bài tập có đáp án: thiết kế đường F1

40 57 0
  • Loading ...
1/40 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/04/2018, 09:16

Thiết kế môn họcTHIẾT KẾ ĐƯỜNG F1Đề bài: Cho thành phần lưu lượng xe ở năm thiết kế (STT=48) :STTThành PhầnLưu lượng (xeng.đ)1Xe đạp3582Xe máy4483Xe con6484Xe tải nhẹ3485Xe tải trung1486Xe tải nặng2 Địa hình: Đồng bằngCác số liệu khác tự giả địnhYêu cầu:Xác định cấp hạng đường thiết kế.Lập sơ đồ khối miêu tả các bước thiết kế hình học tuyến đường.Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật dùng thiết kế hình học.Thiết kế áo đường (cứng hoặc mềm) với số liệu trên.Bài làmI.Xác định cấp hạng đường thiết kế:Khái niệm: Mạng lưới giao thông thường bao gồm rất nhiều tuyến đường với các tiêu chuẩn kỹ thuật, quy mô khác nhau. Vì thế để dễ dàng cho công tác quản lý và thiết kế thì người ta phân chia các tuyến đường đó vào một số nhóm nào đó gọi là phân cấp hạng đường. Những con đường trong cùng một nhóm sẽ có quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự nhau.Cách phân cấp hạng đường.Căn cứ vào tiêu chuẩn TKĐ ô tô 40542005, để phân cấp hạng đường ta quy đổi các loại xe khác nhau ra xe con tiêu chuẩn.Bảng 2 Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe conĐịa hìnhLoại xeXe đạpXe máyXe conXe tải có 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗXe tải có 3 trục trở lên và xe buýt lớnXe kéo moóc, xe buýt kéo moócĐồng bằng và đồi0.20.31.02.02.54.0 TKMH Thiết kế đường F1 Thiết kế môn học THIẾT KẾ ĐƯỜNG F1 Đề bài: Cho thành phần lưu lượng xe năm thiết kế (STT=48) : STT Thành Phần Lưu lượng (xe/ng.đ) 358 448 648 348 148 Xe đạp Xe máy Xe Xe tải nhẹ Xe tải trung Xe tải nặng Địa hình: Đồng Các số liệu khác tự giả định Yêu cầu: - Xác định cấp hạng đường thiết kế - Lập sơ đồ khối miêu tả bước thiết kế hình học tuyến đường - Tính tốn tiêu kỹ thuật dùng thiết kế hình học - Thiết kế áo đường (cứng mềm) với số liệu Bài làm I Xác định cấp hạng đường thiết kế: Khái niệm: Mạng lưới giao thông thường bao gồm nhiều tuyến đường với tiêu chuẩn kỹ thuật, quy mơ khác Vì để dễ dàng cho cơng tác quản lý thiết kế người ta phân chia tuyến đường vào TKMH Thiết kế đường F1 số nhóm gọi phân cấp hạng đường Những đường nhóm có quy mơ tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự Cách phân cấp hạng đường Căn vào tiêu chuẩn TKĐ ô tô 4054-2005, để phân cấp hạng đường ta quy đổi loại xe khác xe tiêu chuẩn Bảng - Hệ số quy đổi từ xe loại xe Địa hình Xe đạp Xe máy Loại xe Xe tải có trục Xe xe buýt 25 chỗ 1.0 2.0 Xe tải có trục trở lên xe buýt lớn Xe kéo moóc, xe buýt kéo moóc Đồng 0.2 0.3 2.5 4.0 đồi Núi 0.2 0.3 1.0 2.5 3.0 5.0 CHÚ THÍCH - Việc phân biệt địa hình dựa sở độ dốc ngang phổ biến sườn núi, sườn đồi sau Đồng đồi 30%; núi > 30% - Đường tách riêng thơ sơ khơng quy đổi xe đạp Từ bảng theo địa hình đồi núi ta có lưu lượng xe quy đổi xe tiêu chuẩn sau: ST T Thành phần Lưu lượng (xe/ng.đ) Hệ số quy đổi Xe đạp 358 0,2 Lưu lượng quy đổi (xcqđ/ng.đ) 71,6 TKMH Thiết kế đường F1 Xe máy Xe Xe tải nhẹ Xe tải trung Xe tải nặng 448 648 348 148 Tổng xcqđ/ng.đ Chọn cấp đường ta dựa vào bảng sau: 0,3 1,0 2,0 2,5 4,0 134,4 648 696 370 1928 Bảng Bảng phân cấp kỹ thuật đờng ô tô theo chức đờng lu lỵng thiÕt kÕ CÊp Lu lỵng thiÕt xe thiÕt kÕ kÕ*) cđa ®- (xcq®/n® êng ) Cao tèc > 25 000 CÊp I > 15 000 CÊp II > 000 CÊp III > 000 CÊp IV > 500 CÊp V > 200 CÊp VI < 200 Chøc đờng Đờng trục chính, thiết kế theo TCVN 5729 : 1997 Đờng trục nối trung tâm kinh tế, trị, văn hoá lớn đất nớc Quốc lộ Đờng trục nối trung tâm kinh tế, trị, văn hoá lớn đất nớc Quốc lộ Đờng trục nối trung tâm kinh tế, trị, văn hoá lớn đất nớc, địa phơng Quốc lộ hay đờng tỉnh Đờng nối trung tâm địa phơng, điểm lập hàng, khu dân c Quốc lộ, đờng tỉnh, đờng huyện Đờng phục vụ giao thông địa phơng Đờng tỉnh, đờng huyện, đờng xã Đờng huyện, đờng xã TKMH Thit k ng F1 *) Trị số lu lợng để tham khảo Chọn cấp hạng đờng nên vào chức đờng theo địa hình Tra bng 3: ta chọn cấp thiết kế đường : Cấp IV đồng CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT Tốc độ tính tốn: II - Bảng Tốc độ thiết kế cấp đờng Cấp thiết kế Địa hình Tốc độ thiÕt kÕ, Vtk, km/h I II III §ån §ån §ån g g g b»n b»n b»n g g g 12 10 80 IV Nói §ån g b»n g 60 60 V Nói §ån g b»n g 40 40 VI Nói §ån g b»n g Nói 30 30 20 Chú thích: Việc phân biệt địa hình đợc dựa sở độ dốc ngang phổ biến sờn đồi, sờn núi nh sau: Đồng đồi 30 %; nói > 30 % Cấp đường lựa chọn: Cấp - đồng Ta chọn VTK = 60 km/h IV Xác định đặc trng hình học mặt cắt ngang Mặt cắt ngang đờng Bề mặt đờng Lề đờng Phần xe chạy Lề đờng Phần gia cè TKMH Thiết kế đường F1 Sè lµn xe: Số xe mặt cắt ngang đợc xác định theo công thức: nlx = N cdgio Z.N lth Trong : Nlx : Số xe yêu cầu Ncđgiờ : Lu lợng xe thiết kế cao điểm Ncdgiờ = (0,1ữ0,12)Ntbnđ (xcqđ/h/làn) chọn Ncdgiờ = 0,12 x 1928 = 231 (xcqđ/h/làn) Nlth : Năng lực thông hành tối đa, N lth = 1000 (xcqđ/h/làn), lấy theo mục 4.2.2 tiêu chuẩn TCVN 4054-05 đờng dải phân cách Z : Hệ số sử dụng lực thông hành, với V TK = 60 Km/h Z = 0,55, lÊy theo mơc 4.2.2 tiªu chn TCVN 4054 - 05 VËy ta cã : nlx = NhËn thấy khả thông xe đờng cần xe đủ Tuy nhiên, thực tế xe chạy đờng phức tạp, nhiều loại TKMH Thit k ng F1 xe chạy với vận tốc khác Mặt khác theo tiêu chuẩn thiết kế đờng TCVN 4054-05, ®èi víi ®êng cÊp IV-Vïng ®åi nói, ph¶i bè trÝ từ xe trở lên Do chọn đờng xe Chiều rộng xe, mặt đờng, đờng : Sơ đồ tính toán: b x x y c Trong ®ã: b: ChiỊu réng thùng xe x: khoảng cách từ sờn thùng xe đến xe bên cạnh c: Khoảng cách tim bánh xe y: Khoảng cách từ tim bánh xe đến mép phần xe chạy B: Chiều rộng xe, B = b+c + x + y TKMH Thiết kế đường F1 Víi : x = 0,5 + 0,005V (m) (do xe bên cạnh chạy ngợc chiÒu) y = 0,5 + 0,005V (m) ⇒B= b+c + + 0,01V Víi vËn tèc xe ch¹y tÝnh to¸n V = 60 (Km/h) TÝnh cho xe cã kÝch thớc lớn phổ biến dòng xe tơng lai TÝnh cho xe moãc tú: b = 2,5 m; c = 1,8 m VËy: B = 2,5 + 1,8 + 1,6 = 3,8 (m) ì Chiều rộng mặt ®êng: 2B = 3,8 = 7,6 (m) × ChiỊu réng nỊn ®êng: 7,6 + = 9,6 (m) Mặt khác theo quy trình 4054-05 ta có kích thớc tối thiểu áp dụng vận tốc thiết kế V tk=60 Km/h cấp đờng IV cho khu vực đồng (bảng 6) nh sau: Chiều rộng xe : 3,5 m - Chiều rộng mặt đờng : 7m - ChiỊu réng nỊn ®êng : 9m - Chiều rộng lề đờng lề gia cố : 1,0 m (gia cố 0,5 m) Dựa vào tính toán quy tr×nh thiÕt kÕ ⇒ Ta chän nh sau: - Các yếu tố Phần xe chạy Kích thớc (m) × 3,5 TKMH Thiết kế đường F1 PhÇn lỊ đờng ì Phần gia cố Bề rộng đờng ì 0,5 Độ dốc ngang mặt đờng, lề đờng: ( bảng 9) - Độ dốc ngang mặt đờng lề gia cố : 2% - Độ dốc ngang phần lề không gia cố : 4% V Xác định tầm nhìn xe chạy : Chiều dài tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định : Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trớc chớng ngại vật cố định Sơ đồ tính toán : Sơ đồ lp Sh l0 S1 S1 = l p + S h + l TÝnh chiỊu dµi tầm nhìn tính theo V ( Km/h ) ta có : TKMH Thiết kế đường F1 S1 = V 3,6 + kV 254(φ − imax ) + lo Trong : lp : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, lp = Sh : Chiều dài hãm xe, Sh = kV 254(φ − imax ) V 3,6 (m) l0 : Cự ly an toàn, l0 =5ữ10 (m), lÊy l0 =5 m V : VËn tèc xe chạy tính toán V = 60 km/h k : Hệ sè sư dơng phanh k = 1,2 ®èi víi xe : Hệ số bám dọc đờng = 0,5 imax= 6% Thay số vào ta đợc S1 = 60,32m) Theo TCVN 4054-05,tầm nhìn tối thiểu chạy xe đờng (bảng 10): S1 =75 m Chọn tầm nhìn chiều S1 = 75m 22 Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngợc chiều (tính theo sơ đồ 2) Sơ đồ tính toán: TKMH Thit k ng F1 Chiều dài tầm nhìn trờng hợp nµy lµ: S2 = V kV 2φ + + lo 1,8 127(φ − imax ) = 60 1, × 602 × 0,5 + 1,8 127 × (0,52 − 0, 062 ) +5 = 107,36(m) Theo TCVN 4054- 05 tầm nhìn tối thiểu xe chạy đờng: S2=150 m ⇒ chän S2 = 150 (m) TÇm nhìn vợt xe ( tính theo sơ đồ ): Sh1-Sh2 S4  v2 S4 =   v1 − v2 +    v3  kv1 (v1 + v2 ) v  kv22 +  + l0 ÷ ÷ 1 + v ÷+ l0 g (ϕd ± id ) v1 − v2  g (ϕ d ± id )     10 TKMH Thiết kế đường F1 lớn), lúc lại phải lấy trị số mô đun đàn hồi tính tốn chúng tương đương với nhiệt độ 10 – 150C Khi tính tốn theo điều kiện cân trượt nhiệt độ tính tốn bê tơng nhựa loại hỗn hợp đá nhựa nằm phía lấy 30 0C, riêng với lớp nằm lấy 600C II TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TỐN VÀ CÁCH QUY ĐỔI SỐ TRỤC XE KHÁC VỀ SỐ TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TỐN 2.1.Tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn: Khi tính tốn cường độ kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn nêu , tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn quy định trục đơn tơ có trọng lượng 100 kN tất loại áo đường mềm đường cao tốc, đường ô tô cấp thuộc mạng lưới chung đường đô thị từ cấp khu vực trở xuống Riêng kết cấu áo đường đường trục đô thị số đường cao tốc đường ô tô thuộc mạng lưới chung tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn quy định trục đơn trọng lượng 120 kN Các tải trọng tính tốn tiêu chuẩn hoá bảng sau: Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn ( Bảng 3-1, TCN 211-06 ) Tải trọng trục tính tốn Áp lực tính tốn lên mặt tiêu chuẩn, P (kN) đường, p (Mpa) 100 0.6 120 0.6 Đường kính vệt bánh xe, D (cm) 33 36 2.2 Quy đổi số tải trọng trục xe khác số tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn (hoặc quy đổi tải trọng tính tốn xe nặng nhất) Mục tiêu quy đổi quy đổi số lần thông qua loại tải trọng trục i số lần thông qua tải trọng trục tính tốn sở tương đương tác dụng phá hoại kết cấu áo đường: Việc quy đổi phải đượ c th ực hi ện đ ối v ới t ừng c ụm tr ục tr ước c ụm trục sau m ỗi loại xe ch đ ầy hàng v ới quy đ ịnh sau: -Cụm trục gồm m trục có trọng lượng trục v ới cụm bánh đơn cụm bánh đôi (m =1, 2, ); -Chỉ cần xét đến (tức cần quy đổi) trục có tr ọng l ượng tr ục t 25 kN trở lên; -Bất kể loại xe khoảng cách trục ≥ 3,0m việc quy đổi thực riêng rẽ trục; 26 TKMH Thiết kế đường F1 -Khi khoảng cách trục < 3,0m (giữa trục cụm trục) quy đổi gộp m trục có trọng lượng trục v ới vi ệc xét đ ến h ệ s ố trục C1 biểu thức (2.1) (2.2) Theo quy định trên, vi ệc quy đ ổi đ ược th ực hi ện theo bi ểu th ức sau: k N= P C1.C2 ni ( I ) 4,4 ∑ Ptt i =1 (2.1) Trong đó: N tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác trục xe tính tốn thơng qua đoạn đường thiết kế ngày đêm chiều (trục/ngày đêm); ni số lần tác dụng loại tải trọng trục i có trọng lượng trục p i cần quy đổi tải trọng trục tính tốn Ptt (trục tiêu chuẩn trục nặng nhất) Trong tính tốn quy đổi thường lấy ni số lần loại xe i thơng qua mặt cắt ngang điển hình đoạn đường thiết kế ngày đêm cho chiều xe chạy thời điểm thiết kế; C1 hệ số số trục xác định theo biểu thức (2-2): C1=1+1,2 (m-1); (2-2) Với m số trục cụm trục i C2 hệ số xét đến tác dụng số bánh xe cụm bánh: C = 6,4 cho trục trước trục sau loại cụm bánh có bánh C = 1,0 cho trục sau loại cụm bánh có bánh (cụm bánh đơi) Bảng số liệu tải trọng trục xe Loại xe Trọng lượng trục Pi (KN) Trục Trục trước sau Số trục sau Số bánh cụm bánh trục sau Khoảng cách trục sau (m) Lượng xe ni xe ( /ngàyđêm) 648 1/ Xe 2/ Xe tải loại Nhẹ Trung Nặng Nặng Nặng 18.0 25.8 48.2 45.4 23.1 56.0 69.6 100.0 90.0 73.2 1 2 Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi < 3.0 < 3.0 > 3.0 348 148 1 27 TKMH Thiết kế đường F1 Bảng tính số trục xe quy đổi số trục tiêu chuẩn 100 kN Loại xe Pi (kN) C1 C2 ni Trục trước 18,0 6,4 348 Trục sau 56,0 1 348 27 Trục trước 25,8 6,4 148 Trục sau 69,6 1 148 30 Trục trước 48,2 6,4 * Trục sau 100,0 1 1 Trục trước 45,4 6,4 * Trục sau 90,0 2,2 1 Trục trước 23,1 6,4 * Trục sau 73,2 1 4,4  P  C1.C2 ni  i ÷  100  Xe loại Xe tải loại Nhẹ Trung Nặng Nặng Nặng  Kết tính N = 63 trục xe tiêu chuẩn/ ngày đêm Ghi chú: * Vì tải trọng trục 25 kN (2,5 tấn) nên không xét đ ến quy đổi 2.3 Số trục xe tính tốn xe kết cấu áo lề có gia cố Số trục xe tính tốn N tt tổng số trục xe quy đổi trục xe tính tốn tiêu chuẩn (hoặc trục xe nặng tính tốn) thơng qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế ngày đêm xe chịu đựng lớn vào thời kỳ bất lợi cuối thời hạn thiết kế quy định tuỳ thuộc loại tầng mặt dự kiến lựa chọn cho kết cấu áo đường Xác định Ntt theo biểu thức (2-3): Ntt = Ntk fl (trục/làn.ngày đêm); (2-3) Trong đó: 28 TKMH Thiết kế đường F1 Ntk: tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác trục xe tính tốn ngày đêm chiều xe chạy năm cuối thời hạn thiết kế Trị số N tk xác định theo biểu thức (2-1) n i loại tải trọng trục i lấy số liệu năm cuối thời hạn thiết kế lấy số trục i trung bình ngày đêm khoảng thời gian mùa mưa trung bình ngày đêm năm (nếu n i trung bình năm lớn ni trung bình mùa mưa) ; fl: hệ số phân phối số trục xe tính tốn xe xác định sau : Trên ph ần xe chạy ch ỉ có xe l f l = 1,0; Trên phần xe chạy có xe ho ặc nh ưng khơng có d ải phân cách lấy fl =0,55; Trên ph ần xe chạy có xe có d ải phân cách gi ữa l f l =0,35; Trên ph ần xe chạy có xe tr lên có d ải phân cách gi ữa l fl=0,3; Ở chỗ nút giao ch ỗ vào nút, k ết c ấu áo đ ường ph ạm vi chuyển phải tính v ới h ệ s ố f l = 0,5 tổng s ố tr ục xe quy đ ổi qua nút  Vì đường thiết kế có xe khơng có dải phân cách nên : → fl = 0,55 Vậy Ntt = 63x 0,55 = 35 (trục/làn.ngày đêm) 2.4 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế : Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế N e tức tính theo biểu thức sau: [(1 + q)t − 1] Ne = 365.Nt q(1 + q)t −1 Trong đó: Nt số trục xe tiêu chuẩn trung bình ngày đêm dự báo năm cuối thời hạn thiết kế (trục/ngày đêm) q tỉ lệ tăng trưởng lượng giao thơng trung bình năm, giả định q=10% t thời hạn thiết kế, t=10 năm Ne = [(1+ 0,1)10 − 1] × 365× 65 = 0,16.106 0,1(1+0,1)9 ( trục) Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy xe là: f l.Ne = 0,55x0,16.106 = 0,088 106 (trục) 29 TKMH Thiết kế đường F1 Với fl hệ số phân phối số trục tính tốn xe, đường có xe theo mục 3.3.2 fl=0,55 III.XÁC ĐỊNH MÔĐUN ĐÀN HỒI YÊU CẦU: Trị số mô đun đàn h ồi yêu c ầu đ ược xác đ ịnh theo b ảng sau tuỳ thu ộc s ố tr ục xe tính tốn N tt xác định theo bi ểu th ức tuỳ thu ộc lo ại t ầng m ặt c k ết cấu áo đườ ng thi ết k ế S ố tr ục xe tính tốn đ ối v ới áo l ề có gia c ố ph ải tuân theo quy định Bảng Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu (bảng 3.4 – TCN 211-06) Loại tải Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa), tương ứng với trọng số trục xe tính toán (xe/ngày đêm/làn) Loại tầng 10 20 50 100 200 500 700 mặt trục tiêu 10 20 50 0 0 0 chuẩn Cấp cao A1 13 14 16 17 192 207 224 235 Cấp cao A2 91 11 12 13 15 10 Cấp thấp 64 82 94 B1 Cấp cao A1 12 14 16 17 19 204 218 235 253 Cấp cao A2 90 10 12 13 14 16 12 3 Cấp thấp 79 98 11 B1 Với Ntt = 35 tr ục /làn.ngày đêm → loại tầng mặt l ựa chọn c ấp cao A2, ta tra đ ược Eyc = 101 MPa > 100 MPa (trị s ố tối thi ểu c môđun đàn → hồi yêu cầu quy đ ịnh b ảng 3-5, TCN 211-06) chọn Eyc = 101 MPa CHỌN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG: Phương án : (Lớp kết cấu từ lên) - Lớp 3: Bê tông nhựa rỗng (đá dăm ≥ 35% ) dày (cm) - Lớp 2: Cấp phối đá dăm loại I dày 16 (cm) - Lớp 1: Cấp phối thiên nhiên dày 22 ( cm) I 30 TKMH Thiết kế đường F1 KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BTN rỗng dày cm, E=320MPa Cấp phối đá dăm loại I dày 16 cm, E=300MPa Cấp phối thiên nhiên dày 22 cm, E=200MPa , E=57 MPa NỊn ®Êt ®á bazan lÉn sáiNên ®Êt BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU Lớ p Tên vật liệu (Lớp kết cấu từ lên) Cấp phối thiên nhiên Cấp phối đá dăm loại I Bê tông nhựa rỗng Bề Mơ đun đàn hồi E (MPa) dày lớp Tính Tính Kéo (cm) võng trượt uốn 22 200 200 200 16 300 300 300 320 250 1200 Rku C (MPa) (MPa) 0,05 ϕ (độ) 40 1,6 Với đất đất sét lẫn sỏi (đất đỏ bazan lẫn sỏi) có mơ đun đàn hồi E = 57 MPa, lực dính C = 0,032 MPa, góc nội ma sát ϕ = 240 4.1 Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi: 31 TKMH Thiết kế đường F1 E E E h E h E h tb1 E H E tb E H h E Chuyển hệ nhiều lớp hệ lớp cách đổi lớp kết cấu áo đường lớp từ lên theo công thức Đặng Hữu : Trong đó:  + k t1/3  Etb1 = E1  ÷  1+ k  Với : H1 = h1+h2 K = h2/h1; t = E2/E1  + k t1/3  Etb = Etb1  ÷  1+ k  Và : Với : H = H1+h3 K = h3/H1 t = E3/Etb1 Kết tính tốn để tìm Etb Lớp kết cấu Ei (MPa) t= hi (cm) k= Htb (cm) Etb’ (Mpa) 32 TKMH Thiết kế đường F1 Cấp phối thiên nhiên Cấp phối đá dăm loại I Bê tông nhựa rỗng 200 22 300 300 200 320 320 238,92 =1,500 16 16 22 8 38 =1,339 Xét đến hệ số điều chỉnh H β= f ÷ D Với = 46 33 =0,730 =0,211 22 200 38 238,92 46 251,91 = 1,394 Bảng Hệ số điều chỉnh β (bảng 3.6 – TCVN 4054-2005) Tỷ số H/D 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 Hệ số β 1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210 Tra Bảng β =1,16 Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp với lớp dày 46 cm có mơ đun đàn hồi trung bình : Etbdc = β.Etb’= 1,16x251,91 = 292,22(Mpa) Tính Ech kết cấu: sử dụng tốn đồ Hình 3.1 H 46 = = 1,394 D 33 ; E0 57 = = 0,195 dc Etb 292, 22 Từ tỷ số tra tốn đồ Hình 3-1 = 0,55 Vậy Ech= 292,22 x 0,55 = 160,721 Mpa Nghiệm lại điều kiện phải có: Ech ≥ K dv cd E yc 33 TKMH Thiết kế đường F1 Đường cấp IV, xe nên chọn độ tin cậy thiết kế 0,85(theo bảng 3–3 tiêu chuẩn 211-06) Do vậy, theo Bảng 3.2 xác định được: K cddv =1,06 K cddv Eyc=1,06 x 101= 107,06MPa Kết nghiệm toán: K dv cd E yc Ech= 160,721 MPa > = 107,06 MPa Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép 4.2.Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất a) Tính Etb lớp kết cấu: Việc đổi tầng hệ lớp thực tương tự Kết tính tốn để tìm Etb Lớp kết cấu Ei (MPa) Cấp phối thiên nhiên 200 Cấp phối đá dăm loại I 300 300 200 250 250 238,92 Bê tông nhựa rỗng Xết đến hệ số điều chỉnh Tỷ số H/D Hệ số β 0,50 1,033 t= hi (cm) k= 22 =1,500 =1,046 H β= f ÷ D Htb (cm) Etb’ (Mpa) 22 200 16 0,730 38 238,92 0,211 46 240,81 1,75 1,198 2,00 1,210 46 33 Với = = 1,394 Bảng Hệ số điều chỉnh β 0,75 1,00 1,25 1,069 1,107 1,136 1,50 1,178 34 TKMH Thiết kế đường F1 Tra Bảng β = 1,16 Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp với lớp Etbdc dày 46 cm có mơ đun đàn hồi trung bình =β.Etb’ = 1,16x240,81 = 279,34 MPa - Xác định ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính tốn gây đất τ ax : = 46 33 = 1,394; = = 240,81 57 = 4,224 ϕ Theo toán đồ Hình 3-2, với góc nội ma sát đất = 24o ta tra được: τ ax p = 0,0325 Vì áp lực mặt đường bánh xe tiêu chuẩn tính tốn p = daN/cm = 0,6 MPa τ ax = 0,0325x0,6 = 0,0195 MPa - Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu áo đường gây đất τ av τ av : Tra toán đồ Hình 3-4 ta = -0,001MPa - Xác định trị số Ctt theo cơng thức: Ctt= C k1.k2.k3 Trong đó: C: lực dính đất = 0,032(MPa); K1 : hệ số xét đến suy giảm sức chống cắt trượt đất vật liệu dính chịu tải trọng động gây dao động Với kết cấu áo đường phần xe chạy lấy K1=0,6 K2 : hệ số xét đến yếu tố tạo làm việc không đồng kết cấu; yếu tố gây ảnh hưởng nhiều lưu lượng xe chạy lớn, K2 xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mà kết cấu phải chịu đựng ngày đêm Bảng sau: Xác định hệ số K2 tuỳ thuộc số trục xe tính tốn Số trục xe tính tốn Dưới Dướ Dướ Trên (trục/ngày đêm/làn) 100 i i 500 1000 5000 35 TKMH Thiết kế đường F1 Hệ số K2 1,0 0,8 0,65 0,6 → Theo tính tốn số trục xe tính tốn = 35 (trục/ngày đêm/làn) K2 = 1,0 K3 : hệ số xét đến gia tăng sức chống cắt trượt đất vật liệu dính điều kiện chúng làm việc kết cấu khác với mẫu thử Cụ thể trị số K xác định tuỳ thuộc loại đất khu vực tác dụng đường đây: - Đối với loại đất dính (sét, sét, cát …) K3 = 1,5; - Đối với loại đất cát nhỏ K3 = 3,0; - Đối với loại đất cát trung K3 = 6,0; - Đối với loại đất cát thô K3 = 7,0 → Vì đất sét có lẫn sỏi K3 = 1,5 Vậy Ctt = 0,032x0,6x1,0x1,5 = 0,0288 MPa Kiểm tốn lại điều kiện tính tốn cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất Với đường cấp IV, độ tin cậy 0,85 theo Bảng 3-7 số τ ax τ av k cdtr = 0,9 với trị tính ta có: τ ax C tt K cdtr + τ av = 0,0195 - 0,001 = 0,0185 MPa 0, 0288 0,9 = = 0,032MPa Ctt > τ ax + τ av tr → K cd Kết kiểm toán cho thấy 0,0185 > 0,032 chuẩn chịu cắt trượt đất bảo đảm nên điều kiện theo tiêu 4.3.Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp bê tông nhựa * Tính ứng suất kéo uốn lớn đáy lớp bê tông nhựa theo biểu thức: σ ku = σ ku p.kb Trong đó: p : áp lực bánh tải trọng trục tính tốn kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất kết cấu áo đường tác dụng tải trọng tính tốn bánh đơi bánh đơn; kiểm tra với cụm bánh đôi (là 36 TKMH Thiết kế đường F1 trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn) lấy kb = 0,85; kiểm tra với cụm bánh đơn tải trọng trục đặc biệt nặng (nếu có) lấy kb = 1,0 σ ku : ứng suất kéo uốn đơn vị; Kết tính tốn để tìm Etb Lớp kết cấu Ei (MPa) Cấp phối thiên nhiên 200 Cấp phối đá dăm loại I Bê tông nhựa rỗng t= hi (cm) k= Htb (cm) Etb’ (Mpa) 22 200 38 238,92 22 300 300 200 1200 1200 238,92 = 1,500 16 16 22 8 38 =5,023 =0,73 =0,21 46 339 - Đối với lớp bê tông nhựa: h3= cm; E3 = 1200 MPa Trị số Etb’ lớp phía xác định bảng là: Etb’= 238,92 Mpa Với bề dày lớp H’= 22+16 = 38 cm Xét đến hệ số điều chỉnh β( β = 1,125 H' D ) với H' D = 38 = 1,152 33 ; Tra bảng hệ số điều chỉnh β ta dc → Etb = 1,125x238,92 = 268,785 MPa Áp dụng tốn đồ Hình 3-1 để tìm Với = 38 33 dc tb đáy lớp bê tông nhựa hạt nhỏ: 57 268, 785 E = 1,152 Ech.m = = 0,212 Tra tốn đồ Hình 3-1 Quy trình 211-06 ta Etbdc = 0,525 37 TKMH Thiết kế đường F1 Vậy có Tìm σ ku Ech m =0,525 x 268,785 = 141,112 MPa đáy lớp bê tơng nhựa lớp bẳng cách tra tốn đồ Hình 3.5 với h1 D = 33 1200 141,112 = 0,242; = = 8,5 σ ku Kết tra toán đồ = 2,04 với p = 0,6 MPa Ta có: σ ku = 2,04 x 0,6 x 0,85 = 1,04 MPa * Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa theo biểu thức: σku ≤ Rttku K cdku Trong đó: σku : ứng suất chịu kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp vật liệu liền khối tác dụng tải trọng bánh xe Rttku K ku cd : cường độ chịu kéo uốn tính tốn vật liệu liền khối : hệ số cường độ chịu kéo uốn chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế giống K cdtr với trị số Xác định cường độ chịu kéo uốn tính tốn lớp bê tông nhựa Rttku = k1 k2 Rku ; Trong đó: Rku : cường độ chịu kéo uốn giới hạn nhiệt độ tính tốn k2 : hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết Với vật liệu gia cố chất liên kết vô lấy k2 = 1,0; với bê tơng nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng loại hỗn hợp vật liệu hạt trộn nhựa lấy k2 = 0,8; với bê tông nhựa chặt loại I bê tông nhựa chặt dùng nhựa polime lấy k2 = 1,0 k1 : hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bị mỏi tác dụng tải trọng trùng phục; k1 lấy theo biểu thức (đối với vật liệu bê tông nhựa): 38 TKMH Thiết kế đường F1 11,11 11,11 0,22 N 0e ,22  0, 088 10  k1 = = = 0,9 Trong trường hợp lấy k2 = 0,8; Vậy cường độ chịu kéo uốn tính tốn lớp bê tông nhựa là: Rttku = k1.k Rku = 0,9 x 0,8 x 1,6 = 1,152MPa Kiểm toán điều kiện theo biểu thức với hệ số cấp IV ứng với độ tin cậy 0,85 - Với lớp bê tông nhựa : σ ku K dcku =0,9 lấy theo trường hợp đường 1,152 0,9 = 1,04 MPa < = 1,28 MPa Vậy kết cấu bê tông nhựa rỗng đảm bảo điều kiện kéo uốn 4.4.Kết luận: Các kết kiểm tốn theo trình tự tính tốn cho thấy kết cấu dự kiến bảo đảm tất điều kiện cường độ, chấp nhận làm kết cấu thiết kế II KẾT CẤU LỀ GIA CỐ: Theo quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN211-06: Trường hợp phần xe chạy dành cho xe giới lê gia cố khơng có dải phân cách bên dải phân cách bê vạch kẻ, tức trường hợp xe giới lấn dừng đỗ phần lề gia cố thường xuyên, sử dụng kết cấu áo lề loại mềm kết cấu áo lề gia cố phải cấu tạo với yêu cầu sau: - lớp mặt lề gia cố phải loại với lớp mặt xe liền kề bề dày cấu tạo mỏng - số lớp bề dày lớp tầng móng giảm bớt so với xe liền kề - kết cấu gia cố cần xem xét để cải tạo mở rộng mặt đường nâng cấp đường tận dụng đến mức tối đa kết cấu xây dựng Trong điều kiện kinh tế cho phép, kết cấu áo đường lề gia cố nên thiết kế với kết cấu áo đường xe liền kề Phương án - Lớp 3: Bê tông nhựa rỗng dày (cm) - Lớp 2: Cấp phối đá dăm loại I dày 14 (cm) - Lớp 1: Cấp phối thiên nhiên dày 16 ( cm) 39 TKMH Thiết kế đường F1 40 ...TKMH Thiết kế đường F1 số nhóm gọi phân cấp hạng đường Những đường nhóm có quy mơ tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự Cách phân cấp hạng đường Căn vào tiêu chuẩn TKĐ ô tô 4054-2005, để phân cấp hạng đường. .. 13 24 TKMH Thiết kế đường F1 CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNGTHEO TIÊU CHUẨN 22TCN 2112006 I CÁC YÊU CẦU VÀ NGUN TẮC TÍNH TỐN 1.1 Các nội dung tính tốn: Theo yêu cầu cường độ kết cấu áo đường , nội... qua mặt cắt ngang đoạn đường thiết kế ngày đêm xe chịu đựng lớn vào thời kỳ bất lợi cuối thời hạn thiết kế quy định tuỳ thuộc loại tầng mặt dự kiến lựa chọn cho kết cấu áo đường Xác định Ntt theo
- Xem thêm -

Xem thêm: bài tập có đáp án: thiết kế đường F1, bài tập có đáp án: thiết kế đường F1, XII. Chiều dài nối tiếp hai đường cong, 2 Quy i s ti trng trc xe khỏc v s ti trng trc tớnh toỏn tiờu chun (hoc quy i v ti trng tớnh toỏn ca xe nng nht), Vi Ntt = 35 trc /ln.ngy ờm loi tng mt la chn l cp cao A2, ta tra c Eycư = 101 MPa > 100 MPa (tr s ti thiu ca mụun n hi yờu cu quy nh trong bng 3-5, TCN 211-06) chn Eycư = 101 MPa.

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay