CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRẮC NGANG & TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

+ Dạng nền đường đào: Độ dốc mái ta luy là 1:1, rãnh dọc hình thang có kích

thước đáy rãnh là 0,4 m, chiều sâu rãnh là 0,4 m, taluy rãnh là 1:1

+ Dạng nền đắp: Độ dốc mái taluy là 1:1,5, ở những đoạn đường đắp thấp

<0,6 m ta bố trí rãnh dọc như ở nền đường đào

+ Dạng nền nửa đào, nửa đắp: Phần nền đào độ dốc mái taluy là 1:1, phần nền

đắp độ dốc mái taluy là 1:1,5.

6.1.3 Thiết kế trắc ngang điển hình

a) Dạng nền đào hoàn toàn:



Hình 1.6.2: Nền đường đào trong đường thẳng và đường cong không siêu cao



Hình 1.6.3: Nền đường đào trong đường cong có siêu cao

b) Dạng nền đắp hoàn toàn:



Hình 1.6.4: Nền đường đắp trong đường thẳng và đường cong không siêu cao



Hì

nh 1.6.5: Nền đường đắp thấp trong đường thẳng và đường cong không siêu cao



40



Hình 1.6.6: Nền đường đắp trong đường cong có siêu cao



Hình 1.6.7: Nền đường đắp thấp trong đường cong có siêu cao

c) Dạng nền nửa đào, nửa đắp:



Hình 1.6.8: Thiên về đắp trong đường thẳng và đường cong không siêu cao



Hình 1.6.9: Thiên về đắp trong đường cong có siêu cao



Hình 1.6.10: Thiên về đào trong đường thẳng và đường cong không siêu cao



41



Hình 1.6.11: Thiên về đào trong đường cong có siêu cao

6.1.4 Lập công thức tính diện tích đào đắp

Trong thiết kế đường ô tô phải tính được khối lượng nền đường để tiến hành so

sánh các phương án tuyến thiết kế, để thiết kế tổ chức thi công nền đường (tính ra

ca máy, số nhân công cần thiết...). Bố trí thi công cụ thể (đất thừa: thừa bao nhiêu,

đổ đi đâu; đất thiếu: thiếu bao nhiêu, lấy ở đâu...). Để tính được giá thành, lập khái

toán (thiết kế sơ bộ) lập dự toán (thiết kế kỹ thuật), công trình.

Cơ sở để tính toán khối lượng đào đắp là các bảng vẽ trắc dọc, trắc ngang và bình

đồ địa hình. Khối lượng đào đắp được tính chính xác khi địa hình thực tế phải thống

nhất với thiết kế.

Để tính được khối lượng đào hoặc đắp một cách chính xác thì rất phức tạp do

phải tính tích phân:

L



V = ∫ Fdl

0



Trong đó:

+ V: Khối lượng đào hoặc đắp (m3)

+ F: Diện tích mặt cắt ngang nền đường biến đổi dọc theo tuyến tùy theo địa

hình cao độ đào đắp thiết kế và cấu tạo kích thước nền đường (m2)

+ L: Chiều dài đoạn tuyến định tính toán (m).

Vì F phụ thuộc nhiều yếu tố như trên và thay đổi không theo quy luật nào. Do

vậy việc áp dụng công thứ trên rất khó khăn. Nên ta tính theo phương pháp gần

đúng như sau:

+ Chia đoạn thuyến thành từng đoạn nhỏ, điểm chia là các cọc địa hình và tại

các vị trí điểm xuyên.

+ Trong mỗi đoạn giả thiết mặt đất là phẳng và tính khối lượng đất đào hay

đắp như thể tích một lăng trụ:

Vdao =

Vdap =



dao

F(2)

+ F(1)dao



2

dap

F(2)

+ F(1)dap



2



× L(1)(2)

× L(1)(2)



(m3)

(m3)



Trong đó:

+ Vđào,Vđắp: Khối lượng đất phải đào, đắp trong đoạn

42



+ F(1) đào, F(2) đào: Diện tích mắt cắt ngang phần đào tại đầu đoạn và cuối đoạn

+ F(1) đắp, F(2) đắp: Diện tích mắt cắt ngang phần đắp tại đầu đoạn và cuối đoạn.

Trên mỗi trắc ngang tính diện tích phần đào, phần đắp, những trắc ngang nửa

đào, nửa đắp cũng tính riêng diện tích phần đào, phần đắp.

Khối lượng rãnh biên tính luôn vào diện tích phần đào.

Cao độ đào hay đắp nền đường ở đây là cao độ tại tim đường, nên ta có thể đắp ở

phần đường bên này nhưng đào ở phần đường bên kia, vậy tại các vị trí điểm xuyên

vẫn có thể có khối lượng đào và khối lượng đắp.

Trên đoạn các đường cong cách tính khối lượng đất cũng như trên, cự ly giữa hai

cọc trên đường cong tính theo cự ly cong ở bên đường.

Khối lượng đất đào đắp của toàn tuyến (hay đoạn tuyến) là tổng khối lượng của

từng đoạn nhỏ đã tính.

n



V = ∑ Vi



(m3)

Khối lượng đất ở cống ta vẫn tính như thường vì khối lượng không đáng kể.

i =1



6.2 Tính khối lượng đào đắp cho từng phương án

6.2.1 Khối lượng đào đắp phương án 1:

- Khối lượng đất đào: Vđào = 60393,97(m3)

- Khối lượng đất đắp: Vđắp = 69676,71(m3)

Bảng tính toán khối lượng đào đắp phương án 1 được thể hiện ở Phụ lục 1.6.1,

Trang 14

6.2.2 Khối lượng đào đắp phương án 2:

- Khối lượng đất đào: Vđào= 74481,30(m3)

- Khối lượng đất đắp: Vđắp = 43652,86(m3)

Bảng tính toán khối lượng đào đắp phương án 2 được thể hiện ở Phụ lục 1.6.2,

Trang 18.



43



CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN ÁO ĐƯỜNG

7.1 Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

7.1.1 Yêu cầu chung đối với kết cấu áo đường

- Trong suốt thời hạn thiết kế quy định, áo đường phải có đủ cường độ và duy trì

được cường độ để hạn chế được tối đa các trường hợp phá hoại của xe cộ và các yếu

tố của môi trường tự nhiên

- Bề mặt kết cấu áo đường mềm phải đảm bảo bằng phẳng, đủ nhám, dễ thoát

nước 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 trường hai bên đường.

7.1.2 Nguyên tắc thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường

- Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đường, tức là trong mọi

trường hợp phải chú trọng các biện pháp nâng cao cường độ và sự ổn định cường độ

của khu vực tác dụng để tạo điều kiện cho nền đất tham gia chịu lực cùng với áo

đường đến mức tối đa, từ đó giảm được bề dày áo đường và hạ giá thành xây dựng.

Đồng thời, còn phải sử dụng các biện pháp tổng hợp khác nhau (biện pháp sử dụng

vật liệu và tổ hợp các thành phần vật liệu, biện pháp thoát nước cho các lớp có khả

năng bị nước xâm nhập…) để hạn chế các tác dụng của ẩm và nhiệt đến cường độ

và độ bền của mỗi tầng, lớp trong kết cấu áo đường và đặc biệt là biện pháp hạn chế

các hiện tượng phá hoại bề mặt đối với lớp mặt trên cùng do xe chạy gây ra.

- Phải chọn và bố trí đúng các tầng, lớp vật liệu trong kết cấu áo đường sao cho

phù hợp với chức năng của mỗi tầng, lớp và bảo đảm cả kết cấu đáp ứng được

những yêu cầu cơ bản đồng thời phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu, khả năng

thi công và khả năng khai thác duy tu, sửa chữa, bảo trì sau này.

- Phải sử dụng tối đa các vật liệu và phế thải công nghiệp tại chỗ (sử dụng trực

tiếp hoặc có gia cố chúng bằng chất kết dính vô cơ hoặc hữu cơ). Ngoài ra, phải chú

trọng vận dụng các kinh nghiệm về xây dựng và khai thác áo đường trong điều kiện

cụ thể của địa phương đường đi qua.

- Cần đề xuất từ 2 đến 3 phương án cấu tạo kết cấu áo đường. Khi đề xuất các

phương án thiết kế cần phải chú trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trường, yêu cầu bảo

đảm an toàn giao thông và cả yêu cầu về bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho

người thi công.

- Cần xét đến phương án phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường.

Trên cơ sở phương án cho quy hoạch tương lai cần dự tính biện pháp tăng cường bề

dày để tăng khả năng phục vụ của áo đường phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần

theo thời gian.

7.1.3 Quy trình tính toán và tải trọng tính toán

- Quy trình tính toán: áo đường mềm được tính toán theo Tiêu chuẩn thiết kế áo

đường mềm 22TCN 211 – 06

- Tải trọng tính toán:

44



+ Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: Ptt = 10 tấn

+ Áp lực tính toán tác dụng lên mặt đường: p = 0,6Mpa

+ Đường kính vệt bánh xe tương đương: D = 33cm

7.1.4 Xác định mô đun đàn hồi yêu cầu cho phần xe chạy và cho phần gia cố lề

7.1.4.1 Xác định lưu lượng trục xe tính toán

- Tổng số trục xe tính toán quy đổi trong một ngày đêm trên cả 2 chiều ở năm

đưa công trình vào khai thác 2015:

4,4



P

N = ∑ C1.C2 .N i .  i ÷

i =1

 Ptt 

0

tk



k



Trong đó:

+ Ni: Lưu lượng của loại xe i theo cả 2 chiều ở năm đưa công trình vào khai

thác (xe/ng.đ), Ni = N2015*ai

+ N2015 = 380 xhh/ngđ

+ ai: Thành phần % dòng xe

+ Pi: Tải trọng của trục xe i, chỉ tính những trục ≥2,5 tấn

+ Ptt: Tải trọng trục của loại xe tính toán, Ptt = 10 tấn

+ C1: Hệ số xét đến số trục trong một cụm trục, C1 = 1 + 1,2(m-1)

+ m: Số trục của cụm trục

+ C2: Hệ số xét đến số bánh trong 1 cụm bánh

Cụm bánh xe có 1 bánh C2 = 6,4

Cụm bánh xe có 2 bánh C2 = 1,0

Bảng 1.7.1: Bảng tính toán lưu lượng trục xe tính toán quy đổi năm 2015

Vị trí

Ptt

Loại xe

C1

C2

tp %

Ni

Pi (T)

Ntt

trục

(T)

Xe con

18

68.4

10

Trục

1

6.4

22

83.6

2.5

10

1.20

Xe tải nhẹ trước

Trục sau

1

1

22

83.6

5

10

3.96

Trục

1

6.4

30

114

3

10

3.65

Xe

tải

trước

trung

Trục sau

1

1

30

114

6.5

10

17.13

Trục

1

6.4

20

76

6

10

51.39

trước

Xe tải nặng

133.4

Trục sau

2.2

1

20

76

9.5

10

2

Trục

1

6.4

10

38

3.8

10

3.44

trước

Xe bus

Trục sau

1

1

10

38

6

10

4.01

218.2

Tổng số trục xe tính toán ở năm 2015 (trục/ngđ)

1

45