dung chính ở đây là chọn và bố trí hợp lý các lớp vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp áo đờng nh nêu ở Chơng 2, chọn các giải pháp tăng cờng cờng độ và sự ổn định cờng độ cña khu vùc t¸c dông (bao gåm c¶ c¸c gi¶i ph¸p tho¸t níc nÕu cÇn, cho c¸c líp kÕt cấu nền áo đờng). ViÖc thiÕt kÕ cÊu t¹o nµy cã ý nghÜa hÕt søc quan träng v× thùc tÕ cã nhiÒu yªu cÇu nêu trong Khoản 1.3 không thể giải quyết bằng biện pháp tính toán, đặc biệt là để h¹n chÕ t¸c dông ph¸ ho¹i bÒ mÆt do xe cé vµ do c¸c t¸c nh©n m«i trêng th× chØ cã thÓ gi¶i quyÕt b»ng biÖn ph¸p cÊu t¹o thÝch hîp. 2. Tính toán kiểm tra cờng độ chung và cờng độ trong mỗi lớp kết cấu áo đờng xác định bề dày mỗi lớp kết cấu áo đờng theo các tiêu chuẩn giới hạn cho phép (đợc quy định và chỉ dẫn ở Chơng 3 trong tiêu chuẩn này)..

(9) 3. TÝnh to¸n, thiÕt kÕ tû lÖ phèi hîp c¸c thµnh phÇn h¹t vµ tû lÖ phèi hîp gi÷a vËt liÖu h¹t kho¸ng víi chÊt liªn kÕt cho mçi lo¹i vËt liÖu sö dông råi kiÓm nghiÖm c¸c đặc trng cơ học của các vật liệu đó để đa ra yêu cầu cụ thể đối với vật liệu sử dụng cho mỗi lớp kết cấu. Chú ý rằng không những phải đa ra đợc tỷ lệ phối hợp các thành phần vật liệu nhằm đạt mục tiêu thiết kế mà còn phải đa ra đợc tỷ lệ phối hợp các thành phần vật liệu trong chế thử và trong sản xuất đại trà khi tiến hành thiÕt kÕ kü thuËt vµ thiÕt kÕ b¶n vÏ thi c«ng. 4. Tại các đoạn đờng có bố trí siêu cao 6%, trạm thu phí, điểm dừng đỗ xe thì cần thiết kế tăng cờng cờng độ kết cấu áo đờng. 1.5 Nội dung và yêu cầu đối với công tác điều tra thu thập số liệu thiết kế 1.5.1. Néi dung ®iÒu tra Để thiết kế áo đờng mềm đạt đợc các yêu cầu nêu ở Khoản 1.3, t vấn thiết kế trớc hết phải tổ chức điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập và xác định đủ các số liệu về quy mô giao thông, về loại đất và các đặc trng cơ lý của nền đất, về các yếu tố tác động môi trờng có ảnh hởng đến các đặc trng cơ học của nền đất và các lớp kết cấu áo đờng, về khả năng cung cấp vật liệu và các đặc trng của vật liệu có thể sử dụng làm các lớp áo đờng, về điều kiện thi công, giá vật liệu xây dựng áo đờng và điều kiện duy tu, sửa chữa, khai thác đờng trªn tuyÕn thiÕt kÕ. Đối với dự án cải tạo, tăng cờng áo đờng cũ thì ngoài các nội dung nêu trên còn phải tổ chức đo đạc xác định bề dày và vật liệu các lớp kết cấu cũ, quan trắc đánh giá cờng độ của kết cấu nền áo đờng cũ và đánh giá các chỉ tiêu khai thác khác của áo đờng cũ (xem Kho¶n 4.3). 1.5.2. §iÒu tra dù b¸o lu lîng giao th«ng Để phục vụ cho việc thiết kế kết cấu áo đờng mềm, số liệu điều tra, dự báo lợng giao thông phải đạt đợc các yêu cầu sau: 1. Trên một tuyến đờng, phải điều tra dự báo đợc lợng giao thông cho từng đoạn đờng; các đoạn đờng này có thể đợc phân chia theo các điểm có lu lợng giao thông t¨ng gi¶m hoÆc ra vµo tuyÕn nhiÒu Ýt kh¸c nhau (gi÷a c¸c nót giao lín, gi÷a c¸c trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá, bến tàu xe, đờng thuỷ, cảng hàng không…). CÇn tr¸nh t×nh tr¹ng trªn mét tuyÕn dµi hµng tr¨m c©y sè vÉn chØ tÝnh to¸n kÕt cÊu víi cïng mét quy m« giao th«ng. 2. Phải dự báo đợc một cách xác đáng số lợng trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn trung bình ngày đêm (trong cả năm và trong các tháng mùa ma là mùa bất lîi nhÊt) trªn mçi chiÒu xe ch¹y ë n¨m cuèi cña thêi h¹n thiÕt kÕ (víi thêi h¹n thiÕt kế quy định ở mục 1.3.2 và với cách quy đổi về trục xe tiêu chuẩn quy định ở mục 3.2.3). Để đảm bảo đạt đợc yêu cầu này cần chú trọng điều tra dự báo đúng số liệu sau: - Thành phần dòng xe: Không cần quan tâm đến xe máy, thô sơ, xe ô tô du lịch các loại và các xe tải trục nhẹ có trọng lợng trục dới 25 kN nhng lại phải đặc biệt chú trọng điều tra dự báo đợc số trục xe (cả trục trớc và trục sau) có trọng lợng trôc tõ 25 kN trë lªn vµ c¸c lo¹i xe cã nhiÒu trôc sau (2 trôc hoÆc 3 trôc sau); - Đối với các xe tải nặng và xe đặc chủng cần điều tra xác định đợc số trục trớc, số trục sau, trọng lợng các trục đó khi có chở hàng, khoảng cách giữa các trục cña chóng th«ng qua c©n, ®o trùc tiÕp; - Phải dự báo đúng năm cuối của thời hạn thiết kế thông qua dự báo đúng năm đầu tiên sẽ đa kết cấu áo đờng vào khai thác sử dụng, tức là phải dự tính đúng thời gian khảo sát thiết kế dự án cho đến khi hoàn thành các thủ tục để khởi công công trình và sau đó là dự báo đúng thời gian thi công xây dựng đờng. Phải tuyệt đối tránh tình trạng lấy năm đợc giao nhiệm vụ thiết kế làm năm đầu tiên để từ đó dự b¸o ra lîng giao th«ng n»m ë n¨m cuèi cña thêi h¹n thiÕt kÕ;.

(10) - Phải phân tích dự báo đúng đợc tỷ lệ tăng trởng lợng giao thông trung bình n¨m q. 3. Trên cơ sở số liệu dự báo nêu ở điểm 2, phải xác định ra số lợng trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn thiết kế để làm căn cứ lựa chọn lo¹i tÇng mÆt vµ bÒ dµy tèi thiÓu líp mÆt b»ng bª t«ng nhùa khi thiÕt kÕ cÊu t¹o kÕt cấu áo đờng mềm. 4. Sè liÖu dù b¸o cÇn ph¶i bao gåm c¶ lîng giao th«ng gia t¨ng b×nh thêng, lîng giao th«ng hÊp dÉn vµ lîng giao th«ng ph¸t sinh (xem c¸c môc 1.2.13, 1.2.14, 1.2.15). 1.5.3. Yêu cầu đối với việc điều tra khả năng tác động của các nguồn gây ẩm Phải điều tra xác định đợc các mức nớc ngầm cao nhất dới nền đào và nền đắp, mức nớc ngập cao nhất hai bên taluy nền đắp cũng nh thời gian ngập trong mùa bất lợi nhất (mùa ma) để phục vụ cho việc dự báo độ ẩm tính toán (độ ẩm bất lợi nhất) trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đờng và để phục vụ cho việc chọn các giải pháp thiết kế nhằm hạn chÕ sù x©m nhËp cña c¸c nguån Èm vµo khu vùc nµy hoÆc phôc vô cho viÖc chän c¸c gi¶i pháp bố trí hệ thống thoát nớc nhanh cho cả các lớp móng áo đờng bằng vật liệu hạt (xem thªm ë Kho¶n 2.5 vµ Phô lôc B). 1.5.4. Yêu cầu đối với việc điều tra loại đất nền và các đặc trng cơ lý của đất nền 1. Phạm vi và đối tợng điều tra: Đối với đoạn nền đắp, đối tợng điều tra là các loại đất dùng để đắp trong phạm vi khu vùc t¸c dông . Đối với đoạn nền đào, đối tợng điều tra là các lớp đất tự nhiên trong phạm vi khu vực tác dụng (sau khi dự kiến đờng đỏ thiết kế cần điều tra từng lớp 20cm trong phạm vi 100cm kể từ cao độ đáy áo đờng trở xuống để phát hiện sự không đồng nhất của các lớp đất trong nền đào). 2. Những đặc trng phải điều tra, thử nghiệm xác định: - Loại đất; - Dung trọng khô lớn nhất kmax và độ ẩm tốt nhất Wop xác định thông qua thí nghiÖm ®Çm nÐn tiªu chuÈn; - Chỉ số dẻo, giới hạn nhão, độ trơng nở của đất; - Độ ẩm tơng đối Wtn/ Wnh và độ chặt tn /kmax của đất nền đào ở trạng thái tự nhiên trong thời gian mùa ma (trong đó Wtn, Wnh, tn là độ ẩm tự nhiên, độ ẩm giới hạn nhão và dung trọng khô của đất nền đào ở trạng thái tự nhiên; kmax là dung trọng khô của đất đó sau đầm nén tiêu chuẩn); - Các đặc trng cho cờng độ chịu cắt trợt (lực dính C và góc nội ma sát ) tơng ứng ở trạng thái chặt, ẩm dự kiến thiết kế đối với đất đắp và tơng ứng ở trạng thái tự nhiên ở mùa bất lợi nhất đối với đất nền đào; - ChØ sè søc chÞu t¶i CBR trong ®iÒu kiÖn cã ng©m mÉu b·o hoµ níc 4 ngµy đêm và trị số mô đun đàn hồi E0 thí nghiệm (trong phòng hoặc hiện trờng) tơng ứng ở trạng thái chặt, ẩm tự nhiên bất lợi nhất đối với nền đào và tơng ứng với độ ẩm tính toán đối với đất nền đắp. Các đặc trng nêu trên phải đợc xác định theo các tiêu chuẩn Nhà nớc hoặc tiêu chuẩn ngµnh hiÖn hµnh. 1.5.5. Yêu cầu về việc điều tra và thử nghiệm vật liệu làm các lớp áo đờng: 1. Phải điều tra xác định nguồn cung cấp, chất lợng, trữ lợng các loại vật liệu hạt vµ c¸c lo¹i vËt liÖu dïng lµm chÊt liªn kÕt; 2. Đối với các loại vật liệu hạt (đất, cát, sỏi cuội, đá nghiền, cấp phối các loại, tro bay hoặc xỉ phế thải công nghiệp…) dùng riêng rẽ hoặc dùng để gia cố với các chất liên kết đều phải thử nghiệm đánh giá chất lợng sử dụng của chúng theo các.

(11) chØ tiªu yªu cÇu phï hîp víi tiªu chuÈn thi c«ng vµ nghiÖm thu c¸c líp kÕt cÊu ¸o đờng mềm hiện hành tơng ứng với mỗi loại vật liệu đó. Trờng hợp cha có tiêu chuẩn quy định thì t vấn thiết kế có thể tự nghiên cứu tham khảo các tài liệu trong và ngoài nớc để đề xuất các chỉ tiêu yêu cầu nhng các chỉ tiêu này phải đợc xét duyÖt vµ chÊp thuËn cña c¸c c¬ quan qu¶n lý kü thuËt cã thÈm quyÒn. 3. Đối với các loại chất liên kết hữu cơ (các loại nhựa đờng…) và chất liên kết vô c¬ (xi m¨ng, v«i…) lµ nh÷ng th¬ng phÈm cã xuÊt xø râ rµng, cã chøng chØ kÌm c¸c chØ tiªu chÊt lîng s¶n phÈm quen dïng phï hîp víi yªu cÇu trong c¸c tiªu chuẩn thì khi thiết kế kết cấu áo đờng cha cần thử nghiệm đánh giá; còn nếu là các loại vật liệu địa phơng, vật liệu tận dụng cá biệt thì phải thử nghiệm đánh giá theo đề cơng đợc chủ đầu t hoặc cấp có thẩm quyền phê duyệt trớc khi quyết định sử dụng chúng trong dự án thiết kế kết cấu áo đờng. 4. Sau khi ngời thiết kế quyết định thành phần vật liệu của mỗi lớp kết cấu (quyết định tỷ lệ các cỡ vật liệu hạt hoặc / và tỷ lệ chất liên kết so với vật liệu hạt) thì trách nhiệm của ngời thiết kế phải tiến hành các thử nghiệm xác định trị số mô đun đàn hồi của chúng theo chỉ dẫn ở phụ lục C để đảm bảo rằng thành phần vật liệu thiết kế dùng cho mỗi lớp kết cấu là tơng thích với trị số các thông số thiết kế đợc đa vào tính toán cờng độ của kết cấu áo đờng.. CHơng 2. Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đờng 2.1 Nguyªn t¾c thiÕt kÕ 2.1.1. Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đờng, tức là trong mọi trờng hợp phải chú trọng các biện pháp nâng cao cờng độ và sự ổn định cờng độ của khu vực tác dụng để tạo điều kiện cho nền đất tham gia chịu lực cùng với áo đờng đến mức tối đa, từ đó giảm đợc bề dày áo đờng và hạ giá thành xây dựng. Đồng thời, còn phải sử dụng các biÖn ph¸p tæng hîp kh¸c nhau (biÖn ph¸p sö dông vËt liÖu vµ tæ hîp c¸c thµnh phÇn vËt liệu, biện pháp thoát nớc cho các lớp có khả năng bị nớc xâm nhập…) để hạn chế các tác dụng của ẩm và nhiệt đến cờng độ và độ bền của mỗi tầng, lớp trong kết cấu áo đờng và đặc biệt là biện pháp hạn chế các hiện tợng phá hoại bề mặt đối với lớp mặt trên cùng do xe ch¹y g©y ra. 2.1.2. Phải chọn và bố trí đúng các tầng, lớp vật liệu trong kết cấu áo đờng sao cho phù hợp với chức năng của mỗi tầng, lớp và bảo đảm cả kết cấu đáp ứng đợc những yêu cầu cơ bản theo mục 1.3.1 đồng thời phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu, khả năng thi c«ng vµ kh¶ n¨ng khai th¸c duy tu, söa ch÷a, b¶o tr× sau nµy. Ph¶i sö dông tèi ®a c¸c vËt liÖu vµ phÕ th¶i c«ng nghiÖp t¹i chç (sö dông trùc tiÕp hoÆc cã gia cè chóng b»ng chÊt kÕt dÝnh v« c¬ hoÆc h÷u c¬). Ngoµi ra, ph¶i chó träng vËn dông các kinh nghiệm về xây dựng và khai thác áo đờng trong điều kiện cụ thể của địa phơng đờng đi qua. 2.1.3. Cần đề xuất từ 2 đến 3 phơng án cấu tạo kết cấu áo đờng. Khi đề xuất các phơng án thiết kế cần phải chú trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trờng, yêu cầu bảo đảm an toàn giao thông và cả yêu cầu về bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho ngời thi công. 2.1.4. Cần xét đến phơng án phân kỳ đầu t trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đờng. Trên cơ sở phơng án cho quy hoạch tơng lai cần dự tính biện pháp tăng cờng bề dày để tăng khả năng phục vụ của áo đờng phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần theo thời gian. Riêng đối với áo đờng cao tốc và đờng cấp I hoặc cấp II thì không nên xét đến phơng án phân kỳ xây dựng áo đờng. 2.1.5. Đối với các đoạn đờng có tầng mặt là loại cấp cao A1 nhng qua vùng đất yếu có khả năng phát sinh độ lún lớn và kéo dài thì có thể thiết kế kết cấu nền áo đờng theo nguyên tắc phân kỳ xây dựng trên cơ sở đảm bảo cho tầng mặt cấp cao A1 ở trên không bị h hại do lún. Lúc thiết kế vẫn phải dựa vào lợng giao thông ở cuối thời hạn thiết kế để.

(12) thiÕt kÕ kÕt cÊu vµ bÒ dµy nhng khi thi c«ng cã thÓ gi¶m bít bÒ dµy tÇng mÆt t¬ng øng víi thời gian phân kỳ, đợi sau khi nền đờng đi vào ổn định mới rải tiếp lớp mặt bê tông nhựa cÊp cao A1 hoÆc c¸c líp t¹o ph¼ng, t¹o nh¸m trªn cïng. 2.2 CÊu t¹o tÇng mÆt vµ c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ 2.2.1. Chøc n¨ng vµ ph©n lo¹i tÇng mÆt: 1. Tầng mặt của kết cấu áo đờng là bộ phận phải chịu đựng trực tiếp tác dụng phá hoại của xe cộ (đặc biệt là dới tác dụng phá hoại bề mặt) và của các yếu tố bất lợi về thêi tiÕt, khÝ hËu. Yªu cÇu thiÕt kÕ cÊu t¹o tÇng mÆt lµ vËt liÖu vµ bÒ dµy c¸c líp trong tầng mặt phải bảo đảm chịu đựng đợc các tác dụng phá hoại trực tiếp nêu trên đồng thời phải bảo đảm đợc các yêu cầu sử dụng khai thác đờng về độ bằng phẳng và độ nhám. Vật liệu làm các lớp tầng mặt phải có tính ổn định nhiệt, ổn định nớc và kh«ng thÊm níc (hoÆc h¹n chÕ thÊm níc). 2. Tuỳ theo mức độ đảm bảo đợc các yêu cầu nêu trên là cao hay thấp, tầng mặt kết cấu áo đờng mềm đợc phân thành 4 loại cấp cao A1, cấp cao A2, cấp thấp B1 và cấp thấp B2 với định nghĩa về mỗi loại đã nêu ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và 1.2.11. 2.2.2. Chän lo¹i tÇng mÆt: Khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo đờng mềm, trớc hết phải căn cứ vào cấp hạng đờng, thời h¹n thiÕt kÕ vµ tham kh¶o sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch luü trªn mét lµn xe trong suèt thêi hạn thiết kế để chọn loại tầng mặt thiết kế. Nếu chủ đầu t không có các yêu cầu đặc biệt gì khác thì có thể tham khảo ở Bảng 2-1 để chọn loại tầng mặt thiết kế. Trong Bảng 2-1 cùng một cấp thiết kế đờng cũng có thể cân nhắc chọn loại tầng mặt khác nhau; trên cơ sở đó có thể hình thành các phơng án thiết kế kết cấu áo đờng khác nhau (kể cả phơng án phân kỳ đầu t) và để đi đến quyết định cuối cùng thì phải tiến hành phân tích so sánh tổng chi phí xây dựng, khai thác và vận doanh giữa các phơng án. Tơng tự, khi lợng giao thông còn cha lớn nhng đờng có chức năng và ý nghĩa kinh tế, xã hội quan trọng th× vÉn cã thÓ chän lo¹i tÇng mÆt cÊp cao h¬n c¨n cø vµo kÕt qu¶ ph©n tÝch so s¸nh kinh tÕ và kết quả đánh giá tác động môi trờng. B¶ng 2-1: Chän lo¹i tÇng mÆt CÊp thiÕt kế đờng (theo TCVN 4054). Lo¹i tÇng mÆt. VËt liÖu vµ cÊu t¹o tÇng mÆt. CÊp I, II, III CÊp vµ cÊp IV A1. Bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I h¹t h¹t trung lµm líp mÆt trªn; cao nhá, h¹t trung, h¹t th« (chÆt hoÆc hë lo¹i I hoÆc lo¹i II) lµm líp mÆt díi. CÊp III, IV CÊp vµ cÊp V A2. Sè trôc xe tiªu Thêi chuÈn tÝch lòy h¹n trong h¹n thiÕt kÕ thiÕt kÕthêi (trôc xe (n¨m) tiªu chuÈn/lµn). 10. > 4.106. - Bê tông nhựa chặt loại II, đá d¨m ®en vµ hçn hîp nhùa nguéi trªn cã l¸ng nhùa cao - ThÊm nhËp nhùa - Láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cè trªn cã l¸ng nhùa). 8-10. > 2.106. 5-8. > 1.106 > 0.1.106. Cấp IV, V Cấp thấp Cấp phối đá dăm, đá dăm nớc, vµ VI B1 hoÆc cÊp phèi thiªn nhiªn trªn cã líp b¶o vÖ rêi r¹c (c¸t) hoÆc cã líp hao mßn cÊp phèi h¹t. 3-4. 4-7.  0,1.106.

(13) CÊp thiÕt kế đờng (theo TCVN 4054). Lo¹i tÇng mÆt. VËt liÖu vµ cÊu t¹o tÇng mÆt. Sè trôc xe tiªu Thêi chuÈn tÝch lòy h¹n trong thêi h¹n thiÕt kÕ thiÕt kÕ (trôc xe (n¨m) tiªu chuÈn/lµn). nhá - §Êt c¶i thiÖn h¹t Cấp V và Cấp thấp - Đất, đá tại chỗ, phế liệu 2-3 < 0,1.106 cÊp VI B2 c«ng nghiÖp gia cè (trªn cã líp hao mßn, b¶o vÖ) Ghi chó B¶ng 2-1: - Vtk là tốc độ thiết kế tơng ứng với cấp thiết kế đờng ở TCVN 4054 : 2005; - Về định nghĩa các loại tầng mặt xem thêm ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và 1.2.11; - Trị số số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ chỉ để tham khảo (tức là không có ý nghĩa quyết định đến việc chọn loại tầng mặt); - VÒ líp hao mßn vµ líp b¶o vÖ rêi r¹c xem ë môc 2.2.5. 2.2.3. Bè trÝ líp t¹o nh¸m trªn tÇng mÆt cÊp cao A1 1. Trªn tÇng mÆt cÊp cao A1 ph¶i bè trÝ líp t¹o nh¸m kiªm chøc n¨ng líp hao mòn tạo phẳng dầy 1,5 – 3,0 cm bằng bê tông nhựa có độ nhám cao (theo 22 TCN 345 - 06) hoÆc líp t¹o nh¸m b»ng hçn hîp nhùa tho¸t níc dµy 3 – 4cm trong c¸c trêng hîp sau ®©y: - §êng cao tèc (c¸c lo¹i vµ c¸c cÊp); - Đờng cấp I, cấp II và cấp III đồng bằng (là các đờng đợc thiết kế với tốc độ thiÕt kÕ b»ng hoÆc lín h¬n 80Km/h); Ghi chó: Líp hçn hîp tho¸t níc thêng lµm b»ng hçn hîp vËt liÖu h¹t cøng trén víi nhựa bi tum polime có độ rỗng 15 -20%. Hiện ở nớc ta cha có tiêu chuẩn nên khi sử dụng cần thử nghiệm trớc. Lớp này đợc tính vào bề dày chịu lực của kết cấu. 2. Trên tầng mặt cấp cao A1 ở các đoạn đờng đặc biệt nguy hiểm có tốc độ thiết kÕ tõ 60 Km/h trë lªn còng nªn xem xÐt viÖc bè trÝ thªm líp t¹o nh¸m nªu trªn (nh trên các đoạn dốc dài có độ dốc lớn hơn 5% hoặc các đoạn nền đắp cao qua vùc s©u…) 2.2.4. Bố trí lớp hao mòn, tạo nhám, tạo phẳng đối với tầng mặt cấp cao A2 Để đảm nhận các chức năng trên thờng sử dụng lớp láng nhựa (1, 2 hoặc 3 lớp theo 22 TCN 271) rải trên lớp mặt bằng bê tông nhựa hở, đá dăm đen, bê tông nhựa nguội, lớp thấm nhập nhựa và cả trên các mặt đờng nhựa cũ. Riêng với tầng mặt thấm nhập nhựa thì líp l¸ng nhùa kh«ng thi c«ng thµnh líp riªng (xem 22 TCN 270). 2.2.5. Bố trí lớp hao mòn hoặc lớp bảo vệ trên mặt đờng cấp thấp: 1. Trªn c¸c lo¹i tÇng mÆt cÊp thÊp B1 ë B¶ng 2-1 ph¶i bè trÝ líp hao mßn b»ng cấp phối hạt nhỏ hoặc lớp bảo vệ rời rạc; đối với các đờng quan trọng hơn có thể bố trí cả lớp hao mòn và lớp bảo vệ. Trên mặt đờng cấp phối thiên nhiên thờng rải lớp hao mòn; trên mặt đờng đá dăm nớc và cấp phối đá dăm thờng rải lớp bảo vệ rời rạc. Các lớp này phải đợc duy tu bằng cách bổ sung vật liệu thờng xuyên, san gạt phủ kín bề mặt tầng mặt để hạn chế tác dụng phá hoại của xe cộ đối với tầng mặt và để tạo phẳng cho mặt đờng;.

(14) 2. Lớp hao mòn thờng dày từ 2 – 4cm đợc làm bằng cấp phối hạt nhỏ có thành phÇn h¹t nh lo¹i C, D, E trong 22 TCN 304 nhng nªn cã chØ sè dÎo tõ 15-21. Cã thể trộn đều cát và sỏi để tạo ra cấp phối hạt loại này; 3. Lớp bảo vệ thờng dày 0,5-1,0cm bằng cát thô, cát lẫn đá mi, đá mạt với cỡ hạt lín nhÊt lµ 4,75mm; 4. Đối với mặt đờng cấp thấp B2 khi có điều kiện cũng nên rải và duy trì lớp bảo vÖ rêi r¹c. 2.2.6. Bè trÝ c¸c líp trong tÇng mÆt cÊp cao A1 1. Đây là các lớp chủ yếu cùng với tầng móng và khu vực tác dụng của nền đất tạo ra cờng độ chung của kết cấu nền áo đờng. Trong trờng hợp tầng mặt cấp cao A1, các lớp này đều phải bằng các hỗn hợp vật liệu hạt có sử dụng nhựa đờng và líp trªn cïng ph¶i b»ng bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I trén nãng. C¸c líp phÝa díi cã thÓ làm bằng bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng, đá dăm đen, bê tông nhựa nguội (trén nhùa láng hoÆc nhò t¬ng nhùa) vµ c¶ thÊm nhËp nhùa. 2. Trờng hợp đờng cao tốc, đờng cấp I, cấp II hoặc đờng cấp III có quy mô giao th«ng lín th× tÇng mÆt cÊp cao A1 cã thÓ bè trÝ thµnh 3 líp hoÆc 2 líp. Trêng hîp bè trÝ thµnh 3 líp th× cã thÓ bè trÝ líp bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I h¹t nhá ë trên cùng với bề dày từ 3,0 - 4,0cm rồi đến 4,0 – 6,0cm bê tông nhựa hạt trung và 5,0 – 6,0cm bª t«ng nhùa h¹t lín. HoÆc còng cã thÓ bè trÝ trªn cïng lµ líp bª tông nhựa chặt loại I hạt trung dày 4,0 – 5,0cm rồi đến 2 lớp bê tông nhựa hạt lớn dµy 5,0 – 6,0cm vµ 6,0 – 8,0cm ë díi. Trêng hîp bè trÝ thµnh 2 líp th× cã thÓ bè trÝ trªn cïng lµ líp bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I hạt nhỏ dày 3,0 – 4,0cm rồi đến 4,0 -5,0cm bê tông nhựa hạt trung hoặc trên cùng là 4,0 – 5,0cm bê tông nhựa chặt loại I hạt trung rồi đến 6,0-8,0 cm bê tông nhùa h¹t lín. (Các lớp dới có thể dùng bê tông nhựa rỗng hoặc loại II, nhất là đối với lớp dới cïng). 3. Trờng hợp đờng cấp III có quy mô giao thông vừa phải và đờng cấp IV đồng b»ng th× cã thÓ bè trÝ tÇng mÆt gåm 2 líp hoÆc chØ gåm 1 líp bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I h¹t nhá hoÆc h¹t trung. Dï bè trÝ thµnh 2 líp hoÆc 1 líp th× tæng bÒ dµy tÇng mÆt nhùa (lµ tæng bÒ dµy c¸c líp mÆt cã sö dông nhùa) trong trêng hîp nµy kh«ng đợc dới 6cm và cũng không nên quá 8 cm. Nếu bố trí thành 2 lớp thì trong trờng hîp nµy líp díi kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i b»ng bª t«ng nhùa nãng mµ cã thÓ b»ng c¸c loại đã đề cập ở điểm 1 nêu trên nhng lớp trên thì phải bằng bê tông nhựa chặt loại I h¹t nhá hoÆc h¹t trung theo 22 TCN 249. NÕu dïng líp thÊm nhËp nhùa lµm líp mặt dới thì không cần tới lớp nhựa chèn đá mạt phía trên. 2.2.7. Bè trÝ tÇng mÆt cÊp cao A2 Loại tầng mặt này phải có lớp hao mòn, tạo nhám, tạo phẳng nh đã đề cập ở mục 2.2.4 ở trên và phía dới gồm 1 lớp vật liệu trong các loại đã liệt kê ở Bảng 2-1 với bề dày lớp mặt nµy ph¶i lín h¬n bÒ dµy tèi thiÓu nªu ë môc 2.4.2 vµ thêng trong kho¶ng díi ®©y: - Lớp mặt bằng bê tông nhựa rỗng, đá dăm đen, bê tông nhựa nguội thờng bố trÝ bÒ dµy 4,0 -8,0cm; - Líp mÆt thÊm nhËp nhùa bÒ dµy ph¶i tu©n theo 22 TCN 270; - Líp mÆt b»ng c¸c lo¹i vËt liÖu h¹t kh«ng gia cè hoÆc cã gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬ thêng cã bÒ dµy tõ 15,0-18,0cm; 2.2.8. Bè trÝ tÇng mÆt cÊp thÊp B1, B2.

(15) Tầng mặt cấp thấp thờng chỉ làm một lớp với bề dày lớn hơn bề dày tối thiểu đề cập ở môc 2.4.2 vµ nhá h¬n 15cm (kh«ng kÓ líp hao mßn hoÆc líp b¶o vÖ rêi r¹c theo môc 2.2.5) Dù làm tầng mặt loại này bằng vật liệu gì đều nên loại bỏ các hạt có kích cỡ lớn hơn 50mm và trong mọi trờng hợp cỡ hạt lớn hơn 4,75mm đều nên chiếm tỷ lệ trên 65%. 2.2.9. BÒ dµy tèi thiÓu cña tÇng mÆt cÊp cao A1 1. Khi đặt trên lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm thì tổng bề dày các lớp của tầng mặt cấp cao A1 đề cập ở mục 2.2.6 cộng với bề dày lớp tạo nhám đề cập ở mục 2.2.3 (nếu có) phải lớn hơn trị số quy định ở Bảng 2-2. B¶ng 2-2: BÒ dµy tèi thiÓu cña tÇng mÆt cÊp cao A1 tuú thuéc quy m« giao th«ng Sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch luü trong thêi h¹n tÝnh to¸n 15 n¨m kÓ tõ khi ®a mÆt ®- BÒ dµy tèi thiÓu cña tÇng mÆt cÊp cao A1 êng vµo khai th¸c trªn 1 lµn xe (trôc (cm) xe/lµn) < 0,1.106 6 (5) 7 (5)  0,1.106 6 8 (5)  0,5.10 9 (5)  1.106 10 (5)  2.106 6 12,5 (7,5)  4.10 15,0 (10)  6.106 20,0 (10)  9.106 Ghi chó B¶ng 2-2: - Kh«ng nªn bè trÝ bÒ dµy tÇng mÆt chØ b»ng mét líp bª t«ng nhùa dµy díi 7cm; - Nếu các lớp của tầng mặt nhựa cấp cao A1 đợc đặt trực tiếp trên lớp móng trên b»ng vËt liÖu h¹t gia cè nhùa cã bÒ dµy Ýt nhÊt lµ 10cm th× bÒ dµy tèi thiÓu cña tầng mặt đợc giảm đến trị số quy định để ở trong ngoặc ở Bảng 2-2; - TÝnh trÞ sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch luü cã thÓ tham kh¶o c¸c chØ dÉn ë Kho¶n A2 cña Phô lôc A. 2. Nếu các lớp của tầng mặt nhựa cấp cao A1 đợc đặt trực tiếp trên lớp móng nửa cứng thì để hạn chế hiện tợng nứt phản ảnh, tổng bề dày tối thiểu của tầng mặt có sö dông nhùa ph¶i b»ng bÒ dµy líp mãng nöa cøng vµ tèi thiÓu b»ng 14 – 18cm khi đờng thiết kế là đờng cao tốc theo TCVN 5729 hoặc đờng cấp I, cấp II theo TCVN 4054 và phải bằng 10 – 12 cm khi đờng thiết kế là đờng cấp III, cấp IV theo TCVN 4054. Trêng hîp tÇng mÆt cã sö dông nhùa bi tum polime hoÆc hçn hợp đá nhựa có tỷ lệ nhựa đờng tối u lớn (6 %) thì bề dày tối thiểu có thể lấy trị sè nhá hoÆc trÞ sè trung b×nh trong ph¹m vi nªu trªn. 2.2.10. Líp nhùa dÝnh b¸m Ph¶i thiÕt kÕ tíi líp nhùa dÝnh b¸m c¸c líp bª t«ng nhùa vµ bª t«ng nhùa víi c¸c lo¹i mÆt đờng nhựa khác trong trờng hợp các lớp nêu trên không thi công liền nhau về thời gian và trong trờng hợp rải bê tông nhựa trên các lớp mặt đờng cũ. 2.2.11. Líp nhùa thÊm b¸m Phải thiết kế tới lớp nhựa thấm bám khi bố trí các lớp mặt nhựa trên móng bằng đất, đá gia cố và móng bằng cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên, đá dăm nớc. 2.3 ThiÕt kÕ cÊu t¹o tÇng mãng 2.3.1. Nguyªn t¾c bè trÝ cÊu t¹o tÇng mãng:.

(16) Chức năng của tầng móng là truyền áp lực của bánh xe tác dụng trên mặt đờng xuống đến nền đất sao cho trị số áp lực truyền đến nền đất đủ nhỏ để nền đất chịu đựng đ ợc cả về ứng suất và biến dạng, đồng thời tầng móng phải đủ cứng để giảm ứng suất kéo uốn tại đáy tầng mặt cấp cao bằng bê tông nhựa ở phía trên nó. Do vậy việc bố trí cấu tạo tầng mãng nªn tu©n theo c¸c nguyªn t¾c sau: 1. Nên gồm nhiều lớp, lớp trên bằng các vật liệu có cờng độ và khả năng chống biến dạng cao hơn các lớp dới để phù hợp với trạng thái phân bố ứng suất và hạ giá thành xây dựng. Tỷ số mô đun đàn hồi của lớp trên so với lớp dới liền nó nên dới 3 lần (trừ trờng hợp lớp móng dới là loại móng nửa cứng) và tỷ số mô đuyn đàn hồi của lớp móng dới với mô đuyn đàn hồi của nền đất nên trong phạm vi 2,5 – 10 lần. Số lớp cũng không nên quá nhiều để tránh phức tạp cho thi công và kéo dài thêi gian khai triÓn d©y chuyÒn c«ng nghÖ thi c«ng. 2. Cì h¹t lín nhÊt cña vËt liÖu lµm c¸c líp mãng phÝa trªn nªn chän lo¹i nhá h¬n so víi cì h¹t lín nhÊt cña líp díi. VËt liÖu h¹t dïng lµm líp mãng trªn cÇn cã trÞ sè CBR 80 vµ dïng lµm líp mãng díi cÇn cã CBR30. 3. Kết cấu tầng móng (về vật liệu và về bề dày) nên thay đổi trên từng đoạn tuỳ thuộc điều kiện nền đất và tình hình vật liệu tại chỗ sẵn có. Trong mọi trờng hợp đều nên tận dụng vật liệu tại chỗ (gồm cả các phế thải công nghiệp) để làm lớp mãng díi. 2.3.2. Chän lo¹i tÇng mãng Cần dựa vào các nguyên tắc nêu trên để chọn và bố trí các lớp móng trên, móng dới tuỳ thuéc lo¹i tÇng mÆt nh ë chØ dÉn ë B¶ng 2-3 cïng víi c¸c chó ý díi ®©y: 1. Đối với đờng cao tốc, đờng cấp I, II và các đờng có 4 làn xe trở lên thì cần sử dụng các lớp móng nửa cứng để tăng mức độ đồng đều về cờng độ trên bề rộng phần xe chạy, chẳng hạn nh bố trí lớp móng dới bằng cát hoặc đất gia cố các chất liên kết vô cơ và bố trí lớp móng trên bằng cấp phối đá (sỏi cuội) gia cố xi măng. 2. ở những đoạn đờng có thể bị ảnh hởng của ẩm mao dẫn từ nớc ngầm phía dới thì lớp móng dới nên sử dụng vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ với bÒ dµy tèi thiÓu lµ 15cm. 3. Nếu lớp móng có thêm chức năng thấm thoát nớc ra khỏi kết cấu áo đờng thì lựa chọn vật liệu sao cho độ rỗng của nó sau khi đầm nén chặt bằng khoảng 15 – 20%, cấp phối hạt không đợc chứa cỡ hạt  0,074m và hệ số thấm phải lớn hơn 3m/ngày đêm. 4. Trong trờng hợp đặc biệt khó khăn (thiếu các phơng tiện gia công đá hoặc thiếu phơng tiện xe máy thi công) thì có thể sử dụng lớp móng bằng đá ba xếp có chêm chèn chặt cho các loại mặt đờng cấp thấp B1, B2. Đá ba có kích cỡ lớn nhất là 18 – 24cm 5. Phải thiết kế một lớp láng nhựa trên móng cấp phối đá dăm hoặc đá dăm nớc để chống thấm nớc xuống nền và chống xe cộ thi công đi lại phá hoại móng trong trờng hợp làm móng trớc để một thời gian trớc khi thi công tiếp các lớp ở trên. B¶ng 2-3: Chän lo¹i tÇng mãng Líp vËt liÖu lµm Ph¹m vi sö dông thÝch hîp §iÒu kiÖn sö dông mãng VÞ trÝ mãng Lo¹i tÇng mÆt 1. Cấp phối đá - Móng trên CÊp cao A1, NÕu dïng lµm líp mãng trªn d¨m nghiÒn lo¹i I th× cì h¹t lín nhÊt Dmax A2 (22 TCN 334 -06) - Mãng díi 25mm vµ bÒ dµy tèi thiÓu CÊp cao A1 lµ 15cm (khi sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch luü trong 15 n¨m nhá h¬n 0,1.106 th× tèi thiÓu.

(17) Líp vËt liÖu lµm Ph¹m vi sö dông thÝch hîp mãng VÞ trÝ mãng Lo¹i tÇng mÆt 2. Cấp phối đá - Móng dới d¨m nghiÒn lo¹i II (22 TCN 334 -06) - Mãng trªn. §iÒu kiÖn sö dông. dµy 10cm) NÕu dïng lµm líp mãng trªn CÊp cao A1 th× Dmax=25mm; CÊp cao A2 vµ NÕu dïng lµm líp bï vªnh cÊp thÊp B1 th× Dmax=19mm Cấp cao A1, Nh quy định ở 22 TCN 304 03 A2. 3. CÊp phèi thiªn - Mãng díi nhiªn (22 TCN 304 - Mãng trªn - 03) - Mãng trªn CÊp cao A2 (mÆt) vµ mãng CÊp thÊp B1, díi B2 Ph¶i cã hÖ thèng r·nh x¬ng 4. §¸ d¨m níc (22 - Mãng díi CÊp cao A2 c¸ tho¸t níc trong qu¸ tr×nh TCN 06 -77) thi c«ng vµ c¶ sau khi ®a vµo - Mãng trªn CÊp thÊp B1, khai th¸c nÕu cã kh¶ n¨ng (mÆt ) B2 thấm nớc vào lớp đá dăm; Nªn cã líp ng¨n c¸ch (v¶i địa kỹ thuật) giữa lớp móng đá dăm nớc với nền đất khi lµm mãng cã tÇng mÆt cÊp cao A2; Không đợc dùng loại kích cì më réng trong mäi trêng hîp.. 5. Bª t«ng nhùa rçng theo 22 TCN 249; hçn hîp nhùa trén nguéi, líp thÊm nhËp nhùa (22 TCN 270) 6. Cấp phối đá (sỏi cuéi) gia cè xi m¨ng theo 22 TCN 245; c¸t gia cè xi m¨ng theo 22 TCN 246 7. §Êt, c¸t, phÕ liÖu c«ng nghiÖp (xØ lß cao, xØ than, tro bay…) gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬, h÷u c¬ hoÆc gia cè tæng hîp. - Mãng trªn - Mãng trªn (mÆt ). CÊp cao A1 CÊp cao A2. Víi c¸c lo¹i hçn hîp cuéi sái, c¸t, trén nhùa nguéi hiÖn cha cã tiªu chuÈn ngµnh. Cỡ hạt lớn nhất đợc sử dụng lµ 25mm Cờng độ yêu cầu của cát gia cè ph¶i t¬ng øng víi yªu cÇu đối với móng trên Trêng hîp gia cè chÊt kÕt - Mãng trªn CÊp cao A2 dÝnh v« c¬ cã thÓ tu©n thñ 22 (mÆt) TCN 81-84; - Mãng díi CÊp cao A1 vµ C¸c trêng hîp gia cè kh¸c A2 hiÖn cha cã tiªu chuÈn ngµnh - Mãng trªn - Mãng trªn (mÆt ). 8. §Êt c¶i thiÖn, - Mãng díi g¹ch vì, phÕ th¶i c«ng nghiÖp (xØ lß trộn đất). CÊp cao A1 CÊp cao A2. CÊp thÊp B1, Tû lÖ vËt liÖu h¹t cã kÝch cì B2 lín h¬n 4,75mm cÇn chiÕm trªn 50% khèi lîng.

(18) Ghi chó B¶ng 2-3: Trong mét sè trêng hîp hiÖn cha cã tiªu chuÈn ngµnh th× nÕu sö dụng, t vấn thiết kế cần tự thử nghiệm đa ra các quy định kỹ thuật cụ thể và đợc cÊp cã thÈm quyÒn phª duyÖt. 2.3.3. BÒ réng c¸c líp mãng 1. BÒ réng líp mãng trªn ph¶i réng h¬n bÒ réng cña tÇng mÆt mçi bªn 20cm; 2. BÒ réng líp mãng díi nªn réng h¬n bÒ réng líp mãng trªn mçi bªn 15cm; 3. Bề rộng của lớp móng kiêm chức năng thấm thoát nớc từ kết cấu áo đờng ra nên rải hết toàn bộ bề rộng nền đờng và phải có biện pháp chống h hại hoặc xói lở hai bên mép sát taluy nền đờng, nếu không thì phải thiết kế bố trí rãnh xơng cá hoÆc èng tho¸t níc ra, hµo thÊm, r·nh thÊm. 2.4 Bề dày cấu tạo các lớp trong kết cấu áo đờng 2.4.1. Nguyªn t¾c thiÕt kÕ bÒ dµy Bề dày tầng mặt và các lớp móng của kết cấu áo đờng phải đợc xác định thông qua kiểm toán các trạng thái giới hạn về cờng độ nh đề cập ở Chơng 3 nhng trớc hết bề dày của chúng phải theo đúng các yêu cầu về cấu tạo đã nêu trong các mục của Khoản 2.2 và 2.3 nêu trên. Ngoài ra, để bảo đảm điều kiện làm việc tốt và đảm bảo thi công thuận lợi, bề dày các lớp kết cấu thiết kế không đợc nhỏ hơn bề dày tối thiểu quy định ở mục 2.4.2 đồng thời thích hợp với việc phân chia lớp sao cho không vợt quá bề dày lớn nhất đầm nén có hiệu quả (xem ở mục 2.4.3) và không phải chia thành nhiều lớp để thi công. 2.4.2. BÒ dµy tèi thiÓu vµ bÒ dµy thêng sö dông cho mçi líp kÕt cÊu Bề dày tối thiểu đợc xác định bằng 1,5 lần cỡ hạt lớn nhất có trong lớp kết cấu và không đợc vợt quá trị số ở Bảng 2-4. B¶ng 2-4: BÒ dµy tèi thiÓu vµ bÒ dµy thêng sö dông Loại lớp kết cấu áo đờng H¹t lín Bê tông nhựa, đá dăm trộn nhựa Hạt trung H¹t nhá §¸ m¹t trén nhùa C¸t trén nhùa ThÊm nhËp nhùa L¸ng nhùa Cấp phối đá dăm. Dmax=37,5mm Dmax25mm. BÒ dµy tèi thiÓu (cm). BÒ dµy thêng sö dông (cm). 5 4 3. 5–8 4–6 3-4. 1,5 1,0 4,5 1,0 12 (15) 8 (15) 8 (15) 10 (15). 1,5 – 2,5 1 – 1,5 4,5 – 6,0 1,0 – 3,5 15 – 24. CÊp phèi thiªn nhiªn 15 – 30 §¸ d¨m níc 15 – 18 Các loại đất, đá, phế thải công nghiÖp gia cè chÊt liªn kÕt v« 12 15 - 18 c¬ theo ph¬ng ph¸p trén Ghi chó B¶ng 2-4: 1. Khi sử dụng các loại vật liệu làm lớp bù vênh trên mặt đờng cũ cũng phải tuân thñ c¸c trÞ sè bÒ dµy tèi thiÓu trong B¶ng; 2. BÒ dµy thêng sö dông nªn b»ng hoÆc gÇn b»ng béi sè cña bÒ dµy ®Çm nÐn cã hiÖu qu¶ lín nhÊt (NÕu bÒ dµy líp thiÕt kÕ lín h¬n bÒ dµy ®Çm nÐn cã hiÖu qu¶ th× phải chia lớp để thi công); 3. C¸c trÞ sè trong ngoÆc lµ bÒ dµy tèi thiÓu khi r¶i trªn nÒn c¸t (khi sö dông c¸c vật liệu nêu trên làm lớp đáy móng)..

(19) 2.4.3. BÒ dµy ®Çm nÐn cã hiÖu qu¶ lín nhÊt: Đối với bê tông nhựa là 8cm và đá dăm trộn nhựa là 10cm; đối với các loại vật liệu có gia cố chất liên kết là không quá 15cm và đối với các vật liệu hạt không gia cố chất liên kết là kh«ng qu¸ 18cm. 2.5 Yêu cầu thiết kế đối với khu vực tác dụng của nền đờng: 2.5.1. Yªu cÇu chung Nh đã quy định ở mục 1.2.2 và 1.2.3, khu vực tác dụng của nền đờng có thể gồm hoặc không gồm lớp đáy móng. Việc thiết kế cấu tạo đối với khu vực tác dụng của nền đờng dới kết cấu áo đờng cố gắng bảo đảm đồng thời các yêu cầu sau: 1. Nền đất trong phạm vi khu vực tác dụng không để bị quá ẩm (độ ẩm không đợc lớn hơn 0,6 giới hạn nhão của đất) trong mọi lúc, mọi điều kiện biến động môi trờng, cũng tức là không để chịu ảnh hởng của các nguồn ẩm bên ngoài (nớc ma, nớc ngầm, nớc đọng hai bên đờng (cả với trờng hợp nền đắp, nền không đào không đắp và nền đào); 2. VÒ søc chÞu t¶i: - 30cm trên cùng của khu vực tác dụng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 8 đối với đờng cao tốc, đờng cấp I, II và bằng 6 đối với đờng các cấp kh¸c; - 50cm tiếp theo phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 5 đối với đờng cao tốc, cấp I, II và bằng 4 đối với đờng các cấp khác; - Mỗi mẫu thử CBR chỉ đặc trng cho 1 lớp đất có bề dày 20cm. Do vậy đối với trờng hợp nền đào hoặc nền không đào không đắp thì phải lấy mẫu từng lớp 20cm để thử nghiệm kiểm tra chỉ tiêu này kết hợp với việc thí nghiệm độ chặt để quyết định có cần đào thay thế hoặc đầm nén lại không (việc kiểm tra có thể dùng các phơng pháp thí nghiệm xác định CBR hiện trờng hoặc phơng pháp tơng đơng kh¸c); Ghi chú: CBR xác định theo điều kiện mẫu đất ở độ chặt đầm nén thiết kế và đợc ngâm bão hoà nớc 4 ngày đêm. 3. Về loại đất: - Không dùng các loại đất lẫn muối và lẫn thạch cao (quá 5%), đất bùn, đất than bùn, đất phù sa (loại đất lấy ở bãi sông không phải cát mịn) và đất mùn (quá 10% thành phần hữu cơ) trong khu vực tác dụng của nền đờng; - Không đợc dùng đất sét nặng có độ trơng nở (xác định theo 22 TCN 332) vợt qu¸ 4% trong khu vùc t¸c dông; - Khi đắp bằng cát thì cần phải có biện pháp đắp bao phía đỉnh nền để hạn chế níc ma, níc mÆt x©m nhËp vµo phÇn nÒn c¸t (ngay trong vµ c¶ sau qu¸ tr×nh thi công) và tạo thuận lợi cho sự đi lại của xe máy thi công lớp móng dới của áo đờng (xem thªm ë ®iÒu 7.4.4 cña TCVN 4054); - Khi sử dụng vật liệu đắp bằng đá, bằng đất lẫn sỏi sạn thì kích cỡ hạt (hòn) lớn nhất cho phép là 10cm đối với phạm vi đắp nằm trong khu vực tác dụng kể từ đáy áo đờng; tuy nhiên, kích cỡ hạt lớn nhất này không đợc vợt quá 2/3 chiều dày ®Çm nÐn cã hiÖu qu¶ lín nhÊt (tuú thuéc c«ng cô ®Çm nÐn sÏ sö dông); - Không đợc dùng các loại đá đã phong hoá và đá dễ phong hoá có hệ số k hoá mềm 0,75 (đá sít…) và không nên dùng đất bụi để đắp trong phạm vi khu vực t¸c dông. 4. Về độ chặt đầm nén: - Đất trong phạm vi khu vực tác dụng phải đầm nén đạt yêu cầu tối thiểu nh ở Bảng 2-5. Nếu có điều kiện thì nên thiết kế đạt độ chặt cao hơn (độ chặt K1,0).

(20) Bảng 2-5: Độ chặt tối thiểu của nền đờng trong phạm vi khu vực tác dụng (so với độ chặt đầm nén tiêu chuẩn theo 22 TCN 333 - 06) §é s©u §é chÆt K tính từ đáy §êng « t« §êng « t« Loại nền đờng áo đờng tõ cÊp I cÊp V vµ xuèng đến cấp IV cấp VI (cm) Khi áo đờng dày trên 60cm 30  0,98  0,95 Khi áo đờng dày dới 60cm 50  0,98  0,95 Nền đắp  0,95  0,93 Bªn dới Đất mới đắp chiÒu s©u §Êt nÒn tù Cho đến 80  0,93  0,90 kÓ trªn nhiªn (*) 30  0,98  0,95 Nền đào và nền không đào không đắp (đất nÒn tù nhiªn) (**) 30 - 80  0,93  0,90 Ghi chó: (*) Trờng hợp này là trờng hợp nền đắp thấp, khu vực tác dụng có một phần nằm vào phạm vi đất nền tự nhiên. Trong trờng hợp đó, phần nền đất tự nhiên nằm trong khu vực tác dụng phải có độ chặt tối thiểu là 0,90 hoặc 0,93 trùng cấp hạng đờng; (**) Nếu nền tự nhiên không đạt độ chặt yêu cầu ở Bảng 2-5 thì phải đào phạm vi không đạt rồi đầm nén lại để đạt yêu cầu. 2.5.2. Thiết kế bố trí lớp đáy móng 1. Ph¹m vi ¸p dông: Trong trờng hợp vì các lý do kinh tế – kỹ thuật khác nhau dẫn đến khó đảm bảo đợc 4 yêu cầu đối với khu vực tác dụng nêu ở mục 2.5.2 thì ngời thiết kế nên xét đến giải pháp bố trí lớp đáy móng; Phải bố trí lớp đáy móng thay thế cho 30cm phần đất trên cùng của nền đờng đờng cao tốc, đờng cấp I, đờng cấp II và đờng cấp III có 4 làn xe trở lên, nếu bản thân phần đất trên cùng của nền đờng không đạt đợc các yêu cầu nêu trên và cũng nên bố trí lớp đáy móng đối với các loại cấp đờng nêu trên cả khi phần đất trong khu vực tác dụng đã đạt các yêu cầu ở mục 2.5.1. Các đờng từ cấp IV đến VI ở các khu vực khan hiếm đất đắp bao nền cát đợc phép rải lớp móng đờng trực tiếp trên cát nhng phải đặc biệt chú ý trong quá trình thi công về độ bằng phẳng và sự xáo trộn lớp cát trên bề mặt. Phải thiết kế lớp đáy móng khi nền đắp bằng cát, bằng đất sét trơng nở và khi đờng qua vùng ma nhiều hoặc chịu tác động của nhiều nguồn ẩm khác nhau. 2. Cấu tạo lớp đáy móng Với các chức năng đề cập ở mục 1.2.4, lớp đáy móng đợc cấu tạo bằng đất hoặc vật liệu thích hợp. Nếu bằng đất thì phải là đất có cấp phối tốt và không đợc bằng cát các loại. Nên dùng cấp phối thiên nhiên phù hợp với 22 TCN 304 - 03, đất gia cè v«i hoÆc xi m¨ng víi tû lÖ thÊp hoÆc võa ph¶i. Sử dụng loại vật liệu gì thì sau khi thi công vẫn phải bảo đảm đạt các yêu cầu sau: - BÒ dµy tèi thiÓu lµ 30cm; Nếu lớp đáy móng bằng đất hoặc cấp phối thì độ chặt đầm nén phải đạt độ chặt K =1 – 1,02 (so víi ®Çm nÐn tiªu chuÈn theo 22 TCN 333 - 06); - Vật liệu làm lớp đáy móng phải có mô đuyn đàn hồi ở độ chặt và độ ẩm thi công E50 MPa hoặc tỷ số CBR ngâm bão hoà 4 ngày đêm  12%;.

(21) Bề rộng lớp đáy móng ít nhất phải rộng hơn bề rộng tầng móng mỗi bên 15cm nhng nên làm bằng cả bề rộng nền đờng. 2.5.3. Các giải pháp hạn chế nớc mao dẫn từ mức nớc ngầm, nớc đọng xâm nhập vào khu vùc t¸c dông Để đạt đợc mục đích này có thể chọn dùng một trong các giải pháp sau đây tuỳ thuộc vào t×nh h×nh cô thÓ vµ tuú thuéc c¸c ph©n tÝch vÒ kinh tÕ – kü thuËt. 1. Đắp cao nền đờng: mục tiêu của giải pháp này là đắp cao để sao cho đáy khu vực tác dụng phải cao hơn mức nớc ngầm hay mức nớc đọng thờng xuyên ở phía dới (đọng từ 20 ngày trở lên) một trị số h nh ở Bảng 2-6 Bảng 2-6: Khoảng cách từ mức nớc phía dới đến đáy khu vực tác dụng h (m) h: tơng ứng với loại đất nền (m) Trạng thái ẩm đạt đợc §Êt lo¹i c¸t §Êt lo¹i sÐt §Êt lÉn bôi Lo¹i I (lu«n kh« r¸o) 0,4 – 0,6 0,6 – 1,0 1,0 – 1,4 Lo¹i II (Èm võa) 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 1,0 Lo¹i III (qu¸ Èm). 0,0 - 0,2. 0,0 – 0,4. 0,0 – 0,6. Ghi chó ë B¶ng 2-6: - §Êt cã tû lÖ c¸t cµng lín, tû lÖ sÐt cµng nhá vµ tû lÖ bôi cµng nhá th× trÞ sè h đợc lấy trị số nhỏ trong phạm vi trị số trong Bảng; - Trạng thái ẩm đạt đợc là tơng ứng với loại hình gây ẩm để xác định độ ẩm tÝnh to¸n ë Phô lôc B. - Nên đắp cao trên mức nớc phía dới một trị số h tơng ứng với trạng thái ẩm loại I hoặc chí ít là tơng ứng với loại II. Nếu điều kiện tại chỗ không cho phép đắp cao nh vậy thì cần xét đến các giải pháp khác nh hạ mức nớc ngầm, làm lớp ngăn cách nớc mao dẫn hoặc bố trí thêm lớp đáy móng. 2. H¹ møc níc ngÇm: Mục tiêu của giải pháp này cũng nhằm hạ mức nớc ngầm để đảm bảo khoảng cách h t¬ng øng víi tr¹ng th¸i Èm lo¹i I hoÆc lo¹i II theo B¶ng 2-6 ë trªn. Thờng sử dụng giải pháp đào hào sâu ở vị trí rãnh biên (đối với trờng hợp nền đào) hoặc ở vị trí sát chân taluy nền đắp; trong hào xếp đá bọc vải địa kỹ thuật làm tầng lọc ở phần dới đáy hào trong phạm vi có nớc ngầm chảy ra để dẫn nớc ngầm chảy dọc đến các cống ngang đờng hoặc các địa hình trũng ngoài phạm vi nền đờng. Chiều sâu đáy hào và chiều cao rãnh ngầm bằng đá bọc vải địa kỹ thuật phải đợc tính toán để đảm bảo đạt đợc mục tiêu hạ mức nớc ngầm nêu trên. Còng cã thÓ sö dông c¸c r·nh tho¸t níc ngÇm hoÆc kÝn hoÆc hë víi c¸c cÊu t¹o chi tiết nh ở Khoản 9.7 trong TCVN 4054 : 2005. Giải pháp này cũng đợc dùng để ngăn chặn nớc ngầm từ một phía lu thông đến khu vực dới nền đờng. 3. Lµm c¸c líp ng¨n c¸ch níc mao dÉn: Tại phía dới đáy khu vực tác dụng rải lớp ngăn cách nớc mao dẫn bằng vật liệu rçng hoÆc vËt liÖu kÝn. Líp vËt liÖu rçng dµy kho¶ng 15cm b»ng c¸t, cuéi, sái; phía mặt trên và mặt dới rải vải địa kỹ thuật. Lớp vật liệu kín bằng đất gia cố chất liªn kÕt v« c¬ hoÆc h÷u c¬ víi bÒ dµy tèi thiÓu cho phÐp (12cm víi trêng hîp dïng đất gia cố chất liên kết vô cơ và 5cm với trờng hợp dùng đất gia cố chất liên kết h÷u c¬). BÓ réng líp ng¨n c¸ch nªn b»ng bÒ réng nÒn t¹i vÞ trÝ r¶i chóng. 2.5.4. Giải pháp hạn chế nớc ngập hai bên nền đờng thấm ngang vào khu vực tác dụng Để đạt đợc mục tiêu này cần bảo đảm khoảng cách từ mép ngoài phần xe chạy đến mặt taluy ở ngang mức nớc ngập lớn hơn hoặc bằng 2,0 – 2,4m với điều kiện đất nền đợc.

(22) đầm nén đạt độ chặt K0,95 (so với đầm nén tiêu chuẩn). Đối với đờng cao tốc, đờng cấp I, cấp II lấy trị số lớn là 2,4m, các đờng cấp khác lấy trị số nhỏ 2,0m. 2.5.5. C¸c gi¶i ph¸p h¹n chÕ níc ma, níc mÆt x©m nhËp vµo khu vùc t¸c dông Con đờng xâm nhập là thông qua tầng mặt loại hở (cấp thấp), thông qua các khe nứt của tầng mặt, thông qua dải phân cách giữa không có lớp phủ, thông qua nớc đọng ở rãnh däc. C¸c gi¶i ph¸p cÇn ¸p dông xem ë Kho¶n 2.6. 2.6 Thiết kế thoát nớc cho kết cấu nền áo đờng và lề đờng 2.6.1. Yªu cÇu thiÕt kÕ Ngăn chặn tối đa khả năng xâm nhập của mọi nguồn ẩm vào các lớp kết cấu áo đờng và khu vực tác dụng của nền đờng. Trong trờng hợp không có khả năng ngăn chặn (nh là trờng hợp mặt đờng hở cấp thấp …) thì phải có giải pháp thoát n ớc đã xâm nhập ra khỏi kết cấu nền áo đờng. Đối với đờng cao tốc, đờng cấp I, cấp II và cả đờng có 4 làn xe trở lên thì càng phải chú trọng biện pháp thoát nớc nhanh khỏi phần xe chạy và lề đờng, không để nớc đọng lại trên mặt đờng vừa làm giảm độ nhám vừa tạo điều kiện để nớc xâm nhập xuống phía dới đồng thời không để nớc thoát ngang gây xói lở mép lề đờng hoặc taluy nền đờng. 2.6.2. Thoát nớc bề mặt áo đờng Để hạn chế mức nớc ma thấm qua tầng mặt áo đờng, bề mặt áo đờng, lề đờng và bề mặt dải phân cách có lớp phủ phải có độ dốc ngang tối thiểu nh ở Bảng 2-7. B¶ng 2-7: §é dèc ngang tèi thiÓu YÕu tè mÆt c¾t ngang §é dèc ngang (%) Phần mặt đờng và phần lề gia cố : - Bª t«ng nhùa cÊp cao A1 1,5 – 2,0 - Các loại mặt đờng khác cấp cao A2 2,0 – 3,0 - Mặt đờng đá dăm, cấp phối, mặt đ3,0 – 3,5 êng cÊp thÊp B1, B2 PhÇn lÒ kh«ng gia cè 4,0 – 6,0 Tuú vËt liÖu phñ vµ lÊy PhÇn d¶i ph©n c¸ch nh trªn 2.6.3. Thoát nớc mặt áo đờng trên đờng cấp cao có nhiều làn xe và có dải phân cách giữa 1. Đối với đờng cao tốc, đờng cấp I và cấp II có bố trí dải phân cách giữa thì tại c¸c ®o¹n cã siªu cao ph¶i thiÕt kÕ thu níc ma ë c¹nh d¶i ph©n c¸ch. NÕu d¶i ph©n c¸ch lµ lo¹i kh«ng cã líp phñ, d¹ng lâm th× bè trÝ r·nh tho¸t níc (lo¹i hë hoÆc cã n¾p) ë chç lâm nhÊt cña d¶i ph©n c¸ch (r·nh chØ cÇn réng 20 – 30cm, s©u 20 – 30cm). NÕu d¶i ph©n c¸ch lµ lo¹i cã líp phñ vµ cã bã vØa hoÆc d¶i ph©n c¸ch cøng bằng bê tông cao hơn mặt đờng thì sát bờ vỉa phải bố trí giếng thu và ống dẫn nớc đờng kính 20 – 40cm để dẫn nớc đến các công trình thoát nớc ra khỏi phạm vi nền đờng, độ dốc của đờng ống thoát nớc tối thiểu là 0,3%. Tại chỗ ống dọc nối tiÕp víi cèng tho¸t níc ngang ph¶i bè trÝ giÕng nèi tiÕp (giÕng th¨m). 2. Còng cã thÓ bè trÝ r·nh thu níc cã n¾p réng kho¶ng 50cm s¸t víi bê bã vØa cña dải phân cách giữa để dẫn nớc mặt đờng đến các cửa thoát nớc ngang ra khỏi nền đờng. 3. Trêng hîp d¶i ph©n c¸ch kh«ng cã líp phñ, d¹ng låi cã bã vØa th× trªn ®o¹n thẳng hoặc đoạn cong đều phải bố trí thu nớc thấm qua đất ở dải phân cách và dẫn nớc thoát ra ngoài phạm vi nền đờng. Có thể bố trí lớp vật liệu không thấm nớc dới cao độ đáy áo đờng trong phạm vi cả bề rộng dải phân cách và trên đó đặt ống thoát nớc có đờng kính 6 – 8cm xung quanh bọc vải lọc. Lớp không thấm nớc có.

(23) thể bằng đất sét đầm nén chặt hoặc đất trộn bitum. ống thoát nớc có thể bằng ống nhùa cøng. 4. Trên các đờng cao tốc, đờng cấp I và cấp II có nhiều làn xe, lợng nớc ma trên phần xe chạy lớn thì ở những đoạn đờng đắp cao, mái taluy đờng phải đợc gia cố chống xói hoặc có thể thiết kế bờ chắn bằng bê tông, bê tông nhựa hoặc đá xây có chiều cao 12cm dọc theo mép ngoài của phần lề gia cố để ngăn chặn không cho nớc chảy trực tiếp xuống taluy đờng; nớc ma từ mặt đờng sẽ chảy dọc theo bờ chắn và tập trung về dốc nớc đặt trên taluy đờng để thoát ra khỏi phạm vi nền đờng. Bờ ch¾n ph¶i cã tiÕt diÖn h×nh thang víi mÆt phÝa trong phÇn xe ch¹y cã dèc nghiªng 450 ra phía ngoài và mặt phía ngoài sát lề đất gần nh thẳng đứng. Nếu dùng bê tông nhựa đắp bờ chắn thì nên dùng bê tông nhựa hạt nhỏ có độ rỗng 2 – 4% và lợng nhựa nên tăng thêm 0,5 – 1% so với lợng bitum tối u thiết kế cho mặt đờng. 5. Khi dải phân cách giữa rộng dới 3,0m thì nên đợc phủ kín mặt để chống nớc mÆt thÊm xuèng (xem thªm ë môc 4.4.3 TCVN 4054 : 2005). 2.6.4. Thoát nớc ma xâm nhập vào kết cấu áo đờng từ trên mặt đờng 1. Nên bố trí hệ thống thoát nớc thấm qua các tầng mặt của kết cấu áo đờng hở (loại tầng mặt cấp thấp B1, B2). Trong khi đó không nhất thiết phải bố trí hệ thống nµy díi c¸c kÕt cÊu cã tÇng mÆt lµ lo¹i cÊp cao A1 vµ A2. 2. Trong trờng hợp kết cấu áo đờng hở giải pháp thoát nớc là bố trí hệ thống rãnh x¬ng c¸. 3. Rãnh xơng cá rộng 0,3m, cao 0,2m đổ đầy cát hoặc đá dăm nhng phía ngoài taluy nền đờng phải xếp đá to chặn đầu trong phạm vi 0,25m. Để tránh đất lề chui vào làm tắc rãnh, phải lát cỏ lật ngợc hoặc rải vải địa kỹ thuật ở mặt trên của rãnh trớc khi đắp lại lề đờng. 4. Thêng bè trÝ r·nh x¬ng c¸ hai bªn phÇn xe ch¹y so le nhau víi cù ly 10 – 15m ruột rãnh (ở đoạn đờng cong thì chỉ bố trí rãnh xơng cá ở phía bụng đờng cong). Tại các đoạn đờng có độ dốc dọc i 2% thì rãnh xơng cá nên đào xiên một góc 60 – 700 theo híng dèc. Dèc däc cña r·nh b»ng dèc däc cña lÒ nhng kh«ng nªn díi 5% và tại đầu rãnh tiếp giáp với lớp móng trong phạm vi 0,6m đáy lớp móng nên tạo độ dốc dọc khoảng 10% để tạo điều kiện tụ nớc về rãnh. 5. Khi thi công lớp móng thì các rãnh xơng cá tạm thời để hở để thoát nớc lòng đờng trong quá trình thi công. Sau khi thi công xong lớp móng mới hoàn thiện cấu t¹o r·nh nh nªu ë trªn. 2.6.5. TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng tho¸t níc mÆt 1. Hệ thống thoát nớc mặt cho kết cấu áo đờng (nh các công trình cần bố trí nêu ở mục 2.6.3…) phải đợc tính toán đáp ứng đợc lu lợng xác định theo tần suất 4% nh yêu cầu đối với rãnh biên (theo TCVN 4054 : 2005). Riêng trờng hợp đờng trong đô thị thì cần tuân thủ các yêu cầu về chu kỳ ma tính toán trong các tiêu chuẩn hiÖn hµnh. 2. Trên các đoạn đờng cong, các đoạn kế tiếp với các chỗ ra, vào của đờng cao tốc, đờng cấp I, cấp II và đờng đô thị phải thiết kế quy hoạch mặt đứng bề mặt phần xe chạy và lề đờng để bố trí đúng vị trí các giếng thu cũng nh các chỗ thoát nớc ngang ra khỏi phạm vi nền đờng (cần thể hiện trên một bản vẽ riêng hệ thống các công trình thoát nớc mặt áo đờng). 2.6.6. Các giải pháp hạn chế nớc mao dẫn từ mức nớc ngầm, nớc đọng xâm nhập vào khu vùc t¸c dông (xem môc 2.5.3).

(24) 2.7 Kết cấu áo đờng của phần lề gia cố, của lớp phủ dải phân cách giữa và của các bé phËn kh¸c 2.7.1. Kết cấu áo đờng của phần lề gia cố 1. Trêng hîp gi÷a phÇn xe ch¹y dµnh cho xe c¬ giíi vµ lÒ gia cè kh«ng cã d¶i ph©n c¸ch bªn hoÆc d¶i ph©n c¸ch bªn chØ b»ng 2 v¹ch kÎ, tøc lµ trêng hîp xe c¬ giới vẫn có thể đi lấn ra hoặc dừng đỗ trên phần lề gia cố thờng xuyên, nếu sử dụng kết cấu áo lề là loại mềm thì kết cấu áo lề gia cố phải đợc cấu tạo với các yêu cÇu sau: - Líp mÆt trªn cïng cña lÒ gia cè ph¶i cïng lo¹i víi líp mÆt trªn cïng cña lµn xe liÒn kÒ nhng bÒ dµy cã thÓ cÊu t¹o máng h¬n. - Sè líp vµ bÒ dµy c¸c líp cña tÇng mãng cã thÓ gi¶m bít so víi lµn xe liÒn kÒ. - Kết cấu gia cố cần đợc xem xét để khi cải tạo mở rộng mặt đờng và nâng cấp đờng tận dụng đến mức tối đa kết cấu đã xây dựng. - Trong điều kiện kinh tế cho phép, kết cấu áo đờng của lề gia cố nên thiết kế nh với kết cấu áo đờng của làn xe chạy liền kề. 2. Trờng hợp giữa phần xe chạy dành cho xe cơ giới và lề gia cố của đờng cấp I và cấp II có bố trí dải phân cách bên, ngăn hẳn không cho xe cơ giới đi lấn ra hoặc đỗ ở lề thì kết cấu áo đờng của lề gia cố có thể đợc thiết kế độc lập với kết cấu phần xe ch¹y víi c¸c yªu cÇu sau: - TÇng mÆt lÒ gia cè thÊp nhÊt ph¶i lµ lo¹i cÊp cao A2 (l¸ng nhùa, thÊm nhËp nhựa…) để tạo điều kiện thoát nớc, ngăn chặn nớc thấm và tạo điều kiện cho xe hai b¸nh ®i l¹i thuËn lîi. - Cã thÓ gi¶m bít mét líp mãng hoÆc gi¶m bÒ dµy c¸c líp mãng so víi kÕt cÊu áo đờng của phần xe chạy liền kề. - Có thể thiết kế cao độ của phần lề gia cố thấp hơn cao độ phần xe chạy liền kÒ trong ph¹m vi 5 –6 cm (gi¶m mét líp mÆt trªn cïng so víi kÕt cÊu phÇn xe ch¹y vµ mÐp cña líp nµy ph¶i t¹o gãc nghiªng 45 0 ra phÝa ngoµi lÒ gia cè). Trong trờng hợp này trên các đoạn đờng cong, phần lề gia cố về phía lng đờng cong cũng vẫn tạo dốc ra phía ngoài để nớc không đọng về phía mép phần xe chạy. 2.7.2. Kết cấu áo đờng của phần dải an toàn trên đờng cao tốc Trong phạm vi 0,25m sát mép phần xe chạy chính phải đợc thiết kế giống nh kết cấu áo đờng của phần xe chạy. Ngoài phạm vi 0,25m đó kết cấu áo đờng của phần bề rộng còn lại của dải an toàn phía trong và cả phía ngoài (tức là dải dừng xe khẩn cấp) đều có thể thiết kế mỏng hơn theo các khuyến nghị đã đề cập ở điểm 1 mục 2.7.1 (xem thêm ở Kho¶n 5.3, TCVN 5729). 2.7.3. KÕt cÊu líp phñ cña d¶i ph©n c¸ch gi÷a 1. Khi dải phân cách rộng dới 3,0m (kể cả với đờng cao tốc và đờng ôtô cấp I, II) th× ph¶i thiÕt kÕ líp phñ mÆt bäc kÝn. KÕt cÊu líp phñ mÆt nµy cã thÓ sö dông lo¹i tÇng mÆt cÊp cao A1 hoÆc A2 víi mét líp mãng vµ mét líp mÆt cã bÒ dµy tèi thiÓu nh ở Bảng 2-4. Không nên sử dụng loại móng gia cố chất liên kết vô cơ để tránh nøt ph¶n ¶nh. 2. T¹i c¸c chç c¾t d¶i ph©n c¸ch gi÷a lµm chç quay ®Çu xe th× kÕt cÊu ¸o ® êng còng ph¶i thiÕt kÕ gièng nh kÕt cÊu trªn phÇn xe ch¹y chÝnh 3. Trêng hîp t¹i d¶i ph©n c¸ch gi÷a kh«ng bè trÝ líp phñ th× ph¶i tu©n thñ c¸c quy định về thoát nớc nêu ở mục 2.6.3 tiêu chuẩn này; các mục 4.4.3 của TCVN 4054 cho đờng ô tô hoặc các mục 5.5.2, 5.5.3 của TCVN 5729 cho đờng cao tốc. 2.7.4. Kết cấu áo đờng trên các làn xe phụ (làn xe phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên các đờng nhánh tại các nút giao thông và đờng nhánh ra vào các khu dịch vụ dọc tuyến..

(25) 1. Phải dự báo đợc số trục xe tiêu chuẩn trung bình ngày đêm ở năm tính toán trên một làn xe và cả số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn thiết kế để làm căn cứ thiết kế kết cấu áo đờng riêng cho mỗi trờng hợp và mỗi đoạn cụ thể trên tuyến và việc thiết kế vẫn theo đúng các chỉ dẫn của tiêu chuẩn này. Không nhất thiết phải thiết kế kết cấu áo đờng cho các trờng hợp này giống nh kết cấu áo đờng của c¸c lµn xe trªn phÇn xe ch¹y chÝnh. Riªng trong ph¹m vi 30m cña ®o¹n nèi trùc tiếp với đờng cao tốc, đờng cấp I và cấp III thì kết cấu áo đờng của đờng nhánh có tÇng mÆt lµ lo¹i cÊp cao A2. 2.7.5. Kết cấu áo đờng trên cầu Phải tuân thủ các yêu cầu đề cập ở Khoản 8.7 của TCVN 4054 : 2005 2.7.6. Kết cấu áo đờng tại trạm thu phí Trong phạm vi khu vực trạm thu phí không nên sử dụng kết cấu áo đờng mềm. Trờng hợp không có điều kiện xây dựng các loại mặt đờng cứng (các loại mặt đờng có tầng mặt bằng bª t«ng xi m¨ng) th× ph¶i sö dông kÕt cÊu tÇng mÆt cÊp cao A1 b»ng bª t«ng nhùa cã tÝnh ổn định cao (có thể sử dụng bitum polime) với tầng móng trên bằng cấp phối sỏi cuội (đá) gia cố xi măng và móng dới bằng đất, cát gia cố xi măng (tham khảo thêm các quy định t¹i Kho¶n 9.10 cña TCVN 5729). 2.7.7. Kết cấu áo đờng của đờng bên Kh«ng phô thuéc vµo tiªu chuÈn c¸c yÕu tè h×nh häc (xem ë môc 4.6.5 cña TCVN 4054 -05) và không phụ thuộc vào cấp hạng đờng chính là cấp I hoặc cấp II, việc thiết kế kết cấu áo đờng của đờng bên chỉ dựa vào lu lợng xe tính toán đã dự báo, vào điều kiện môi trờng tự nhiên cũng nh điều kiện môi trờng kinh tế - xã hội (nh tình hình phân bố dân c…) dọc hai bên đờng bên nhng vẫn phải tuân theo các nguyên tắc, yêu cầu cũng nh các chỉ dẫn khác có liên quan đến các điều kiện nêu trên đã đề cập trong tiêu chuẩn này.. CHơng 3. Tính toán cờng độ và bề dày kết cấu áo đờng 3.1 C¸c yªu cÇu vµ nguyªn t¾c tÝnh to¸n: 3.1.1. Yªu cÇu tÝnh to¸n Sau khi căn cứ vào các quy định và chỉ dẫn ở Chơng 2 để đa ra các phơng án cấu tạo kết cấu nền áo đờng thì yêu cầu của việc tính toán là kiểm tra xem các phơng án, cấu tạo đó có đủ cờng độ không, đồng thời tính toán xác định loại bề dày cần thiết của mỗi lớp kết cÊu vµ cã thÓ ph¶i ®iÒu chØnh l¹i bÒ dµy cña mçi líp theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n. Kết cấu nền áo đờng mềm đợc xem là đủ cờng độ nếu nh trong suốt thời hạn thiết kế quy định ở mục 1.3.2 dới tác dụng của ô tô nặng nhất và của toàn bộ dòng xe trong bất kỳ lớp nào (kể cả nền đất) cũng không phát sinh biến dạng dẻo, tính liên tục của các lớp liền khối không bị phá vỡ và độ võng đàn hồi của kết cấu không vợt quá trị số cho phép. 3.1.2. Các tiêu chuẩn cờng độ Theo yªu cÇu nªu trªn, néi dung tÝnh to¸n chÝnh lµ tÝnh to¸n kiÓm tra 3 tiªu chuÈn cêng độ dới đây: 1. Kiểm toán ứng suất cắt ở trong nền đất và các lớp vật liệu chịu cắt trợt kém so với trị số giới hạn cho phép để đảm bảo trong chúng không xảy ra biến dạng dẻo (hoÆc h¹n chÕ sù ph¸t sinh biÕn d¹ng dÎo); 2. Kiểm toán ứng suất kéo uốn phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền khối nhằm hạn chế sự phát sinh nứt dẫn đến phá hoại các lớp đó; 3. Kiểm toán độ võng đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng biểu thị bằng trị số mô đun đàn hồi Ech của cả kết cấu nền áo đờng so với trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc. Tiêu chuẩn này nhằm đảm bảo hạn chế đợc sự phát triển của hiện t-.

(26) ợng mỏi trong vật liệu các lớp kết cấu dới tác dụng trùng phục của xe cộ, do đó bảo đảm duy trì đợc khả năng phục vụ của cả kết cấu đến hết thời hạn thiết kế. 3.1.3. C¬ së cña ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n: C¬ së cña ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo 3 tiªu chuÈn giíi h¹n nªu trªn lµ lêi gi¶i cña bµi to¸n hệ bán không gian đàn hồi nhiều lớp có điều kiện tiếp xúc giữa các lớp là hoàn toàn liên tục dới tác dụng của tải trọng bánh xe (đợc mô hình hoá là tải trọng phân bố đều hình tròn tơng đơng với diện tích tiếp xúc của bánh xe trên mặt đờng), đồng thời kết hợp với kinh nghiệm sử dụng và khai thác đờng trong nhiều năm để đa ra các quy định về các tiêu chuÈn giíi h¹n cho phÐp. 3.1.4. VÒ yªu cÇu tÝnh to¸n theo 3 ®iÒu kiÖn giíi h¹n 1. Đối với kết cấu áo đờng cấp cao A1 và A2 đều phải tính toán kiểm tra theo 3 tiêu chuẩn cờng độ nêu ở 3.1.2. 2. Về thứ tự tính toán, nên bắt đầu tính theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, sau đó kiÓm to¸n theo ®iÒu kiÖn c©n b»ng trît vµ kh¶ n¨ng chÞu kÐo uèn. 3. Đối với áo đờng cấp thấp B1 và B2 không yêu cầu kiểm tra theo tiêu chuẩn chÞu kÐo uèn vµ ®iÒu kiÖn trît. 4. Khi tính toán kết cấu áo đờng chịu tải trọng rất nặng (tải trọng trục trên 120 kN ở đờng công nghiệp hoặc đờng chuyên dụng) thì cần tính trớc theo điều kiện chịu cắt trợt và điều kiện chịu kéo uốn, sau đó quy đổi tất cả các trục xe chạy trên đờng về xe tiêu chuẩn 120 kN để tính theo độ võng đàn hồi. 5. Khi tính toán kết cấu áo lề có gia cố thì phải tính theo các tiêu chuẩn nh đối với kết cấu áo đờng của phần xe chạy liền kề. 3.1.5. Các thông số tính toán cờng độ và bề dày áo đờng mềm Cần phải xác định đợc các thông số tính toán dới đây tơng ứng với thời kỳ bất lợi nhất về chế độ thuỷ nhiệt (tức là thời kỳ nền đất và cờng độ vật liệu của các lớp áo đờng yếu nhÊt): - Tải trọng trục tính toán và số trục xe tính toán (cách xác định xem ở Khoản 3.2); - Trị số tính toán của mô đun đàn hồi Eo, lực dính C và góc nội ma sát  tơng đơng với độ ẩm tính toán bất lợi nhất của nền đất. Độ ẩm tính toán bất lợi nhất đợc xác định tuỳ theo loại hình gây ẩm của kết cấu nền áo đờng nh chỉ dẫn ở Phụ lục B; - Trị số tính toán của mô đun đàn hồi E, lực dính C và góc nội ma sát  của các loại vật liệu làm áo đờng; cờng độ chịu kéo uốn của lớp vật liệu (xem hớng dẫn ở Phô lôc C). Xét đến các điều kiện nhiệt ẩm, mùa hè là thời kỳ bất lợi vì ma nhiều và nhiệt độ tầng mặt cao. Do vậy khi tính toán cờng độ theo tiêu chuẩn độ lún đàn hồi, chỉ tiêu của bê tông nhựa và các loại hỗn hợp đá nhựa đợc lấy tơng ứng với nhiệt độ tính toán là 30 0C. Tuy nhiên, tính toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn thì tình trạng bất lợi nhất đối với bê tông nhựa và hỗn hợp đá dăm nhựa lại là mùa lạnh (lúc đó các vật liệu này có độ cứng lớn), do vậy lúc này lại phải lấy trị số mô đun đàn hồi tính toán của chúng tơng đơng với nhiệt độ 10 – 150C. Khi tính toán theo điều kiện cân bằng trợt thì nhiệt độ tính toán của bê tông nhựa và các loại hỗn hợp đá nhựa nằm phía dới vẫn lấy bằng 300C, riêng với lớp nằm trên cïng lÊy b»ng 600C. 3.2 Tải trọng trục tính toán và cách quy đổi số trục xe khác về số tải trọng trục tÝnh to¸n 3.2.1. T¶i träng trôc tÝnh to¸n tiªu chuÈn: Khi tính toán cờng độ của kết cấu nền áo đờng theo 3 tiêu chuẩn nêu ở mục 3.1.2, tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn đợc quy định là trục đơn của ô tô có trọng lợng 100 kN đối với tất cả các loại áo đờng mềm trên đờng cao tốc, trên đờng ô tô các cấp thuộc mạng lới chung và cả trên các đờng đô thị từ cấp khu vực trở xuống. Riêng đối với kết cấu áo đờng trên các đờng trục chính đô thị và một số đờng cao tốc hoặc đờng ô tô thuộc mạng lới.

(27) chung có điều kiện xe chạy đề cập ở mục 3.2.2 dới đây thì tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn đợc quy định là trục đơn trọng lợng 120 kN. Các tải trọng tính toán này đợc tiêu chuÈn ho¸ nh ë B¶ng 3.1. Bảng 3.1: Các đặc trng của tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn T¶i träng trôc tÝnh to¸n ¸p lùc tÝnh to¸n lªn mÆt §êng kÝnh vÖt b¸nh xe, D tiªu chuÈn, P (kN) đờng, p (Mpa) (cm) 100 0.6 33 120 0.6 36 3.2.2. Tải trọng trục tính toán trên đờng có nhiều xe nặng lu thông 1. Trên những đờng có lu thông các loại trục xe nặng khác biệt nhiều so với loại trục tiêu chuẩn ở Bảng 3.1 (nh các đờng vùng mỏ, đờng công nghiệp chuyên dụng…) thì kết cấu áo đờng phải đợc tính với tải trọng trục đơn nặng nhất có thể cã trong dßng xe. Trong trêng hîp nµy t vÊn thiÕt kÕ ph¶i tù ®iÒu tra th«ng qua chứng chỉ xuất xởng của xe hoặc cân đo để xác định đợc các đặc trng p và D tơng ứng với trục đơn nặng nhất đó để dùng làm thông số tính toán. Cách cân đo xác định p và D có thể tham khảo thực hiện theo mục 2.1.5 Quy trình 22 TCN 251- 98. Đối với các xe có nhiều trục thì việc xác định ra tải trọng trục nặng nhất tính toán cã thÓ tham kh¶o ë Phô lôc A. 2. Nếu tải trọng trục đơn của xe nặng nhất không vợt quá 20% trị số tải trọng trục tÝnh to¸n tiªu chuÈn ë B¶ng 3.1 vµ sè lîng c¸c trôc nµy chiÕm díi 5% tæng sè trôc xe tải và xe buýt các loại chạy trên đờng thì vẫn cho phép tính toán theo tải trọng trục tiêu chuẩn tức là cho phép quy đổi các trục đơn nặng đó về trục xe tiêu chuẩn để tính toán; ngợc lại thì phải tính với tải trọng trục đơn nặng nhất theo chỉ dẫn ở ®iÓm 4 môc 3.1.4. 3. Trên các đờng cao tốc hoặc đờng ô tô các cấp có lu thông các trục đơn của xe nặng vợt quá 120 kN thoả mãn các điều kiện để cập ở điểm 2 nêu trên thì đ ợc dùng tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn là 120 kN (tức là nếu trên đờng có các trục đơn nặng trên 120 kN và dới 144 kN với số lợng chiếm dới 5% tổng số trục xe tải và xe buýt chạy trên đờng thì lúc đó đợc chọn tải trọng trục tính toán là 120 kN). 3.2.3. Quy đổi số tải trọng trục xe khác về số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn (hoặc quy đổi về tải trọng tính toán của xe nặng nhất) Mục tiêu quy đổi ở đây là quy đổi số lần thông qua của các loại tải trọng trục i về số lần thông qua của tải trọng trục tính toán trên cơ sở tơng đơng về tác dụng phá hoại đối với kết cấu áo đờng: 1. Việc quy đổi phải đợc thực hiện đối với từng cụm trục trớc và cụm trục sau của mỗi loại xe khi nó chở đầy hàng với các quy định sau: - Côm trôc cã thÓ gåm m trôc cã träng lîng mçi trôc nh nhau víi c¸c côm bánh đơn hoặc cụm bánh đôi (m =1, 2, 3 ); - Chỉ cần xét đến (tức là chỉ cần quy đổi) các trục có trọng lợng trục từ 25 kN trë lªn; - Bất kể loại xe gì khi khoảng cách giữa các trục  3,0m thì việc quy đổi đợc thực hiện riêng rẽ đối với từng trục; - Khi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc  3,0m (gi÷a c¸c trôc cña côm trôc) th× quy đổi gộp m trục có trọng lợng bằng nhau nh một trục với việc xét đến hệ số trục C 1 nh ë biÓu thøc (3.1) vµ (3.2). 2. Theo các quy định trên, việc quy đổi đợc thực hiện theo biểu thức sau:.

(28) N=. P I 4,4 ¿ Ptt k. ;. (3.1). ∑ C 1 . C 2 . ni . ¿ i=1. trong đó: N là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ thông qua đoạn đờng thiết kế trong một ngày đêm trên cả 2 chiều (trục/ngày đêm); ni là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lợng trục pi cần đợc quy đổi vÒ t¶i träng trôc tÝnh to¸n Ptt (trôc tiªu chuÈn hoÆc trôc nÆng nhÊt). Trong tÝnh to¸n quy đổi thờng lấy ni bằng số lần của mỗi loại xe i sẽ thông qua mặt cắt ngang điển hình của đoạn đờng thiết kế trong một ngày đêm cho cả 2 chiều xe chạy; C1 là hệ số số trục đợc xác định theo biểu thức (3-2): C1=1+1,2 (m-1); (3-2) Víi m lµ sè trôc cña côm trôc i (xem ®iÓm 1 cña môc 3.2.3); C2 là hệ số xét đến 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 đôi (1 cụm bánh gồm 2 bánh) thì lÊy C2=1,0; víi côm b¸nh cã 4 b¸nh th× lÊy C2=0,38. 3.3 Sè trôc xe tÝnh to¸n trªn mét lµn xe vµ trªn kÕt cÊu ¸o lÒ cã gia cè 3.3.1. §Þnh nghÜa Số trục xe tính toán Ntt là tổng số trục xe đã đợc quy đổi về trục xe tính toán tiêu chuẩn (hoặc trục xe nặng nhất tính toán nêu ở mục 3.2.2) sẽ thông qua mặt cắt ngang đoạn đờng thiết kế trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế quy định tại mục 1.2.3 tuỳ thuộc loại tầng mặt dự kiến lựa chọn cho kết cấu áo đờng. Xác định Ntt theo biểu thức (3-3): Ntt = Ntk . fl (trục/làn.ngày đêm); (3-3) trong đó: Ntk: là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán trong một ngày đêm trên cả 2 chiều xe chạy ở năm cuối của thời hạn thiết kế. Trị số Ntk đ ợc xác định theo biểu thức (3-1) nhng ni của mỗi loại tải trọng trục i đều đợc lấy số liệu ở năm cuối của thời hạn thiết kế và đợc lấy bằng số trục i trung bình ngày đêm trong khoảng thời gian mùa ma hoặc trung bình ngày đêm trong cả năm (nếu n i trung bình cả năm lớn h¬n ni trung b×nh trong mïa ma) ; fl: là hệ số phân phối số trục xe tính toán trên mỗi làn xe đợc xác định nh ở mục 3.3.2 và 3.3.3. 3.3.2. HÖ sè fl cña c¸c lµn xe trªn phÇn xe ch¹y: 1. Trªn phÇn xe ch¹y chØ cã 1 lµn xe th× lÊy fl = 1,0; 2. Trªn phÇn xe ch¹y cã 2 lµn xe hoÆc 3 lµn nhng kh«ng cã d¶i ph©n c¸ch th× lÊy fl =0,55; 3. Trªn phÇn xe ch¹y cã 4 lµn xe vµ cã d¶i ph©n c¸ch gi÷a th× lÊy fl =0,35; 4. Trªn phÇn xe ch¹y cã 6 lµn xe trë lªn vµ cã d¶i ph©n c¸ch gi÷a th× lÊy fl=0,3; 5. ở các chỗ nút giao nhau và chỗ vào nút, kết cấu áo đờng trong phạm vi chuyển làn phải đợc tính với hệ số fl = 0,5 của tổng số trục xe quy đổi sẽ qua nút. 3.3.3. Sè trôc xe tÝnh to¸n trªn kÕt cÊu lÒ cã gia cè: Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trong trờng hợp giữa phần xe chạy chính và lề không có dải phân cách bên đợc lấy bằng 35  50% số trục xe tính toán của lµn xe c¬ giíi liÒn kÒ tuú thuéc viÖc bè trÝ phÇn xe ch¹y chÝnh..

(29) Trêng hîp phÇn xe ch¹y chØ cã 2 lµn xe trë xuèng th× nªn lÊy trÞ sè lín trong ph¹m vi quy định nêu trên; còn trờng hợp phần xe chạy có 4 làn xe trở lên và có dải phân cách giữa thì lÊy trÞ sè nhá. 3.4 Tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng và kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép 3.4.1. §iÒu kiÖn tÝnh to¸n Theo tiêu chuẩn này kết cấu đợc xem là đủ cờng độ khi trị số mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu nền áo đờng (hoặc của kết cấu áo lề có gia cố) Ech lớn hơn hoặc bằng trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc nhân thêm với một hệ số dự trữ cờng độ về độ võng K ❑dv ®cd ợc xác định tuỳ theo độ tin cậy mong muốn Ech  K ❑dv . Eyc ; (3.4) cd 3.4.2. Xác định hệ số cờng độ và chọn độ tin cậy mong muốn 1. Hệ số cờng độ về độ võng K ❑dv trong (3.4) đợc chọn tuỳ thuộc vào độ tin cd cËy thiÕt kÕ nh ë B¶ng 3-2. Bảng 3-2: Xác định hệ số cờng độ về độ võng phụ thuộc độ tin cậy §é tin cËy Hệ số cờng độ K ❑dv cd. 0,98. 0,95. 0,90. 0,85. 0,80. 1,29. 1,17. 1,10. 1,06. 1,02. 2. Có thể chọn độ tin cậy thiết kế đối với các loại đờng và cấp hạng đờng nh ở Bảng 3-3 theo nguyên tắc đờng có tốc độ thiết kế càng cao, thời hạn thiết kế càng dài thì chọn độ tin cậy càng cao nhng không đợc nhỏ hơn trị số nhỏ nhất ở Bảng 33. Ngoài ra, chủ đầu t có thể căn cứ vào yêu cầu sử dụng để tự lựa chọn độ tin cậy muèn cã cho c«ng tr×nh. Bảng 3-3 : Lựa chọn độ tin cậy thiết kế tuỳ theo loại và cấp hạng đờng (áp dụng cho cả kết cấu áo đờng và kết cấu áo có lề gia cố) Loại, cấp hạng đờng 1. §êng cao tèc 2. §êng « t« - CÊp I, II - CÊp III, cÊp IV - CÊp V, VI 3. Đờng đô thị - Cao tốc và trục chính đô thị. §é tin cËy thiÕt kÕ 0,90 , 0,95 , 0,98 0,90 , 0,95 , 0,98 0,85 , 0,90 , 0,95 0,80 , 0,85 , 0,90. 0,90 , 0,95 , 0,98 0,85 , 0,90 , 0,95. - Các đờng đô thị khác 4. §êng chuyªn dông 0,80 , 0,85 , 0,90 3. Các đoạn đờng nêu ở điểm 4 Khoản 1.4 khi thiết kế kết cấu áo đờng cần chọn độ tin cậy cao hơn so với các đoạn thông thờng ít nhất là 1 cấp. 3.4.3. Xác định trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc 1. Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu đợc xác định theo Bảng 3-4 tuỳ thuộc số trục xe tính toán Ntt xác định theo biểu thức (3.4) và tuỳ thuộc loại tầng mặt của kết cấu áo đờng thiết kế. Số trục xe tính toán đối với áo lề có gia cố phải tuân theo quy định ở mục 3.3.3 Bảng 3.4: Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu.

(30) Lo¹i t¶i träng trôc tiªu chuÈn 10. 12. Lo¹i tÇng mÆt CÊp cao A1 CÊp cao A2 CÊp thÊp B1 CÊp cao A1 CÊp cao A2 CÊp thÊp B1. Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa), tơng ứng với số trục xe tính toán (xe/ngày đêm/làn) 10. 90. 20. 50. 100. 200. 500. 1000 2000 5000. 7000. 147 122 94 161 133 111. 160 135. 178 153. 192. 207. 224. 235. 91 64 127 103 79. 133 110 82 146 120 98. 173 146. 190 163. 204. 218. 235. 253. 2. Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu xác định đợc theo Bảng 3-4 không đợc nhỏ hơn trị số tối thiểu quy định ở Bảng 3-5. Chú ý: Không đợc phép dùng trị số tối thiểu của mô đun đàn hồi yêu cầu ở Bảng 3-5 nh một căn cứ đề xuất nhiệm vụ thiết kế kết cấu áo đờng (kể cả trong giai đoạn thiết kế cơ sở phục vụ cho việc lập dự án khả thi) để trốn việc điều tra dự báo năng lợng giao thông theo mục 1.5.2. Trong mọi trờng hợp trớc hết đều phải tiến hành điều tra dự báo lợng giao thông để từ đó xác định ra trị số mô đun đàn hồi yêu cầu tuỳ theo số trục xe tính toán nh ở Bảng 3-4 rồi sau đó mới so sánh với trị số ở Bảng 3-5 và chọn trị số lớn hơn làm trị số Eyc thiÕt kÕ. Bảng 3-5: Trị số tối thiểu của mô đun đàn hồi yêu cầu (MPa) Loại tầng mặt của kết cấu áo đờng thiết kÕ Loại đờng và cấp đờng CÊp cao CÊp thÊp CÊp cao A1 A2 B1 1. §êng « t« 180 (160) - §êng cao tèc vµ cÊp I 160 (140) - §êng cÊp II 140 (120) 120 (95) - §êng cÊp III 130 (110) 100 (80) 75 - §êng cÊp IV 80 (65) Kh«ng quy định - §êng cÊp V - §êng cÊp VI 2. Đờng đô thị - §êng cao tèc vµ trôc chÝnh - §êng chÝnh khu vùc - §êng phè - §êng c«ng nghiÖp vµ kho tµng. 190 155 120 155 100. 130 95 130 75. 70 100 50. - Đờng xe đạp, ngõ Ghi chó B¶ng 3-5: - Các trị số trong ngoặc là mô đun đàn hồi yêu cầu tối thiểu đối với kết cấu lề gia cè. 3.4.4. Các trờng hợp tính toán, phơng pháp tính toán và cách xác định Ech Sau khi xác định trị số mô đun đàn hồi yêu cầu sẽ có thể có 2 trờng hợp tính toán: 1. Kiểm toán lại các phơng án cấu tạo kết cấu nền áo đờng đã đề xuất gồm các lớp vật liệu với bề dày đã giả thiết xem có thoả mãn điều kiện (3.4) hay không. Trong trờng hợp này phải tính đợc Ech của cả kết cấu rồi so sánh với tích số K.

(31) dv ❑cd . Eyc để đánh giá. Đây cũng là trờng hợp tính toán để đánh giá cờng độ của. kết cấu nền áo đờng cũ hiện có. 2. BiÕt tÝch sè K ❑dv . Eyc, tiến hành tính toán bề dày áo đờng để thoả mãn điều cd kiÖn (3.4) Đối với cả 2 trờng hợp nêu trên việc tính toán đều có thể đợc thực hiện với toán đồ ở Hình 3-1. Hình 3-1: Toán đồ để xác định mô đun đàn hồi chung của hệ 2 lớp Ech (Trị số ghi trên các đờng cong là tỷ số. Ech ) E1. Theo toán đồ, nếu biết mô đun đàn hồi của nền trong phạm vi khu vực tác dụng E 0 (cách xác định E0 xem ở mục 3.4.6), mô đun đàn hồi trung bình E ❑dc đã điều chỉnh (tức là tb E1) của cả kết cấu áo đờng (cách xác định xem ở mục 3.4.5) và tổng bề dày kết cấu áo đ-.

(32) ờng H thì sẽ tính đợc Ech; ngợc lại biết Ech = K ❑dv . Eyc, biÕt E ❑dc tøc lµ E1 vµ E0 cd tb thì sẽ tính toán đợc bề dày H cần thiết để thoả mãn điều kiện (3. 5). Trong trờng hợp kết cấu áo đờng có tổng bề dày lớn (H/D>2) thì việc tính toán Ech có thể đợc tính theo công thức gần đúng nh chỉ dẫn ở Phụ lục F. 3.4.5. Cách xác định trị số mô đun đàn hồi trung bình E tb và trị số mô đun đàn hồi chung Ech của kết cấu áo đờng có nhiều lớp . Vì kết cấu áo đờng mềm thờng có nhiều lớp nên cần quy đổi về hệ 2 lớp để áp dụng dạng toán đồ Hình 3-1. Việc quy đổi đợc thực hiện đối với 2 lớp một từ dới lên theo sơ đồ ở H×nh 3-2 vµ biÓu thøc (3.5). Hình 3-2: Sơ đồ đổi hệ 3 lớp về hệ 2 lớp (C¸c líp ký hiÖu sè thø tù t¨ng dÇn tõ díi lªn) ' tb. E ❑. = E1. [. 1+k . t 1 3 1+k. 3. ]. ;. (3-5). trong đó: k =h2/h1; t =E2/E1 với h2 và h1 là chiều dày lớp trên và lớp dới của áo đờng; E2 và E1 là mô đun đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớp dới. Việc đổi hệ nhiều lớp và hệ 2 lớp đợc tiến hành từ dới lên, có hai lớp vật liệu quy đổi về một lớp bề dày H’ = h1 + h2 và có trị số mô đun đàn hồi E ❑'tb tính theo (3.5). Sau đó lại xem lớp H’ (với E ❑'tb ) là lớp dới và tiếp tục quy đổi nó cùng với lớp trên nó thµnh mét líp cã bÒ dµy H = H’+ h3 vµ E ❑'tb tÝnh theo (3.5) nhng víi E ❑'tb líp nµy đóng vai trò E1 và K = h3/H’, t=E3/E ❑'tb . Sau khi quy đổi nhiều lớp áo đờng về một lớp thì cần nhân thêm với E tb một hệ số điều chỉnh  xác định theo Bảng 3-6 để đợc trị số E ❑dc tb : E ❑dc = . E ❑'tb víi  =1,114.(H/D)0,12 tb B¶ng 3-6: HÖ sè ®iÒu chØnh . (3-6). Tû sè H/D. 0,50. 0,75. 1,00. 1,25. 1,50. 1,75. 2,00. HÖ sè . 1,033. 1,069. 1,107. 1,136. 1,178. 1,198. 1,210. Chó thÝch B¶ng 3-6 vµ biÓu thøc 3-6 : - H là bề dày toàn bộ của kết cấu áo đờng; D là đờng kính vệt bánh xe tính toán. Khi H/D >2 th× cã thÓ tÝnh  theo biÓu thøc (3-6). dc dc - Trêng hîp kÕt qu¶ tÝnh E ❑dc tb > E1 hoÆc E ❑tb >E2 th× lÊy gi¸ trÞ E ❑tb b»ng gi¸ trÞ lín nhÊt cña hai gi¸ trÞ E1 vµ E2.. TrÞ sè E ❑dc tính theo (3.6) dùng để tính toán tiếp trị số Ech của cả kết cấu theo toán đồ tb Hình 3-1 và nh vậy cách thiết kế tiện lợi nhất đối với hệ nhiều lớp là áp dụng trờng hợp 1 nªu ë môc 3.4.4..

(33) Trêng hîp muèn tÝnh bÒ dµy th× cÇn gi¶ thiÕt tríc cÊu t¹o c¸c líp vËt liÖu (biÕt m« ®un đàn hồi của các lớp này và tỷ số bề dày giữa các lớp kề nhau), từ đó theo (3.5) tính ra E tb, với Etb (cha điều chỉnh) và cho Ech= Eyc lại áp dụng toán đồ Hình 3-1 để tính đợc tỷ số H/D để xác định bề dày H của áo đờng một cách gần đúng (gần đúng vì Etb lúc này cha đợc điều chỉnh do chính hệ số  lại phụ thuộc vào H/D). Để chính xác hoá trị số H cần dựa vào tỷ số H/D tính đợc với Etb cha điều chỉnh này để giả thiết vài trị số H/D khác nhỏ hơn rồi tính nghiệm lại theo cách thử dần cho đến khi vừa thoả mãn cả (3.5) và điều kiện (3.4). Với tỷ số H/D đợc chính xác hoá và với tỷ số bề dày đã giả thiết ta sẽ tính đợc bề dày của các lớp áo đờng thiết kế. 3.4.6. Xác định trị số mô đun đàn hồi E0 trong phạm vi khu vực tác dụng của nền mặt đất dới áo đờng 1. Đối với kết cấu áo đờng mới ở giai đoạn thiết kế cơ sở lập dự án đầu t, t vấn thiết kế phải thực hiện thí nghiệm xác định E 0 tơng ứng với loại hình gây ẩm dự b¸o trªn c¸c mÉu thÝ nghiÖm trong phßng theo c¸c ph¬ng ph¸p chØ dÉn ë Phô lôc B, thí nghiệm xác định chỉ số sức chịu tải CBR và dùng tơng quan E0 = f(CBR) thực nghiệm để gián tiếp xác định ra E 0 đồng thời so sánh các kết quả trên với các trị số tra bảng tuỳ theo độ chặt và độ ẩm (tơng đối) bất lợi nhất để quyết định trị số E0 dùng trong tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng cho từng đoạn đờng khác nhau dọc tuyến. (Khi tra bảng xác định E 0 trớc hết phải xác định loại hình gây ẩm đối với kết cấu nền áo đờng thiết kế nh chỉ dẫn ở Phụ lục B). Trong trờng hợp khu vực tác dụng của nền đờng gồm nhiều lớp không đồng nhất về vật liệu, về loại đất, về độ chặt và độ ẩm (nh trờng hợp có bố trí lớp đáy áo đờng hoặc trờng hợp nền đào hoặc nền đắp với các lớp đất khác nhau…) thì từ trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm của các lớp E tn hoặc từ trị số CBR của các lớp khác nhau đó phải tính ra trị số E tn trung bình hoặc trị số CBR trung bình cho cả phạm vi khu vực tác dụng theo các cách chỉ dẫn ở Phụ lục B để suy ra trị số mô đun đàn hồi E 0 đại diện cho cả phạm vi khu vực tác dụng của nền đờng. 2. ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công đối với kết cấu áo đờng míi, t vÊn thiÕt kÕ ph¶i dù tÝnh vµ kÞp thêi bè trÝ ®o Ðp t¹i hiÖn trêng b»ng b¶n Ðp đờng kính 33cm để xác định trị số của mô đun đàn hồi E 0 theo phơng pháp chỉ dẫn ở Phụ lục D ngay trên các đoạn nền đờng điển hình vừa thi công xong để kiểm nghiệm lại trị số E0 đã dùng khi tính toán thiết kế. Nếu trị số E0 thực đo nhỏ hơn trị số đã dùng để thiết kế thì phải kịp thời đa ra các giải pháp điều chỉnh lại kết cấu thiết kế (tăng cờng cờng độ nền đất trong phạm vi khu vực tác dụng hoặc tăng bề dày lớp móng áo đờng…). Việc đo ép nên cố gắng thực hiện vào thời kỳ bất lợi của nền đờng, nếu đo ép vào mùa khô thì có thể tham khảo Phụ lục B để điều chØnh vÒ thêi kú bÊt lîi. 3. Trờng hợp thiết kế cải tạo, tăng cờng kết cấu áo đờng cũ, khi cần thiết cũng có thể sử dụng phơng pháp đo ép thử nghiệm tại hiện trờng nh chỉ dẫn ở Phụ lục D để xác định trị số mô đun đàn hồi của nền đất trong phạm vi khu vực tác dụng nhằm phôc vô cho tÝnh to¸n thiÕt kÕ. 4. Khi thiÕt kÕ kÕt cÊu cã tÇng mÆt lµ lo¹i cÊp thÊp B1 hoÆc B2, nÕu kh«ng cã ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm ë trong phßng (nh nªu ë ®iÓm 1) vµ ®o Ðp hiÖn trêng (nh nªu ë điểm 2) thì cho phép chủ yếu dựa vào các bảng ở Phụ lục B để xác định trị số E 0 dùng trong tính toán ở cả mọi giai đoạn thiết kế. Tuy nhiên vẫn phải đánh giá chất lợng của nền bằng chỉ tiêu CBR và thông qua các tơng quan E0 =f(CBR) để kiểm tra lại trị số E0 đã chọn theo cách tra bảng, nếu có sự sai khác thì chọn trị số Eo nhỏ hơn giữa chúng để tính toán thiết kế. 3.4.7. Xác định trị số mô đun đàn hồi của các lớp vật liệu trong kết cấu áo đờng. 1. Trong mọi giai đoạn thiết kế, đối với các đờng ô tô với tầng mặt là loại đờng cấp thấp B1, B2 thì trị số mô đun đàn hồi của các lớp kết cấu bằng các loại vật liệu.

(34) khác nhau đều đợc phép lấy theo trị số ở các bảng của Phụ lục C trong tiêu chuẩn này để tính toán thiết kế. Điều này không áp dụng đối với đờng thiết kế có tầng mÆt lµ lo¹i cÊp cao A1 vµ A2. 2. Khi thiết kế kết cấu áo đờng có tầng mặt là loại cấp cao A1 và A2 thì ngay trong giai đoạn thiết kế cơ sở lập dự án đầu t đã phải thực hiện các việc sau đây: - ThiÕt kÕ thµnh phÇn hçn hîp vËt liÖu cho mçi líp kÕt cÊu (tû lÖ phèi hîp c¸c thành phần hạt, tỷ lệ trộn vật liệu hạt khoáng với chất liên kết) nh đối với lớp bê tông nhựa, lớp đất loại đá gia cố chất liên kết, lớp cấp phối đá dăm hoặc cấp phối thiên nhiên… trên cơ sở các vật liệu thực tế dự kiến sẽ sử dụng dọc tuyến; theo đó chế bị các mẫu vật liệu tơng ứng với thành phần đã thiết kế nêu trên, tiến hành các thí nghiệm trong phòng nh cách đã chỉ dẫn ở Phụ lục C để xác định trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm của chúng. - So s¸nh c¸c sè liÖu thÝ nghiÖm trong phßng víi c¸c trÞ sè tra b¶ng ë Phô lôc C để quyết định trị số mô đun đàn hồi dùng để tính toán đối với mỗi lớp kết cấu (dïng trÞ sè nhá h¬n). 3. ë c¸c giai ®o¹n thiÕt kÕ tiÕp theo còng thùc hiÖn c¸c viÖc nªu trªn nh»m chÝnh xác hoá trị số thông số tính toán cho từng đoạn đờng có điều kiện vật liệu tại chỗ kh¸c nhau. 4. Trong mọi trờng hợp, trị số mô đun đàn hồi của vật liệu phải đợc xác định ở nhiệt độ tính toán nh quy định ở mục 3.1.5. 3.5 Tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng và kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết. 3.5.1. §iÒu kiÖn tÝnh to¸n : Kết cấu nền áo đờng có tầng mặt là loại A1, A2 và B1 đợc xem là đủ cờng độ khi thoả m·n biÓu thøc (3.7): Tax + Tav . C tt tr. K cd. ;. (3.7). trong đó: Tax : ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kém dính (MPa); Tax đợc xác định theo mục 3.5.2. Tav : ứng suất cắt hoạt động do trọng lợng bản thân các lớp vật liệu nằm trên nó gây ra cũng tại điểm đang xét (MPa). Tav đợc xác định theo mục 3.5.3. K ❑trcd là hệ số cờng độ về chịu cắt trợt đợc chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế nh ở Bảng 3-7. Bảng 3-7: Chọn hệ số cờng độ về cắt trợt tùy thuộc độ tin cậy §é tin cËy 0,98 0,95 0,90 0,85 0,80 HÖ sè K 1,10 1,00 0,94 0,90 0,87 tr ❑cd. Việc chọn độ tin cậy thiết kế đợc thực hiện cho cả kết cấu áo đờng và kết cấu áo lề theo chØ dÉn ë B¶ng 3-3. Ctt : Lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính (MPa) ở trạng thái độ ẩm, độ chặt tính toán. Xác định theo phơng pháp thí nghiệm cắt nhanh nh chỉ dẫn ở Phụ lục B với các hệ số xét đến một số yếu tố ảnh hởng khác xem mục 3.5.4. Chú ý: Không cần kiểm tra điều kiện (3.7) đối với kết cấu áo đờng có tầng mặt là loại cấp thÊp B1, B2..

(35) 3.5.2. Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất Tax Việc xác định Tax đợc thực hiện thông qua việc xác định theo toán đồ Hình 3-2 (khi. T ax p. (biết p sẽ tính đợc Tax). H =0ữ 2,0 ) hoặc toán đồ Hình 3-3 (khi D. H =0÷ 4,0 ). D. Các toán đồ này đợc lập theo sơ đồ tính toán hệ 2 lớp có sự làm việc đồng thời giữa các lớp áo đờng phía trên và nền đất phía dới với hệ số Poisson 1 = 0,25 đối với vật liệu áo đờng và 2 = 0,35 đối với nền đất, trong đó thể hiện mối quan hệ giữa tỷ số H/D (bề dày t ơng đối của áo đờng), tỷ số mô đun đàn hồi lớp trên và lớp dới E1/E2 với tỷ số Tax/p (p là áp lực của tải trọng tính toán) đối với các trờng hợp góc ma sát trong của nền đất  khác nhau. Trình tự xác định Tax/p đợc chỉ dẫn bằng các mũi tên trên toán đồ và lu ý cũng phải chän trÞ sè  ë tr¹ng th¸i tÝnh to¸n bÊt lîi (Phô lôc B).. H/D. T ax Hình 3-2: Toán đồ xác định ứng suất trợt từ tải trọng bánh xe ở lớp dới của hệ p. hai líp (H/D = 02,0).

(36) H/D T ax p. Hình 3-3: Toán đồ để xác định ứng suất trợt từ tải trọng bánh xe ở lớp dới của hệ hai líp (H/D = 04,0). Khi kiểm tra trợt trong nền đất dới đáy áo đờng, để áp dụng toán đồ tìm Tax phải đổi hệ nhiÒu líp vÒ hÖ 2 líp theo c¸ch nªu ë môc 3.4.5 (c«ng thøc 3.5 vµ 3.6); lóc nµy trÞ sè E tb tính đợc đóng vai trò E1 và trị số mô đun đàn hồi của nền đất E 0 đóng vai trò của E2. Khi kiểm tra trợt trong lớp vật liệu kém dính thì trị số E 2 phải đợc thay bằng trị số mô đun đàn hồi chung Ech ở trên mặt lớp đó (trong khi c và  vẫn dùng trị số tính toán của lớp đó), còn trị số E1 phải đợc thay bằng trị số mô đun đàn hồi trung bình Etb của các lớp nằm trên nó. Lúc này trị số Ech đợc xác định theo cách nêu ở 3.4.4 và toán đồ ở Hình 3-1 với trị số Etb cũng đợc xác định theo (3.5) và (3.6). 3.5.3. Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lợng bản thân Tav Xác định Tav đợc thực hiện với toán đồ Hình 3-4 tuỳ thuộc vào bề dày tổng cộng H của các lớp nằm trên lớp tính toán và trị số ma sát trong  của đất hoặc vật liệu lớp đó. Chú ý rằng trị số Tav có thể mang dấu âm hoặc dơng và phải dùng dấu đó trong công thức (3.7)..

(37) +Tav  0.003. . 0.002. . 0.001 0 0.001. 20. 40. 60. 80. 100. ChiÒu dÇy mÆt h= (cm). . 0.002 0.003 0.004. . 0.005 0.006 0.007. . 0.008. T av ( MPa ). Hình 3-4: Toán đồ tìm ứng suất cắt hoạt động Tav do trọng lợng bản thân mặt đờng (ở toán đồ này Tav đợc tính bằng MPa). 3.5.4. Xác định trị số lực dính tính toán Ctt Trị số Ctt đợc xác định theo biểu thức (3.8) Ctt = C. K1. K2 . K3 ; (3.8) trong đó: C: lực dính của đất nền hoặc vật liệu kém dính xác định từ kết quả thí nghiệm cắt nhanh với các mẫu tơng ứng với độ chặt, độ ẩm tính toán (MPa); với đất nền phải tiêu biểu cho sức chống cắt trợt của cả phạm vi khu vực tác dụng của nền đờng; K1 : hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trợt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động và gây dao động. Với kết cấu nền áo đờng phần xe chạy thì lấy K1=0,6; với kết cấu áo lề gia cố thì lấy K1 = 0,9 để tính toán; K2 : hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu; các yếu tố này gây ảnh hởng nhiều khi lu lợng xe chạy càng lớn, do vậy K2 đợc xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mà kết cấu phải chịu đựng trong 1 ngày đêm nh ở Bảng 3-8. Bảng 3-8: Xác định hệ số K2 tuỳ thuộc số trục xe tính toán Sè trôc xe tÝnh to¸n Díi Díi Díi Trªn (trục/ngày đêm/làn) 100 1000 5000 5000 HÖ sè K2 1,0 0,8 0,65 0,6 Ghi chó B¶ng 3-8: 1. Số trục xe tính toán đợc xác định theo mục 3.3.3; 2. Khi kiÓm to¸n ®iÒu kiÖn chÞu c¾t trît cña kÕt cÊu ¸o lÒ cã gia cè th× lÊy hệ số K2 = 1,0; riêng với kết cấu áo lề có tầng mặt loại cấp thấp B1 thì đợc lấy K2 = 1,23..

(38) K3 : hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trợt của đất hoặc vật liệu kém dính trong điều kiện chúng làm việc trong kết cấu khác với trong mẫu thử (đất hoặc vật liệu đợc chặn giữ từ các phía …); ngoài ra hệ số này còn để xét đến sự khác biệt về điều kiện tiếp xúc thực tế giữa các lớp kết cấu áo đờng với nền đất so với điều kiện xem nh chúng dính kết chặt (tạo ra sự làm việc đồng thời) khi áp dụng toán đồ Hình 3-2 và 3-3 cho cả tr ờng hợp nền đất bằng đất kém dính. Cụ thể trị số K 3 đợc xác định tuỳ thuộc loại đất trong khu vực tác dụng của nền đờng nh dới đây: - Đối với các loại đất dính (sét, á sét, á cát …) K3 = 1,5; - Đối với các loại đất cát nhỏ K3 = 3,0; - Đối với các loại đất cát trung K 3 = 6,0; - Đối với các loại đất cát thô K3 = 7,0. 3.5.5. Xác định các thông số phục vụ việc tính toán theo điều kiện chịu cắt trợt 1. Việc xác định trị số mô đun đàn hồi của nền đất và các lớp vật liệu cũng thực hiện nh các quy định ở các mục 3.1.5, 3.4.6 và 3.4.7. 2. Đối với nền đất và các vật liệu kém dính, trong giai đoạn thiết kế cơ sở có thể tham khảo các trị số C,  trong các bảng ở Phụ lục B và Phụ lục C để tính toán nhng sang giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công đều phải thí nghiệm trong phòng để xác định trị số lực dính C và góc ma sát trong  theo phơng pháp c¾t nhanh nh chØ dÉn ë Phô lôc B vµ Phô lôc C. 3.6 Tính toán cờng độ kết cấu nền áo đờng và kết cấu áo lề có gia cố theo tiêu chuÈn chÞu kÐo uèn trong c¸c líp vËt liÖu liÒn khèi 3.6.1. §iÒu kiÖn tÝnh to¸n: Theo tiêu chuẩn này, kết cấu đợc xem là đủ cờng độ khi thoả mãn điều kiện (3.9) dới đây: ku. ku . R tt. ku. K cd. ;. (3.9). trong đó:. ku : ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dới tác dụng của tải trọng bánh xe (xác định theo mục 3.6.2); Rku tt. : cờng độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối (xác định theo mục 3.6.3);. ku. K cd. : hệ số cờng độ về chịu kéo uốn đợc chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế giống nh víi trÞ sè K trcd ở Bảng 3-7. Việc chọn độ tin cậy thiết kế cũng theo chỉ dẫn ở Bảng 33. Chỉ phải tính toán kiểm tra điều kiện (3.9) đối với các lớp bê tông nhựa, hỗn hợp đá trộn nhựa, các lớp đất, cát gia cố, đá gia cố chất liên kết vô cơ sử dụng trong kết cấu áo đ ờng cấp cao A1 và A2 (xem mục 3.1.4). Riêng đối với lớp thấm nhập nhựa và các lớp đất, đá gia cè nhùa láng th× kh«ng cÇn kiÓm tra. 3.6.2. Xác định ku ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối ku đợc xác định theo biÓu thøc (3.10) ku = σ ku . p . k b ; (3.10) trong đó: p : ¸p lùc b¸nh cña t¶i träng trôc tÝnh to¸n nªu ë c¸c môc 3.2.1 vµ 3.2.2; kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đờng dới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn; khi kiểm tra với cụm bánh đôi (là trờng hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn) thì lấy kb = 0,85, còn khi kiểm tra với cụm bánh đơn của tải trọng trục đặc biệt nặng nhất (nếu có) thì lấy kb = 1,0..

(39) σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vị; trị số này đợc xác định theo toán đồ Hình 3-5 cho trờng hîp tÝnh σ ku ở đáy các lớp liền khối trong tầng mặt tuỳ thuộc vào tỷ số h1/D và E1/Echm và xác định theo toán đồ 3-6 cho trờng hợp tính σ ku ở đáy các lớp liền khối trong tầng móng σ ku =f(h1/D, E1/E2, E2/E3). Các ký hiệu trong đó có ý nghĩa nh sơ đồ. tính ghi ở mỗi góc toán đồ cụ thể là: - h1 là tổng bề dày các lớp kết cấu kể từ đáy lớp đợc kiểm tra kéo uốn trở lên đến bề mặt áo đờng. - E1 là mô đun đàn hồi trung bình của các lớp nằm trong phạm vi h 1; E1 có thể đợc tính theo biểu thức (3.6) hoặc tính với nguyên tắc bình quân gia quyền theo bề dµy, tøc lµ E1 =. ∑ E i . hi h1. (Ei , hi là trị số mô đun đàn hồi và bề dày các lớp i. trong ph¹m vi h1). - D là đờng kính vệt bánh xe tính toán (xem các mục 3.2.1 và 3.2.2). - Ech.m là mô đun đàn hồi chung của nền đất và các lớp nằm phía dới đáy lớp vật liệu liền khối đợc kiểm tra. Trị số Ech.m đợc xác định theo cách quy đổi nền đất vµ c¸c líp n»m phÝa díi líp ®ang xÐt nªu trªn vÒ hÖ hai líp tõ díi lªn xem môc 3.4.5 rồi áp dụng toán đồ ở Hình 3-1..

(40) Hình 3-5: Toán đồ xác định ứng suất kéo uốn đơn vị σ ku ở các lớp của tầng mặt (số trên đờng cong là tỉ số E1/Ech, móng). Hình 3-6. Toán đồ tìm ứng suất kéo uốn đơn vị σ ku ở các lớp liền khối của tầng móng (số trên đờng cong là E1/E2 và trên đờng tia là E2/E3) Chú ý: ở đây E3 chính là Ech.m (mô đun đàn hồi chung của nền đất và các lớp nằm phía dới đáy lớp liền khối đợc kiểm tra). 3.6.3. Xác định Rku tt Cờng độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối đợc xác định theo biểu thức (3.11): ku (3.11) Rtt = k1 . k2 . Rku ; trong đó: Rku : cờng độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán (xem mục 3.1.5) và ở tuổi mẫu tÝnh to¸n (víi vËt liÖu gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬) díi t¸c dông cña t¶i träng t¸c dông 1 lÇn xác định theo chỉ dẫn ở Phụ lục C. k2 : hệ số xét đến sự suy giảm cờng độ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu thời tiÕt. Víi c¸c vËt liÖu gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬ lÊy k 2 = 1,0; cßn víi bª t«ng nhùa lo¹i II,.

(41) bª t«ng nhùa rçng vµ c¸c lo¹i hçn hîp vËt liÖu h¹t trén nhùa lÊy k 2 = 0,8; víi bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I vµ bª t«ng nhùa chÆt dïng nhùa polime lÊy k2 = 1,0. k1 : hệ số xét đến sự suy giảm cờng độ do vật liệu bị mỏi dới tác dụng của tải trọng trùng phục; k1 đợc lấy theo các biểu thức dới đây: - §èi víi vËt liÖu bª t«ng nhùa: k1 =. 11,11 N 0,22 e. ;. (3.12). - Đối với vật liệu đá (sỏi cuội) gia cố chất liên kết vô cơ k1 =. 2 , 86 N 0e ,11. ;. (3.13). - Đối với vật liệu đất gia cố chất liên kết vô cơ k1 =. 2, 22 0 ,11 Ne. ;. (3.14). Trong c¸c biÓu thøc trªn Ne lµ sè trôc xe tÝnh to¸n tÝch luü trong suèt thêi h¹n thiÕt kÕ thông qua trên một làn xe (xác định nh chỉ dẫn ở Khoản A.2 của Phụ lục A). Với các lớp bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I vµ bª t«ng nhùa polime, thêi h¹n thiÕt kÕ lÊy b»ng 15 n¨m; cßn víi c¸c lo¹i bª t«ng nhùa vµ hçn hîp nhùa kh¸c lÊy b»ng 10 n¨m. Đối với các lớp móng gia cố chất liên kết vô cơ, thời hạn thiết kế đợc lấy bằng thời hạn thiết kế của tầng mặt đặt trên nó. 3.6.4. Xác định các thông số phục vụ việc tính toán theo điều kiện chịu kéo uốn 1. Việc xác định trị số mô đun đàn hồi của nền đất và các lớp vật liệu cũng thực hiện nh các quy định ở các mục 3.1.5 , 3.4.6 và 3.4.7. 2. Về cờng độ chịu kéo uốn, trong giai đoạn thiết kế cơ sở lập dự án đầu t có thể tham kh¶o c¸c trÞ sè ë Phô lôc C nhng sang giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt vµ thiÕt kÕ bản vẽ thi công phải xác định thông qua chế bị mẫu và thử nghiệm trong phong nh hớng dẫn ở Phụ lục C. Mẫu thử phải đúng với vật liệu sẽ sử dụng làm lớp kết cÊu vÒ thµnh phÇn vËt liÖu vµ vÒ c¸c ®iÒu kiÖn khèng chÕ kh¸c nhau.. CHơng 4. Thiết kế tăng cờng, cải tạo đờng cũ 4.1 C¸c néi dung, yªu cÇu vµ nguyªn t¾c thiÕt kÕ 4.1.1. C¸c trêng hîp ¸p dông 1. Các trờng hợp cải tạo có sử dụng toàn bộ hoặc một phần kết cấu áo đờng cũ thì ph¶i ¸p dông c¸c nguyªn t¾c cÊu t¹o vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ nªu trong ch¬ng nµy. 4.1.2. Các yêu cầu chung về thiết kế tăng cờng, cải tạo đờng cũ 1. Thiết kế tăng cờng, mở rộng kết cấu áo đờng cũ bao gồm cả phần lề gia cố vẫn phải đạt đợc các yêu cầu đề cập ở các mục 1.2.1, 1.2.3, 1.2.4, 1.2.5, 1.2.6 ở Chơng 1. 2. Các yêu cầu nêu trên phải bảo đảm đạt đợc đồng đều trên kết cấu cũ và phần míi më réng 3. D¹ng h×nh häc trªn toµn bÒ réng phÇn xe ch¹y vµ lÒ (bao gåm phÇn trªn kÕt cÊu cũ và phần mở rộng mới) phải thống nhất để tạo ra mui luyện đúng với các tiêu chuẩn thiết kế và đảm bảo độ dốc ngang đề cập ở mục 2.6.2..

(42) 4.1.3. C¸c nguyªn t¾c thiÕt kÕ 1. Trên các đoạn đờng cũ (nhất là đoạn có mặt đờng cấp thấp B1, B2) nếu thờng xuyªn bÞ Èm ít, lÇy bÈn th× kh«ng nªn t¨ng cêng b»ng c¸c lo¹i tÇng mÆt r¶i nhùa trùc tiÕp trªn chóng; mµ tríc hÕt ph¶i thiÕt kÕ tho¸t níc, c¶i thiÖn tr¹ng th¸i Èm, chặt trong khu vực tác dụng của nền đờng (tôn cao nền, đầm nén lại v..v..) và nên cầy xới mặt đờng cũ để cải thiện độ ổn định nớc bằng cách trộn thêm các vật liệu h¹t tèt hoÆc chÊt liªn kÕt v« c¬ tríc khi r¶i líp t¨ng cêng phÝa trªn. 2. Phải xử lý sửa chữa tốt mặt đờng cũ để tăng cờng nh vá các ổ gà, đào thay đất c¸c chç nÒn bÞ "cao su", söa ch÷a c¸c chç bÞ vÕt h»n b¸nh xe, nøt nÎ bong trãc vµ phải làm lớp bù vênh để tạo lại đúng hình dạng cần có đối với mặt đòng cũ. Đối với mặt đờng cũ cấp cao (có sử dụng nhựa) thì nên cố gắng tận dụng, nếu cần có thể áp dụng công nghệ tái sinh (cầy xới bổ sung vật liệu nhựa) để tạo lại lớp kết cấu có đủ cờng độ. Phải làm vệ sinh mặt đờng cũ bảo đảm dính kết tốt giữa mặt kÕt cÊu víi líp t¨ng cêng ë trªn. 3. Phải đề xuất các phơng án cải tạo tăng cờng mặt đờng cũ trên cơ sở điều tra xác định đúng tình trạng h hỏng, chất lợng khai thác sử dụng, cờng độ chung của kết cấu nền áo đờng và nguyên nhân xuống cấp, h hỏng của chúng (do nền yếu, do vật liệu các lớp kết cấu kém, do yếu tố xe cộ hoặc yếu tố môi trờng tác động...) 4. C¸c ph¬ng ¸n chñ yÕu lµ: C¶i t¹o toµn diÖn kÕt cÊu tõ nÒn trë lªn, hoÆc gi÷ l¹i nÒn vµ mét sè líp kÕt cÊu cò tËn dông lµm líp mãng cho kÕt cÊu c¶i t¹o, hoÆc trùc tiÕp t¨ng cêng lªn trªn líp mÆt cò. 5. Về cao độ thiết kế thì có phơng án tôn cao với các lớp tăng cờng trên mặt đờng cũ và phơng án không tôn cao tuỳ thuộc vào việc xem xét đến cao độ quy hoạch (nhất là đờng đô thị khả năng tôn cao thờng là bị hạn chế) và xem xét ảnh hởng của việc tôn cao đến chiều cao tĩnh không cần đảm bảo cho xe lu thông trên đờng (ë nh÷ng chç nót giao kh¸c møc, cã cÇu vît...). NÕu kh«ng cho phÐp t«n cao th× cã thể áp dụng giải pháp đào thay thế các lớp kết cấu cũ với các lớp kết cấu mới bằng vật liệu tốt hơn kết hợp cải thiện khu vực tác dụng của nền đất. 4.2 Yêu cầu đối với việc thiết kế cấu tạo tăng cờng và mở rộng kết cấu áo đờng cũ 4.2.1. Líp bï vªnh 1. Để đảm bảo các yêu cầu nêu ở mục 4.1.2, trên mặt đờng cũ bắt buộc phải làm lớp bù vênh trớc khi rải các lớp tăng cờng phía trên nhằm bù phụ bề mặt đờng cũ, tạo mui luyện mặt đờng cũ phù hợp với độ dốc ngang phần xe chạy mới thiết kế. 2. Lớp bù vênh phải đợc xem là một lớp riêng, thi công riêng. 3. Vì bề dày lớp bù vênh có thể thay đổi trong phạm vi phần xe chạy, do vậy việc chọn vật liệu làm lớp bù vênh phải chú ý đến bề dày tối thiểu của lớp kết cấu tuỳ theo vật liệu quy định ở mục 2.4.2 và các chú ý sau: - Để thi công thuận lợi và bảo đảm chỗ lớp bù vênh mỏng vật liệu không bị rời rạc thì nên sử dụng hỗn hợp đá nhựa hay thấm nhập nhựa để làm lớp bù vênh. Điều nµy lµ b¾t buéc trong trêng hîp líp t¨ng cêng trªn líp bï vªnh lµ hçn hîp nhùa (bª t«ng nhùa, thÊm nhËp nhùa...) - Cã thÓ bï vªnh b»ng c¸c vËt liÖu h¹t cã kÝch cì phï hîp víi bÒ dµy bï vªnh tèi thiÓu nÕu phÝa trªn lµ líp máng t¨ng cêng còng b»ng vËt liÖu h¹t kh«ng sö dông chÊt liªn kÕt. - Trong mọi trờng hợp đều không đợc sử dụng vật liệu hạt gia cố hoặc đất gia cố chất liên kết vô cơ để làm lớp bù vênh. 4. NÕu líp bï vªnh b»ng hçn hîp nhùa th× tríc khi r¶i líp bï vªnh còng ph¶i tíi líp nhùa thÊm b¸m hoÆc dÝnh b¸m nh yªu cÇu nªu ë c¸c môc 2.2.10 vµ 2.2.11..

(43) 4.2.2. CÊu t¹o c¸c líp kÕt cÊu t¨ng cêng n»m trªn líp bï vªnh Các yêu cầu cấu tạo đối với các lớp nêu trên đều phải tuân thủ theo những chỉ dẫn ở Chơng 2 nh đối với cấu tạo kết cấu mới. 4.2.3. Kết cấu áo đờng mềm tăng cờng trên kết cấu cũ là mặt đờng bê tông xi măng hoặc trªn kÕt cÊu cò cã líp gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬. Đối với các trờng hợp này yêu cầu về thiết kế cấu tạo chủ yếu là tránh đợc hiện tợng nứt ph¶n ¶nh lan truyÒn tõ phÝa kÕt cÊu cò lªn mÆt cña kÕt cÊu míi. 1. Trêng hîp trong kÕt cÊu cò cã líp vËt liÖu nöa cøng th× kÕt cÊu t¨ng cêng ph¶i tu©n thñ theo chØ dÉn ë ®iÓm 2 môc 2.2.9. 2. Trờng hợp kết cấu tăng cờng có tầng mặt bê tông nhựa trên kết cấu cũ là mặt đờng bê tông xi măng thì nên chú ý các chỉ dẫn sau: - Chỉ nên sử dụng mặt đờng bê tông xi măng làm tầng móng để trực tiếp rải lớp tăng cờng bê tông nhựa lên trên khi mặt đờng này tơng đối tốt, cụ thể là diện tích có khe nứt của bê tông xi măng cũ chiếm dới 10% tổng diện tích mặt đờng và độ cập kênh giữa các tấm (chênh lệch cao độ mép tấm) nhỏ hơn 10mm; - BÒ dµy tÇng mÆt bª t«ng nhùa t¨ng cêng trùc tiÕp trªn bª t«ng xi m¨ng cò cã thể đợc tính theo chỉ dẫn ở tiêu chuẩn 22 TCN 223, nhng để tránh nứt phản ảnh thì tèi thiÓu ph¶i lµ 16-18cm. §Ó gi¶m tèn kÐm cã thÓ thay thÕ phÇn bª t«ng nhùa phÝa dới bằng hỗn hợp đá dăm trộn nhựa loại có độ rỗng lớn từ 25-35%, nhằm tạo tác dụng cắt giảm nứt cho lớp bê tông nhựa (không nên dùng cấp phối đá dăm làm lớp độn cắt giảm nứt); - Để tạo tác dụng cắt giảm nứt có thể sử dụng lớp vải địa kỹ thuật, vải lới ô vu«ng b»ng sîi tæng hîp, sîi thuû tinh. Khi ¸p dông gi¶i ph¸p nµy nªn lµm thö nghiệm theo chỉ dẫn của các hãng sản xuất trớc khi quyết định sử dụng đại trà. 4.2.4. Yêu cầu cấu tạo đối với kết cấu mở rộng mặt đờng cũ 1. Yêu cầu chính là phải bảo đảm phần mở rộng liên kết chắc với kết cấu cũ và có độ võng khi xe chạy qua tơng đơng so với kết cấu cũ để tránh phát sinh đờng nứt và tích luỹ biến dạng không đều làm cho khu vực tiếp xúc giữa cũ và mới kém b»ng ph¼ng vµ thÊm níc. 2. Để đảm bảo yêu cầu trên, trớc hết phần mở rộng phải chú trọng các giải pháp bảo đảm khu vực tác dụng của nền đất đạt các yêu cầu nêu ở Khoản 2.5 và cấu tạo kết cấu mở rộng nên bố trí đủ các tầng, lớp nh kết cấu cũ với bề dày các lớp móng cã thÓ t¨ng thªm so víi mãng cò (hoÆc gi÷ nguyªn nhng sö dông vËt liÖu tèt h¬n để khỏi phải hạ thấp cao độ đáy móng). Ngoài ra, các lớp kết cấu mở rộng nên gối lªn c¸c trªn c¸c líp cò (t¹o bËc cÊp kÕt cÊu cò Ýt nhÊt lµ 0.5m) sao cho c¸c ® êng tiÕp xóc gi÷a c¸c líp kh«ng trïng nhau tõ díi lªn trªn. 3. Sau khi thi c«ng lµm thö cã thÓ ®o vâng díi b¸nh xe nÆng tÝnh to¸n t¹i hai phÝa lân cận chỗ tiếp xúc giữa kết cấu cũ và kết cấu mới mở rộng; nếu độ võng chênh lệch đáng kể (trên 0.1mm) thì nên kịp thời điều chỉnh thiết kế lại (trong giai đoạn thiÕt kÕ b¶n vÏ thi c«ng). 4. Lớp mặt tăng cờng mới (nếu có) đợc bố trí đều trên phần kết cũ đã bù vênh và phÇn më réng. 4.2.5. Yªu cÇu cÊu t¹o chuyÓn tiÕp gi÷a c¸c ®o¹n cã bÒ dµy c¸c líp kÕt cÊu kh¸c nhau Khi kết cấu áo đờng tăng cờng, cải tạo giữa các đoạn kề liền gồm số lớp kết cấu khác nhau hoặc bề dày các lớp kết cấu khác nhau tạo ra sự thay đổi cao độ trong khi phần kết cấu cũ vẫn đợc tận dụng giữ lại thì những thay đổi này phải đợc xử lý chuyển tiếp trên nguyên tắc không tạo ra độ dốc dọc phụ thêm trên bề mặt mặt đờng quá 0,5% đối với đờng cao tốc, đờng cấp I, cấp II và 1% đối với đờng cấp III trở xuống..

(44) 4.3 Điều tra thu thập số liệu phục vụ thiết kế tăng cờng, cải tạo áo đờng cũ 4.3.1. Phân đoạn đờng cũ để điều tra Thờng áo đờng cũ đã trải qua quá trình xây dựng sửa chữa phức tạp, do vậy, để có giải pháp thiết kế tăng cờng hoặc cải tạo đúng đắn, trớc hết phải tiến hành phân đoạn điều tra kü tõng ®o¹n trªn c¬ së sù kh¸c biÖt vÒ c¸c ®iÒu kiÖn sau: - Loại đất nền trong phạm vi khu vực tác dụng và cấu tạo các lớp kết cấu áo đờng cũ (về vật liệu và bề dày lớp); - Loại hình tác động của các nguồn ẩm (chiều cao nền đắp, mực nớc ngập và thêi gian duy tr× chóng...); - Tình trạng và mức độ h hỏng bề mặt theo các dạng h hỏng miêu tả ở Bảng 41; - Lu lîng vµ thµnh phÇn xe ch¹y. Chiều dài mỗi phân đoạn đợc xác định tùy tình hình thực tế (không quy định chiều dài đoạn tối thiểu) nhng tối đa không đợc phân đoạn dài quá 1000m. Bảng 4-1: Các dạng h hỏng trên bề mặt kết cấu áo đờng cũ D¹ng h TÇng mÆt nhùa TÇng mÆt Tiêu chí đánh giá mức độ nghiêm háng cÊp thÊp träng (CÊp A1, A2) B1 Nøt - Nøt däc, nøt - NhÑ: BÒ réng khe nøt <6mm ngang, nøt ph¶n kh«ng g©y xãc khi xe ch¹y qua; ¶nh - Võa: bÒ réng >6mm, g©y xãc; - NÆng: nøt réng, s©u, g©y va ®Ëp khi xe ch¹y qua. - Nøt thµnh líi (nøt mai rïa hoÆc nøt thµnh miÕng). - Nhẹ: Các đờng nứt cha liên kết víi nhau; - Võa: §· liªn kÕt thµnh m¹ng; - NÆng: Nøt lan ra ngoµi ph¹m vi vÖt b¸nh xe vµ liªn kÕt víi nhau nh da c¸ sÊu. - Cách đo: Dùng thớc 1,22m đặt ngang vÖt h»n; cø c¸ch 7,5m ®o mét chç råi lÊy trÞ sè trung b×nh cho mçi ®o¹n. - VÖt h»n s©u trung b×nh 6-13mm: nhÑ; 13-25mm:võa vµ >25mm: nÆng.. BiÕn d¹ng - VÖt h»n b¸nh, bÒ mÆt lón sôt. - Lµn sãng, x« - Lµn sãng, - Nghiªm träng (kh«ng ph©n møc dån x« dån độ) - §Èy trît tråi. - §Èy trît tråi. - Nghiªm träng (kh«ng ph©n møc độ). MÊt mui - Nghiªm träng (kh«ng ph©n møc luyÖn hoặc độ) mui luyÖn ngîc.

(45) D¹ng h háng. TÇng mÆt nhùa (CÊp A1, A2). TÇng mÆt cÊp thÊp B1. Tiêu chí đánh giá mức độ nghiêm träng. H háng bÒ - Ch¶y nhùa - Diện tích càng lớn thì mức độ h mÆt háng cµng nÆng. - Bong tróc, rời Bong tróc, rời - Không phân mức độ nghiêm r¹c r¹c träng - Mài mòn, lộ đá - æ gµ - æ gµ - §¸nh gi¸ theo chñ quan cña kü s điều tra; nếu đã vá sửa tốt thì xếp mức độ nhẹ; cha vá sửa và đang ph¸t triÓn : nÆng Ghi chó B¶ng 4-1: 1. Khi điều tra nên ớc tính diện tích mặt đờng có xuất hiện các loại h hỏng nêu trªn S (m2). Khi tÝnh diÖn tÝch xuÊt hiÖn nøt däc, ngang hoÆc xiªn th× lÊy chiÒu dµi đờng nứt nhân với 1.0m rộng, còn nứt thành lới thì tính diện tích phạm vi nứt. Các lo¹i h háng kh¸c còng cã thÓ tÝnh tæng diÖn tÝch ph¸t sinh h háng. 2. Có thể đánh giá mức độ h hỏng nghiêm trọng theo % diện tích h hỏng so với tæng diÖn tÝch ®o¹n ®iÒu tra. 4.3.2. Thử nghiệm đánh giá cờng độ kết cấu nền áo đờng cũ và thu thập số liệu phục vụ thiÕt kÕ 1. Việc thí nghiệm này phải đợc thực hiện trên từng phân đoạn bằng cần đo võng trùc tiÕp díi b¸nh xe (cÇn ®o Benkelman) theo chØ dÉn ë 22 TCN 251-98 (kÓ c¶ việc xử lý số liệu đo để xác định đợc mô đun đàn hồi chung đặc trng cho kết cấu áo đờng cũ ở mỗi đoạn). Sau khi đo độ võng mặt đờng cũ bằng cần Benkelman thì có thể tham khảo chỉ dẫn ở Phụ lục III tiêu chuẩn 22 TCN 251-98 để tiến hành ®iÒu chØnh ph©n ®o¹n. 2. ở mỗi đoạn (nhỏ hơn 1000m) đồng thời phải tiến hành đào bóc một chỗ kết cấu áo đờng cũ để xác định bề dày các lớp kết cấu, tình trạng cũng nh chất lợng của chúng, xác định loại đất, lực dính C, góc ma sát  và xác định trị số mô đun đàn hồi đất nền bằng phơng pháp ép tĩnh hoặc phơng pháp lấy mẫu để thử nghiệm trong phòng theo cách hớng dẫn ở Phụ lục B tơng ứng với trạng thái ẩm bất lợi để từ đó tính ra cờng độ chung của cả kết cấu áo đờng cũ theo cách chỉ dẫn ở mục 3.4.4. Chỗ đào bóc áo đờng cũ để thử nghiệm này phải trùng với một điểm đo độ võng đàn hồi dới bánh xe (thờng chọn chỗ có tình trạng h hỏng nhất đặc trng cho cả đoạn) để đối chiếu cờng độ tính từ dới lên (có xét đến trạng thái ẩm ớt bất lợi) và cờng độ tính toán theo độ võng đàn hồi đo đợc dới bánh xe từ đó có cơ sở để dïng c¸c sè liÖu ®o vâng ë c¸c ®iÓm kh¸c trªn toµn ®o¹n mét c¸ch tin cËy h¬n. 3. C¸c yÕu tè ®iÒu tra, thu thËp sè liÖu dù b¸o giao th«ng, ®iÒu tra kh¶ n¨ng t¸c động của những nguồn gây ẩm, điều tra đất nền và vật liệu xây dựng đều đợc thực hiÖn nh chØ dÉn Kho¶n 1.5 (1.5.2, 1.5.3, 1.5.4 vµ 1.5.5) t¬ng øng víi c¸c giai ®o¹n thiết kế nh khi điều tra thu thập số liệu phục vụ thiết kế kết cấu nền áo đờng mới..

(46) 4.4 Tính toán cờng độ (bề dày) kết cấu tăng cờng hoặc cải tạo 4.4.1. Việc tính toán cờng độ (bề dày) kết cấu tăng cờng hoặc cải tạo mặt đờng cũ vẫn ph¶i tu©n theo c¸c yªu cÇu vµ nguyªn t¾c nªu trong Kho¶n 3.1 vµ c¸c chØ dÉn kh¸c nªu ë c¸c Kho¶n 2.3, 3.3, 3.4, 3.5 vµ 3.6. 4.4.2. Tính toán bề dày tăng cờng trên mặt kết cấu áo đờng cũ trớc hết đợc thực hiện theo toán đồ Hình 3-1 với trị số mô đun đàn hồi chung đặc trng cho kết cấu cũ của mỗi phân đoạn Ech cũ đóng vai trò là Eo trong sơ đồ tính của toán đồ này. Sau đó, lần lợt kiểm tra nền đất và các lớp kết cấu khác theo chỉ dẫn ở Khoản 3.5 và 3.6.. PHụ LụC A : Ví dụ tính toán quy đổi số trục xe khác về số trục xe tính toán, tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy và cách tính tải trọng trục tơng đơng nÆng nhÊt cña xe nhiÒu trôc A.1. Ví dụ tính toán quy đổi số trục xe khác về số trục xe tính toán A.1.1. Sè liÖu ban ®Çu Dựa vào kết quả điều tra giao thông đã dự báo đợc thành phần xe ở năm thứ nhất sau khi đờng đợc đa vào khai thác sử dụng nh ở Bảng A-1. Để phục vụ cho việc tính toán thiết kế kết cấu áo đờng cần quy đổi số trôc khai th¸c vÒ trôc xe tÝnh to¸n tiªu chuÈn lo¹i 100 kN (10 tÊn) Bảng A-1 : Dự báo thành phần giao thông ở năm đầu sau khi đa đờng vào khai thác sử dụng Träng lîng trôc Pi Sè Sè b¸nh cña mçi Kho¶ng c¸ch Lîng xe ni (kN) Lo¹i xe trôc côm b¸nh ë trôc gi÷a c¸c trôc xe/ngµy Trôc trTrôc sau sau sau (m) đêm íc sau T¶i trung. 25,8. 69,6. 1. Cụm bánh đôi. 300. T¶i nhÑ. 18,0. 56,0. 1. Cụm bánh đôi. 400. T¶i nÆng. 48,2. 100,0. 1. Cụm bánh đôi. 320. T¶i nÆng. 45,4. 90,0. 2. Cụm bánh đôi. <3,0. 208. T¶i nÆng. 23,1. 73,2. 2. Cụm bánh đôi. >3,0. 400. A.1.2. Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN: Việc tính toán quy đổi đợc thực hiện nh mục 3.2.3 theo biểu thức (3.1) và (3.2); cụ thể là:.

(47) k. N=∑ c1 . c 2 . ni I=1. Pi 100. 4. 4. ( ). Víi C1 = 1+1,2(m-1) vµ C2 = 6,4 cho c¸c trôc tríc vµ trôc sau lo¹i mçi côm b¸nh chØ cã 1 b¸nh vµ C 2 = 1,0 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đôi) Việc tính toán đợc thực hiện nh ở Bảng A -2. Kết quả tính đợc N = 1032 trục xe tiêu chuẩn / ngày đêm. Bảng A-2: Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN Lo¹i xe Pi (kN) C1 C2 ni C1.C2.ni.()4,4 Trôc tríc 25,8 1 6,4 300 5 T¶i trung Trôc sau 69,6 1 1 300 61 Trôc tríc 18,0 1 6,4 400 * T¶i nhÑ Trôc sau 56,0 1 1 400 31 Trôc tríc 48,2 1 6,4 320 83 T¶i nÆng Trôc sau 100,0 1 1,0 320 320 Trôc tríc 45,4 1 6,4 208 41 T¶i nÆng Trôc sau 90,0 2,2 1,0 208 288 Trôc tríc 23,1 1 6,4 400 * T¶i nÆng Trôc sau 73,2 2** 1,0 400 203 Ghi chó ë B¶ng A-2: * Vì tải trọng trục dới 25 kN (2,5 tấn) nên không xét đến khi quy đổi (xem mục 3.2.3) ** Vì khoảng cách các trục sau lớn hơn 3,0 m nên việc quy đổi đợc thực hiện riêng từng trục, tức là C1=2,0 (xem môc 3.2.3). A.2. TÝnh sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch lòy trong thêi h¹n thiÕt kÕ A.2.1. Về nguyên tắc phải dựa vào kết quả dự báo hàng năm ở mục 1.5.2 tiêu chuẩn này để tính ra số trục xe tiªu chuÈn tÝch lòy trong thêi h¹n thiÕt kÕ Ne tøc lµ tÝnh theo biÓu thøc sau: t. N e =∑ N i ;. (A-1). 1. trong đó: Ni là số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn ở năm i và t là thời hạn thiết kế (khi áp dụng quy định ở Bảng 2-2 lÊy t=15 n¨m) A.2.2. Trong trờng hợp dự báo đợc tỷ lệ tăng trởng lợng giao thông trung bình năm q (bao gồm các lợng giao th«ng nªu ë ®iÓm 4 môc 1.5.2) th× cã thÓ tÝnh Ne theo biÓu thøc sau:. ¿ ¿ ; ¿ N e =¿. (A-2). trong đó: N1 là số trục xe tiêu chuẩn trung bình ngày đêm của năm đầu đa đờng vào khai thác sử dụng (trục/ngày đêm): Trờng hợp biết số trục dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế N t (trục/ngày đêm) thì cũng có thể tính N e theo biÓu thøc (A-3):. ¿ ¿ t −1 1+q ¿ ¿ q¿ ¿ N e =¿. (A-3). Chú ý: Các biểu thức trên cho số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên cả 2 chiều xe chạy. Tùy mục đích sử dụng trong tính toán (nh trờng hợp tính theo mục 2.2.9 xác định bề dày tối thiểu tầng mặt nhựa hoặc khi xác định Rku theo mục 3.6.3) thì phải nhân thêm hệ số phân phối số trục tính toán trên mỗi làn xe f L để tt xác định ra số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên một làn xe (trục/ngày đêm.làn). A.2.3. Ví dụ: Với số liệu ở ví dụ I.1 ta có thể tính đợc Ne tơng ứng với tỷ lệ tăng trởng lợng giao thông trung b×nh n¨m q=0,1 (10%) vµ t =15 n¨m lµ:.

(48) 1+0,1 ¿15 −1 ¿ trôc ¿ N e=¿ Nếu đờng có 2 làn xe thì theo mục 3.3.2 f L = 0,55 và ta có số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên 1 làn xe là: 6,582.106 trôc. A.3. Cách xác định tải trọng trục tính toán của xe nặng (hoặc rơ mooc) có nhiều trục theo mục 3.2.2: Tải trọng trục tính toán của xe nặng (rơ mooc nặng) P tt đợc xác định gần đúng theo biểu thức A-4 để xét ¶nh hëng cña c¸c trôc kh¸c trªn cïng mét côm trôc: Ptt = Pn.kc ; (A-4) trong đó: Pn là tải trọng trục nặng nhất trong số các trục trên cùng một khung giá xe (kN); P n có thể đợc xác định thông qua chứng chỉ xuất xởng của xe hoặc cân trực tiếp; k c là hệ số xét đến ảnh hởng của các trục khác đợc xác định theo biểu thức (A-5):. k c =a −b √ Lm − c. ;. (A-5). Trong (A-5) các ký hiệu đợc xác định nh sau: Lm lµ kho¶ng c¸ch tÝnh b»ng mÐt gi÷a c¸c trôc ngoµi cïng cña côm trôc (m) a, b, c lµ c¸c trÞ sè cho ë B¶ng A-3. B¶ng A-3 : C¸c trÞ sè a, b, c Sè trôc trªn cïng 1 côm trôc cña xe (hoÆc r¬ mooc). a. b. c. Hai trôc. 1,7/1,52. 0,43/0,36. 0,50/0,50. Ba trôc. 2,0/1,60. 0,46/0,28. 1,0/1,0. Ghi chú Bảng A-3: trị số a, b, c cho ở tử số áp dụng khi tính toán kết cấu áo đờng có tầng mặt loại cấp cao A1 và A2; trị số cho ở mẫu số áp dụng khi tính toán áo đờng cấp thấp..

(49) PHụ LụC B : Xác định các đặc trng tính toán của nền đất trong phạm vi khu vùc T¸c dông B.1. Xác định độ ẩm tơng đối tính toán trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đất B.1.1. Đối với nền đào phải điều tra độ ẩm tơng đối. W tn vào mùa bất lợi và độ chặt từng lớp 20 cm W nh. trong phạm vi khu vực tác dụng theo mục 1.5.4 và lấy trị số độ ẩm tơng đối trung bình của các lớp trong phạm vi này làm độ ẩm tính toán B.1.2. Đối với trờng hợp nền đắp hoặc nền đào có áp dụng các giải pháp chủ động cải thiện điều kiện nền đất trong phạm vi khu vực tác dụng (nh thay đất, đầm nén lại...) thì có thể xác định trị số độ ẩm tơng đối tính toán theo loại hình gây ẩm (hay loại hình chịu tác động của các nguồn ẩm) đối với kết cấu nền áo đ ờng nh sau: Loại I (luôn khô ráo) là loại đồng thời bảo đảm đợc các điều kiện và yêu cầu dới đây: - Khoảng cách từ mực nớc ngầm hoặc mực nớc đọng thờng xuyên ở phía dới đến đáy khu vực tác dụng h phải thỏa mãn điều kiện ở Bảng 2-6 mục 2.5.3 tiêu chuẩn này (tùy thuộc loại đất nền). Riêng với mức nớc đọng hai bên đờng, nếu h không thỏa mãn điều kiện ở Bảng 2.6 nhng thời gian ngập dới 3 tháng thì thay vì bảo đảm yêu cầu ở mục 2.5.4 cũng đợc xem là đạt loại I; - Kết cấu áo đờng phải có tầng mặt không thấm nớc và tầng móng bằng vật liệu gia cố chất liên kết hoặc có lớp đáy móng đề cập ở mục 1.2.3 với yêu cầu ở điểm 2, mục 2.5.2; - Nền đất trong khu vực tác dụng phải đầm nén đạt yêu cầu ở Bảng 2-5; - Độ ẩm tính toán của đất nền loại I có thể lấy bằng 0,55 0,60 độ ẩm giới hạn chảy xác định theo thí nghiÖm. Lo¹i II (Èm võa) Kết cấu nền áo đờng loại này có chịu ảnh hởng của một vài nguồn ẩm nào đó và không đạt đợc một trong các điều kiện nh với loại I; chẳng hạn nh khoảng cách h chỉ đạt đợc tơng ứng trạng thái ẩm vừa nh ở B¶ng 2-6 hoÆc cã tÇng mÆt thÊm níc... Tùy theo sự phân tích mức độ có thể chịu ảnh hởng của các nguồn ẩm, trị số độ ẩm tính toán của đất nền loại này có thể đợc xác định theo phạm vi trong Bảng B-1.. §é chÆt K 1,0 0,95 0,9. Bảng B-1: Độ ẩm tính toán của đất nền loại II Độ ẩm tính toán đối với loại đất SÐt ¸ sÐt ¸ c¸t 0,6 - 0,65 0,6 – 0,64 0,6 – 0,64 0,6 - 0,7 0,6 – 0,7 0,6 – 0,7 0,7 - 0,8 0,7 – 0,8 0,7 – 0,85. Loại III (quá ẩm): Kết cấu nền áo đờng chịu nhiều ảnh hởng của các nguồn ẩm. Nền đờng loại này thờng đắp thấp, lề hẹp bằng đất đầm chặt kém, có nớc ngập thờng xuyên (trị số h nh ở Bảng 2-6) thoát nớc mặt không tốt và chịu ảnh hởng của nớc ngầm. Mặt đờng thuộc loại thấm nớc, móng là loại không kín (đá ba, đá dăm...). §é Èm tÝnh to¸n cña lo¹i III cã thÓ lÊy theo B¶ng B-2. Bảng B-2: Độ ẩm tính toán của đất nền loại III Độ ẩm tính toán đối với loại đất §é chÆt K SÐt ¸ sÐt ¸ c¸t 1,0 0,65 - 0,67 0,64 – 0,66 0,64 – 0,66.

(50) 0,95 0,9. 0,74 – 0,75 0,85 – 0,90. 0,72 - 0,75 0,80 - 0,85. 0,76 – 0,80 0,89 – 0,96. Độ ẩm tính toán trong các Bảng B-1 và B-2 là độ ẩm tơng đối so với giới hạn chảy của đất xác định theo thÝ nghiÖm. Độ ẩm tính toán của đất lẫn sỏi sạn lấy tơng ứng theo đất cùng loại không có sỏi sạn. B.2. Các trị số tham khảo đối với các đặc trng dùng trong tính toán của đất nền Các trị số tham khảo về mô đun đàn hồi của đất nền và trị số các đặc trng về lực dính C và góc ma sát  tùy thuộc độ ẩm tơng đối tính toán đợc cho ở Bảng B-3. Cách sử dụng các trị số tham khảo này đợc chỉ dẫn ở các mục 3.4.6 và 3.5.5. Khi sử dụng Bảng B-3 có thể nội suy các trị số giữa các khoảng độ ẩm cho trong b¶ng. Bảng B-3: Các đặc trng tính toán của đất nền (tham khảo) tùy thuộc độ ẩm tơng đối Loại đất. C¸c tiªu. chØ. ¸ sÐt nhÑ vµ ¸ c¸t bôi nÆng ¸ c¸t nhÑ vµ ¸ c¸t. C¸t mÞn §Êt bazan T©y Nguyªn. W W nh. 0,55. 0,60. 0,65. 0,70. 0,75. 0,80. 0,85. 0,90. 46 (60). 42 (57). 40 (53). 34 (50). 29 (46). 25 (42). 21 (40). 20 (38). (độ). 27. 24. 21. 18. 15. 13. 12. 11,5. c (Mpa). 0,038. 0,032. 0,028. 0,023. 0,019. 0,015. 0,013. 0,012. E (Mpa). 48. 45. 42. 37. 32. 27. 23. 22. (độ). 28. 26. 26. 25. 25. 24. 24. 23. c (Mpa) E (Mpa). 0,024. 0,022. 0,018. 0,014. 0,012. 0,011. 0,010. 0,009. 49. 45. 42. 38. 34. 32. 30. 28. (độ). 30. 28. 28. 27. 27. 26. 26. 25. c (Mpa). 0,020. 0,018. 0,014. 0,012. 0,011. 0,010. 0,009. 0,008. E (Mpa) SÐt vµ ¸ sÐt. a=. Độ ẩm tơng đối. E (Mpa) (độ) c (Mpa) E (Mpa). 51. 44. 40. 25. 23. 21. 16. (độ). 17. 12. 14. 8. 11. 9. 7. c (Mpa). 0,036. 0,031. 0,028. 0,024. 0,019. 0,015. 0,011. 40 35 0,005. Ghi chó B¶ng B-3: 1- Các trị số tham khảo trên cần đợc các đơn vị t vấn khảo sát thiết kế bổ sung chính xác hóa dần; 2- Đối với đất lẫn sỏi sạn trị số E có thể đợc lấy theo trị số trong ngoặc ở hàng đầu tơng ứng với đất sét và á sét; còn trị số c, lấy tơng ứng với loại đất không có sỏi sạn; 3- Các trị số trong bảng là tơng ứng với điều kiện độ chặt tối thiểu K=0,95 (đầm nén tiêu chuẩn). Việc tăng, giảm độ chặt đợc xét đến khi xác định độ ẩm tính toán. Độ chặt đầm nén k = 0,95 tơng ứng với trị số độ ẩm tính toán lớn và nếu k  0,98 thì đợc chọn trị số độ ẩm tính toán nhỏ trong ph¹m vi t¬ng øng víi lo¹i h×nh g©y Èm I, II, III (xem Kho¶n B.1). 4- Phân loại đất trong Bảng B-3 sử dụng các tiêu chí nh ở dới đây: - Sét và á sét là loại đất có chỉ số dẻo từ 12 27; - ¸ sÐt nhÑ cã chØ sè dÎo tõ 7 12 và tỷ lệ hạt cát từ 2-0,05mm chiếm trên 40% khối lợng đất kh«; - ¸ c¸t bôi nÆng lµ lo¹i cã chØ sè dÎo 1 7 vµ tû lÖ cì h¹t 2 0,05mm chiÕm díi 20%; - ¸ c¸t nhÑ cã chØ sè dÎo 1 7 vµ tû lÖ cì h¹t 2 0,05mm chiÕm trªn 50%; - ¸ c¸t lµ lo¹i cã chØ sè dÎo 1 7; - C¸t mÞn lµ lo¹i cã chØ sè dÎo díi 1 vµ cì h¹t > 0,05 mm chiÕm >75%..

(51) B.3. Xác định chỉ số sức chịu tải CBR và sức chịu tải trung bình CBR tb đặc trng cho phạm vi khu. vực tác dụng của nền đất B.3.1. Phơng pháp thí nghiệm trong phòng để xác định chỉ số sức chịu tải CBR Chỉ số CBR đợc xác định thông qua thí nghiệm trong phòng theo chỉ dẫn ở tiêu chuẩn 22 TCN 332 - 06 víi c¸c ®iÒu kiÖn nªu ë ®o¹n ghi chó thuéc ®iÓm 2 môc 2.5.1 cña tiªu chuÈn nµy. B.3.2. Sức chịu tải trung bình CBRtb đặc trng cho cả phạm vi khu vực tác dụng của nền đợc xác định theo biÓu thøc B-1 díi ®©y: n. ∑ CBR i . hi CBR tb =. 1. n. ;. (B-1). ∑ hi 1. trong đó: CBRi là chỉ số sức chịu tải của lớp đất i dày h i (cm) và n là số lớp có trị số CBR i khác nhau (có thể bao gồm cả lớp đáy móng đề cập ở mục 2.5.2). ∑. ∑. h i lµ tæng bÒ dµy khu vùc t¸c dông vµ nªn ®iÒu tra kh¶o s¸t, thÝ nghiÖm trong ph¹m vi hi =100 cm. Khi xác định CBRtb theo biểu thức trên cần chú ý các chỉ dẫn sau: - Nếu CBRi của một lớp nào đó (nh lớp đáy móng) lớn hơn 20% thì đa vào tính chỉ lấy bằng 20%; - Bề dày lớp đất thay thế hay lớp đáy móng bằng đất gia cố khi tính phải trừ đi 20cm phía dới; 20cm này chỉ đợc tính CBRi bằng CBRi của đất nguyên thổ trớc khi thay đất hoặc bằng CBRi trung bình trớc và sau khi gia cố (trong trờng hợp gia cố đất tại chỗ để tăng sức chịu tải của nền); - Nếu có một lớp có trị số CBR i nhỏ hơn nằm phía trên thì không đợc phép tính CBRtb mà phải dùng trị số CBRi nhỏ này đặc trng cho cả khu vực tác dụng (cũng có nghĩa là biểu thức B-1 chỉ áp dụng cho trờng hợp CBRi lớp trên phải cao hơn CBRi lớp dới); - NÕu trong khu vùc t¸c dông cã ph©n bè mét líp dµy díi 20cm (hi<20cm) th× tÝnh c¸c líp kh¸c còng phải chia nhỏ bằng bề dày lớp hi đó để đa vào tính trị số CBRtb theo biểu thức B-1. B.4. Các tơng quan thực nghiệm giữa mô đun đàn hồi Eo với chỉ số sức chịu tải CBR §Ó thùc hiÖn c¸c chØ dÉn ë môc 3.4.6, cã thÓ tham kh¶o c¸c t¬ng quan thùc nghiÖm E0 = f(CBR) díi đây với chú ý: trị số CBR đặc trng cho cả phạm vi khu vực tác dụng của nền đất đợc xác định nh đề cập ở B.3.2. 1. Mét vµi quan hÖ thùc nghiÖm Trung Quèc - Cña tØnh An Huy: Eo = 5,76.CBR0,854 ; (B-2) trong đó: Eo (MPa) là trị số mô đun đàn hồi xác định bằng thí nghiệm tấm ép đờng kính 30 cm ở hiện trờng. Quan hệ này sử dụng chung cho mọi loại đất - Với loại đất sét đỏ vùng Quảng Tây Trung Quốc: Eo = 15,55.CBR0,582 ; (B-3) trong đó: Eo (MPa) cũng là trị số xác định bằng thí nghiệm tấm ép đờng kính 30 cm ở hiện trờng. 2. Mét sè c¸c quan hÖ thùc nghiÖm cña ViÖt Nam - Các loại đất ( với hệ số tơng quan R2 =0,91) Eo =7,93.CBR0,85 (MPa); (B-4) - Cát đắp (với hệ số tơng quan R2 =0,89) Eo =4,68. CBR + 12,48 (MPa); (B-5) trong đó: Eo (MPa) là trị số mô đun đàn hồi xác định bằng tấm ép đờng kính 33cm ở hiện trờng; CBR tÝnh b»ng sè %. B.5. Các phơng pháp xác định trị số mô đun đàn hồi E O của đất nền bằng cách thử nghiệm trong phßng (theo môc 3.4.6) B.5.1. Phơng pháp nén nở hông tự do áp dụng cho các loại đất dính (có thể đúc đợc mẫu để nén một trục në h«ng tù do): 1. Dùng mẫu tròn đờng kính 5 cm, cao 5 cm; nếu có thể lấy nguyên dạng tại nền đờng vừa thi công xong hoặc tại nền đờng cũ (trờng hợp thiết kế tăng cờng áo đờng cũ) tơng ứng với thời gian bất lợi về độ ẩm; mẫu cũng có thể chế bị bằng đất dùng để xây dựng nền đờng hoặc bằng đất lấy ở nền đờng cũ về sao cho có độ chặt bằng độ chặt thực tế khi nền làm việc và có độ ẩm tính toán nêu ở Khoản B-1. Cách chế bị mẫu phải theo đúng nh cách qui định trong qui trình thí nghiệm đất (gồm cả việc bảo dỡng mẫu trong bình giữ ẩm để ẩm phân bố đều trong mẫu). Mẫu đợc ép trên máy nén với bản ép có đờng kính 5 cm (bằng đờng kính của mẫu) và không có khuôn (nén một trục cho nở hông tự do). Tăng tải một cấp cho đến trị số 0,22 0,2,5 MPa. Sau đó dỡ tải và do biến dạng hồi phục S. Khi gia và dỡ tải đều đợi đến lúc biến dạng không quá 0,01 mm/5 phút mới đọc trị số biến dạng..

(52) 2. Tính trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm theo công thớc sau:. Etn =. p.H (Mpa) S. (B-5). trong đó: p lµ ¸p lùc t¸c dông lªn mÉu khi nÐn, Mpa H – chiÒu cao mÉu, cm; S lµ biÕn d¹ng håi phôc t¬ng øng víi ¸p lùc p, cm. Trị số Etn sử dụng kết quả trung bình ít nhất của 3 mẫu cùng loại đất, cùng độ ẩm và độ chặt nếu trÞ sè thÝ nghiÖm cña chóng kh«ng chªnh lÖch qu¸ 20% (nÕu qu¸ 20% th× ph¶i thªm mÉu vµ lµm l¹i). 3. Trờng hợp nền đờng có độ chặt và độ ẩm thay đổi nhiều theo chiều sâu hoặc gồm các lớp đất khác nhau (không đồng nhất) thì phải chia ra nhiều lớp để lấy mẫu nguyên dạng (hoặc chế bị mẫu) xác định mô đun đàn hồi thí nghiệm Eitn của mỗi lớp đó theo cách nêu ở trên. Khi đó trị số E tn chung của cả nền đờng đợc tính theo công thức sau:. Etn =. 30 12 9 5 3 1 + 1+ 2+ 3+ 4 0 Etn E tn E tn Etn E tn. (B-6). trong đó: E0tn , E1tn , E2tn , E 3tn , E 4tn là mô đun đàn hồi thí nghiệm nén một trục nở hông tự do của các lớp đất tơng ứng ở các độ sâu 0,0m, 1D, 2D, 3D, 4D (D là đờng kính của vệt bánh xe tính toán trên mặt đờng). 4. Với phơng pháp này, trị số mô đun đàn hồi tính toán của đất nền E o phải điều chỉnh theo biểu thøc: Eo = Kn.Etn ; (B-7) trong đó: Etn đợc xác định theo (B-5) hoặc (II – 6) và hệ số K n =1,3. Hệ số này để xét đến việc thí nghiệm ë trong phßng trªn c¸c mÉu nhá thêng cho kÕt qu¶ nhá h¬n so víi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm b»ng c¸c tÊm Ðp lín t¹i hiÖn trêng. B.5.2. Trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm của đất nền cũng có thể đợc xác định theo phơng pháp ép lún có hạn chế nở hông bằng máy nén đòn bẩy, nhất là trong trờng hợp đất kém dính, không đúc đợc mẫu để ép theo c¸ch në h«ng tù do nh trªn. Theo phơng pháp này mẫu đợc chế bị và khi thí nghiệm vẫn đợc đặt trong khuôn hình trụ có đờng kính không nhỏ hơn 4 lần và chiều cao không nhỏ hơn 3 lần so với đờng kính tấm ép. Đờng kính tấm ép nên dïng lµ 4-5 cm, do vËy còng thêng dïng khu«n 15x15 hoÆc 15x20cm. Yªu cÇu vÒ viÖc chuÈn bÞ mÉu giống nh nêu ở B.5.1. Khối lợng đất và nớc trộn với tỷ lệ đợc tính toán trớc và sau khi trộn đều chia làm 34 lần để đổ vào khuôn; mỗi lần đều dùng chùy sắt đầm chặt đến vạch dự tính trớc để đạt độ chặt tính toán. Nên tạo mẫu cao hơn mặt khuôn độ 2cm sau đó dùng dây thép con cắt bằng mặt khuôn để đặt tấm ép khi thÝ nghiÖm. Do vËy ph¶i dïng khu«n cã l¾p ®o¹n khu«n mò. Khi thí nghiệm, lắp đặt mẫu và các đồng hồ đo chuyển vị nh sơ đồ ở Hình B-1 (máy nén kiểu đòn bẩy). Tải trọng đợc chuyển qua tấm ép đặt ở trung tâm mẫu và chất tải trọng theo từng cấp (3-4 cấp) cho đến cấp lớn nhất là p=0,20 0,2,5 MPa. Cứ mỗi cấp, đợi cho biến dạng không quá 0,01mm/phút, lại dỡ tải và cũng đợi cho biến dạng hồi phục ổn định (với tốc độ trên) thì đọc trị số ở đồng hồ đo chuyển vị để xác định biến dạng hồi phục sau mỗi cấp. Trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm Etn của mỗi mẫu đợc xác định theo công thức sau: Hình B-1: Sơ đồ lắp đặt tấm ép vµ thiªn ph©n kÕ 1. §ång hå ®o chuyÓn vÞ; 2. TÊm ép; 3. Khuôn có mẫu đất. Etn =. π p . D(1 − μ) (Mpa ) 4 l. (B-8). trong đó: l là biến dạng hồi phục đo đợc tơng ứng với áp lực tính to¸n MPa (p=0,20 0,2,5 MPa); D là đờng kính tấm ép; là hệ số Poisson, với đất =0,35. TrÞ sè Etn sö dông còng ph¶i lµ kÕt qu¶ trung b×nh cña 3 mÉu nh trêng hîp thÝ nghiÖm nÐn 1 trôc në h«ng tù do nªu trªn. Sau khi có Etn, lại sử dụng công thức B-6 và B-7 để xác định trị số mô đun đàn hồi tính toán của nền đất nh víi trêng hîp nÕu mét trôc në h«ng tù do nªu trªn. B.6. Xác định các đặc trng sức chống cắt của nền đất (theo mục 3.5.5) Trị số lực dính c và góc ma sát của nền đất đợc xác định bằng thí nghiệm cắt nhanh không thoát nớc với các mẫu đất hình trụ tròn đợc chế bị ở trạng thái ẩm và chặt bất lợi nhất với diện tích mẫu khoảng 40 cm2 (đờng kính không nhỏ hơn 70mm) và cao 30-35mm. Yêu cầu đối với thí nghiệm cắt có thể tham khảo quy trình thí nghiệm cơ học đất thông thờng (kể cả yêu cầu về số mẫu và cách xử lý số liệu thí nghiệm)..

(53) PHụ LụC C : Xác định các đặc trng tính toán của vật liệu làm các lớp kết cấu áo đờng C.1. Các đặc trng tính toán của bê tông nhựa và hỗn hợp đá nhựa Trị số của các đặc trng này phải đợc xác định tùy thuộc trờng hợp tính theo tiêu chuẩn cờng độ khác nhau tơng ứng với nhiệt độ tính toán khác nhau nh đề cập ở mục 3.1.5. ở Bảng C-1 là các trị số trung bình (tham khảo) đợc sử dụng theo chỉ dẫn ở các mục 3.4.7, 3.5.5 và 3.5.4. Bảng C-1: Các đặc trng tính toán của bê tông nhựa và hỗn hợp đá nhựa Mô đun đàn hồi E (MPa) ở nhiệt độ Cờng độ chÞu kÐo uèn Lo¹i vËt liÖu Rku (Mpa) 10 – 15oC 30oC 60oC (1). (2). (3). (4). (5). 1800 - 2200 420 300 1. Bê tông nhựa chặt (đá dăm 50%) 2,4 2,8 1600 - 2000 350 250 2. Bê tông nhựa chặt (đá dăm 35%) 1,6 2,0 1200 - 1600 280 200 3. Bê tông nhựa chặt (đá dăm 20%) 1,2 1,6 1200 - 1600 320 250 4. Bª t«ng nhùa rçng 1,2 1,6 225 190 5. Bª t«ng nhùa c¸t 800 - 1000 350 6. Đá dăm đen nhựa đặc chêm chèn 1,1 1,3 400 - 600 280 - 320 7. ThÊm nhËp nhùa 400 - 500 220 - 250 8. §¸, sái trén nhùa láng Ghi chó B¶ng C-1 1. Các loại bê tông nhựa cho trong bảng đều tơng ứng với trờng hợp sử dụng nhựa đặc có độ kim lún  90; trị số lớn ở cột 2 tơng ứng với nhiệt độ tính toán là 10oC áp dụng cho trờng hợp tầng mặt chỉ có một lớp bê tông nhựa dày từ 7cm trở xuống, còn trị số nhỏ ở cột 2 tơng ứng với nhiệt độ 15oC áp dụng cho tầng mặt có bề dày tổng cộng lớn hơn 7cm. Nếu dùng nhựa có độ kim lún  90 còng sö dông trÞ sè nhá. 2. ë cét 5, trÞ sè lín dïng cho bª t«ng nhùa lo¹i I, trÞ sè nhá dông cho bª t«ng nhùa lo¹i II; 3. ở cột 3, trị số lớn dùng cho hỗn hợp sử dụng nhựa đặc có độ kim lún  90; các trờng hợp khác dïng trÞ sè nhá. Về phơng pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu này ở trong phòng xem ở mục C.3..

(54) C.2. Các đặc trng tính toán của các loại vật liệu khác ở trong Bảng C-2 là các trị số trung bình (tham khảo) đợc sử dụng theo chỉ dẫn ở các mục 3.4.7, 3.5.5 và 3.6.4 . Bảng C-2: Các đặc trng tính toán của các vật liệu làm mặt đờng (tham khảo). Lo¹i vËt liÖu §¸ d¨m, sái cuéi cã mÆt vì gia cè xi m¨ng: - Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngµy  4MPa - Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngµy  2MPa §Êt cã thµnh phÇn tèt nhÊt gia cè xi m¨ng hoÆc v«i 8 -10% C¸t vµ ¸ c¸t gia cè xi m¨ng: - Cờng độ chịu nén 28 ngày tuæi < 2 Mpa - Cờng độ chịu nén 28 ngày tuæi  2 Mpa - Cờng độ chịu nén 28 ngày tuæi >3 Mpa ¸ sÐt gia cè xi m¨ng hoÆc v«i 8 – 10% - §¸ d¨m níc - Cấp phối đá dăm loại I - Cấp phối đá dăm loại II - CÊp phèi thiªn nhiªn. Mô đun đàn håi E, (Mpa). Cờng độ kÐo uèn Ru (Mpa). 600 – 800. 0,8 – 0,9. 400 – 500. 0,5 – 0,6. 300-400. 0,25-0,35. 180. 0,15-0,25. 280. 0,4-0,5. 350. 0,6-0,7. 200-250 250 – 300 250 – 300 200 - 250 150 - 200. 0,2-0,25. Xỉ lò chất lợng đồng đều cấp phối tốt trộn lẫn đất + cát.. 200- 250. Xỉ lò ( không lẫn đất) có hoạt tÝnh hoÆc ho¹t tÝnh yÕu. 200-300. Gãc ma s¸t . Lùc dÝnh C (Mpa). Ghi chó - Theo 22 TCN 245 cờng độ chịu nÐn cµng cao th× lÊy trÞ sè lín. - Cờng độ chịu nÐn cµng cao th× lÊy trÞ sè lín - Cờng độ chịu nÐn cña c¸t gia cè theo 22 TCN 246 - 98. Độ cứng của đá cµng cao th× lÊy trÞ sè lín 40. 0,02-0,05. CÊp phèi ph¶i phï hợp quy định ở 22 TCN 304 - 03. Loại A đợc lấy trị sè cao nhÊt cho đến loại E lấy trị sè nhá nhÊt. Cì h¹t lín nhÊt cµng lín th× lÊy trÞ sè lín h¬n XØ ho¹t tÝnh cao lÊy trÞ sè lín. C.3. Thí nghiệm trong phòng để xác định các đặc trng tính toán của vật liệu có sử dụng chất liên kÕt C.3.1. Xác định mô đun đàn hồi của các vật liệu gia cố chất liên kết (bao gồm cả bê tông nhựa) đ ợc thực hiện bằng cách ép các mẫu trụ tròn trong điều kiện cho nở hông tự do (nén 1 trục, mẫu không đặt trong khuôn, bản ép bằng đờng kính mẫu). Lúc này, trị số mô đun đàn hồi của vật liệu đợc tính theo trị số biến dạng đàn hồi L đo đợc khi thí nghiệm ép, tơng ứng với tải trọng p (Mpa) với công thức sau: E=. pH L. ;. (MPa). (C-1). trong đó:. p=. 4P πD 2. D là đờng kính mẫu (đờng kính bàn ép) và H là chiều cao mẫu. P là lực tác dụng lên bàn ép – kN. Khi thí nghiệm thờng lấy p = 0,5 Mpa (tơng đơng với áp lực làm việc của vật liệu áo đờng). Còn đờng kính mẫu thì chọn tùy cỡ hạt lớn nhất có trong vật liệu d max (D  4dmax); Chiều cao mẫu có thể bằng hai hoặc bằng đờng kính mẫu. Thờng mẫu có kích thớc nh sau: - Víi bª t«ng nhùa D =10 cm, H =10 cm (sai sè ± 0,2 cm); - Với đá sỏi gia cố D = 10 cm, H = 10 cm (sai số ± 0,2 cm); - Với đất, cát gia cố D = 5cm, H = 5 cm (sai số ± 0,1 cm)..

(55) Các mẫu phải đợc chế bị đúng với thực tế thi công về tỷ lệ các thành phần, về độ chặt, độ ẩm hoặc khoan lấy mẫu vật liệu vừa đợc rải và lu lèn nh thực tế hiện trờng. Thờng với mẫu đất gia cố chất liên kết vô cơ đợc chế bị ở độ chặt lớn nhất và độ ẩm tốt nhất, còn mẫu bê tông nhựa thuờng chế bị với áp lực khoảng 30 Mpa vµ duy tr× ¸p lùc nµy trong 3 phót. MÉu vËt liÖu gia cè chÊt liªn kÕt v« c¬ ph¶i ñ m¹t c a Èm hµng ngày có tới nớc bảo dỡng cho đến truớc thí nghiệm (28 và 90 ngày), trớc khi ép phải bão hoà mẫu bằng c¸ch ng©m ch×m mÉu trong níc 1-2 ngµy hoÆc dïng m¸y hót ch©n kh«ng. Cã thÓ dïng c¸c t¬ng quan thùc nghiệm tích luỹ đợc để suy từ trị số 28 ngày ra 90 ngày nhng vẫn phải lu mẫu kiểm tra lại. Mẫu bê tông nhựa và vật liệu gia cố chất liên kết hữu cơ phải đợc bảo dỡng ở nhiệt độ trong phòng ít nhất 16 giờ và trớc khi thí nghiệm ép phải giữ ở nhiệt độ tính toán (quy định ở mục 3.1.4) trong 2,5 giờ để đảm bảo toàn khối đạt đến nhiệt độ đó (giữ trong tủ nhiệt hoặc ngâm trong nớc có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tính toán vài độ). Mẫu đem ép với chế độ gia tải 1 lần. Giữ áp lực p trên mẫu cho đến khi biến dạng lún ổn định, cụ thể đ ợc xem là ổn định khi tốc độ biến dạng chỉ còn 0,01mm/phút (trong 5 phút). Sau đó dỡ tải ra và đợi biến dạng phục hồi cũng đạt đợc ổn định nh trên thì mới đọc thiên phân kế để xác định trị số biến dạng đàn hồi L. Đối với vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ thì trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm tính đợc theo (B-1) phải gi¶m nhá vµi lÇn (2-3 lÇn) v× trªn thùc tÕ c¸c vËt liÖu nµy lu«n ph¸t sinh khe nøt lµm gi¶m h¼n kh¶ n¨ng phân bố tải trọng của chúng và cũng vì chất lợng thi công không thể đảm bảo nh lúc chế bị mẫu. Do vậy nếu không có kinh nghiệm thử thách nhiều năm trên những kết cấu áo đờng thực tế thì không dùng trị số mô đun đàn hồi thí nghiệm đợc cao hơn trị số Bảng C-2, nếu trị số thí nghiệm nhỏ hơn thì phải dùng trị số nhá h¬n. Khi ép thử, đối với vât liệu gia cố chất liên kết hữu cơ thì nên dùng loại máy nén thủy lực có tốc độ gia tải nhanh (tạo tốc độ từ 50mm/phút trở lên để nhiệt độ mẫu không bị giảm khi gia tải) còn đối với vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ thì có thể dùng bất cứ loại máy nén nào, kể cả máy nén kiểu đòn bẩy với tốc độ 3mm/phót. Thö nghiÖm ph¶i lµm víi tæ mÉu tõ 3-6 mÉu (gia cè nhùa vµ bª t«ng nªn lµm 6 mÉu). C.3.2. Xác định cờng độ chịu kéo - uốn của vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ và hữu cơ (kể cả bê tông nhựa) đợc thực hiện với những mẫu kiểu dầm với kích thớc không nhỏ hơn 4x4x16 cm (chẳng hạn nh có thể dùng mẫu dài 25cm, rộng 30cm và cao 35cm với khoảng cách đặt gối 20cm). Chế bị mẫu trong các khu«n cã bÒ dµy h¬n 20mm. Yªu cÇu vÒ chÕ bÞ vµ b¶o dìng víi c¸c lo¹i vËt liÖu kh¸c nhau còng gièng nh đối với mẫu để thí nghiệm mô đun đàn hồi nêu ở mục C.3.1 (khuôn để đúc mẫu bê tông nhựa cũng phải sấy nóng đến nhiệt trộn hỗn hợp). Mẫu phải chế bị với độ chính xác về mọi kích thớc là ± 2 mm, nếu không bảo đảm độ chính xác này thì phải loại bỏ và trớc khi thí nghiệm phải đo lại kích thớc mẫu bằng thớc kẹp chính xác đến 0,1mm. Thí nghiệm uốn mẫu bằng cách đặt mẫu trên 2 gối tựa nhau 14 cm (1 gối cố định, 1 gối di động) và cự ly giữa hai gối phải bảo đảm sai số dới ±0,5mm. Phần gối tiếp xúc với mẫu có dạng mặt trụ với bán kính 5mm. Chất tải ở giữa mẫu trên khắp bề ngang mẫu thông qua tấm đệm thép có dạng mặt trụ bán kính 10 mm hoặc có dạng mặt phẳng dày 8 mm. Khi gia tải phải theo dõi độ võng của đầm bằng các chuyển vị kế đặt ngợc ở dới lên tại đáy giữa và ở 2 gối (để sau loại trừ đợc biến dạng cục bộ của vật liệu tại gối). Tốc độ gia tải trên máy nén là 2 – 4 mm/phút với đất, đá gia cố chất liên kết vô cơ và 100- 200 mm/phút với bê tông nhựa cho đến phá hoại. Riêng với bê tông nhựa và vật liệu gia cố chất liên kết hữu cơ thì toàn bộ thời gian kể tới lúc lấy mẫu ra khỏi tủ nhiệt (ở 10 oC hoặc 15oC) để đem thí nghiệm đến khi thí nghiệm xong không đợc quá 45 giây. Cờng độ chịu kéo – uốn giới hạn Rku của vật liệu đợc xác định theo công thức:. Rku=. 3.P. L 2 2b . h. (C-2). trong đó: P là tải trọng phá hoại mẫu; L là khoảng cách giữa hai gối tựa; b, h là chiều rộng và chiều cao mÉu. Cờng độ chịu kéo uốn cũng có thể đợc xác định gần đúng bằng phơng pháp ép chẻ theo 22 TCN 73 - 84 trên các mẫu trụ tròn đờng kính d và chiều cao h: Với các loại vật liệu gia cố vô cơ có thể đúc các mẫu theo chỉ dẫn ở các tiêu chuẩn ngành 22 TCN 246 - 98 vµ 22 TCN 245 - 98 hoÆc nÕu cì vËt liÖu h¹t lín nhÊt b»ng 5mm th× cã thÓ dïng mÉu d=5cm vµ h=5cm; Víi bª t«ng nhùa vµ hçn hîp gia cè nhùa cã thÓ dïng mÉu Marshall tiªu chuÈn d=101,6 mm ± 0,25mm, h=63,5mm ± 1,3mm. MÉu còng ® îc chÕ bÞ vµ b¶o dìng víi c¸c yªu cÇu nh víi mÉu kÐo uốn rồi ép với tốc độ gia tải nh mẫu kéo uốn kiểu dầm. Theo cách này, cờng độ kéo uốn giới hạn đợc tÝnh theo biÓu thøc sau: Rku = Kn.Rc (C-3) trong đó: Kn hệ số quan hệ thực nghiệm giữa 2 loại cờng độ: nếu không có số liệu kinh nghiệm tích lũy đợc thì tạm sö dông Kn=1,6 2,0 đối với vật liệu gia cố vô cơ và K n = 2 với vật liệu có liên kết hữu cơ (cỡ hạt vật liÖu cµng lín th× hÖ sè Kn cµng nhá). Rc là cờng độ ép chẻ đợc xác định theo công thức: Rc = K. (MPa) (C-4) Víi P lµ t¶i träng Ðp chÎ khi mÉu bÞ nøt t¸ch; d, h- §êng kÝnh vµ chiÒu cao mÉu; K – HÖ sè, lÊy b»ng 1,0 đối với vật liệu có chất liên kết hữu cơ, bằng 2/đối với vật liệu có chất liên kết vô cơ. C.3.3. Xác định lực dính c và hệ số góc ma sát của vật liệu đợc thí nghiệm ở trong phòng bằng cách cắt phẳng theo một mặt định trớc hoặc bằng thí nghiệm nén 3 trục..

(56) Với vật liệu chứa cỡ hạt lớn nhất nhỏ hơn 40mm thì phải dùng khuôn đờng kính 30cm (nếu có cỡ hạt lớn h¬n 40mm th× cho phÐp thay thÕ b»ng cì h¹t tõ 10-40mm theo khèi lîng cã trong vËt liÖu). Thêng chÕ mẫu trực tiếp trong khuôn này theo những yêu cầu giống nh đối với mẫu kéo–uốn nêu trên. Với thí nghiệm nén 3 trục thờng dùng mẫu tròn chiều cao gấp đôi đờng kính tùy theo cỡ hạt lớn nhất D max (Dmax = 5mm dùng đờng kính d=5cm, Dmax = 25mm dùng đờng kính mẫu d=10cm, Dmax = 40mm dùng đờng kính mÉu d=15cm). Phải tiến hành thí nghiệm ít nhất 3 mẫu có cùng trạng thái về ẩm, nhiệt độ nhng chịu những trị số tải trọng thẳng đứng khác nhau (tải trọng lớn nhất không vợt quá ứng suất có thể xẩy ra trong áo đờng). Dùng máy nén lắp thêm phụ tùng để cắt với tốc độ biến dạng không đổi khoảng 0,1 cm/phút. Khi cắt, theo dõi biến dạng trợt qua các khoảng thời gian đều nhau cho đến tốc độ biến dạng tăng vọt thì đọc áp lực kế để xác định trị số cờng độ chống cắt giới hạn. Có các trị số cờng độ chống cắt giới hạn tơng ứng với các trị số tải trọng thẳng đứng khác nhau, sẽ xác định trị số lực dính c và góc ma sát theo phơng trình Coulomb: c + p.tgMPa) (C-5) trong đó: là sức chống cắt giới hạn; p: áp lực thẳng đứng khi thí nghiệm cắt, MPa.. C.4. Thử nghiệm trong phòng để xác định trị số mô đun đàn hồi của vật liệu hạt không sử dụng. chất liên kết (cấp phối đá dăm, cấp phối thiên nhiên...) Để xác định có thể áp dụng phơng pháp ép lún có hạn chế nở hông nh đối với đất nền theo mục B.5.2 Phụ lục B với tấm ép cứng có đờng kính 5 cm và khuôn tròn có đờng kính và chiều cao 15 20cm (cã thÓ lîi dụng dụng cụ làm thí nghiệm xác định CBR). Khi áp dụng phơng pháp này để xác định mô đun đàn hồi cña vËt liÖu h¹t cÇn chó ý c¸c ®iÓm sau: Có thể tham khảo quy trình “Đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm” 22 TCN 333 - 06 (kể cả khi vật liệu hạt có chiếm hạt quá cỡ) và quy trình “Xác định chỉ số CBR của đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm” 22 TCN 332 - 06 để chế bị mẫu ép thử đạt độ ẩm, độ chặt nh thực tế sẽ thi công. Qu¸ tr×nh thö nghiÖm thùc hiÖn gia t¶i tõng cÊp nh nªu ë II.5.2 nhng cÊp lín nhÊt lµ p=0,5-0,6 MPa. Tính toán kết quả vẫn theo biểu thức B-8 và dùng ngay trị số tính theo B-8 làm trị số mô đun đàn hồi tính toán của vật liệu loại này (không nhân hệ số Kn=1,30 ở biểu thức B-7 nh đối với đất nền).. PHô LôC D : PH¦¥NG PH¸P THö NGHIÖM X¸C §ÞNH M¤ §UN §µN HåI CñA §ÊT Vµ VËT LIÖU ¸O §êng t¹i hiÖn trêng hoÆc t¹i m¸ng thÝ nghiÖm. D.1. Xác định bằng thí nghiệm đo ép trên tấm ép lớn 1. Trong trờng hợp này mô đun đàn hồi của đất hoặc vật liệu đợc xác định theo công thức: 2. π p . D(1 − μ ) E= ;(MPa) 4 l. (D-1). trong đó: l là biến dạng hồi phục đo đợc khi thực nghiệm tơng ứng với cấp tải trọng p. Khi thực nghiÖm thêng dïng p=0,5 0,6 MPa đối với trờng hợp đo ép trên mặt các lớp vật liệu và 0,20 0,25 MPa trên mặt đất nền. D là đờng kính tấm ép, trong điều kiện hiện nay cho phép dùng tấm ép cứng đờng kính từ 30-40cm đối với cả đất và vật liệu (nếu có điều kiện nên dùng tấm ép đờng kính 76cm). là hệ số Poisson, đợc lấy bằng 0,35 đối với đất nền; 0,25 đối với vật liệu và 0,30 đối với cả kết cấu áo đờng. 2. Thời gian đo ép tiến hành thực nghiệm tại hiện trờng phải là lúc kết cấu mặt đờng ở vào trạng thái bÊt lîi nhÊt vÒ Èm vµ nhiÖt nh nªu ë môc 3.1.5. KÕt qu¶ ®o Ðp ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c trong n¨m chØ có giá trị tham khảo; trong trờng hợp này muốn sử dụng đợc kết quả đó thì cần kết hợp với các thí nghiệm trong phòng theo cách hớng dẫn ở Phụ lục B và Phụ lục C bằng các mẫu chế bị đúng với trạng thái ẩm nhiệt bất lợi hoặc áp dụng hệ số quy đổi về mùa bất lợi theo tiêu chuẩn ngành 22 TCN 251-98..

(57) 3. Trong trêng hîp sö dông m¸ng thÝ nghiÖm th× cã thÓ t¹o nªn kÕt cÊu thÝ nghiÖm gièng hÖt kÕt cÊu thực tế về vật liệu về bề dày tầng lớp và về công nghệ thi công nhng đồng thời lại có thể tạo đợc nền đất và các lớp vật liệu có trạng thái ẩm nhiệt bất lợi nhất. Trong máng thí nghiệm cũng có thể cấu tạo cả kết cấu áo đờng hoàn chỉnh (gồm đất nền và đủ các lớp vật liệu) hoặc cũng có thể cấu tạo riêng nền đất, riêng từng vật liệu nếu muốn thực nghiệm xác định mô đun đàn hồi của riêng chúng. Yêu cầu chính là phải bảo đảm đồng nhất về cấu tạo trong mỗi lớp. Trong mọi trờng hợp, máng thí nghiệm tối thiểu phải bảo đảm kích thớc mặt bằng và chiều sâu bằng 4 lần đờng kính D của tấm ép. 4. Trên các kết cấu áo đờng cũ hiện đang khai thác hoặc trên máng thí nghiệm có cấu tạo kết cấu nền áo đờng hoàn chỉnh thì trình tự đo ép thực nghiệm đợc tiến hành nh sau: - Đo ép trên mặt áo đờng để xác định biến dạng hồi phục 1 của cả kết cấu nền áo đờng, từ đó xác định mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu theo công thức D-1. - Tiếp tục đo mô đun đàn hồi tơng ứng ở trên mặt mỗi lớp vật liệu áo đờng khác nhau bằng cách đào bóc dần từng lớp để đo chiều dày mỗi lớp và đo ép trên mặt các lớp từ trên xuống dới. Phải đào bóc một mặt bằng có kích thớc không đợc nhỏ hơn 3 lần đờng kính tấm ép ngay tại vị trí đặt tấm ép lớn trên. Cứ nh vậy cho đến cuối cùng là ép trên mặt nền đất. - Từ trên xuống dới, áp lực đo ép lớn nhất p có thể giảm dần từ 0,50 MPa đối với khi ép trên mặt áo đờng cho đến 0,02- 0,025 MPa khi ép trên mặt nền đất. - Biết chiều dày lớp, biết trị số mô đun đàn hồi tơng đơng trên mặt áo đờng và trên mặt mỗi tầng lớp vật liệu thì có thể áp dụng toán đồ 3.3.1 để tính ngợc ra trị số mô đun đàn hồi của mỗi lớp vật liệu: còn mô đun đàn hồi của nền đất thì đợc xác định trực tiếp theo công thức D-1. 5. Các thao tác đo ép thực nghiệm ở trên mặt mỗi lớp đợc thực hiện nh sau: Tại chỗ đặt tấm ép phải tạo sửa bề mặt cho thật bằng phẳng để tấm ép có thể tiếp xúc tốt với đất hoặc vật liệu (có thể xoa 1 lớp cát mỏng 1-2 mm, loại cát cho lọt qua lỗ sàng đờng kính 0,5 mm). Sau đó bố trí kích và các thiết bị đo ép nh sơ đồ Hình D-1.. Hình D-1: Sơ đồ lắp đặt thiết bị đo ép tại hiÖn trêng hoÆc m¸ng thÝ nghiÖm. Kích 4 đợc đặt dới khung xe tải 2 (hoặc dầm của khung giá ép trên máng thí nghiệm) để truyền tải xuống tấm ép 6. Chuyển vị thẳng đứng đo bằng cần đo độ võng Benkelman 1 mà mũi do đợc đặt chính ở giữa bàn ép (trong trờng hợp này kích phải đợc đặt trên 1 giá truyền tải có 3 trụ đứng, giá 5. Tải trọng trên tấm ép đợc đo bằng áp lực kế 3. Cũng có thể đo chuyển vị thẳng đứng b»ng m¸y thñy b×nh chÝnh x¸c Ni : 004 hoÆc b»ng 2 chuyển vị kế đặt ở 2 bên gần mép tấm ép (đặt đối xứng); trong trờng hợp này các chuyển vị kế phải đợc l¾p trªn 1 dÇm cøng cã 2 gèi tùa xuèng nÒn c¸ch xa tÊm Ðp vµ c¸c b¸nh xe mét kho¶ng c¸ch kh«ng nhá h¬n 4D). Tríc khi thö nghiÖm ph¶i chÌn chÆt b¸nh tríc cña « t« vµ trong suèt thêi gian thö nghiÖm ph¶i khãa chÆt nhÝp « t«. -. Sau khi lắp đặt xong thiết bị nh trên, tiến hành gia tải đến tải trọng p lớn nhất và giữ tải trọng đó trong 2 phút rồi dỡ tải chờ đến khi biến dạng hồi phục hết (bớc này là. bíc gia t¶i chuÈn bÞ). -. Bớc vào thử nghiệm chính thức, việc gia tải đợc thực hiện với 3-4 cấp cho đến tải trọng p là cấp cuối cùng, cứ gia tải 1 cấp, đợi biến dạng ổn định (tốc độ biến dạng không quá 0,02 mm/phút) thì lại dỡ tải và đợi biến dạng hồi phục ổn định (tốc độ biến dạng nh trên) thì ghi số dọc ở chuyển vị kế để tính ra trị số biến dạng hồi phục tơng ứng với các tải trọng đó. Sau đó tiếp tục gia tải và dỡ tải cấp tiếp theo.. -. Vẽ biểu đồ quan hệ giữa biến dạng hồi phục và tải trọng; đờng biểu diễn quan hệ này phải là đờng cong đều, không có điểm gẫy gần với đờng thẳng.. -. Tính trị số mô đun đàn hồi theo công thức D-1.. Thờng đo ép thử nghiệm 3 lần trong phạm vi 10-15 m trên đờng hiện có hoặc trong phạm vi 1-2 m trên máng thí nghiệm. Sau đó tính trị số trung bình của các kết quả đo ép 3 lần đó và dùng nó làm trị số mô đun đàn hồi tính toán. (Chênh lệch giữa các lần đo không đợc quá 20%). D.2. Xác định bằng phơng pháp dùng cần đo võng Benkelman 1. Có thể sử dụng phơng pháp này để đo độ võng đàn hồi trực tiếp dới bánh xe trên mặt kết cấu áo đờng và cả trên nền đất để từ đó tính ra trị số mô đun đàn hồi chung của kết cấu nền áo đ ờng và mô đun đàn hồi của nền đất theo đúng các chỉ dẫn ở quy trình 22 TCN 251 - 98 (kể cả về phân đoạn đánh giá, cách đo, cách xử lý số liệu và công thức tính mô đun đàn hồi)..

(58) 2. Phơng pháp này không áp dụng đợc trong các trờng hợp sau: - Lớp mặt là loại vật liệu rời rạc, kém dính kết nh dá dăm nớc, cấp phối đá dăm, ...lớp mặt thấm nhập nhựa hoặc láng nhựa cha hình thành hoàn toàn (đá cha chìm hết vào nhựa); - Đất nền đờng là cát cha có lớp phủ bằng đất dính ở trên.. PHô LôC E : C¸c vÝ dô tÝnh to¸n E.1. Ví dụ I: Thiết kế kết cấu áo đờng có tầng mặt cấp cao A1 E.1.1. Số liệu ban đầu: thiết kế sơ bộ kết cấu áo đờng mềm của phần xe chạy cho một tuyến đờng cấp II đồng bằng 4 làn xe, có dải phân cách giữa và có dải phân cách bên tách riêng làn dành cho xe đạp và xe th« s¬. Theo kÕt qu¶ ®iÒu tra dù b¸o t¹i n¨m cuèi cña thêi h¹n thiÕt kÕ 15 n¨m nh ë B¶ng E-1 víi quy luËt t¨ng trëng xe trung b×nh n¨m q = 6% n¨m. B¶ng E-1: Dù b¸o thµnh phÇn xe ë n¨m cuèi thêi h¹n thiÕt kÕ Lo¹i xe Träng lîng trôc Pi (kN) Sè Sè b¸nh cña Kho¶ng Lîng xe 2 trôc mçi côm b¸nh c¸ch gi÷a chiÒu ni Trôc tríc Trôc sau sau ë trôc sau c¸c trôc sau (xe/ngµy (m) đêm) 1/ Xe con c¸c lo¹i 1800 2/Xe buýt c¸c lo¹i Lo¹i nhá 26,4 45,2 1 Cụm bánh đôi 500 Lo¹i lín 56,0 95,8 1 Cụm bánh đôi 50 3/ Xe t¶i c¸c lo¹i NhÑ 18,0 56,0 1 Cụm bánh đôi 1800 Võa 25,8 69,6 1 Cụm bánh đôi 1250 NÆng 48,2 100,0 1 Cụm bánh đôi 600 NÆng 45,2 94,2 2 Cụm bánh đôi 1,40 200 E.1.2. Tr×nh tù tÝnh to¸n thiÕt kÕ: 1. Tính số trục xe tính toán trên một làn xe của phần xe chạy sau khi quy đổi về trục trên chuẩn 100 kN Theo cách quy đổi ở phần A.1.2 (Phụ lục A) sẽ xác định đợc số trục xe tiêu chuẩn 100 kN cho cả 2 chiều trong một ngày đêm ở năm cuối của thời hạn thiết kế (năm cuối của thời kỳ khai thác N tk=1637 trục/ngày đêm. 2 chiều) 2. TÝnh sè trôc xe tÝnh to¸n tiªu chuÈn trªn 1 lµn xe N tt Ntt = Ntk.fL Vì đờng thiết kế có 4 làn xe và có dải phân cách giữa nên theo 3.3.2 f L= 0,35 Vậy Ntt = 1637 x 0,35 = 573 (trục/làn.ngày đêm) 3. TÝnh sè trôc xe tiªu chuÈn tÝch lòy trong thêi h¹n tÝnh to¸n 15 n¨m Theo biểu thức (A-3) ở Phụ lục A tính đợc:.

(59) ¿ ¿ 14 1+0,06 ¿ ¿ 0,06 ¿ ¿ N e =¿. (trôc). 4. Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đờng -. Chọn móng trên bằng đá dăm gia cố xi măng có cờng độ chịu nén theo 22 TCN 245 bằng 4Mpa và móng dới bằng cấp phối đá dăm loại I theo 22 TCN 334 - 06;. -. TÇng mÆt b»ng 2 líp bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I, tæng bÒ dµy tèi thiÓu cña tÇng mÆt nµy ph¶i tu©n thñ quy định ở mục 2.2.9: Nếu theo tổng số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm trên 1 làn xe Ne=2,16.106 th× tæng bÒ dµy tèi thiÓu 2 líp bª t«ng nhùa ph¶i lµ 10 cm (B¶ng 2.2 môc 2.2.9) vµ v× chúng đợc đặt trên lớp móng nửa cứng nên tối thiểu phải là 12-18 cm nhng không nhỏ hơn bề dày lớp mãng nöa cøng;. -. Các đặc trng tính toán của nền đất và các lớp vật liệu xác định theo chỉ dẫn ở các mục 3.4.6, 3.5.5, 3.4.7 và 3.6.4 đợc tập hợp ở Bảng E-2 cùng với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đ ợc quy định ở mục 2.4.2 vÒ bÒ dµy tèi thiÓu mçi líp kÕt cÊu. Bảng E-2: Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và các đặc trng tính toán của mỗi lớp kết cấu E (Mpa) BÒ dµy Rku C Líp kÕt cÊu (tõ díi lªn) líp (độ) TÝnh vÒ TÝnh TÝnh vÒ (Mpa) (MPa) (cm) độ võng về trợt kéo uốn Đất nền á sét ở độ ẩm t42 0,032 24 ơng đối tính toán 0,6 -. Cấp phối đá dăm loại II. 18. 250. 250. 250. -. Cấp phối đá dăm loại I. 17. 300. 300. 300. -. §¸ d¨m gia cè xi m¨ng. 14. 600. 600. 600. 0,8. -. Bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I (líp díi). 8. 350. 250. 1600. 2,0. -. Bª t«ng nhùa chÆt lo¹i I (líp trªn). 6. 420. 300. 1800. 2,8. 5. Tính toán kiểm tra cờng độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi a/ Việc đổi tầng 2 lớp một từ dới lên đợc thực hiện theo biểu thức (3.5):. 1+k . t 1 /3 Etb '=E 1 1+ k. [. 3. ]. Với k= và t = ; Kết quả tính đổi tầng nh ở Bảng E-3. tb. Bảng E-3: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dới lên để tìm E. Líp kÕt cÊu -. trªn. k=. Htb (cm). Etb’ (Mpa). 18. 250. Cấp phối đá dăm. 300. =1,200. 17. =0,944. 35. 274. §¸ gia cè xi m¨ng. 600. = 2,189. 14. =0,400. 49. 350. Bª t«ng nhùa líp d-. 350. =1,000. 8. =0,163. 57. 350. Bª t«ng nhùa líp. 420. =1,200. 6. =0,105. 63. 356,3. íi -. hi (cm). 250. lo¹i I -. t=. Cấp phối đá dăm lo¹i II. -. Ei (MPa). 18.

(60) b/ Xết đến hệ số điều chỉnh Với = = 1,909 Tra Bảng 3.6 đợc 1,206. Vậy kết cấu nhiều lớp đợc đa về kết cấu 2 lớp với lớp trên dày 63 cm có mô đun đàn hồi trung bình Edc = Etb’=356,3 x 1,206 = 429,6 (Mpa) tb c/ Tính Ech của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 = = 1,909; = = 0,098 Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 đợc = 0,495; Vậy Ech= 429,6 x 0,495 = 212,6 Mpa d/ NghiÖm l¹i ®iÒu kiÖn (3-4) theo môc 3.4.1; ph¶i cã: Ech K dv cd . E yc Vì số trục xe tính toán trong 1 ngày đêm trên 1 làn xe là 574 trục/ làn.ngày đêm nên tra Bảng 3-4 (nội suy giữa Ntt= 500 và Ntt= 1000) tìm đợc Eyc =180 Mpa (lớn hơn Eyc tối thiểu với đờng cấp II theo Bảng 3-5 là 157 MPa) do vậy lấy Eyc = 180 MPa để kiểm toán. Đờng cấp II, 4 làn xe nên theo Bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0,95, do vậy, theo Bảng 3-2 xác định đợc K dv =1,17 vµ K dv .Eyc=1,17 x 180 = 210,6 MPa cd cd KÕt qu¶ nghiÖm to¸n: Ech= 212,6 > K dv = 210,6 MPa cd . E yc Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cờng độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phÐp. 6. Tính kiểm tra cờng độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt trong nền đất a/ TÝnh Etb cña c¶ 5 líp kÕt cÊu: Việc đổi tầng về hệ 2 lớp đợc thực hiện nh ở Bảng E-4 Bảng E-4: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dới lên để tìm Etb’ Ei t= hi (cm) k= Htb (cm) Etb’ Líp kÕt cÊu (MPa) (Mpa) -. Cấp phối đá dăm. 250. Cấp phối đá dăm. 300. lo¹i II lo¹i I -. §¸ gia cè xi m¨ng. -. 600. Bª t«ng nhùa líp. 250. Bª t«ng nhùa líp d-. 300. trªn íi. 18 =1,200. 17. 18. 250. =0,944. 35. 274. =2,189. 14. =0,400. 49. 350. =0,714. 8. =0,163. 57. 334,6. 6. =0,105. 63. 331,2. 300 =0, 334,6 897. Ghi chú Bảng E-4: trừ 2 số có thể hiện phép tính, các số khác đều giống nh ở Bảng E-3. Xét đến hệ số điều chỉnh (=) tơng tự nh tính ở điểm 5 nêu trên. Do vËy : Etb= 1,206 x 331,2 = 399,4 MPa b/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong nền đất T ax: = =1,909; = = = 9,51; Theo biểu đồ Hình 3-3, với góc nội ma sát của đất nền =24o ta tra đợc. T ax = 0,0113. V× ¸p lùc trªn p. mặt đờng của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p = 6 daN/cm2 = 0,6 MPa Tax= 0,0113 x 0,6 = 0,0068 MPa c/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lợng bản thân các lớp kết cấu áo đờng gây ra trong nền đất Tav: Tra toán đồ Hình 3-4 ta đợc av= -0,002 MPa d/ Xác định trị số Ctt theo (3-8): Ctt= C. k1.k2.k3 Theo B¶ng E-2: C = 0,032 MPa Theo mục 3.5.4 có k1 = 0,6; k2 = 0,8 vì số trục xe tính toán ở đây là 574 trục/làn.ngày đêm < 1000 trục, và k3 = 1,5 (đất nền là á sét) VËy Ctt = 0,032 x 0,6 x 0,8 x 1,5 = 0,023 MPa e/ Kiểm toán lại điều kiện tính toán cờng độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt trong nền đất (biểu thức 3.7):.

(61) tr Với đờng cấp II, độ tin cậy yêu cầu ở Bảng 3-3 bằng 0,95 do vậy theo Bảng 3-7 k cd =1,0 vµ víi c¸c trÞ số ax và av tính đợc ở trên ta có: ax + av =0,0068 – 0,002 = 0,0048 MPa ==0,023 MPa Kết quả kiểm toán cho thấy 0,0048 < 0,023 nên điều kiện (3.7) đợc bảo đảm 7. Tính kiểm tra cờng độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp bê tông nhựa và đá gia cè xi m¨ng a/ Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức (3-10): §èi víi bª t«ng nhùa líp díi: h1=14 cm; E1 ===1686 MPa Trị số Etb’ của 3 lớp móng cấp phối đá dăm II, cấp phối đá dăm I và đá gia cố xi măng là E tb’ = 350 MPa (theo kết quả đã tính ở Bảng V -3) với bề dày 3 lớp này là H’= 18+17+14 = 49 cm trị số này còn phải xét đến hệ số điều chỉnh  theo (3-7): với ==1,485 tra Bảng 3- 6 đợc Vậy theo (3.7), Edc =1,1755 . 350 = 411,4 MPa tb Với ==0,102, tra toán đồ Hình 3-1 đợc =0,43. Vậy đợc: Ech.m = 411,4 x 0,43 = 176,9 MPa Tìm σ ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp dới bằng cách tra toán đồ Hình 3.5 với: ==0,424 ; ==9,53 Kết quả tra toán đồ đợc σ ku =1,50 và với p = 0,6 MPa theo (3.11) ta có:. σ ku =1,50 x 0,6 x 0,85 = 0,765 MPa §èi víi bª t«ng nhùa líp trªn: h1= 6cm; E1 = 1800 MPa trị số Etb’ của 4 lớp phía dới nó đợc xác định nh ở Bảng E-5: Bảng E-5: Tính đổi tầng 2 lớp một từ dới lên để tính Etb’ Líp kÕt cÊu Ei t= hi (cm) k= (MPa) Cấp phối đá dăm 250 18 lo¹i II Cấp phối đá dăm 300 lo¹i I =1,200 17 =0,944 -. §¸ gia cè xi m¨ng. -. Bª t«ng nhùa h¹t. 600. 1600. trung. =2,189. 14. =0,400. =4,571. 8. =0,163. Htb (cm). Etb’ (Mpa). 18. 250. 35. 274. 49. 350. 57. 456,3. Xét đến hệ số điều chỉnh ( = = 1,727) ta có dc Etb = 456,3 x 1,146 = 545,8 MPa. áp dụng toán đồ Hình 3-1 để tìm Emch ở đáy lớp bê tông nhựa hạt nhỏ: Víi = = 1,727 vµ = = 0,077 Tra toán đồ Hình 3-1 ta đợc = 0,41. Vậy có Emch =0,41 x 545,8 = 223,8 MPa T×m. σ ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bẳng cách tra toán đồ Hình 3.5 với. Kết quả tra toán đồ đợc Ta cã:. σ ku. == 0,182; = = 8,043 =1,81 vµ víi p = 0,6 MPa. σ ku =1,81 x 0,6 x 0,85 = 0,923 MPa b/ Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức (3.9): Xác định cờng độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa theo (3-12) K1 =. 11,11 11,11 = 0,22 = 0,449 0,22 Ne [2,16 . 106 ]. Theo môc 3.6.3 trong trêng hîp nµy lÊy k2=1,0; Vậy cờng độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa lớp dới là:.

(62) ku Rtt =k 1 . k 2 . R ku = 0,449 x 1,0 x 2,0 = 0,898 MPa. Vµ cña líp BTN líp trªn lµ: = 0,449 x 1,0 x 2,8 = 1,251 MPa Rku tt =k 1 . k 2 . R ku -. KiÓm to¸n ®iÒu kiÖn theo biÓu thøc (3.9) víi hÖ sè đờng cấp II ứng với độ tin cậy 0,95. Víi líp bª t«ng nhùa líp díi. σ ku = 0,765 MPa < -. ku K dc =1,0 lÊy theo B¶ng 3-7 cho trêng hîp. 0,898 =0,898 MPa 1. Víi líp bª t«ng nhùa h¹t nhá. σ ku = 0,923 MPa <. 1,251 =1,251 MPa 1. Vậy kết cấu thiết kế dự kiến đạt đợc điều kiện (3.9) đối với cả hai lớp bê tông nhựa. c/ Kiểm toán theo điều kiện chịu kéo uốn ở đáy lớp móng bằng đá gia cố xi măng. Đổi các lớp phía trên (kể từ mặt lớp đá gia cố xi măng trở lên) về 1 lớp ta có: h1 = 6+8 = 14 cm E1===1686 MPa Tính Emch của các lớp phía dới lớp đá gia cố xi măng: theo kết quả ở Bảng E-5 có E tb’ = 274 và Htb = 35 cm (của 2 lớp cấp phối đá dăm). Xét thêm hệ số điều chØnh (==1,061) ta cã =274 x 1,114 = 305,25 MPa Edc tb Tra toán đồ 3-1 để tìm. m Ech víi. = = 1,061 vµ = = 0,138 Tra toán đồ Hình 3-1 ta đợc =0,38. Vậy có m Ech =0,38 x 305,25 = 116 MPa. T×m. σ ku ở đáy lớp gia cố xi măng bằng cách tra toán đồ Hình 3.6 với ==0,848 ;. E1 1585,71 =2,81 vµ =¿ = 600 E2. E2 =¿ E3. 600 =5,14 116. Kết quả tra toán đồ đợc σ ku =0,38 - Với p = 0,6 MPa, tính ứng suất kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp đá gia cố xi măng theo biểu thức (3.11): σ ku = 0,38.0,6.0,85 = 0,1938 MPa -. KiÓm to¸n theo ®iÒu kiÖn (3-9) víi (®iÒu 3.6.1). ku. Rtt. xác định theo (3-11_ và hệ số cờng độ. ku K cd =1,0. 2 ,16 . 106 ¿0 ,11 ¿ ở đây trong (3-11) theo mục 3.6.3 xác định đợc (công thức 3.13) và k2 = 1; từ đó: ¿ 2 , 86 k 1= ¿ ku Rtt =k 1 . k 2 . R ku = 0,575 x 1,0 x 0,8 = 0,46 MPa ku. Nh vËy. σ ku =0,1938 <. R tt K. ku cd. =. 0 , 46 1,0. = 0,46, kết cấu dự kiến thiết kế bảo đảm đủ cờng độ theo tiêu. chuẩn chịu kéo uốn đối với lớp đá gia cố xi măng 8 . KÕt luËn Các kết quả kiểm toán theo trình tự tính toán nh trên cho thấy kết cấu dự kiến bảo đảm đợc tất cả các điều kiện về cờng độ, do đó có thể chấp nhận nó làm kết cấu thiết kế. E.2. Ví dụ II: Thiết kế kết cấu áo đờng mềm cho đờng cấp IV có hai làn xe, mặt đờng cấp cao A2 E.2.1. Sè liÖu ban ®Çu 1. Sè liÖu ®iÒu tra dù b¸o xe cé Từ số liệu điều tra dự báo, theo cách quy đổi đã chỉ dẫn ở Phụ lục A đã tính đợc số trục xe tính quy đổi về trục 100 kN ở năm cuối của thời kỳ khai thác (năm cuối của thời hạn thiết kế) là 226 trục/ngày đêm/ 2chiÒu..

(63) 2. Đất nền là loại á cát, có độ chặt chỉ đạt độ đầm nén K=0,95 và độ ẩm tơng đối 0,65 (loại II về chịu tác động của các nguồn ẩm). E.2.2. Tr×nh tù tÝnh to¸n thiÕt kÕ 1. TÝnh sè trôc xe tiªu chuÈn tÝnh to¸n trªn mét lµn xe cña phÇn xe ch¹y. Ntt = Ntk.fL Vì đờng thiết kế có 2 làn xe nên theo 3.3.2 trị số fL = 0,55. Do vậy: Ntt = 226 x 0,55=124 trục/ngày đêm.làn. 2. Chän lo¹i tÇng mÆt vµ dù kiÕn cÊu t¹o kÕt cÊu gåm líp mÆt lµ lo¹i l¸ng nhùa 2 líp dµy 2cm (theo 22 TCN 271), lớp móng trên bằng cấp phối đá dăm loại I dày 16cm và tầng móng d ới bằng cấp phối thiên nhiªn lo¹i A theo quy tr×nh 22 TCN 304 - 03 dµy 34cm. Các đặc trng tính toán của nền đất và các lớp vật liệu xác định theo chỉ dẫn ở các mục 3.4.6, 3.5.5, 3.4.7 và 3.6.4 đợc tập hợp ở Bảng E-6 dới đây: Bảng E-6: Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và các đặc trng tính toán của mỗi lớp kết cấu Líp kÕt cÊu (tõ díi lªn) BÒ dµy Mô đun đàn hồi (độ) líp E (Mpa) C (MPa) (cm) Tính về độ TÝnh vÒ vâng trît -. §Êt nÒn ¸ c¸t, a=0,66, k=0,95. 42. 42. 0,018. 26. 0,050. 40. CÊp phèi thiªn nhiªn lo¹i A (22 TCN 304). 34. 200. 200. Cấp phối đá dăm loại I (22 TCN. 16. 300. 300. 334). 3. Kiểm tra cờng độ của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi a/ §æi tÇng 2 líp mét tõ díi lªn theo biÓu thøc (3.5) 3. 1+kt 1/ 3 Etb '=E 1 1+ k. [. Líp kÕt cÊu -. CÊp phèi thiªn. 200. Cấp phối đá dăm. 300. lo¹i I -. và đợc liệt kê ở Bảng E-7. Bảng E-7: Tính đổi tầng 2 lớp một từ dới lên để tính Etb’ Ei t= hi (cm) k= Htb (cm) (MPa). nhiªn -. ]. 34. 300 =1,5 200. 16. = 0,471. 34. 200. 50. 229. 00 L¸ng nhùa 2 líp. Kh«ng tÝnh. 2. 52. b/ Xét đến hệ số điều chỉnh (=)=1,17) ta có dc Etb = 229 x 1,17 = 268,2 MPa. c/ Tính mô đun đàn hồi chung Ech của cả kết cấu bằng cách sử dụng toán đồ Hình 3-1: == 1,515 vµ Tra toán đồ Hình 3-1 đợc. Eo E. dc tb. =. 42 =0,157 268,2. E ch = 0,53. VËy Ech=0,53 x 268,2 =142,2 MPa E1. d/ Theo môc 3.4.1, nghiÖm l¹i ®iÒu kiÖn (3.4): Ech . K dv cd . E yc. Etb’ (Mpa).

(64) -. Vì số trục xe tính toán là 124 trục /làn.ngày đêm nên tra Bảng 3-4 đợc Eyc=125 MPa (nội suy giữa Ntt = 100 vµ Ntt = 200 t¬ng øng víi tÇng mÆt cÊp cao A2). TrÞ sè nµy lín h¬n Eyc tèi thiÓu ë B¶ng 3-5 ( toihieu = 100 MPa). Vậy lấy Eyc=125 MPa để kiểm toán. Eyc Với đờng cấp IV, chọn độ tin cậy thiết kế bằng 0,90 (theo Bảng 3-3), do vậy tra Bảng 3-2 tìm đợc hệ số cờng độ tơng ứng Kcd=1,1. VËy kÕt qu¶ kiÓm to¸n lµ: Ech = 142,2 > 1,1 x 125 =137,5 Điều này cho thấy kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cờng độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép (không những vậy có thể giảm đợc 1-2 cm móng dới; tuy nhiên cần phải đợi kết quả kiểm toán với tiêu chuÈn chÞu c¾t trît råi sÏ ®iÒu chØnh bÒ dµy mét thÓ). 4. Kiểm tra cờng độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt trong nền đất: Theo kết quả tính ở Bảng E-7, sơ đồ tính đã đợc đa về bài toán 2 lớp với lớp trên có Edc =285 MPa vµ tb dày 50 cm trên nền đất có Eo=42 MPa, c=0,018 MPa và =26o. Việc tính toán đợc tiếp tục nh dới đây: a/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán có p=0,6 MPa và D=33 cm gây ra trong nền đất theo toán đồ Hình 3-3 có: dc. = = 1,515 vµ. E 1 E tb 268,2 = = =6,39 E 2 E o 42. ;. Vậy tra toán đồ Hình 3-3 đợc:. T ax =0,021 p Vậy tìm đợc ax= 0,021 x 0,6 = 0,0126 MPa b/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lợng bản thân các lớp kết cấu áo đờng gây ra trong nền đất Tra toán đồ Hình 3-4 với = 26o và H=50 cm, ta đợc: av = - 0,0012 MPa c/ Xác định trị số ctt theo (3.8) Ctt = c.k1.k2.k3 Theo Bảng E-6 đất nền có c=0,018 MPa Theo môc 3.5.4 cã k1=0,6, k2 = 0,8 (B¶ng 3-8) vµ k3=1,5. VËy ctt = 0,018 x 0,6 x 0,8 x 1,5 = 0,01296 MPa d/ Kiểm toán lại theo (3.7) đối với điều kiện cờng độ chịu cắt trợt Với đờng cấp IV, yêu cầu độ tin cậy thiết kế theo Bảng 3-3 là 0,90; từ đó theo Bảng 3-7 tìm đ ợc tr hệ số cờng độ về cắt trợt tơng ứng là k cd =0,94 vµ kÕt qu¶ kiÓm to¸n theo (3.7) nh sau: ax +av = 0,0126 – 0,0012 = 0,0114 MPa nhá h¬n. c tt K. tt cd. =. 0 , 01296 =0 , 01378 MPa 0 , 94. Nh vậy theo điều kiện này nền đất có đủ khả năng chống cắt trợt 5. Kiểm toán cờng độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trợt trong lớp cấp phối thiên nhiên: a/ Xác định mô đun đàn hồi chung Ech.m trên lớp cấp phối thiên nhiên - Víi = = 1,03 vµ = = 0,21 Tra toán đồ Hình 3-1 đợc = 0,52 VËy Ech’ = 0,52 x 200 = 104 MPa Xét đến hệ số điều chỉnh (==1,03) do đó  VËy Emch =ch’= 1,11 x 104 = 115,5 MPa b/ Tính ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán có p=0,6 MPa và D=33 cm gây ra trong líp mãng cÊp phèi thiªn nhiªn. Theo kết quả tính ở trên, sơ đồ tính đợc đa về hệ hai lớp để áp dụng toán đồ Hình 3.2 gồm lớp trên là lớp cấp phối đá dăm có E 1=350 MPa dày 16 cm, phía dới là lớp bán không gian có E 2=115,5 MPa, c=0,05 MPa vµ = 40o. Do vËy víi = 40o, ==0,485 vµ = đợc. 300 =2,60 tra toán đồ Hình 3-2 115,5. T ax · =0,065; và từ đó tìm đợc Tax =0,065 x 0,6 = 0,0390 MPa p. c/ Tính ứng suất cắt hoạt động do trọng lợng bản thân của lớp cấp phối đá dăm dày 16cm ở trên lớp móng díi b»ng cÊp phèi thiªn nhiªn tra toán đồ Hình 3-4 đợc av = -0,0013 MPa d/ Xác định trị số ctt của lớp móng cấp phối thiên nhiên: Tơng tự nh đối với nền đất có k1= 0,6, k2=0,8 và k3=1,5. Vậy: ctt= 0,05 x 0,6 x 0,8 x 1,5 = 0,036 MPa.

(65) tr k cd =0,94 tơng ứng với độ tin cậy yêu. e/ Kiểm toán theo điều kiện (3-7) với hệ số cờng độ về cắt trợt cÇu b»ng 0,9 ta cã: ax +av =0,0390 – 0,0013 = 0,0377 MPa nhá h¬n. c tt K. tt cd. =. 0 , 036 =0 , 0383 MPa . Nh vËy theo ®iÒu 0 , 94. kiện này lớp móng cấp phối thiên nhiên gần nh vừa đủ khả năng chống cắt trợt. 6. KÕt luËn chung Các kết quả kiểm toán theo trình tự nh trên cho thấy kết cấu áo đờng dự kiến bảo đảm đợc các điều kiện yêu cầu về cờng độ, có điều kiện thừa cờng độ nhng có điều kiện chỉ vừa đủ cờng độ. Vậy chấp nhận kết cấu này làm kết cấu áo đờng thiết kế.. PHụ LụC F : Biểu thức giải tích gần đúng tính mô đun đàn hồi E ch. và ứng suất kéo uốn đơn vị σ ❑ của hệ hai lớp ku. F.1. Biểu thức giải tích gần đúng tính mô đun đàn hồi Ech F.1.1. Công thức gần đúng Toán đồ Hình 3-1 có thể đợc thể hiện gần đúng bằng công thức Bacberơ tính mô đun đàn hồi chung Ech của hệ bán không gian đàn hồi 2 lớp nh dới đây:.

(66) 1,05. E1 1+ Ech =. √. 1+ 4 .. E0 E1. H 2 Eo . D E1. − 0,67. ( )( ). +. Eo E1. ;. (F-1). Các ký hiệu trong công thức này chính là các ký hiệu ở sơ đồ tính của toán đồ Hình 3-1. trong đó: Ech - mô đun đàn hồi chung của hệ hai lớp; Eo - mô đun đàn hồi của nền đất bán không gian vô hạn; E1 - mô đun đàn hồi của lớp kết cấu áo đờng có bề dày H; D - đờng kính của vệt bánh xe tính toán. F.1.2. Sai sè vµ ph¹m vi sö dông cña c«ng thøc F-1 Theo c¸c kÕt qu¶ tÝnh thö th× c«ng thøc F-1 cho kÕt qu¶ tÝnh Ech cña hÖ hai líp sai kh¸c víi kÕt qu¶ tra toán đồ Hình 3-1 trong khoảng 5-10%. Do vậy việc tính toán cờng độ kết cấu áo đờng mềm trong tiêu chuẩn này vẫn dựa vào cách tra toán đồ Hình 3-1. Chỉ trong trờng hợp kết cấu áo đờng có chiều dày lớn (H/D >2) thì đợc dùng công thức F-1. Muốn biết Ech tính theo công thức F-1 có xu hớng nhỏ hơn hay lớn hơn trị số Ech tra theo toán đồ ta có thể vừa tính thử theo F-1 vừa tra toán đồ Hình 3-1 cùng với cặp biến số H/D = 2.0 và Eo/E=a dự kiến thiết kế, từ đó tự phán đoán đánh giá suy ra cho trờng hợp H/D>2.0. Ví dụ với H/D=1,909, Eo/E1=0,098 thì kết quả tra toán đồ đợc Ech/E1=0,49 trong khi tính theo G-1 đợc Ech/E1 =0,450, tức là Ech tính theo công thức cho kết quả nhỏ hơn theo toán đồ gần 8%. F.2. Biểu thức giải tích gần đúng để tính ứng suất kéo uốn đơn vị σ ku Để tiện cho việc tính toán trên máy tính, ở Liên Xô (cũ) đã có sử dụng các biểu thức giải tích dới đây để mô tả gần đúng các toán đồ Hình 3-5 và Hình 3-6. F.2.1. Tính ứng suất kéo uốn đơn vị cho các lớp của tầng mặt (mô tả gần đúng toán đồ Hình 3-5). h π h1 E1 2 D σ ku = . . .(1− acrtg td ). acrtg 2 4 D E ch.m π D htd. ;. (F-2). Các ký hiệu trong (F-2) có ý nghĩa nh ở mục 3.6.2 và nh ở sơ đồ tính toán trên toán đồ 3-5. Riêng ký hiệu htđ đợc tính theo công thức (F-3):. √. E1 Ech. m. E1 E2. − 0,185. ht® = 1,1. h1 . 3 F.2.2. Tính ứng suất kéo uốn đơn vị toán đồ Hình3-6). =. (F-3). σ ku đối với các lớp móng bằng vật liệu liền khối (mô tả gần đúng. [ ( ) 1,29.. σ ku. ;. E 9,3 . 3 +0,83 E2. .. E D −0,203 2 − 0,283 h E1. ]. ;. (F-4). Các ký hiệu trong (F-4) có ý nghĩa nh đã nêu ở sơ đồ tính toán trên toán đồ Hình 3-6. Khi sử dụng các biểu thức (F-2) và (F-4) nên đối chiếu lại với kết quả tra toán đồ để đánh giá mức độ sai số mắc phải, từ đó tự tổng kết đa ra các hệ số điều chỉnh cẩn thiết. Đối với kết cấu H/D 2 không cần kiểm tra trợt nền đất và vật liệu cấp phối móng dới..

(67)

quy trinh quy pham

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về