§¹I HäC §µ N½ng Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Bé m«n §−êng «t« - §−êng Thµnh phè TS Phan Cao thä ĐÀ NẴNG – 2006 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Chng 12 : THIT K CU TO O NG Đ12.1 YấU CU CHUNG V CU TO KT CU O NG 12.1.1 Khỏi nim: o ng l phn trờn ca nn ng c tng cng bng cỏc lp vt liu khỏc nhau chu tỏc dng ca ti trng xe chy v cỏc iu kin t nhiờn (ma, giú, nc ngm ) Kt cu ỏo ng (Structure pavement), vit tt: KCA 12.1.2 Cỏc yờu cu chung ca kt cu ỏo ng: - Kt cu ỏo ng phi cng v n nh c ng (cng ớt thay i hoc khụng thay i khi chu tỏc dng ca cỏc iu kin bt li) - Mt ng phi m bo bng phng nht nh : + Gim sc cn ln (tc xe chy tng cao, gim thi gian xe chy, gim lng tiờu hao nhiờn liu). + Tng tui th ca phng tin (h giỏ thnh v n chuyn). - B mt ỏo ng phi m bo nhỏm nõng cao h s bỏm gia bỏnh xe vi mt ng nhm tng mc an ton xe chy. - o ng phi ớt sinh bi: + Tng tm nhỡn ca lỏi xe. + m bo v sinh mụi trng . + Tng tui th ca ng c cng nh tui th ca cụng trỡnh. 12.1.3 c im chu l c ca kt cu ỏo ng : z x Hình 12-1. Sơ đồ phân bố ứn g suất tron g kết cấu áo đừơn g theo chiều sâu z - ứ n g suất do lực th ẳ n g đứn g x - ứ n g suất do lực nằm n g an g Khi xe chy, lc tỏc dng lờn ỏo ng gm hai thnh phn: - Lc thng ng P do ti trng xe chy gõy ra ng sut z - Lc nm ngang F gõy ra x : do lc kộo, lc hóm, lc ngang khi xe chy trờn ng vũng, khi tng gim tc gõy ra. Ti b mt ỏo ng: z = p ỏp lc thng ng do ti trng bỏnh xe nng nht tỏc dng TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 1 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP x = (0,2 - 0,3)p khi xe chy. x = (0,75 - 0,85)p khi xe hóm. p : p lc thng ng do ti trng bỏnh xe nng nht truyn xung qua din tớch vt tip xỳc gia lp xe vi mt ng. p = (5 - 6)daN/cm2 tựy thuc loi xe (thng ly 3 giỏ tr : 5; 5,5; 6 daN/cm 2 ) Lc ngang ch yu tỏc dng trờn phn mt ca ỏo ng m khụng truyn sõu xung cỏc lp phớa di nờn ch gõy trng thỏi ng sut ( x ) lp trờn cựng ca kt cu ỏo ng, lm cho vt liu ti ú b xụ trt, bong bt, bo mũn dn n phỏ hoi. Trỏi li lc thng ng thỡ truyn xung khỏ sõu cho mói ti nn t. Nh vy v mt chu lc kt cu ỏo ng cn cú nhiu lp, cỏc lp cú nhim v khỏc nhau ỏp ng nhu cu chu lc khỏc nhau. 12.1.4 Cu to k t cu ỏo ng : 12.1.4.1 S cu to kt cu ỏo ng (hỡnh 12.2) 12.1.4.2 Vai trũ ca tng lp trong kt cu trong kt cu ỏo ng Lp bo v + Lp bo v l mt lp dy 0,5 1,0cm thng bng vt liu cỏt, si nh ri rc. + Tỏc dng : Bo v cho cỏc lp mt khụng chu tỏc dng trc tip ca bỏnh xe. Tng bng ph ng.Tng kớn cho tng mt. Lp hao mũn : + Lp hao mũn l mt lp mng dy 1,0 - 3,0cm lm bng vt liu cú cht liờn kt t trờn lp mt ch yu. + Tỏc dng : Bo v cho cỏc lp mt khụng chu tỏc dng trc tip ca bỏnh xe Tng bng phng. Tng kớn cho mt ng . Tng kh nng chng bo mũn cho mt ng Cỏc lp tng m t : + Chiu dy cỏc lp tng mt ph thuc vo vic tớnh toỏn cng , thng lm bng cỏc loi vt liu cú gia c cht liờn kt hu c hoc vụ c. + Tng mt: L b phn trc tip chu tỏc dng ca ti trng bỏnh xe v nh hng ca cỏc nhõn t t nhiờn (c bit ngoi tỏc dng ca lc thng ng cũn chu tỏc dng c a lc ngang ln). Do ú tng mt ũi hi c lm bng cỏc vt liu cú cng v sc liờn kt tt, thng dựng vt liu cú kớch thc nh TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 2 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Cỏc lp múng Ch yu chu tỏc dng ca lc thng ng, truyn v phõn b lc thng ng khi truyn xung nn t thỡ ng sut s gim n mt mc t nn ng cú th chu ng c m khụng to nờn bin dng thng ng hoc bin dng trt quỏ ln. Vỡ lc thng ng truyn xu ng ngy cng bộ i tit kim, tng múng cú th gm nhiu lp vt liu khỏc nhau cú cng gim dn t trờn xung. Cú th cu to bng cỏc vt liu ri rc, kớch c ln, chu bo mũn kộm nhng phi cú cng v cht nht nh. Hỡnh 12.2 - S cu to kt cu ỏo ng ỏy ỏo ng cht ca lp ỏy ỏo ng theo TCVN 4054-98 v 22 TCN 211-93 : Tầng mặt Surfacing (couche de surface) Tầng móng ( Road Fondation) áo đờng Pavement Kết cấu áo đờng (0.9- 1.2m) S.Pave ment Lớp mặt trên Wearing course (couche de roulement) Lớp mặt dới: binder course (couche de liaison) Lớp móng trên Base (couche de base) Lớp móng dới: Sub - base(couche de fondation) Lớp đáy áo đờng: capping layer (couche de forme) 30-50cm, K=0.98 Móng nền đất : nền đắp (embankment) hoặc tự nhiên (Natural ground) Subgrade TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 3 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP TCVN 4054 -2005 cht K Loi cụng trỡnh sõu tớnh t A ng xung (cm) ng ụ tụ cú Vtt >= 40 Km/h ng ụ tụ cú Vtt < 40 Km/h Khi ỏo ng dy trờn 60 cm 30 0,98 0,95 Khi ỏo ng dy di 60 cm 50 0,98 0,95 Nn p Bờn di chiu sõu k trờn 0,95 0,90 Nn o v nn khụng o khụng p 30 0,98 0,95 Chc nng : + To ra mt nn chu lc ng nht, cú sc chu ti cao. + Ngn chn v cú th ct t dũng m thm t trờn xung nn t hoc t di lờn ỏo ng. + To hiu ng e thi cụng (lu lốn) cỏc lp mt ng phớa trờn t hiu qu cao + To thun li cho xe, mỏy i li trong quỏ trỡnh thi cụng. Múng nn t c coi l m t b phn ca KCA, vỡ tuõn theo nguyờn tc thit k tng th nn mt ng. Bn thõn nú cng tham gia chu lc thng ng ca ti trng xe, c bit khi ỏo ng phớa trờn cú cng nh. Lp cú chc nng t bit: Kt cu ngc (structure inverse) khụng tuõn theo nguyờn tc mụun gim dn ca cỏc lp nhm tng hiu qu lu lốn cỏc lp trờn, ch s dng khi cú yờu cu c bit. Chỳ ý: khụng phi khi no KCA cng cú tt c cỏc lp nh s cu to nh trờn, m tu thuc vo yờu cu xe chy, loi ỏo ng, cp ng, iu kin c th khu vc xõy dng m cu to hp lý. Mt lp cú th cú nhiu chc nng khỏc nhau (nh bờ tụng nha, bờ tụng xi mng). Vớ d: 20 ữ 40 14 ữ18 9 ữ10 5 3 Bê tông nhựa hạt nhỏ Bê tông nhựa hạt vừa Bê tông nhựa rỗng Cấp phối đá dăm Cấp phối cuội sỏi (hoặc đất gia cố) 14 ữ 16 22 ữ 24 Nền đất lèn chặt Bê tông ximăng M>300 Cát trộn nhựa hoặc giấy dầu quét nhựa đừơng Đất cát gia cố xi măng a) Tầng mặt bê tông nhựa b) Tầng mặt bê tông xi măng Hình 10-3. Ví dụ kết cấu áo đừơng cấp cao TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 4 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP 12.1.5 Cu to ct ngang ca ỏo ng 1 : m 1 : m b B 1 : m 1 : m b 2 a) b) c) 1 : m 1 : m B Hình 10-4. Bố trí áo đừơng trên nền đừơng a) Cấu tạo áo đừơng hình máng trên phần xe chạy b) Cấu tạo trắc ngang áo đừơng xây dựng phân kỳ (giai đoạn 2 mở rộng) c) Cấu tạo hình lữơi liềm trên toàn bộ nền đừơng a a 1 2 1 : 3 1 : 3 7,5m 7,5m Hình 10-5. Cấu tạo áo đừơng trên đừơng cấp cao có dải phân cách a) Thng ỏp dng cho tuyn ng cp thp cú s ln xe 2 - 6 b) p dng vi ng cp thp v GTNT, ỏp dng khi vt liu mt ng v vt liu nn ng cựng loi. c) p dng i vi ng cp cao, b rng mt ng nh hn trng hp d). Kt cu phn l gia c : thng cựng vt liu vi lp mt d c ngang ỏo ng v l ng Loi ỏo ng Dc ngang mt ng v l gia c (%) Dc ngang l ng t (%) Bờtụng ximng v bờtụng nha 1.5ữ2 6 Cỏc loi mt ng nha (tr bờ tụng nha) 2ữ3 6 ỏ dm, ỏ si 3ữ4 6 TS Phan Cao Th Thit k ng ụtụ (Phn 2) Trang: 5 . lp cú nhim v khỏc nhau ỏp ng nhu cu chu lc khỏc nhau. 12. 1.4 Cu to k t cu ỏo ng : 12. 1.4.1 S cu to kt cu ỏo ng (hỡnh 12. 2) 12. 1.4 .2 Vai trũ ca tng lp trong kt cu trong kt cu ỏo ng Lp bo. cht nht nh. Hỡnh 12. 2 - S cu to kt cu ỏo ng ỏy ỏo ng cht ca lp ỏy ỏo ng theo TCVN 4054-98 v 22 TCN 21 1-93 : Tầng mặt Surfacing (couche de. thä ĐÀ NẴNG – 20 06 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N BM ặèNG T - ặèNG TP Chng 12 : THIT K CU TO O NG Đ 12. 1 YấU CU CHUNG V CU TO KT CU O NG 12. 1.1 Khỏi nim: o ng l phn trờn