Đang tải... (xem toàn văn)
TK Toi uu Tuong chan (file excel).xlsKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTOKCAD-AD-AASHTO
chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viết trung tRìNH Tự GIảI BàI TOáN Bao gồm bước sau: I Tính lưu lượng xe Chuẩn bị số liệu tính toán - Xác định thành phần dòng xe - Đặc trưng loại xe : số trục xe, tải trọng trục - Lưu lượng xe chưa quy đổi tương ứng chủng loại xe NhËp c¸c sè liƯu tÝnh to¸n TÝnh toán hệ số quy đổi trục xe tiêu chuẩn (trôc ESAL 18 kip) Q ei i 8,2 4 TÝnh sè trôc xe ESAL 18 kip tương đương cho loại xe : N1 = N i x e i Tính lưu lượng xe tích luỹ : tổng số lần tác dụng ESAL 18kip theo hai chiều xe chạy : W*18 = t 1 g 1 365 x xN1 g TÝnh lu lỵng xe tÝch l : tổng số lần tác dụng ESAL 18kip mét lµn xe : W18 = W(18) x DL x DD II TÝnh to¸n chØ sè kÕt cÊu SNyc : Chuẩn bị số liệu tính toán - Xác định số mức độ phục vụ năm đầu năm cuối - Xác định Môđun đàn hồi hữu hiệu đất MR - Xác định độ tin cậy R - Xác định sai số tiêu chuẩn tổng hợp So Tính toán số kết cấu SNyc theo phương trình (dùng hàm Solver ) PSI Log 10 4,2 1,5 Log10W18=ZRxS0 + 9.36 Log 10(SN+1)-0,20 + +2,32 Log10MR - 8.07 1094 0,4 ( SN 1) 5,19 III Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường : 1.Lựa chọn loại vật liệu cho lớp mặt (AC), lớp móng (Base), lớp móng (Subbase) 2.Lựa chọn chiều dày lớp vật liệu tương ứng 3.Xác định đặc trưng vật liệu loại vật liệu IV Kiểm toán kết cấu áo đường chọn : Tiêu chuẩn kiểm toán : SN > SNyc học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung Căn vào loại vật liệu, xác định hệ số lớp tương đương ai, hệ số thoát nước mi 2.Tính toán số kết cấu SNi lớp vËt liƯu SN i = ai.D i.mi 3.TÝnh to¸n chØ sè kÕt cÊu SN cđa toµn kÕt cÊu SN = a1.D1+ a2.D2.m2+ a3.D3.m3 + + ai.Di.mi a1 = 0,394 x log 10EAC - 1,7877 a2 = (29,14 x CBR-0,197 x CBR2 + 0,00045 x CBR3) x 10 -4 a2 = 0,075 + 0,039 x Rc - 0,00083 x R2c a3 = 0,01 + 0,065 x log 10CBR So sánh giá trị SN tính toán SNyc Kết luận kết cấu áo đường chọn V Thiết kế tối ưu chiều dày kết cấu áo đường : Mục đích : làm sở cho việc lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý 1.Lựa chọn lớp vật liệu cần thay đổi chiều dày (thường lớp cùng) Căn vào loại vật liệu, xác định hệ số lớp tương đương ai, hệ số thoát níc mi 3.TÝnh to¸n chØ sè kÕt cÊu SNi cđa lớp vật liệu biết chiều dày SN i = ai.D i.mi 4.Chän chØ sè kÕt cÊu cđa toµn kết cấu SN = Snyc 5.Tính toán chiều dày tối thiểu lớp vật liệu lại VI Lựa chọn kết cấu áo đường thích hợp, vẽ sơ ®å kÕt cÊu : Tõ kÕt luËn ë bíc IV V , lựa chọn kết cấu áo đường cho thích hợp học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung i chiỊu xe chạy : học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo ®êng mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung Híng dÉn sư dơng ch¬ng trình Toàn chương trình tính nằm file có tên : kcad-aashto.xls Khi muốn sử dụng chương trình cần khởi động Exel để mở file Trong file : kcad-aashto.xls cã c¸c Sheets sau : - Giới thiệu : Nhằm giới thiệu bước giải toán - Hướng dẫn Đưa : hướng dẫn cần thiết cho người sử dụng - Sơ đồ khối :Sơ đồ khối để tính toán - Tính toán : Là phần chương trình Thực toàn trình tính toán từ : nhập số liệu, tính toán, vẽ kết cấu mặt đ - Biểu đồ xe :Vẽ biểu đồ tăng trưởng xe theo thời gian - Toán đồ : Đưa toán đồ phương trình để người dùng tiện đối chiếu - Bảng tra : Các bảng tra hệ số sử dụng chương trình, giúp người sử dụng tham chi Lưu ý : Trong toàn bảng tính, người sử dụng cần nhập số liệu vào ô chữ màu xanh đậm Toàn trình tính toán thực Sheet : Tinh toan theo trình tự sau : 1.Tính toán lưu lượng xe năm : Nhập tên loại xe, số trục Nhập tải trọng tương ứng trục xe : (tấn) Nhập lưu lượng xe tương ứng chủng loại xe : (xe/ngàyđêm) 2.Tính toán lưu lượng xe tích luỹ W18 : NhËp thêi gian tÝnh to¸n cho kÕt cÊu áo đường : t (năm) Nhập hệ số tăng trưởng xe : g (%) Nhập số xe hướng : (làn) Chương trình tự động tính -: hệ số phân phối theo chiều xe chạy : D d - hệ số phân phối xe chạy theo xe : D l - lu lỵng xe tÝch l W18 3.Tính toán số kết cấu yêu cầu : SNyc Nhập số mức độ phục vụ năm đầu : PSIo NhËp chØ sè møc ®é phơc vơ ë năm cuối : PSIt Nhập môđun đàn hồi hữu hiệu đất : MR (psi) Nhập sai số tiêu chuẩn tổng hợp : So Nhập độ lệch tiêu chuẩn : ZR Nhập giả định số SNyc (>0) Chương trình tự động tính SNyc (dùng hàm Solver) mà không cần phải tra toán đồ Thao tác : - Trên menu chän Tools -> chän Solver -> Hép thoại Solver Parameters học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung - Trong ô Set target Cell : nhập địa ô kiểm tra ($D$55) (giá trị ô hiệu vế phải vế trái phương trình bàn) - Trong ô Equal to : chọn mục value of nhập giá trị - Trong « By Changing Cells : chän « nhập giá trị SNyc ($C$55) - Dùng chuột bấm vào nút Solve, Excel tự động dò tìm giá trị SNyc cho phương trình (vế trái = vế phải hay vế trái - vế phải =0) 4.Thiết kế chiều dày lớp kết cấu áo đường Yêu cầu : người sử dụng phải thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường Nhập tên lớp vật liệu Nhập đặc trưng lớp vật liệu - Nếu BTN : nhập môđun đàn hồi 20 độ C : (psi) ; ký hiƯu lµ E - NÕu vật liệu không gia cố : nhập CBR ; ký hiƯu lµ CBR - NÕu lµ vËt liƯu gia cố : nhập cường độ chịu nén trục 14 ngày tuổi (MPa); ký hiệu R Tuỳ theo ký hiệu E, CBR, R : chương trình tự ®éng tÝnh hƯ sè líp t¬ng øng NhËp hƯ số thoát nước mi Chương trình tự động tính số kết cấu SN so sánh với SNyc xem có đạt hay không 5.Thiết kế tối ưu chiều dày lớp kết cấu áo đường Nhập tên lớp vật liệu Nhập đặc trưng lớp vật liệu (riêng lớp cuối không cần nhập chiều dày để chương trình tự tính ) - Nếu BTN : nhập môđun đàn hồi 20 độ C : (psi) ; ký hiệu E - Nếu vật liệu không gia cè : nhËp CBR ; ký hiƯu lµ CBR - NÕu lµ vËt liƯu gia cè : nhËp cêng độ chịu nén trục 14 ngày tuổi (MPa); ký hiệu R Tuỳ theo ký hiệu E, CBR, R : chương trình tự động tính hệ số lớp tương ứng Nhập hệ số thoát nước Chương trình tự động tính chiều dày tối thiểu cho lớp chưa biết chiều dày Lựa chọn kết cấu áo đường thích hợp Trên sở kết kiểm toán ë bíc vµ tÝnh chiỊu dµy tèi thiĨu ë bước người kỹ sư có đủ sở để lựa chọn kết cấu áo đường thích hợp học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu ¸o ®êng mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung o¸n, vÏ kÕt cÊu mặt đường ười sử dụng tham chiếu rameters học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu ¸o ®êng mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung (MPa); ký hiƯu R ¬ng tr×nh tù tÝnh ) (MPa); ký hiƯu R ü sư có đủ sở để học viên : nguyễn đình thạo - lớp cao học khoá trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viết trung sơ đồ khối tính toán chiều dày tối ưu kết cấu áo đường theo hướng dẫn aashto nhập số liệu đầu vào nhập số liệu tính w18 nhập sè liƯu tÝnh SN.yc TÝnh sn.yc (dïng hµm Solver) thiÕt kế cấu tạo kết cấu áo đường nhập số lớp, loại vật liệu lớp ; tiêu lý (e, cbr, mr) ; chiều dày lớp (riêng lớp thứ i không nhập chiều dày Di) tính tối ưu di sai kiĨm tra theo ®iỊu kiƯn Di > Dimin §óng kÕt ln ®Ĩ lùa chän kÕt cÊu tèi u häc viªn : ngun träng hiep - líp cao häc khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu ¸o ®êng mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viªn : ngun trọng hiep - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viết trung chương trình thiết kế tối ưu kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn AASHTO Công trình Địa điểm Lý trình Cải tạo nâng cấp QL5 Hà Nội-Hải Phòng Km1-Km5 Thiết kế Kiểm tra CNĐA Nguyễn Đình Thạo PGS.TS Ngun ViÕt Trung PGS.TS Ngun ViÕt Trung B¶ng tÝnh toán lưu lượng xe quy đổi năm đầu n1 (trục ESAL18kip/mặt cắt ngang ngàyđêm) Tải trọng Lưu lượng Hệ số qui Loại xe cấu trúc Số trơc xe (cha ®ỉi vỊ trơc trơc quy ®ỉi) 18 kip trơc TÊn/trơc xe/ng® Trơc tríc 0,00 100 Bus Trơc sau 100 0,29 Trơc tríc 105 0,00 Pick-up Trơc sau 105 0,06 Trơc tríc 1102 0,06 Xe t¶i I Trơc sau 1102 0,53 Trơc tríc 0,29 890 Xe t¶i II Trơc sau 890 0,53 Trơc tríc 150 0,91 Xe mooc Trôc sau 150 0,53 STT N1 trôc 18kip 1626 lần/làn 29 62 585 255 473 136 80 1626 Tỉng sè trơc xe ESAL18kip tÝnh năm N1 Bảng tính lưu lượng xe tÝch l w18 (Trơc ESAL18kip/lµn) Sè lµn xe Thêi gian Hệ số tăng W*18 tính toán trưởng xe hướng năm % triệu lần/mcn 28,230332 15 15 Ni DL DD W18 0,9 0,5 triệu lần/làn 12,703650 Tính to¸n chØ sè kÕt cÊu snyc Thø tù Các thông số đầu vào cần thiết Chỉ số mức độ phục vụ năm đầu Chỉ số mức độ phục vụ năm cuối Số trục xe ESAL18kip tích luỹ Môđun đàn hồi hữu hiệu đất Sai số tiêu chuẩn tổng hợp Độ lƯch tiªu chn Ký hiƯu PSIo PSIt W18 MR So ZR Đơn vị triệu lần/làn psi Thông số 4,2 2,5 12,703650 10500 0,45 -1,881 PSI Log 10 , , häc=Z viên : nguyễn trọng hiệp - lớp cao học khoá 11 trêng®hgtvt Log10W +2,32 Log10MR - 8.07 18 RxS0 + 9.36 Log 10(SN+1)-0,20 + 1094 0,4 ( SN 1) 5,19 chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts nguyễn viết trung Phương trình : PSI Log 10 4,2 1,5 Log10W18=ZRxS0 + 9.36 Log 10(SN+1)-0,20 + +2,32 Log10MR - 8.07 1094 0,4 SNyc = 5,43 ( SN 1) 5,19 Vế trái Vế phải (1) 1,1039 (2) 1,1039 (1) - (2) 0,0000 thiÕt kÕ tèi u chiỊu dµy lớp áo đường STT Loại vật liệu BTN (Mịn) BTN (Thô) CFĐD+XM CFĐD Đặc trưng vËt liÖu E E R CBR 350000 200000 50 ChiỊu dµy líp (cm) 25 34 HƯ sè líp 0,40 0,30 0,15 0,10 HƯ sè tho¸t níc 1 1,2 1,5 SN = a1.D1 + a2.D2.m2 + a3.D3.m3 = 5,43 Kết cấu tính toán tối ưu với ®iỊu kiƯn : SN = Snyc KÕt ln : KÕt cấu mặt đường tối ưu SN = 5,43 =SNyc H= 71 cm H= cm H= cm BTN (MÞn) BTN (Thô) H= 25 cm CFĐD+XM H= 34 cm CFĐD häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao häc khoá 11 trường đhgtvt Sni 0,78 0,83 1,77 2,05 chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao häc kho¸ 11 trêng đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts nguyễn viết trung Bảng tính lưu lượng xe tích luỹ w18 (Trơc ESAL18kip/lµn) Sè lµn xe Thêi gian HƯ sè tăng N1 W(18) tính toán trưởng xe hướng Trục 18 kip năm % triệu lần/mcn 1626 15 1626 15 4,000378732 1626 10 15 12,04656925 1626 15 15 28,23033238 1626 20 15 60,78166066 DL 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 DD W18 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 triệu lần/làn 0,000000 1,800170 5,420956 12,703650 27,351747 häc viªn : ngun träng hiƯp - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viên : nguyễn trọng hiệp - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo ®êng mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viªn : ngun träng hiệp - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung B¶ng tra hƯ số lớp tương đương - bảng Các lớp mặt đường Lớp mặt - Láng nhựa 0.2 - 0.4 - BTN chất lượng thấp hỗn hợp đá nhựa chặt (Eac = 100 000 psi) 0,20 - BTN chÊt lỵng cao : Eac = 200 000 psi (ë 20 ®é C) 0,30 Eac = 350 000 psi (ë 20 ®é C) 0,40 Eac = 500 000 psi (ở 20 độ C) 0,45 Lớp móng : - Kh«ng gia cè : CBR = 30 0,07 CBR = 50 0,10 CBR = 70 0,12 CBR = 90 0,13 CBR = 110 0,14 - Gia cố ximăng : Rc = 0,7 MPa 0,10 Rc = 2,0 MPa 0,15 Rc = 3,5 MPa 0,20 Rc = 5,0 MPa 0,24 - Cấp phối đá gia cố nhựa bitum : 0,32 Líp mãng díi : - Kh«ng gia cè : CBR = 0,06 CBR = 15 0,09 CBR = 25 0,10 CBR = 50 0,12 CBR = 100 0,14 - Gia cố ximăng : Rc > 0,7 MPa học viên : nguyễn trọng hiệp - lớp cao học khoá 11 trường đhgtvt 0,14 chưong trình thiết kế kết cấu ¸o ®êng mỊm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung B¶ng tra hƯ sè thoát nước mi - bảng Chất lượng % thời gian kết cấu áo đường chịu độ ẩm bao hoà thoát nước Hoàn hảo 25% 1.40 - 1.35 1.35 - 1.30 1.30 - 1.20 1,20 1.35 - 1.25 1.25 - 1.15 1.15 - 1.00 1,00 1.25 - 1.15 1.15 - 1.05 1.00 - 0.80 0,80 1.15 - 1.05 1.05 - 0.80 0.80 - 0.60 0,60 1.05 - 0.95 0.95 - 0.75 0.75 - 0.40 0,40 (nước thoát 2h) Tốt (nước thoát ngày) Khá (nước thoát tuần) Kém (nước thoát tháng) Rất (nước không thoát được) Bảng chọn độ tin cậy r theo cấp đường - bảng Loại R (%) đường Trong đô thị Ngoài đô thị 85 - 99.9 80 - 99.9 §êng trơc chÝnh 80 - 99 75 - 95 §êng thu gom 80 - 95 75 - 95 Đường địa phương 50 - 80 50 - 80 Đường cao tốc bảng quan hệ R zr - b¶ng R(%) 50 60 70 75 80 -0,253 -0,524 -0,674 -0,84 90 91 93 94 95 -1,282 -1,34 -1,47 -1,555 -1,65 97 98 99 100 -1,881 -2,054 -2,327 -3,09 ZR R(%) ZR R(%) ZR B¶ng lùa chän chiều dày tối thiểu Dmin (Inch) theo w18 - bảng Lỵng xe W18 50000 50001 - 150000 150001 - 500000 500001 - 2000000 2000000 7000000 Bêtông nhựa 2,5 3,50 VËt liƯu h¹t 4 6 häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao học khoá 11 trường đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo hướng dẫn aashto g.v híng dÉn : pgs.ts ngun viÕt trung häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao häc kho¸ 11 trêng đhgtvt chưong trình thiết kế kết cấu áo đường mềm theo híng dÉn cđa aashto g.v híng dÉn : pgs.ts nguyÔn viÕt trung 85 -1,037 96 -1,751 > 7000000 häc viªn : ngun träng hiƯp - líp cao học khoá 11 trường đhgtvt