Đang tải... (xem toàn văn)
Tính khẩu độ đường thấm:.[r]
(1)Bài tập siêu cao:
Đề: Cho đường cong bán kính 80m, bề rộng mặt đường Bm= 6m, độ dốc siêu cao isc= 4%, độ
mở rộng mặt đường E= 1m, vận tốc thiết kế 40 km/h Bố trí mở rộng phía Bề rộng đường Bn= 9m, bề rộng lềđất 0,5m bên, dốc ngang lềđất il= 5%, dốc ngang mặt đường lề gia cố
3% Hãy bố trí siêu cao, tính cao độ thay đổi mặt cắt ngang tiêu biểu
Giải:
(1) (2) (TC) H13
L2 L3 L4
5%
5% 5%
i' im isc (4)
Ho
(3)
L1
Ho
Ho
Ho
Ho H1
H3 H6 H9 H12
Ho H4
H7 H10 H11
H8
H5
Ho
H2 im
im
im
0%
im im
E
E'
E2
E
H1 H2
H2 H2 H2
0,5 Bgc
Bm
Bm
2 Bgc 0,5
5%
2 E3
E3
E'
E2
Bề rộng lề gia cố: Bgc=Bn Bm 0,5 1m
6 ,
2 − =
− = − −
* Nhận xét: Bgc> E
, không cần mở rộng đường Mở rộng mặt đường thực cách lấn sang lề gia cố, thu hẹp lề gia cố
1 Chiều dài vút nối:
- Chiều dài vút nối siêu cao:
p
sc m
sc m sc
i
i E ) i i ( B L
⋅ + + ⋅ =
Vtk=40 km/h nên ip=1%=0,01 ⇒ 23m
01 ,
04 , ) 03 , 04 , (
Lsc = ⋅ + + ⋅ =
Tra TCVN 4054-05 có Lsc=25m, chọn Lsc=25m - Chiều dài vút nối mở rộng: Lmr= 5.E= 5m
- Khơng có đường cong chuyển tiếp Vtk< 60 km/h
- Chọn chiều dài vút nối lớn bội 5m, L= 25m 2 Tính lại độ dốc dọc phụ thêm mép mặt đường phía lưng:
0,0092 0,92%
25
04 , , ) 03 , 04 , ( L
i E ) i i ( B i
sc m
sc m
p = =
+ +
(2)3 Mặt cắt 1: mặt cắt bắt đầu đoạn nối siêu cao, mặt cắt cách TĐ TC đoạn L/2=12,5m Các cao độ thay đổi mặt cắt khác so với mặt cắt
4 Mặt cắt 2: mặt cắt mà nửa mặt đường phía lưng nâng lên độ dốc 0%: - Mặt cắt cách mặt cắt 1: 9,783m
0092 ,
03 , i
i B i
H H L
p m m
p
1 =
⋅ = =
− =
- Độ mở rộng E2= 0,391m 25
783 , E L L1
= ⋅ =
- Mép mặt đường phía lưng nâng thêm: H0-H1= 0,03 0,09m
6 i B
m
m = ⋅ = - Mép mặt đường phía bụng hạ xuống (do mở rộng):H1-H3
H0-H3= m
2 i ) E Bm
( + ⋅ ; H0-H1= im
2
Bm⋅
Trừ vế theo vế ta có: H1-H3= 0,03 0,006m
391 , i E
m
2 ⋅ = ⋅ =
- Mép ngồi lề gia cố phía lưng nâng thêm:H0-H2= 1) 0,03 0,12m
6 ( i ) B B
( m + gc ⋅ m = + ⋅ = - Mép lề gia cố phía bụng giữ nguyên cao độ
5 Mặt cắt 3: mặt cắt mà nửa mặt đường phía lưng quay lên độ dốc ngang với nửa mặt đường phía bụng (đạt siêu cao im)
- Mặt cắt cách mặt cắt 1: L1+L2+L3
E
L L L L
E
3
+ +
= ;
H7-H0= m
3 m
i ) E B
( + ⋅ H0-H1= m im B
⋅
Cộng vế theo vế ta có H7-H1= m m ) i
2 E B
( + ⋅ ; mà H7 −H1 =(L1 +L2 +L3)⋅ip
⇒(L1+L2 +L3)⋅ip= m m ) i
2 E B
( + ⋅
(L1 +L2 +L3)⋅ip= m
m E) i
L
L L L B
( + + + ⋅
m m m
p
1 ) B i
L
i E i ( ) L L L
( + + ⋅ − ⋅ = ⋅
⇒ 20,93m
03 , 0092 , 25
03 , 25 )
i E i L (
i B L ) L L L (
m p
m m
2
1 ⋅ ⋅ − ⋅ =
⋅ ⋅ ⋅ =
⋅ − ⋅
⋅ ⋅ =
+ +
- Độ mở rộng: 0,837m
25 93 , 20 E L
L L L
E
3 = ⋅ =
+ + =
- Mép mặt đường phía lưng nâng thêm:
H7-H1= ) 0,03 0,193m
2 837 , ( i ) E B
( m
m + ⋅ = + ⋅ =
- Mép mặt đường phía bụng hạ xuống mở rộng: H1-H9 H0-H1= m im
2 B
⋅ ; H0-H9= m 3) im E B
( + ⋅
Trừ vế theo vế ta có: H1-H9= 0,03 0,013m
837 , i E
m
(3)H8-H2= 1) 0,03 0,24m
6 ( i ) B B
( m + gc ⋅ ⋅ m = + ⋅ ⋅ =
- Mép ngồi lề gia cố phía bụng giữ ngun cao độ
6 Mặt cắt 4: mặt cắt kết thúc vút nối siêu cao, đạt độ dốc siêu cao isc - Mặt cắt cách mặt cắt đoạn L= 25m
- Độ mở rộng E= 1m
- Mép mặt đường phía lưng nâng thêm: H10-H1 H10-H0= m ) isc
2 E B
( + ⋅ ; H0-H1= im
2
Bm⋅
Cộng vế theo vế ta có:
H10-H1= 0,04 0,23m
2 ) 03 , 04 , ( i E ) i i ( B
sc m
sc
m ⋅ + + ⋅ = ⋅ + + ⋅ =
- Mép mặt đường phía bụng hạ xuống (do mở rộng quay quanh tim):H1-H12 H0-H1= im
2
Bm⋅
; H0-H12= m ) isc
2 E B
( + ⋅
Trừ vế theo vế ta có: H1-H12= 0,04 0,05m
1 ) 03 , 04 , ( i E ) i i ( B
sc m
sc
m − + ⋅ = − + ⋅ =
- Mép ngồi lề gia cố phía lưng nâng thêm: H11-H2
H11-H2= 1) (0,04 0,03) 0,28m
6 ( ) i i ( ) B B
( m + gc ⋅ sc + m = + ⋅ + =
- Mép lề gia cố phía bụng hạ xuống:
H2-H13= 1) (0,04 0,03) 0,04m
2 ( ) i i ( ) B B
( m + gc ⋅ sc − m = + ⋅ − =
7 Mặt cắt TĐ TC: mặt cắt cách mặt cắt đoạn L/2=25/2=12,5m Độ mở rộng: E/2=1/2=0,5m
Độ mở rộng bên: E/4=1/4=0,25m
L1<L/2<L1+L2+L3 ⇒ mặt cắt TĐ TC nằm mặt cắt mặt cắt ⇒Độ dốc ngang nửa mặt đường phía bụng là: im
- Mép mặt đường phía bụng hạ xuống (do mở rộng): H1-H6= 0,03 0,0075m
1 i E
m = ⋅ = - Mép mặt đường phía lưng nâng thêm:H4-H1= 0,0092 0,115m
2 25 i
2 L
p = ⋅ = (*)
- Tính độ dốc ngang phía lưng: i’ H0-H1= 0,03 0,09m
2 i Bm
m = ⋅ =
⋅ (**)
Lấy (*)-(**) H4-H0=0,115-0,09=0,025m
i’= 0,0077 0,77%
4
025 , E B
H H
m
4 = =
+ = + −
- Mép ngồi lề gia cố phía lưng nâng thêm:H5-H H5-H0= 1) 0,0077 0,0308m
2 ( ' i ) B B
( m + gc ⋅ = + ⋅ =
H0-H2= 1) 0,03 0,12m
2 ( i ) B B
( m + gc ⋅ m = + ⋅ =
(4)- Mép ngồi lề gia cố phía bụng giữ ngun cao độ Bài tập tầm nhìn:
Đề: Đường cấp 4, bề rộng mặt đường Bm=6m, đường khơng có phân rõ rệt, bề rộng
đường Bn= 9m, bề rộng lềđất Blđ= 0,5m, đường cong nằm có bán kính R= 100m nằm đoạn dốc có id= 6%, vận tốc thiết kế V= 40km/h, độ mở rộng mặt đường E= 1m bố trí bên, góc ngoặc α= 30 độ, ta luy đào 1/0,75, mặt rảnh biên rộng Br= 1,4m Hệ số bám dọc ϕ= 0,3 Hãy tính chiều dài tầm nhìn Kiểm tra bạt ta luy đảm bảo tầm nhìn Biết dốc ngang mặt đường lề gia cố im= 2%, dốc ngang lềđất il= 5%
Giải
1 Xác định tầm nhìn:
S2= 2 2 0
2
L ) i ( 127
V K
,
V +
− ϕ
ϕ +
S2= L 74,7 79,7m
) 06 , , ( 127
3 , 40 , ,
40
0 2
2
= + = + −
⋅ ⋅ +
Làm tròn bội 5m, S2=80m
Đối chiếu TCVN 4054-05 có S2=80m Vậy chọn S2=80m
2 Tính chiều dài đường cong quỹ đạo xe: a Bán kính đường cong quỹ đạo xe:
R’=R-0,5.Bm-2 E
+1,5=100-0,5.6-0,5+1,5=98m b Chiều dài đường cong quỹ đạo xe:
m 31 , 51 180
98 30 180
' R '
K = π⋅α⋅ = π⋅ ⋅ =
Tính khoảng cách Z từ đường cong quỹ đạo xe đến tia nhìn: Vì K’<S2 nên
) 7,052m
2 30 Cos ( 98 30 Sin
31 , 51 80 ) Cos ( ' R Sin
' K S
Z= − α + − α = − + − =
4 Tính Z0 từ quỹ đạo xe đến chướng ngại vật (ta luy) độ cao 1m:
75 , /
1 B
B E B ,
Z0 = + gc − + lâ + r +
4,65m
75 , /
1 , , 1 ,
Z0 = + − + + + =
Vậy không đảm bảo tầm nhìn, cần bạt gọt ta luy đào từ vị trí giáp với đường thêm bề
rộng:
(5)1,4 Z0 m
1,5
phần đào bỏ
2,402 1/0,75
0,3 m
3,5 0,50,5
=4,65m
Bài tập tầm nhìn:
Đề: Đường cấp 4, bề rộng mặt đường Bm=6m, đường khơng có phân rõ rệt, bề rộng
đường Bn= 9m, bề rộng lềđất Blđ= 0,5m, đường cong nằm có bán kính R= 200m nằm đoạn dốc có id= 6%.Vận tốc thiết kế V= 40km/h, độ mở rộng mặt đường E=0,6m bố trí bên, góc ngoặc α= 90 độ, ta luy đào 1/0,75, mặt rảnh biên rộng Br= 1,4m Hệ số bám dọc ϕ= 0,3 Hãy tính chiều dài tầm nhìn Kiểm tra bạt ta luy đảm bảo tầm nhìn Biết dốc ngang mặt đường lề gia cố im= 2%, dốc ngang lềđất il= 5%
Giải
1 Xác định tầm nhìn:
S2= 22 2 L0
) i ( 127
V K
,
V
+ − ϕ
ϕ +
S2= L 74,7 79,7m
) 06 , , ( 127
3 , 40 , ,
40
0 2
2
= + = + −
⋅ ⋅ +
Làm tròn bội 5m, S2=80m
Đối chiếu TCVN 4054-05 có S2=80m Vậy chọn S2=80m
Tính chiều dài đường cong quỹ đạo xe: a Bán kính đường cong quỹđạo xe:
R’=R-0,5.Bm-2 E
+1,5=200-0,5.6-0,3+1,5=198,2m b Chiều dài đường cong quỹ đạo xe:
311,33m
180 , 198 90 180
' R '
K = π⋅α⋅ = π⋅ ⋅ =
3 Tính khoảng cách Z từ tia nhìn đến đường cong quỹ đạo xe: Vì K’>S2 nên: 23,126âäü
2 , 198
80 180 '
R S 180 2
= ⋅
π ⋅ = ⋅ π = β
) 15,93m
2 126 , 23 Cos ( , 198 ) Cos ( ' R
Z= − β = − =
Tính Z0 từ quỹ đạo xe đến ta luy độ cao 1m:
75 , /
1 B
B E B ,
Z0 = + gc − + lâ + r +
4,85m
75 , /
1 , ,
6 , ,
(6)Vậy khơng đảm bảo tầm nhìn, cần bạt gọt ta luy đào từ vị trí giáp với đường thêm bề
rộng:
Z-Z0=15,93-4,85=11,08m
Chiều cao bạt gọt cách mặt đường 1-0,3=0,7m trở lên
1,4 Z0 m
1,5
phần đào bỏ
11,08 1/0,75
0,3 m
3,3 0,70,5
=4,85m
Bài tập tầm nhìn:
Đề: Đường cấp V miền núi, bề rộng mặt đường Bm=3,5m, xe, đường khơng có phân rõ rệt, bề rộng đường Bn= 6,5m, bề rộng lềđất Blđ= 0,5m, đường cong nằm có bán kính R= 60m nằm đoạn dốc có id= 4% vận tốc thiết kế V= 30km/h, độ mở rộng mặt đường E= 0,6m bố trí hồn tồn phía bụng, góc ngoặc α= 50 độ Nền đường đắp hoàn toàn, chiều cao đắp vai đường phía bụng đường cong h=2m; độ dốc ta luy 1/1,5 Hệ số bám dọc ϕ= 0,25 Khoảng cách an tồn Lo=8m Cách chân ta luy phía bụng 6m có nhà cao tầng Hãy tính chiều dài tầm nhìn Kiểm tra đảm bảo tầm nhìn Biết dốc ngang mặt đường lề gia cố im= 2%, dốc ngang lề đất il= 5%
Giải
1 Xác định tầm nhìn:
S2= 22 2 L0
) i ( 127
V K
,
V
+ − ϕ
ϕ +
S2= L 51,6 59,6m
) 04 , 25 , ( 127
25 , 30 , ,
30
0 2
2
= + =
+ −
⋅ ⋅ +
Đối chiếu TCVN 4054-05 (bảng 10) có S2=60m So sánh chọn S2=60m
2 Tính chiều dài đường cong quỹ đạo xe: a Bán kính đường cong quỹ đạo xe:
R’=R-0,5.Bm-E+1,5=60-0,5.3,5-0,6+1,5=59,15m b Chiều dài đường cong quỹ đạo xe:
51,62m
180 15 , 59 50 180
' R '
K = π⋅α⋅ = π⋅ ⋅ =
Tính khoảng cách Z từ tia nhìn đến đường cong quỹ đạo xe: Vì K’<S2 nên
) 7,313m
2 50 Cos ( 15 , 59 50 Sin
62 , 51 60 ) Cos ( ' R Sin
' K S
Z= − α + − α = − + − =
(7)11,4m
, /
2 , , , , /
h B
E B ,
Z0 = + gc − + lâ + + = + − + + + =
5 Kiểm tra tầm nhìn:: Z< Zo nên tầm nhìn đảm bảo, khơng cần phá dỡ nhà
1/1,5
0,4 0,5 2m
6 1m
nhà 1,5
Z0
Bm
2 +E=2,35m
3m =11,4m
Bài tập tầm nhìn:
Đề: Đường cấp 4, bề rộng mặt đường Bm=6m, đường có phân rõ rệt, bề rộng đường Bn= 9m, bề rộng lềđất Blđ= 0,5m, đường cong nằm có bán kính R= 200m nằm đoạn xuống dốc có id= 6% Vận tốc thiết kế V= 40km/h, độ mở rộng mặt đường E=0,6m bố trí bên, góc ngoặc α= 90 độ, ta luy đào 1/0,75, mặt rảnh biên rộng Br= 1,4m Hệ số bám dọc ϕ= 0,3 Hãy tính chiều dài tầm nhìn Kiểm tra bạt ta luy đảm bảo tầm nhìn Biết dốc ngang mặt đường lề gia cố im= 2%, dốc ngang lềđất il= 5%
Giải
1 Xác định tầm nhìn:
S1= 0
) ( 254
,
3 i L
V K V
+ − +
ϕ
S1= 47,6m
) 06 , , ( 254
40 ,
,
40
= + −
⋅ +
Làm trịn bội 5m, S1=50m
Đối chiếu TCVN 4054-05 có S1=40m Vậy chọn S2=50m
Tính chiều dài đường cong quỹ đạo xe: a Bán kính đường cong quỹđạo xe:
R’=R-0,5.Bm-2 E
+1,5=200-0,5.6-0,3+1,5=198,2m b Chiều dài đường cong quỹ đạo xe:
311,33m
180 , 198 90 180
' R '
K = π⋅α⋅ = π⋅ ⋅ =
3 Tính khoảng cách Z từ tia nhìn đến đường cong quỹ đạo xe:
Vì K’>S1 nên: 14,45403
2 , 198
50 180 '
180 1
= ⋅
⋅ = ⋅ =
π π
β
R S
độ
Z R Cos Cos ) 1,574594m
2 14,45403
( , 198 )
(
' − = − =
= β
Tính Z0 từ quỹ đạo xe đến ta luy độ cao 1m:
75 , /
1 B
B E B ,
Z0 = + gc − + lâ + r +
4,85m
75 , /
1 , ,
6 , ,
Z0 = + − + + + =
(8)Bài tập cống có áp: (theo phương pháp tra bảng)
ạng dòng chảy với lưu lượng
a
* Cách tra bảng:
ng Q,tra độ cống d, mực nước dâng H vận t c nước cửa Miệng cống loại thường: loại I
ại II p
u đề
Đề: Cần thiết kế cống trịn BTCT làm việc có áp, miệng cống d
Q= 10 m3/s Biết cao độ vai đường thượng lưu 4,5m; cao độ mặt đất tự nhiên thượng lưu 0,1m; chiều dày thành cống δ=10cm; tổng chiều dày kết cấu áo đường a=55cm; hệ số vận tốc 0,95 Chiều sâu nước chảy tự nhiên hạ lưu 1,8m; độ dốc cống ic=1,5%, chiều dài cống 15m Xác định độ cống, chiều cao nước dâng, vận tốc nước chảy, xác định độ dốc m sát kiểm tra?.Lựa chọn biện pháp gia cố hạ lưu?,Chiều cao đắp đất cống có đủ bố trí kết cấu áo đường khơng?
- Dựa vào lưu lượ ố
V
- Miệng cống dạng dòng chảy: lo - Trị số vạch ngang: cống không - Trị số vạch ngang: cống có áp - Tra chọn trị số d nhỏ thoả yêu cầ
Giải:
3
Tra bảng: dựa vào Q= 10m /s; cống trịn có áp: tra bảng 13.18a-sách T2 được: g thượng lưu tra bảng
,76 ms
d=1,5m; Htra= 3,32m; V= 5,7m/s Với d độ cống
Htra: chiều sâu nước dân
V: vận tốc nước cửa (hạ lưu) 2 Kiểm tra độ dốc cống:
Kd=24.d8/3=24.1,58/3=70
i =Q 10 0,01997 1,997%
2
= =
76 , 70
K2
d
= ic ms=1,997
ng:HV
1997-0,015)=3,395m
đúng)
ư ưu (m) m
1m (đúng) = 1,5%<i
Kiểm tra cao độ vai đườ
H=Htra+L.(ims-ic)=3,32+15.(0,0 HV≥h+H+0,5 (và H≥d+0,5) 4,5≥0,1+3,395+0,5=3,995m ( HV: cao độ vai đường (m) h: cao độ chân ta luy th ợng l
H: chiều cao mực nước dâng ( ) Kiểm tra chế độ chảy: (có áp)
H= 3,395m>1,4.hcv=1,4.1,5=2, Kiểm tra trạng thái chảy: Q 1,1 10 1,477
2
= ⋅
= ⋅ α
5 , 81 , d
g⋅ ⋅
Tra bảng 6.6; nội suy 0,958
05 , 428 ,
05 , 477 , ) 95 , 995 , ( 95 , d hk
= −
− ⋅
− +
=
>0,5 4,5
(9)d 0,958x1,5 1,437m d
h
h k
k = ⋅ = =
1,3hk=1,3x1,437=1,868m<htn=1,8m (đạt)
Vậy trạng thái chảy hạ lưu không ngập với yêu cầu bảng tra Lựa chọn biện pháp gia cố hạ lưu:
Dựa vào V=5,7 m/s; tra bảng 6.7B chọn biện pháp gia cố hạ lưu lát đá cỡ đá 30 cm có chèn đá Có Vcp=6 m/s>V (đạt)
7 Kiểm tra bố trí kết cấu áo đường :
Chiều cao đắp đất cống: Hđắp=4,5-0,1-d-δ=4,5-0,1-1,5-0,1=2,8m>a=0,55m Vậy chiều cao đắp đất cống đủ bố trí kết cấu áo đường
Bài tập cống không áp: (theo phương pháp tra bảng)
Đề: Cần thiết kế cống trịn BTCT làm việc khơng áp, miệng thường, trạng thái chảy không ngập, với lưu lượng nước Q= 1,2 m3/s Biết cao độ vai đường thượng lưu 4,5m; cao độ mặt
đất tự nhiên thượng lưu 0,1m; chiều dày thành cống δ=10cm; tổng chiều dày kết cấu áo
đường a=55cm; hệ số vận tốc 0,85 Chiều sâu nước chảy tự nhiên hạ lưu 0,8m; độ
dốc cống ic=1,5%, chiều dài cống 15m Xác định độ cống, chiều cao nước dâng, vận tốc nước chảy, xác định độ dốc phân giới kiểm tra?.Lựa chọn biện pháp gia cố hạ lưu?,Chiều cao
đắp đất cống có đủ bố trí kết cấu áo đường không?
>0,5 4,5
0,1 MN
* Cách tra bảng:
- Dựa vào lưu lượng Q,tra độ cống d, mực nước dâng H vận tốc nước cửa V
- Miệng cống loại thường: loại I - Miệng cống dạng dòng chảy: loại II - Trị số vạch ngang: cống không áp - Trị số vạch ngang: cống có áp
- Tra chọn trị số d nhỏ thoả yêu cầu đề
Giải:
Tra bảng: dựa vào Q= 1,2m3/s; cống trịn khơng áp: tra bảng 13.18a-sách T2 được: d=1m; H= 1m; V= 2,32m/s
Với d độ cống
H: chiều sâu nước dâng thượng lưu tra bảng V: vận tốc nước cửa (hạ lưu)
2 Kiểm tra độ dốc cống:ic≤ ik
0,161
1 81 ,
2 , 1 , d g
Q
5
2
= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ α
Tra bảng 6.6; nội suy 0,756
121 , 166 ,
121 , 161 , ) 678 , 766 , ( 678 , K K
d
k =
− − ⋅
− +
=
d d
d k
k K 0,756 K
K K
K = = ⋅
(10)Độ dốc phân giới:
ik= 0,00437 0,437% 144
, 18
2 , K
Q
2 2
k
= =
=
ic= 1,5%>ik=0,437% Vậy phải tính cống theo sơđồ dốc nước Kiểm tra cao độ vai đường:HV
HV≥h+H+0,5 (và Hv≥h+d+δ+0,5)
4,5≥0,1+1+0,5=1,6m 4,5≥0,1+1+0,1+0,5=1,7m (đúng) HV: cao độ vai đường (m)
h: cao độ chân ta luy thượng lưu (m) δ: chiều dày thành cống (m)
H: chiều cao mực nước dâng (m) Kiểm tra chế độ chảy: (không áp) H= 1m<1,2.hcv=1,2.1=1,2m (đúng) Kiểm tra trạng thái chảy:
0,161
1 81 ,
2 , 1 , d g
Q
5
2
= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ α
Tra bảng 6.6; nội suy 0,644
121 , 166 ,
121 , 161 , ) , 65 , ( , d
hk =
− − ⋅
− +
= d 0,644x1 0,644m
d h
h k
k = ⋅ = =
1,3hk=1,3x0,644=0,837m<htn=0,8m (đạt)
Vậy trạng thái chảy hạ lưu không ngập với yêu cầu bảng tra Lựa chọn biện pháp gia cố hạ lưu:
Dựa vào V=2,32 m/s; tra bảng 6.7B chọn biện pháp gia cố hạ lưu lát đá cỡđá 15 cm lớp dăm sạn đệm Có Vox=3 m/s>V (đạt)
7 Kiểm tra bố trí kết cấu áo đường :
Chiều cao đắp đất cống: Hđắp=4,5-0,1-d-δ=4,5-0,1-1-0,1=3,3m> a=0,55m Vậy chiều cao đắp đất cống đủ bố trí kết cấu áo đường
Bài tập tính số xe:
Đề: Đường cấp V, địa hình vùng núi, vận tốc thiết kế Vtk= 30km/h, đường khơng có dải phân cách, ơtơ chạy chung xe thô sơ Mặt đường láng nhựa Lưu lượng dòng xe hỗn hợp năm 10 N10=1890 xe/nđ Thành phần dòng xe: xe 30%; xe tải trục 20%; xe tải trục 26%; xe máy 14%; xe đạp 10% Hệ số tính đổi kinh nghiệm α=0,12 Hãy xác định số xe cần thiết? Xác
định yếu tố tối thiểu trắc ngang theo TCVN 4054-05
Giải:
1 Xác định lưu lượng xe loại năm 10: - Xe con: 0,3.1890=567 (xe/nđ)
- Xe tải trục: 0,2.1890=378 (xe/nđ) - Xe tải trục: 0,26 1890=491,4 (xe/nđ) - Xe máy: 0,14 1890=264,6 (xe/nđ) - Xe đạp: 0,1 1890=189 (xe/nđ)
2 Xác định lưu lượng xe quy đổi năm 10: N10=ΣNi.αi
N10=567.1+378.2+491,4.2,5+264,6.0,3+189.0,2=2668,68 (xcqđ/nđ) 3 Lưu lượng xe cao điểm:
Ng= α.N10= 0,12x 2668,68= 320,24 (xcqđ/h)
(11): Ntt= 1000 (xe con/h) 5 Xác định số xe:
1000 Z
24 , 320 N
Z
N n
tt g = =
Tra TCVN 4054 -05, Vtk=30km/h, Z=0,85
38 , 1000 85 ,
24 , 320 N
Z
N n
tt
g =
⋅ =
= (làn)
- Tra TCVN 4054-05 (bảng 7) ứng với đường cấp V; địa hình vùng núi, vận tốc thiết kế Vtk= 30km/h, số xe n=
- Chọn tri số lớn tính tốn quy phạm, làm trịn lê số nguyên Vậy chọn n= 6 Xác định yếu tố tối thiểu trắc ngang: (bảng bảng TCVN 4054-05)
Đường cấp V miền núi, vận tốc thiết kế Vtk= 30km/h, Số xe tối thiểu n=
Chiều rộng tối thiểu xe: 3,5m
Chiều rộng phần xe chạy cho xe giới: 3,5m; Độ dốc ngang 2÷3% Chiều rộng lề gia cố: 1m; độ dốc ngang 2÷3%
Chiều rộng phần lềđất:0,5m; độ dốc ngang 4÷6% Chiều rộng đường: 6,5m
Bài tập mở rộng vút nối:
Đề: Đường cấp V miền núi xe, vận tốc thiết kế 30 km/h Bề rộng mặt đường 3,5m, bề
rộng đường 6,5m Bán kính đường cong nằm R=50m; độ dốc ngang mặt đường 2%; độ dốc siêu cao 5% Xe tính tốn xe tải, chiều dài từ mũi xe đến trục sau 5,5m Tính độ mở rộng đường cong chiều dài đoạn vút nối, chiều rộng đường sau mở rộng
Giải:
1 Xác định độ mở rộng: - Độ mở rộng xe:
0,51m
50 30 05 , 50
5 , R
V 05 , R L e
2
A + ⋅ =
⋅ = +
=
- Theo TCVN 4054-05 (bảng 12); R=80m; xe tải; có độ mở rộng xe: E=1,2m; ⇒độ mở
rộng xe: e=E/2=1,2/2=0,6m - So sánh chọn e=0,6m
- Độ mở rộng mặt đường: E=n.e=1x0,6=0,6m n: số xe
2 Xác định chiều dài đoạn nối:
- Chiều dài vút nối mở rộng: Lmr=5.E=5x0,6=3m - Chiều dài vút nối siêu cao:
+ Tính: 13,75m
01 ,
05 ,
6 , ) 02 , 05 , (
5 , i
i E ) i i ( B L
p
sc m
sc m
sc =
⋅ + +
⋅ = ⋅ + + ⋅ =
+Tra TCVN 4054-05 (bảng 14); vận tốc thiết kế 30 km/h; R=50m; isc=5% Lsc=27m + Chọn: Lsc=27m
- Vtk<60 km/h nên khơng có đường cong chuyển tiếp Lct - Chọn chiều dài đoạn nối L:
⇒ Chọn L=30m
⎩ ⎨ ⎧ =
m ca bäüi l L
) L ; L ; L ( max
(12)3 Chiều rộng đường sau mở rộng:
Chiều rộng lề gia cố bên: G= 0,5 1m
5 , , ,
B
Bn m
= − − = − −
>E Vậy chiều rộng đường không thay đổi:Bn=6,5m
Bài tập mở rộng vút nối:
Đề: Đường cấp IV đồng xe, vận tốc thiết kế 60 km/h Bề rộng mặt đường 7m, bề
rộng đường 9m Bán kính đường cong nằm R=200m; độ dốc ngang mặt đường 2%; độ dốc siêu cao 5% Xe tính tốn xe tải, chiều dài từ mũi xe đến trục sau 5,5m Tính độ mở rộng đường cong chiều dài đoạn vút nối, chiều rộng đường sau mở rộng
Giải:
1 Xác định độ mở rộng: - Độ mở rộng xe:
0,29m
200 60 05 , 200
5 , R
V 05 , R L e
2
A + ⋅ =
⋅ = +
=
- Theo TCVN 4054-05 (bảng 12); R=200m; xe tải; có độ mở rộng xe: E=0,6m; ⇒độ
mở rộng xe: e=E/2=0,6/2=0,3m - So sánh chọn e=0,3m
- Độ mở rộng mặt đường: E=n.e=2x0,3=0,6m n: số xe
2 Xác định chiều dài đoạn nối:
- Chiều dài vút nối mở rộng: Lmr=5.E=5x0,6=3m - Chiều dài vút nối siêu cao:
+ Tính: 52m
005 ,
05 ,
6 , ) 02 , 05 , ( i
i E ) i i ( B L
p
sc m
sc m
sc =
⋅ + +
⋅ = ⋅ + + ⋅ =
+Tra TCVN 4054-05 (bảng 14); vận tốc thiết kế 60 km/h; R=200m; isc=5% Lsc=55m
+ Chọn: Lsc=55m
- Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lct= 45,96m 200
5 , 23
60 R
5 , 23
V3
= ⋅
=
- Chọn chiều dài đoạn nối L:
⇒ Chọn L=55m
⎩ ⎨ ⎧ =
m cuía bäüi laì L
) L ; L ; L ( max
L sc ct mr
3 Chiều rộng đường sau mở rộng:
Chiều rộng lề gia cố bên: G= 0,5 0,5m
7 ,
B
Bn − m − = − − =
<E=0,6m Vậy chiều rộng đường sau mở rộng:BBn1=Bn+2(E-G)=9+2(0,6-0,5)=9,2m Bài tập vẽ trắc ngang:
Đề: Cho trắc ngang hai mái đường với số liệu sau:
- Nền đường đắp hoàn toàn, chiều cao đắp tim đường ΔH=3m, cao độ thiết kế tim
đường Ht=17m
- Chiều rộng phần xe chạy Bm=7m; chiều rộng lề gia cố Bg=1m; lềđất Bđ=0,5m - Độ dốc ngang mặt đường lề gia cố im=2%; lềđất iđ=5%
(13)Hãy: tính cao độ thiết kế mép phần xe chạy, mép lề gia cố, vai đường, khoảng cách từ tim
đến chân ta luy? Vẽ trắc ngang
Giải:
3,5 3,5 0,5
1/1,5
1
2%
5% 2% 2% 5%
1/12
b
LT=8,29m LP=10,66m
0,5
3m 1/1,5
2%
a
- Cao độ thiết kế mép phần xe chạy:Hm= 17- 0,02 16,93m
7 17 i
2 B
m
m = − =
- Cao độ thiết kế mép lề gia cố: Hg=16,93- Bg ⋅im =16,93−1⋅0,02=16,91m
- Cao độ thiết kế vai đường: Hv=Hg-Bđxiđ=16,91-0,5x0,05=16,885m - Cao độ tự nhiên vai đường trái: T=H
v
H
t-ΔH+ 14,417m
12 ) , , ( 17 i B
s
n ⋅ = − + + + ⋅ = - Cao độ tự nhiên vai đường phải: p=H
v
H t-Δ H-m
583 , 13 12
1 ) , , ( 17 i B
s
n ⋅ = − − + + ⋅ =
- Khoảng cách từ tim đường đến chân ta luy trái:
8,29m
12 ,
1
417 , 14 885 , 16 ) , , ( i i
H H B a B L
s t
T v v n n
T =
+ − +
+ + = + − + = + =
- Khoảng cách từ tim đường đến chân ta luy phải:
10,66m
12 ,
1
583 , 13 885 , 16 ) , , ( i i
H H B b B L
s t
P v v n n
P =
− − +
+ + = − − + = + =
Bài tập đọc trắc ngang:
1/1,5
2%
1/1,5 2%
5% 2% 2% 5%
1.76
10
0.5 3.5 3.5 0.5 4.22
2.6 4.55 4.5 12
23.86 24.36 24.92 24.89 22.69 22.69 24.34 25.51 25.54 25.58 25.65 25.58 25.54 25.51 22.7
KM1+200
0.7
6
Giải
(14)- Cao độ thiết kế vai đường trái: 25,51m - Cao độ thiết kế vai đường phải: 25,51m - Chiều cao đắp tim đường: 0,76m
- Chiều rộng xe: 3,5m - Chiều rộng phần xe chạy: 7m
- Chiều rộng lềđường: 2,5m; lề gia cố 2m - Độ dốc ngang phần xe chạy: 2%
- Độ dốc ngang lề gia cố: 2% - Độ dốc ngang lềđất: 5%
- Khoảng cách từ tim đường đến mép ta luy trái: 7,76m - Khoảng cách từ tim đường đến mép ta luy phải: 10,22m Bài tập tính khối lượng đào đắp
Đề: Tính khối lượng đào đắp cọc H1 H2, biết: - Chiều cao đắp cọc H1 1m
- Chiều cao đắp cọc H2 0,2m
- Nền đường rộng 9m, tim đường đối xứng - Ta luy đào 1/1; ta luy đắp 1/1,5
- Đáy rảnh rộng 0,4m; độ sâu rảnh hr=0,4m - Mặt cắt ngang đường sau:
h 1 1m
S 1 1/1,5
1/1,5
0% 0%
5 % 8%
13 % a
1m
b
4,5m 4,5m
S2 S3 S4
S5 h3
h4 H1
(KM0+100)
1/1 h5 S6
0,2m X
c
0,4
d x is=40%
0,4 e S7
S8 S9
S11
S12 h6 h7
h8 1/1,5
4,5m 4,5m
0% H2
(KM0+200)
S10
1/1
(15)A Lý thuyết cần nhớ:
- Trường hợp độ dốc - Trường hợp độ dốc ng
=
cùng chiều: ược chiều:
i1
i2
L
2 i i
h
− ; S=
.h L
; L=
2 i
i h
+ ; S= h L
; - Diện tích hình thang:
L
S = ⋅
2
2 h
h +
Giải:
I Tính diện tích trắc ngang H1
-4,5.0,05=0,775m 75m B
h1=1
h3=1-1.0,08=0,92m h4= h3+(4,5-1).0,13=1,3
1,081m
05 ,
5 ,
h
a = =
+
2,562m
13 , ,
1 h
b =
− =
S1= 0,419
2 081 , 775 ,
a h1
= ⋅
= ⋅
(m2) S2= 4,5 3,994
2 h1
= ⋅ +
(m2) S3= 0,96
2 h3
= ⋅ +
(m2)
S4= (4,5 1) 4,016
2 375 , 92 , ) , (
h h3 4
= − ⋅ +
− ⋅ +
(m2) =
S5= 1,761
2 562 , 375 ,
b h4
= ⋅
= ⋅
(m2) =S1+ S2+ S3+ S4+ S5=11,15
diện tích trắc ngang H2:
Sđắp1 (m )
II Tính
2
0,5m
4 , x=0,2 =
h7=(4,5-x).0,4= ,6m
h6= h7 +e.is+0,4=h7 +e.0,4+0,4= h7 +hr/(1/1).0,4+0,4=1,6+0,4/(1/1).0,4+0,4=2,16m 0,4=2,32m
h5= h6+0,4 is =h6+0,4 h8=0,2+4,5.0,4=2m
i1
i2
h S
L
h S
L
h1 S h2
(16)2,32 3,867
, i
h
c =
− = =
s −
5 m
5 , , ,
1 h
d =
−
= m
S6= 4,486
2 867 , 32 , 2
c h5
= ⋅
= ⋅
(m2)
S7=h 0,896
2 16 , 32 , ,
h
4 ,
6
5 + ⋅ = + ⋅ = (m2)\
752 , ,
16 , , e
h h7 6
= ⋅ + = ⋅ +
S8= (m2)
2 ,
) , , ( ,
) x , ( h7
= − ⋅ = − ⋅
(m2) S9=
05 ,
2 , ,
2 ,
x⋅ = ⋅ =
S10= (m2)
S11= 4,5 4,95
h ,
0 8
= ⋅ +
(m2)
5 ,
5 , 2
d h8
= ⋅ = ⋅
(m2) S12=
Sđào2=S
S
6+ S7+ S8+ S9=9,334 (m2) đắp2=S10+ S11+ S12 =12,5 (m ) III Tính khối lượng đào đắp:
Khoảng cách cọc H1, H2 100m
7 , 466 100
100
2 ⋅ = ⋅ =
0 S
Sâaìo1+ âaìo2 +9,334
(m3) Vđào=
5 , (m
Vđắp= 100 118
2 , 12 15 , 11 100
S Sđắp1 đắp2
= ⋅ + =
⋅
+ 3
) ập độ cầu:
Đề: Theo tài liệu khảo sát điều tra địa chất thuỷ văn thu thập số liệu: Lưu lượng nước tự nhiên h =1,5m Lưu tốc 1,6 m/s Bề rộng suối chỗ đặt cầu Bài t
tính tốn Q=20 m3/s, độ sâu tn
4,5m Làm cầu mố nhẹ tường cánh chéo, chiều dày mặt cầu 40cm, lòng cầu gia cố
đá hộc xếp khan có kích cỡ 15÷20 cm Vận tốc cho phép khơng xói: Vcp=3,5m/s, hệ số nhám n=0,02; độ dốc lòng cầu ic=0; biết ε=0,8; α=1.ε
* Yêu cầu: xác định độ cầu theo định hình tính tốn yếu tố thuỷ lực dịng chảy; tính chiều cao vai đường so với lòng cầu
Giải:
1 Xác định chiều sâu nước chảy cầu độ cầu:
Tường cánh chéo, lịng cầu có mặt cắt hình chữ nhật, hệ số co hẹp ε=0,8; hệ số động α=1
+ Tính chiều sâu phân giới hk:
25 , 81 ,
5 , g
V hk =
Với tiết diện chữ nhật:
2
cp = ⋅ = ⋅
α
(17)1,3.hk=1,3.1,25=1,625>h ch + Xác định độ cầu:
tn=1,5m; chếđộ ảy tự
72 ,
5 , , V
3
k ⋅
α ε
20 81⋅ =
m
họn ≥
m , ca bäüi l L
suối rộng bề L
0
0 ⇒ L0=6
+ Tính lại vận tốc nước chảy cầu:
, Q g B
L' k
0 = = =
C m
⎪ ⎩ ⎪ ⎨
⎧L0 ≥L'0
445 , ,
20 81 , L
Q g
V 3
0
k ⋅ =
⋅ =
α ε
= m/s
/s k=3,445 m/s < Vcp=3,5 m/s
ậy vận tốc nước cầu đảm bả huật * Như vậy: Vk=3,445 m/s > Vtn=1,6 m
V
V o kỹ t
+ Chiều sâu phân giới:
h =α⋅Vk =1⋅3,445 =1,21m
2
81 , g
k
1,3.hk=1,3.1,21=1,573m > htn=1,5m Vậy chọn theo chếđộ chảy tự
hiều cao nước dâng trước cầ
+ C u:
H=1,6.hK=1,6.1,21=1,936m 2 Kiểm tra độ dốc lòng lạch cầu: - Lưu diện thoát nước cầu: ϖ = Q = 20 =5,806 (m2)
qua lưu diện co hẹp, dòng chảy chảy với tiết diện toàn bộ:
445 , Vk
k
- Lưu diện tồn bơ: sau chảy
258 , ,
806 ,
k = = ε
ϖ =
ω (m2)
- Chu vi ướt: χ=L0+2.hk =6+2.1,21=8,42m
862 , 42 ,
258 ,
=
R ==
χ ϖ
= m
- Bán kính thuỷ lực: - Hệ số C:
y y
02 , R n
C= 1⋅ = ⋅0,862
m<1m, lấy y=1,5
n
R=0,862 =0,212
⇒ 0,862 48,45
02 ,
1 R
n
C= ⋅ y = ⋅ 0,212 =
- Độ dốc phân giới:
00588 , 862 , 45 , 48
445 , R
C V
ik = 2 2
2
k =
⋅ =
⋅
=0 < ik=0,588%
ới chếđộ chảy tự h chiều cao vai đường so với lòng cầu:
2
- Độ dốc cầu: ic V
3 Tín
(18)Hmin=H+C+Z=1,936+0,4+0,5=2,836m 4 Kiểm tra vận tốc cho phép:
Chếđộ chảy cầu chảy tự có chiều sâu phân giới hk=1,21m, gia cố đá hộc có Vcp=3,5m/s ⇒ khơng gây xói lở
cm đất
ều cao đắp đá hạ lưu 1,2m Chiều sâu tự nhiên 1m, 8m Chiều cao đường so với đáy đường thấm thượng Vcp=3,5m/s Vận tốc cầu Vk=3,445m/s <
Bài tập đường thấm có áp:
Đề: đường thấm có áp đắp đá cuội nhẵn, đường kính đá bình qn 30 lẫn đá, tiết diện ướt hình tam giác, chi
chiều rộng chân đường thấm l=1
lưu 3m, lưu lượng nước Q=2 m3/s, độ dốc đáy đường thấm ic=3% - Tính độđường thấm
- Kiểm tra điều kiện xói lở, nhận xét vềđộ dốc
L2
L1
1/m H
1m
H1
i B/2
Đất H2
B/2
1/m 0,5 1/m
b
H3
htn
Giải:
1 Chiều cao mực nước dâng cho phép: H=Hn-1=3-1=2m
2 Tính độ dốc thuỷ lực I:
L I= H+i⋅L−h
Vì chiều sâu nước tự nhiên hạ lưu htn=1m<hđ=1,2m; tiết diện đường thấm tam giác:
⇒ m
3 h
h= tn = ⋅ =
1041 , 18
3 18 03 ,
= − ⋅ + =
3 Vận tốc thấm:
I
I K V= ⋅
Đá cuội d=30cm, nhẵn, tra bảng K=0,43
1387 , 1041 , 43 ,
V= ⋅ = m/s
ết: 4 Tính diện tích tiết diện nước cần thi
42 , 14 1387 ,
2 Q
V = =
=
ϖ (m2)
5 Tính độ đường thấm:
84 , 28
4 , 14
2
h b h
b tn ϖ = ⋅ =
tn = ⇒ ⋅
=
ϖ m
Kiểm tra điều kiện xói lở: 0,111 18
2 L
H = =
6
Địa chất đất lẫn đá: I =1/3⇒
L H
(19)* Lưu lượng phân bố:
84 28 b Q
q= = =0,069 (m ,
2
, ta san ận tốc thấm để rút ngắn độ b đỡ
ính độ đường thấm không áp với lưu lượng nước thiết kế m /s Tiết diện gang đường thấm hình chữ nhật, độ dốc đường thấm i=2%; kích thước mặt cắt ngang m đá hộc kích cỡ 30cm, đá có độ nhẵn trung bình,
3/s/m) Theo quy định: q ≤ 0,25÷1 (m3/s/m) (đạt)
* Nếu độ dốc cho phép lòng lạch làm tăng v tốn đá
Bài tập đường thấm không áp:
Đề: T
n
đường hình dưới, đá đắp đường thấ
chiều sâu nước hạ lưu=0
Giải:
1 Tính chiều dài đường thấm: L
515 , 02
, , 1
5 ,
) ,
2 +
1 ( , ,
2 =
⋅ +
+ +
⋅ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜
⎝ ⎛ +
m
i m L1
+ =
B ) H H ( ,
1 1+ 2 +
103 , 10 02
, , 1
5 , ) , ( , i
m
5 , B ) , ( ,
L2 =
⋅ −
+ + + ⋅ = −
⎟ ⎠ ⎞ ⎜
⎝ ⎛ + + +
= m
L=L1+L2=19,618 (m)
L
2,2m H
0,25
i=2% 0,5
1m 0,5
L2
9/2 9/2
1/1,5
1/1,5 Đất
1/1,5
1/1,5
Chiều cao đắp đá phía thượng lưu:
hđ=H1-l1.i= m
3 Chiều cao mực nước dâng cho phép: lực đường thấm
01 , 02 , 515 , ,
2 − ⋅ =
H= hđ-0,25=2,01-0,25=1,76m
4 Độ dốc thuỷ :
Vì tiết diện chữ nhật:
L
H
I= +i= 1,76 +0,02=0,05
618 , 19 3⋅
5 Diện tích trắc ngang đường thấm cần thiết:
05 , k
2 I
K
Q V
Q = =
= ω
Đá hộc kích cỡ 30cm, đá có độ nhẵn trung bình⇒ K=0,5
889 , 17 05 , ,
2 I
K
Q V
Q = = =
=
ω m2
(20)164 , 10
= Tiết diện chữ nhật: b=ω/H=
76 , 889 , 17 m iều kiện võng
đuynh đàn hồ u cầu Eyc= 120Mpa, kiểm tra kết cấu áo
ường ô tô sau theo điều kiện võng
Nền
Bài tập áo đường theo đ
Đề: Đường cấp IV Cho mô i yê
đ (4) 20cm 8cm 12cm (3) (2) (1)
Lớp Tên vật liệu Mô đuyn đàn hồi 30 độ C
1 Bê tơng nhựa nóng loại B hạt vừa 300 Mpa
2 Đá dăm thấm nhập nhựa 250 Mpa
3 Cát gia cố 8% xi măng 280 Mpa
4 Nền đường đáy áo đường 60 Mpa
Giải:
Tính m lớp lớp 3: 1 ô đuyn đàn hồi trung bình
Mpa 484 , 26 12 280 K E
E23 3 ⎟⎟ = ⎜ ⎟ =
⎠ ⎜⎜ ⎝ + = 20 280 250 20 t K 3 / / ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜ ⎝ + ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎞ ⎛ + ⋅
Tính mơ đuyn đàn hồi trung bình lớp lớp 2,3:
12 ⎜ ⎛ ⋅ + ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 2 3 / 3 / 23 123 484 , 268 K E
E ⎟⎟ =β⋅ ⋅⎜ ⎝
⎠ ⎜⎜ ⎝ + ⋅ β = 32 484 , 268 300 32 t K ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎛ ⋅ + ⎞ ⎛ + ⋅ 14 , 33 40 114 , D H 114 , 12 , 12 ,
123 ⎟ =
⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = β Mpa 046 , 313 32 484 , 268 300 32 484 , 268 14 , K t K E E 3 / 3 / 23 123 = ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ + ⋅ ⋅ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⋅ + ⋅ β =
3 Xác định mô đuyn đàn hồi chung E1234 192 , 046 , 313 60 E E 123
0 = =
(21)52 , E
E
123
ch = ⇒E E 0,52 313,046 0,52 123
ch = ⋅ = ⋅
Tra được: =162,784 Mpa
IV; độ tin 0,9⇒ ⇒ ⋅ = ch=162,784 Mpa
Kết cấu áo đường ô tô đạt điều kiện võng g
Đề: Đường cấp IV Cho mô đuynh đàn hồi yêu cầu Eyc= 145Mpa, kiểm tra kết cấu áo
Đường cấp cậy Kâv 1,1 ,1⋅120=132< E
câ = K Eyc âv
câ
Bài tập áo đường theo điều kiện võn
đường ô tô sau theo điều kiện võng
(E0) (1) (2) (3)
Nền
Mô đuyn đàn hồi E (Mpa)
LớpTên vật liệu Chiều dày
Tính võng Tính trượt Tính kéo
C (Mpa) ϕ
o
uốn
3 Láng nhựa lớp - - -
2 CP đá dăm loại 20 300 300
1 CP tựnhiên 40 200 200 050, 40
0 Nền đường đất cát 42 42 0,018 28
Giải:
1 Tính mơ đuyn đàn hồi chung lớp lớp 1:
β ⋅ =
⎟⎟ ⎟ ⎟ ⎟
⎠ ⎞
⎜⎜ ⎜ ⎜
⎜ ⎜
⎝ ⋅ + ⎞
⎛1+K⋅t1/3 40 200
⎝ ⎛
+ ⎟ ⎠ ⎞ ⋅
⋅ β = ⎟⎟ ⎠ ⎜⎜
⎝ +
⋅ β
= 230,361
40 20 20 200
K E E
3 /
1 12
⎛300
197 , 33
60 114 , D
H 114 ,
12 , 12
,
12 ⎟ =
⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =
⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =
β 2
E12=230,361x1,197=275,709 (Mpa) Xác định mô đuyn đàn hồi chung E012
152 , 42
E0 = =
709 , 275 E12
82 , 33 60 D h12
= =
57 , E E
12
ch = ⇒
57 , 709 , 275 57 , E
Ech = 12 ⋅ = ⋅
Tra được: =157,15 Mpa
IV; độ tin 85⇒ ⇒Kâvcâ ⋅Eyc 53 < Ech=157,15 Mpa
Kết cấu áo đường ô tô đạt điều kiện võng
(22)Bài tập áo đường theo điều kiện trượt: Đề: cho kết cấu áo đường sau:
(1)
(4)
40cm 5cm 20cm (3)
(2)
Nền
Lớp Tên vật liệu E (Mpa) ở
10 độ C
(Mpa) ở
60 độ C ϕ (độ) C (Mpa) K’ E
1 Bê tông nhựa hạt mịn 750 200 0,18 1,1
2 Bê tông nhựa hạt thô 900 250 0,28 1,6
3 Cấp phối đá dăm loại 250 250 - -
4 Nền đường đáy áo đường 60 Mpa 60 Mpa 22 0,05
Hãy ết đường cấp IV, độ tin 0,9 Lưu lượng tr xe tính tốn
n ặt đường c b =0 pa Đ kín vệt
kiểm tra điều kiện trượt, bi ục
trê xe: Ntt=70 trục/nđ /làn M A1, áp lự ánh xe p ,6 M ường h bánh xe tương đương D=33 cm
Giải
Trong kết cấu áo đường trên, điều kiện trượt kiểm tra cho đường: 1 Xác định τ :
ax
1.1 Quy đổi lớp 1,2,3 lớp:
250 40
20
1 40 20 250 t
K E E
3 /
1 ⎢
⎡ ⎤
⎡ +
K
3 /
3
23 =
⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢
⎢ ⎣ +
+ =
⎥ ⎦ ⎢
⎣ +
= Mpa
245,89
60
250 200 60
5 250 K
1 t K E E
3 /
3 / 23
123 =β⋅
⎥ ⎥ ⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢ ⎢ ⎢
⎣ ⎡
+ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ + ⋅
β = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢
⎣ ⎡
+ + ⋅
β
= Mpa
1,208
33 65 114 , D
H 114 ,
12 , 12
,
123 ⎟ =
⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = β
E123=245,89⋅1,208=297,14Mpa
1.2 Xác định τax xe gây ra:
4,95
60 E4
123 =297,14=
E
97 , 33 65 D h123
=
= ; ϕ=22 độ
ra toán đồ 3.3
T có: τax =0,0172⇒
0103 , 0172 , , 0172 , p
ax = ⋅ = ⋅ =
τ
p Mpa
Tra toán đồ 3.4 với h= 65 cm; τav= -0,0011
ính tnh toân Ctt:
Xác định τav:
(23)Ctt = C K1 K2 K3
K1=0,6 (phần xe chạy)
Ntt=70 trục/nđ /làn < 100 ⇒ K2=1
độ chịu cắt trượt:
,94 ề
Nền đất dính ⇒ K3=1,5
⇒ Ctt =0,05x0,6x1x1,5=0,045 Mpa
4 xác định Ktr
cd hệ số cường
Đường cấp IV; độ tin 0,9 ⇒Ktr =0 cd 5 Kiểm tra u kiện trượt:
τax + τav ≤ tr câ
K ⇔ 0,010
tt
C
3-0,0011≤
94 ,
045 ,
0 ⇔
0,0092≤ 0,048 (đúng) t đảm
ốn Đề: cho kết cấu áo đường sau:
20cm (3)
(2)
Vậy đấ bảo chống trượt
Bài tập áo đường theo điều kiện kéo u
5cm (1)
(4)
40cm Nền
Lớp Tên vật liệu E (Mpa)
10 độ C
E (Mpa
60 độ C ϕ (độ) C (Mpa) Ru (Mpa) )
1 Bê tông nhựa chặt hạt mịn loại I 750 200 0,18 0,8
2 Bê tông nhựa hạt thô 900 250 0,28 1,2
3 Cấp phối đá dăm loại 250 250 - - Nền đường đáy áo đường 60 Mpa 60 Mpa 22 0,05
Hãy uốn, biết ấp IV, độ tin 0,9 Lưu lượ g trục xe tính n tr kiểm tra điều kiện kéo tr đường c n , áp ánh xe p=0,6 Mpa n toá ên xe năm đầu: N1=40 ục/nđ /làn Mặt đườ g A1 lực b
Đường kính vệt bánh xe tương đương D=33 cm Tải trọng trục tiêu chuẩn bánh đôi, tỷ lệ tăng xe hàng năm: q= 8%
Giải
Trong kết cấu áo đường trên, điều kiện kéo uốn kiểm tra cho tầng mặt bê tông nhựa: Công thức kiểm tra:
σku≤ ku
cd
K
ku tt
R
b ku.p.k
σku = σ
ng c p IV; độ ậy 0,9⇒ K =0,94= K
c tiêu ch nh đôi⇒ K =0,85
tương đương (không nhân β)
Đườ ấ tin c
Tải trọng trụ uẩn bá
ku cd
tr cd b
Xác định σku:
(24)868,5 20
5
900 750 20
5 900 K
1 t K E E
3 /
3 /
12 =
⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢
⎣ ⎡
+ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅ + =
⎥ ⎦ ⎤ ⎢
⎣ ⎡
+ +
= Mpa
1.2 Dùng toán đồ kogan quy đổi lớp bán không gian:
1,21
33 40 D
h3 = =
; 0,24 250
60 E
E
3
4 = = Tra toán đồ kogan được: 0,58
E E
3
34 = ⇒
145 250 58 ,
E34 = ⋅ = Mpa
1.3 Xác định σku :
0,758
33 25 D h12
=
= ; 5,99
145 , 868 E
E
34
12 = = Tra tốn đồ hình 3.5 có: σku =0,75
1.4 Xác định σku:
σku =0,75⋅0,6⋅0,85=0,3825 Mpa
2 Xác định ku tt
R :
ku 1 2 ku
tt K K R
R = ⋅ ⋅
Bê tông nhựa chặt loại ⇒ K2=1; thời hạn thiết kế t=15 năm Bê tông nhựa ⇒k1 = 0,22
e
N 11,11
365 40 396,421
08 ,
] ) 08 , [( N 365 q
] ) q [( N
15
t
e ⋅ ⋅ =
− +
= −
+
= trục
⇒k1 = 0,22 =0,6518
396,421 11,11
Rttku =0,6518⋅1⋅0,8=0,521 Mpa
⇒ 0,554
94 ,
521 , K R
ku cd ku
tt = = Mpa
Kiểm tra điều kiện: σku≤ ku
cd ku tt
K
R ⇔
0,3825 < 0,554 Mpa Vậy kết cấu áo đường đảm bảo điều kiện kéo uốn
Bài tập bậc nước:
Đề: Tính tốn thủy lực bậc nước nối tiếp phía hạ lưu cơng trình cầu với số liệu sau: - Chênh cao tự nhiên từđầu đến cuối bậc nước: ΔH=2,9m
- Chiều dài tự nhiên từđầu đến cuối bậc nước: L=20m - Tĩnh không bậc nước: T=0,2m
- Vật liệu làm bậc nước: đá hộc xây vữa M100 - Lưu lượng thiết kế: Q4%=4 m3/s
- Độ sâu tự nhiên hạ lưu: htn=0,82m
Giải:
a Chọn chiều rộng bậc nước:
(25)b Tính chiều sâu nước chảy cửa vào:
0,482m
4 81 ,
4 , b
g
Q
h
2
2
k ⋅ =
⋅ =
⋅ α =
c Chọn số bậc, tính chiều cao bậc:
Chọn cố bậc nước n=6 (Sơ chọn p’=0,5m; n=ΔH/p’) Chiều cao cần thiết bậc nước là: p’=ΔH/n=2,9/6=0,483m Chọn p bội 5cm, chọn p=0,5m
p
hg hc
h"c
d Lk
LT hk
d
H hk
d Tính chiều sâu sau bước nhảy thuỷ lực:
Năng lượng tương đối: 2,335
482 ,
25 , , , h
d p , h T
k k
0
T =
+ ⋅ = + ⋅ = = ε
Chọn chiều sâu giếng tiêu d=0,25m
Tra tốn đồ hình 6.13/162 ứng với ϕ=0,8 εT=2,335 =0,8 =0,7 " c
ε εc
Chiều sâu sau bước nhảy thuỷ lực: h '' hk 0,8 0,482 0,39m
c ''
c =ε ⋅ = ⋅ = e Xác định chiều sâu nước trước tường giếng tiêu năng: hg=H+d=1,7.hk+d=1,7x0,482+0,25=1,07m
g Kiểm tra điều kiện chảy ngập:
Ta thấy hg=1,07m>1,1h’’=1,1x0,39=0,42m Vậy điều kiện chảy ngập đảm bảo
Đối với bậc nước cuối phải đảm bảo: htn=0,82m>1,1h’’=0,42m h Xác định chiều dài tối thiểu giếng tiêu năng:
- Tính vận tốc nước chảy cửa vào: 2,07m/s 482
,
4 h
b
Q V
k
k = = ⋅ =
- Tính chiều cao nước đổ: y=p+d+
k h
=0,5+0,25+0,482/2=0,991m - Tính độ xa dịng nước đổ : 0,93m
81 ,
991 , 07 , g
y V
lâ = k = ⋅ =
- Tính hc: chiều sâu nước tiết diện co hẹp : hc=εc.hk=0,7x0,482=0,337m
- Tính ln: chiều dài bước nhảy thuỷ lực : ln=3.(hc”-hc)=3(0,39-0,337)=0,16m - Tính chiều dài tối thiểu giếng : Lg=lđ+ln=0,93+0,16=1,09m
i Xác định chiều dày tường tiêu năng:LT=3.hk=3x0,482=1,45m k Kiểm tra điều kiện bố trí bậc nước:
(26)ibn: độ dốc bậc nước: 0,197 19,7% 45
, 09 ,
5 , L
L p i
T g
bn = + = + = =
ilv: độ dốc tự nhiên lưu vực:
L H
ilv =Δ =2,9/20=0,145=14,5%
Vậy ibn≥ilv Bậc nước bố trí hợp lý Bài tập dốc nước:
Đề: Tính tốn yếu tố thủy lực dốc nước hạ lưu cầu với số liệu sau: - Độ dốc lòng suối độ dốc kênh (dốc nước): I=20%=0,2
- Vật liệu làm kênh (dốc nước): đá hộc xây vữa M100 - Chiều rộng suối hạ lưu: 2,5m
- Lưu lượng nước thiết kế: 18,1m3/s - Độ sâu tự nhiên hạ lưu: 1,22m
Cho điều kiện vềđịa hình thỏa mãn
Giải:
a Xác định chiều rộng dốc nước:
Với vật liệu đá hộc xây vữa M100, tra bảng 6.3 (lát đá hộc) độ nhám: n=0,02 Độ dốc dốc nước 20%, tra bảng 6.4 hệ số lẫn khí a=1,33
Tra bảng 6.7B với máng bê tông M100, độ sâu nước htn=1,22m vận tốc cho phép khơng xói:
Vox=12m/s=Vo
Chiều rộng tối thiểu dốc nước: 2,5m 12
) 33 , 02 , (
2 , , 18 V
) a n (
I Q
b 3/2 5/2
4 /
/ /
4 /
= ⋅
⋅ ⋅ =
= b≥ Chiều rộng suối, chọn b=2,5m
b Xác định độ sâu nước chảy đầu dốc nước: 1,8m
, 81 ,
1 , 18 , b
g
Q
h
2
2
k ⋅ =
⋅ = ⋅ α =
c Xác định độ sâu nước chảy cuối dốc nước: 0,603m 12
5 ,
1 , 18 b
V
Q h
0
0 = = ⋅ =
d Tính chiều sâu liên hợp sau bước nhảy thủy lực: ho''
4,207m
81 ,
603 , 12 g
h V
h
0 ''
0 =
⋅ ⋅ =
=
e Kiểm tra điều kiện chảy ngập:
- Vì 1,1.ho''=1,1x4,207=4,63m nên htn<1,1.ho'', sau dốc nước phải làm giếng tiêu
năng
* Chiều sâu giếng tiêu là: d=1,1ho" - htn=4,63-1,22=3,41m
* Chiều dài giếng tiêu năng: Lg= 3(h'' h0)