18.Khái niệm và yêu cầu chung đối với thiết kế áo đường
+ Khái niệm
Áo đường là 1 công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều lớp vật liệu, có cường độ lớn hơn so với cường độ của nền đất để phục vụ xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng của: tải trọng xe chạy, phá hoại thường xuyên của các nhân tố thiên nhiên.
+ Yêu cầu
a)Áo đường phải có đủ cường độ và độ ổn định về cường độ:
-Cường độ thể hiện qua khả năng chống biến dạng thằng đứng, bd trượt, bd co giãn, đồng thời phải có sức chống chịu tác dụng phá hoại bề mặt của xe cộ và thiên nhiên.
-Ổn định cường độ tức là cđ của áo đường ít bị thay đổi theo điều kiện khí hậu và thời tiết.
b) Mặt đường phải đảm bảo được độ bằng phẳng nhất định, nhằm giảm được sức cản lăn, giảm sóc khi xe chạy.
c)Bề mặt áo đường có đủ độ nhám nhất định để nâng cao hệ số nhám giữa bánh xe và mặt đường
d) Mặt đường phải hạn chế được các tác động với môi trường: không gây ô nhiễm nước mặt, ko thoát khí hoặc hơi độc, hút ồn và mật độ thoát nước nhẹ. Áo đường sản sinh càng ít bụi càng tốt.
19.Cấu tạo áo đường
* Sự làm việc của áo đường dưới tác dụng của tải trọng:
- Lực tác dụng lên áo đường gồm 2 thành phần:
+ Lực thẳng đứng do tải trọng bánh xe gây ra z
+ Lực nằm ngang do sức kéo, lực hãm x
- Lực ngang chủ yếu tác dụng lên bề mặt áo đường, không truyền sâu xuống các lớp dưới vì vậy nên sử dụng các loại vật liệu có tính dính cao, tránh xô trượt, long bật đối với các lớp phía trên
- Lực thẳng đứng: giảm dần theo chiều sâu, vì vậy cần cấu tạo các lớp phía trên có cường độ cao và giảm dần về mặt cường độ theo chiều sâu
Cấu tạo kết cấu áo đường:
*Tầng đáy áo đường:
- Lớp nền đất : Nền đất cũng được xem là bộ phận của kết cấu áo đường vì nền đất cũng tham gia chịu lực thằng đứng với áo đường
- Lớp đáy áo đường: tạo một nền đất đồng nhất và có sức chịu tải cao, ngăn chặn nguồn ẩm từ trên xuống hoặc từ dưới lên, tạo được hiệu ứng đe, giúp cho chất lượng lu lèn. Lớp đáy áo đường thường dùng vật liệu chính là nền đất, bề dày 30 50 cm, độ chặt cao k=0,98.
*Tầng móng: chỉ chịu lực thằng đứng
- Nhiệm vụ của tầng móng: truyền và phân bố tải trọng thẳng đứng sao cho khi nó truyền tới nền đất thì ứng suất thẳng đứng sẽ giảm tới 1 mức độ đủ để nền đường có thể chịu được
- Do tải trọng thẳng đứng càng xuống sâu càng nhỏ nên tầng móng có thể gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau, có cường độ giảm dần theo chiều sâu
- Do ko phải chịu td phá hoại bề mặt như tầng mặt nên cấu tạo tầng móng bằng các vật liệu rời rạc, kích cỡ lớn, chịu bào mòn kém.
- Yêu cầu với tầng móng: Đảm bảo độ cứng và độ chặt nhất định.
* Tầng mặt: - Là bộ phận trực tiếp chịu td của bánh xe và ảnh hưởng của các yếu tố thiên nhiên. Tầng mặt phải chịu lực thẳng đứng và lực ngang lớn vì vậy tầng mặt đòi hỏi phải được làm bằng các vật liệu có cường độ cao và có sức liên kết tốt. Kích cỡ các hạt cốt liệu làm tầng mặt nên sử dụng cỡ nhỏ hoặc vừa nhằm tránh bong bật.
- Lớp hao mòn: thường được làm bằng vật liệu cát to hoặc sỏi rời rạc, và chỉ là lớp mỏng từ 0,5-1 cm, được rải lên khắp mặt trên nhằm tăng độ bằng phẳng, bảo vệ lớp mặt trên.
- Lớp mặt trên : Thường được làm bằng vật liệu có tính dính kết (bê tông nhựa chặt), chiều dày lớp h> 3cm.
- Lớp mặt dưới: Thường được làm bằng vật liệu bê tông nhựa rỗng.
* Chú ý: Lớp bảo vệ và lớp hao mòn thuộc loại định kỳ, làm lại trong quá trình khai thác. Lớp hao mòn ko được kể đến trong quá trình tính toán bề dày và cường độ của kết cấu áo đường.
20. Phân loại áo đường
Trả lời:
Phân loại theo đặc trưng cơ học.Mođun đàn hồi lớp mặt so với lớp móng
a) áo đường cứng: là áo đường có độ cứng rất lớn, cường độ chống biến dạng cao hơn hẳn so với mặt đất và có khả năg chịu uốn lớn.
- áo đường BTXM là 1 loại áo đường cứng, tầng móng và nền đất ít tham gia chiuj tải.
b) áo đường mềm: là kết cấu với các tầng lớp có khả năng chịu uốn nhỏ, chỉ chịu nén, cắt trượt là chủ yếu.
- cường độ và kn chống biến dạng có thể phụ thuộc sự thay đổi nhiêtj độ và độ ẩm. Do vậy khi thiết kế áo đường mềm, nền đất cũng có thể tham gia chịu tải
- Áo đường mềm bao gồm tất cả các loại áo đường làm bằng các vl khác nhau trừ BTXM
Phân loại theo cấu tạo tầng mặt và đặc trưng khai thác sử dụng
a)áo đươgnf cấp cao A1: ađ ko phát sinh biến dạng dư dưới tác dụng của tải trọng xe chạy(ko tích lũy biến dạng dư) chỉ cho phép ađ làm vệc hoàn toàn trong giai đoạn đàn hồi. đảm bảo thời gian duy trì chất lượng khai thác cao, tốc độ cao, kéo giài thời gian giữa các kì sửa chữa tầng mặt. Sử dụng: đường cao tốc, cấp 60 trở lên
b) ađ cc A2( ađ cc thứ yếu) ko tích lũy biến dạng dư, chỉ làm việc trong gđ đàn hồi, nhưng giảm bớt mức dự trữ cường độ so với A1, thời gian giữa các kì sửa chữa ngắn hơn và chi phí rẻ hơn. SD: đường cấp 40 trở lên, đường đô thị các loại
c) Ađ cấp thấp B1 Thường bao gồm các loại vật liệu cấp phối, trên có lớp hao mòn bảo vệ SD cho đường cấp 20 trở lên
d) Ađ cấp thấp B2: vật liệu là phế liệu công nghiệp, vật liệu tại chỗ (lớp hao mòn ko có nhựa) pvSD: ko thuộc cấp đường nào cả, đường dân sinh, đường tạm
Phân loại theo vật liệu và cấu trúc vật liệu:
a) Áo đường làm bằng vật liệu đất đá thiên nhiên không có chất liên kết
*Cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá: +được hình thành theo cấu trúc keo tụ + điển hình cho nguyên lý này là lớp áo đường đá dăm + đá dăm nước đc cấu trúc từ đá dăm có hình dạng vuông thành sắc canh, cường độ tương đối cứng, kích cỡ tương đối đồng đều, thông qua quá trình lu lèn kèm theo tưới nước để đá khỏi bị vỡ và sớm đạt đc độ chặt.
-ưu điểm: +pp thi công đơn giản, +cốt liệu ít kích cỡ, nên dễ khống chế chat lượng trong quá trình chế tạo vật lieu và dễ ktra quá trình thi công
- Nhược điểm: +đòi hỏi cao về hình dạng kích cỡ hạt đá và cường độ của đá,+ tốn công lu lèn +súc chịu bong bật kém
-Phạm vi sử dụng: Nên dùng làm tầng phủ trong áo đường B1
* Cấu trúc theo Nguyên lý cấp phối: lớp áo đường cấp phối đc cấu trúc từ những hạt đá, sỏi, cuội, cát, và đất có KT khác nhau, 1 cách liên tục, phối hợp với nhau theo 1 tỷ lệ nhất định. Sauk hi lu lèn, hỗn hợp có độ rỗng nhỏ, cường độ cấp phối đc hình thành từ lực dính hoặc ma sát giữa các hạt
-ưu điểm:+ sử dụng vật liệu tại chỗ, thuận lợi + cường độ hạt ko đòi hỏi quá cao +ít tốn công lu lèn
-Nhược điểm: + mùa mưa dễ bị lầy lội do ổn định nước kém +đòi hỏi công nghệ chế tạo vật liệu chặt chẽ(khó sử dụng)
- Phạm vi: làm tầng mặt cho áo đường cấp thấp B1(phải bố trí lớp hao mòn) ; làm tầng móng cho áo đường cấp cao A1 A2.
b) Áo đường bằng vật liệu đất đã thiên nhiên có lket vô cơ or hữu cơ(xi măng, vôi)
- Cấu trúc theo nguyên lý đã chèn đá hoặc nly cấp phối, nhưng trộn thêm 1 tỷ lệ nhất định chất lk vô cơ dạnh vữa hoặc bột/
- Cường độ và tính ổn định nước tăng lên nhưng sức chịu tác dụng phá hoại bề mặt vẫn thấp.
- Điển hình của loại áo đường này: + đát gia cố vôi, xi măng + đá gia cố vôi, xi măng
-PvSD: +tầng mặt áo đường cấp thấp B1(phải làm lớp hao mòn) +dùng làm lớp móng trên của A1. A2
c) Loại vật liên đất đá TN có chất lk hữu cơ:
- Cấu trúc theo 2 nguyên lý trên có thêm tỷ lệ nhựa (tưới hoặc trộn) dạng nhựa đặc đun nóng- nhựa lỏng- nhũ tương
-Điển hình: áo đường thấm nhập nhựa+ áo đường láng nhựa
-ưu điểm+ cường độ cao, chịu bong bật mài mòn tốt+dễ tạo phẳng, ít bụi
-Nhược điểm: phải nghiên cứu lượng nhựa thích hợp để giải quyết vấn đề ổn định nhiệt
pvSd: thường sd ở tầng mặt, áo đường cấp cao.
Câu 21: các hiện tượng phá hoại của áo đường mềm, 3 đk về TTGH ?
Trả lời : * dưới tác dụng của tải trọng xe chạy,khi đạt đến cường độ giới hạn thì kết cấu áo đường mềm sẽ xảy ra các hiện tượng như hình vẽ :
+ ngay dưới mặt t/x của bánh xe với mặt đường kết cấu áo đường sẽ bị nén,xung quanh chỗ tiếp xúc chỗ bánh xe với mặt đường sẽ phát sinh trượt ( do ưs cắt )
+trên mặt đường cong xung quanh chỗ t/x xuất hiện các đường nứt hướng tâm.vật liệu thường đc đẩy trồi lên.mặt đường thường bị vỡ nứt trên bề mặt.
+dưới đáy của k/c áo đường ngay bên dưới bánh xe sẽ bị nứt do ưs kéo. Như vậy để đạt đc các yêu cầu đối với áo đường mềm ( về mặt cường độ ) cần phải đảm bảo các hiện tượng phá hoại trên ko xảy ra, thõa mãn các điều kiên sau :
-đk1: là đk cắt trượt ζ ≤ ζ cp -> Ktr . ζ ≤ ζ cp
Trong đó : ζ là ưs cắt ở mọi điểm trong nền đất dưới áo đường và trong các lớp áo đường do tải trọng xe chạy tính toán gây ra.
ζ cp là ưs cắt giới hạn của nền đất hoặc vật liệu các lớp áo đường.
Ktr là hệ số cường độ về trạng thái giới hạn trượt (.) k/c nền đất và áo đường. ktr càng lớn thì độ bền vững và tin cậy càng cao.
-đk 2: điều kiện chịu kéo uốn σku ≤ Rku -> Kku . σku ≤ Rku
Trong đó : σku làưs kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy áo đường do tải trọng xe chạy tính toán gây ra. Rku làưs kéo uốn giới hạn cho phép ổn định của vật liệu áo đường
Kku làhệ số cường độ về trạng thái giới hạn kéo uốn
-đk 3: đk về độ võng giới hạn đàn hồi Lđh ≤ Lgh -> Kđh . Lđh ≤ Lgh
Lđh là độ võng đàn hồi biến dạng thẳng đứng của cả kết cấu áo đường dưới t/d của tải trọng xe chạy tính toán .
Lgh là độ võng đàn hồi g/h cho phép Egh = ( PD ) / Lgh
P: tải trọng phân bố của xe tính toán . D : là diện tích bánh xe quy đổi
Kđh ≤ Ech/ Eyc Ech : mô đun đàn hồi chung của k/c áo đường
Eyc : mô đun đàn hồi y/c của k/c áo đường
Mục đích của việc quy đổi độ võng giới hạn : làm giảm biên độ dao động thẳng đứng của vật liệu trong k/c áo đường từ đó hạn chế sự phát triển của hiện tượng mỏi nâng cao cường độ của k/c áo đường.
Câu 24 :Kn,phân loại so sánh ưu nhược điểm của áo đường cứng và áo đường mềm,PVSD ?
Trả lời : k/n : để có c/s cho việc thiết kế cấu tạo áo đường, có thể biết đc kết cấu áo đường làm bằng vật liệu như thế nào,cấu trúc các lớp ra sao,có đặc điểm tính toán cường độ khác nhau,đặc tính sd và ưu khuyết điểm,các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác nhau.
·phân loại: chia làm 3 loại
+ phân loại theo đặc trưng cơ học : áo đường cứng và áo đường mềm
- áo đường cứng : là k/c có độ cứng rất lớn, cường độ chống biến dạng cao hơn hẳn so với nền đất và có khả năng chịu uốn lớn.áo đường BTXM là 1 loại áo đường cứng tầng móng và nền đất ít tham gia chịu tải.
- áo đường mền : là k/c với các tầng các lớp có khả năng chịu uốn nhỏ,chỉ chịu nén,chịu cắt trượt là chủ yếu.cường độ và khả năng chống biến dạng của áo đường mềm có thể phụ thuộc vào sự thay đổi t0 và độ ẩm.do vậy trong k/c áo đường mềm, nền đất cũng phải tham gia chịu tải.áo đường mềm bao gồm tất cả các loại áo đường = các VL khác nhau trừ mặt đường BTXM.
+ phân loại theo cấu tạo tầng mặt và đặc trưng khai thác sd có 4 loại là
- áo đường cấp cao A1: đảm bảo cho áo đường ko phát sinh biến dạng dư dưới tác dụng của xe chạy tức là chỉ phi phối áo đường làm việc hoàn toàn trong g/đ đàn hồi.
pvsd : dùng cho đường cao tốc,đường cấp 60 trở lên.
- áo đường cấp cao A2 : áo đường cấp cao thứ yếu đảm bảo áo đường làm việc trong đk ko tích lũy biến dạng dư.
Pvsd : sử dụng cho đường cấp 40 trở lên,đường đô thị các loại….
- Áo đường cấp thấp B1 và cấp thấp B2 : thường bao gồm các loại vật liệu cấp phối.cho phép tích lũy biến dạng dư dưới tác dụng của xe chạy,ở mức độ nhất định.
Phạm vi sd : đường dân sinh,đường huyện xã..
+ phân loại theo VL và cấu trúc VL :
- áo đường làm bằng VL đất đá tự nhiên,ko có chất liên kết
.nguyên lý đá chèn đá : đc hình thành theo cấu trúc keo tụ điểm hình theo nguyên lý đá chèn đá lớp áo đường đá dăm.
Pvsd : nền dùng làm tầng phủ trong áo đường cấp thấp quá độ B1
.nguyên lý cấp phối: lớp áo đường cấp phối đc cấu trúc từ hỗn hợp đá, sỏi cọi,cát và đất có kích thước khác nhau 1 cách liên tục,phối hợp với nhau theo 1 tỉ lệ nhất định,sau khi lu lèn thì cường độ cấp phối đc hình thành.
Pvsd : có thể làm tầng mặt cho áo đường cấp thấp B1,nên dùng làm tầng mỏng cho cấp cao A1,A2.
- áo đường làm từ vật liệu đất đá thiên nhiên và không có chất liên kết vô cơ :có cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá và thêm 1 tỉ lệ nhất định chất l/k vô cơ dưới dạng vữa hoặc bột có cường độ và tính ổn định với nước tăng nhưng sức chịu t/d phá hoại bề mặt vẫn thấp.
Pvsd : sd làm tầng mặt trong áo đường cấp thấp B1 nên dùng làm lớp móng trên của cấp cao A1 và A2.
- áo đường làm từ VL đất đá thiên nhiên và ko có chất liên kết hữu cơ : theo nguyên lý đá chèn đá hoặc cấp phối, tưới hoặc trộn theo 1 tỉ lệ nhất định nhựa.
pvsd :thường đc sd làm tầng mặt, đc sd nhìu ở các đường cấp cao
·ưu nhược điểm : + áo đường cứng : ưd là mô đun đàn hồi cao, ổn định nhiệt,ổn định nước,chiều dày mỏng hơn. Nhược điểm : công nghệ thi công phức tạp,giá thành cao hơn, đi lại gây tiếng ồn,bảo dưỡng khó.ảnh hưởng nhiệt độ theo mùa và ngày đêm.
+ áo đường mềm : ưd là êm thuận xe chạy,thi công nhanh,công nghệ đơn giản,giảm tiếng ồn. rẻ hơn đường BTXM.thi công xong có thể đi lại luôn.duy tu bảo dưỡng dễ hơn.chống thấm nước. nhược điểm là độ ổn định nhiệt kém,bề dày lớn,ổn định nước kém,chịu ảnh hưởng lục ngang kém.
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro