Tải bản đầy đủ

04.Thiết kế áo đường cứng

3/9/2012

NGUYỄN VIỆT HƯNG

Khái niệm chung
 Mặt đường có lớp móng và mặt làm bằng bê tông xi măng




Mặt đường bê tông xi măng đổ tại chỗ
Móng bê tông xi măng dưới mặt đường bê tông nhựa
Mặt đường bê tông xi măng lắp ghép

 Độ cứng lớn
 Cường độ không phụ thuộc vào sự biến đổi của nhiệt độ
 Nguyên lý thiết kế



Tấm trên nền đàn hồi

Ảnh hưởng của nhiệt độ và các nhân tố khác gây ra đối với tấm bê
tông

1


3/9/2012

Mặt đường BTXM đổ tại chỗ

Móng BTXM dưới lớp mặt bê tông nhựa

2


3/9/2012

Mặt đường BTXM lắp ghép

3


3/9/2012

Cấu tạo cơ bản mặt đường BTXM

 Tấm BTXM: có tác dụng thu nhận hết tải trọng
 Lớp móng:

làm cho tấm BTXM ổn định, giảm lực xung kích khi xe chạy qua các
khe nối
 Ngăn ko cho nước thấm xuống nền đường
(chiều rộng lớp móng phải lớn hơn lớp mặt đường 30 đến 50 cm)


 Đất nền: ko có tác dụng chịu lực chủ yếu nhưng phải ổn

định đề tránh tải trọng lún ko đều ở góc và cạnh tấm và
tăng tải trọng xung kích khi xe chạy qua khe nối (30 cm
trên cùng dưới lớp móng phải đạt độ chặt k 98 đến 1, tiếp


dưới 30 cm phải đạt k 95

4


3/9/2012

Lớp ngăn cách hoặc lớp tạo phẳng
 Giảm ma sát giữa

đáy của tấm
BTXM và mặt
trên của lớp dưới
nhằm giúp cho
tấm BTXM có thể
dịch chuyển tự do
khi co hoặc giãn
do ảnh hưởng của
nhiệt độ

 Có tác dụng ngăn ko cho nước từ các khe nối thấm

xuống làm giảm cường độ của các lớp bên dưới.
 Có tác dụng giữ nước để tạo điều kiện cho quá trình
hydrat hóa của BTXM đối với các loại mặt đường đổ
tại chỗ

5


3/9/2012

Cấu tạo khe nối
 Khe co
 Khe giãn
 Khe dọc

Khe co

6


3/9/2012

Khe giãn

Khe dọc

7


3/9/2012

Thanh truyền lực

Số trong ngoặc tương ứng với tấm BTXM đặt
trên lớp móng gia cố các chất liên kết vô cơ

Kích thước của ngàm

8


3/9/2012

Khoảng cách giữa các khe ngang

Chiều rộng của khe co, giãn và yêu câu đối với vật liệu
chèn khe

Chiều rộng của khe co khi chèn khe bằng mastic nhựa thường lấy từ 8-12 mm
Vật liệu chèn khe phải đảm bảo tính ổn định lâu dài, có thể dính bám với bề mặt
bê tông, không thấm nước, trời lạnh không dòn, trời nóng không chảy

9


3/9/2012

Cấu tạo và kích thước tấm trong trường hợp đặc biệt
 Trên các đường cấp I, II chiều dài tấm (cự li giữa các

khe co ngang) nên giảm đến 3.5, 4, và 5 tương ứng với
bề dày tấm 18, 20, và >22 cm trong các trường hợp
sau để phòng nứt do lún không đều:



Nền đắp cao từ 3 đến 5 m
Trong đoạn chuyển tiếp từ nền đắp sang nền đường đào trên
phạm vi chuyển tiếp 20-40 m

 Trên các đoạn nền đắp qua vùng đất yếu hoặc than

bùn và nền đắp cao hơn 5 m hoặc các đoạn dự đoán
nền có thể lún không đều (các đoạn lân cận hai bên
cống và sau mố cầu) thì tấm BTXM cần được bố trí
thêm các lưới cốt thép từ 1.6 đến 2.3 kg/m2

Ưu điểm của mặt đường BTXM
 Cường độ cao, thích hợp với các tải trọng xe nặng
 Độ bằng phẳng, độ nhám tốt
 Ổn định nhiệt và nước tốt (cường độ ít thay đổi khi

nhiệt độ thay đổi
 Tuổi thọ lâu năm

10


3/9/2012

Nhược điểm của mặt đường BTXM
 Quá trình thi công phức tạp
 Quá trình bảo dưỡng khó khăn
 Dễ bị hư hỏng và thấm nước ở các vị trí khe nối
 Dễ bị nứt gãy khi đặt trên nền móng không tốt

Hư hỏng tại góc tấm

11


3/9/2012

Hư hỏng tại cạnh tấm

Số liệu thiết kế
 Quy mô giao thông ở năm tính toán trong tương lai (quy






định là 20 năm đối với mặt đường cứng)
Khả năng cung cấp vật liệu dọc tuyến (ví dụ xi măng, đá
v.v.)
Điều kiện khí hậu (nhiệt độ và chênh lệch nhiệt độ trong
ngày)
Số liệu phục vụ luận chứng kinh tế kỹ thuật (đơn giá xây
dựng địa phương, giá thành khai thác, khối lượng vận
chuyển .v
Các thông số tính toán đối với nền đất và các loại vật liệu
dùng làm kết cấu áo đường (hoặc đối với kết cấu mặt
đường cũ)

12


3/9/2012

Ti trng tớnh toỏn tiờu chun
Ti trng tớnh toỏn tiờu chun c quy nh thng nht trong tiờu chun
thit k ỏo ng mm 22 TCN 211 06 nhõn thờm h s xung kớch
Tải trọng trục tính toán tiêu

áp lực tính toán lên mặt

ường kính vệt bánh xe, D

chuẩn, P (kN)

đường, p (Mpa)

(cm)

100

0.6

33

120

0.6

36

Ti trng xe c bit
Xe nhiu bỏnh

Xe xớch

13


3/9/2012

Hệ số chiết giảm cường độ

Cường độ chịu kéo khi uốn cho phép của BTXM bằng cường độ chịu uốn giới hạn
nhân với hệ số chiết giảm cường độ

Tính toán chiều dày tấm BTXM

14


3/9/2012

Hệ số α1 (Tải trọng tác dụng ở giữa tấm

15


3/9/2012

Trình tự tính toán chiều dày
 Giả định chiều dày h của tấm BTXM
 Tra các hệ số α dựa vào tỷ số E/Ech móng (Ech móng được xác định

theo 22 TCN 211 – 06 với đường kính tương đương của vệt bánh xe là
Dm=D+h (cm)
 Chọn hệ số α lớn nhất và đưa vào công thức tính toán chiều dày h
 Lặp lại quá trình tính toán cho đến khi khác biệt giữa h tính toán và
h giả định có thể chấp nhận được
 So sánh h tính toán với chiều dày tối thiểu của tấm BTXM

Kiểm toán chiều dày tấm BTXM dưới tác dụng của xe nặng cá biệt

16


3/9/2012

17


3/9/2012

Kiểm toán với ứng suất nhiệt
Khi nhiệt độ mặt trên và mặt dưới của tấm bê tông chênh nhau Δt độ C thì trong
tấm bê tông sẽ nảy sinh ra ứng suất vồng tính theo các công thức sau

Et
C x  C y t
2 1  2
Et
C y  C x t
n 
2 1  2
Et
 c  C x t
2 1  2

1 













Trong đó:
1

ứng suất vồng theo hướng dọc ở giữa tấm

n

ứng suất vồng theo hướng ngang ở giữa tấm

c

ứng suất vồng theo hướng dọc cạnh tấm



Hệ số poisson =0.15

C x , C y Các hệ số có trị số thay đổi theo L/l và B/l,



(tra toán đồ)
Mô đun đàn hồi của bê tông khi chịu tác dụng của sự chênh lệch nhiệt độ lâu
dài, thường bằng 0.6 Eb với Eb là mô đun đàn hồi của bê tông
Hệ số dãn dài do nhiệt độ của bê tông, = 10E-5

l

Bán kính độ cứng của bê tông

Et

l  0.6h3

Eb
Echm

ứng suất tổng
cộng lớn nhất
do tải trọng và
nhiệt độ cùng
gây ra trong
tấm BTXM
phải nhỏ hơn
cường độ chịu
kéo khi uốn của
vật liệu tấm
BTXM

18


3/9/2012

Kiểm toán lớp móng của mặt đường BTXM
Lớp móng dưới mặt đường BTXM phải đảm bảo đất nền phía dưới không phát sinh
biến dạng dẻo

 am   ax  kC

Trong đó:

 am
 ax
C
K  K ' .K1

ứng suất cắt trượt do hoạt tải sinh ra
ứng suất do trọng lượng bản thân của các lớp kết cấu phía trên gây ra
Lực dính tiêu chuẩn của đất nền
K’ là hệ số xét đến ảnh hưởng của sự lặp lại tải trọng và K1 là hệ số
xét đến sự không đồng nhất của điều kiện làm việc của mặt đường
cứng theo chiều dài đường

19


3/9/2012

Xác định  am
Trường hợp các khe không có thanh truyền lực

Xác định  am
Trường hợp các khe có thanh truyển lực

20


3/9/2012

Xác định  ax

21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×