TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 1.1 Quy đổi số trục xe tiêu chuẩn 1.1.1 Số liệu − Công trình đường thiết kế: cấp IV − Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn + Tải trọng: Ptt = 100kN + Áp lực tính toán lên mặt đường: p = 0,6MPa + Đường kính vệt bánh xe: D = 33cm − Thời gian thiết kế kết cấu áo đường: t = 10 năm − Lưu lượng thiết kế đầu năm: N1 = 420 xe/ng.đ − Hệ số tăng trưởng: q = 7% − Thành phần dòng xe: + Xe con: 150 xe/ng.đ ( bỏ qua tính toán) + Xe bus nhỏ: 70 xe/ng.đ + Xe tải vừa: 35 xe/ng.đ + Xe bus lớn: 70 xe/ng.đ + Xe tải nặng 1: 30 xe/ng.đ + Xe tải nhẹ: 55 xe/ng.đ + Xe tải nặng 2: 10 xe/ng.đ 1.1.2 Tính số trục xe quy đổi trục xe tiêu chuẩn 100kN 1.1.2.1 Dự báo thành phần giao thông năm đầu Bảng 1.1 Dự báo thành phần giao thông năm đầu Trọng lượng trục Pi Số bánh Khoảng Số trục cụm cách Trục Trục sau bánh trục trục trước sau sau sau (m) 26,4 45,2 Cụm bánh đôi 56 95,8 Cụm bánh đôi 18 56 Cụm bánh đôi 25,8 69,6 Cụm bánh đôi 48,2 100 Cụm bánh đôi 45,2 94,2 Cụm bánh đôi 1,4 Loại xe Xe buýt nhỏ Xe buýt lớn Xe tải nhẹ Xe tải vừa Xe tải nặng Xe tải nặng Lượng xe chiều ni (xe/ng.đ) 70 70 55 35 30 10 1.1.2.2 Tính số trục xe quy đổi trục tiêu chuẩn 100kN − Công thức quy đổi 4,4 P  N tk = ∑ C1.C2 n i  i ÷ i =1  Ptt  k (trục/ng.đ) Trong đó: SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG + Ntk: Là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác trục xe tính toán thông qua đoạn đường thiết kế ngày đêm chiều (trục/ng.đ) + ni: Là số lần tác dụng loại tải trọng trục i có trọng lượng trục P i cần quy đổi tải trọng trục tính toán Ptt + C1: Là hệ số trục xác định theo biểu thức C1 = + 1,2.(m – 1) Với m số trục cụm trục i + C2: Là hệ số xét đến tác dụng số bánh xe cụm bánh: với cụm bánh có bánh lấy C = 6,4; với cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm bánh) lấy C2 = 1; với cụm bánh có bánh lấy C2 = 0,38 Bảng 1.1 Bảng tính số trục xe quy đổi số trục tiêu chuẩn 100kN 4,4 Loại xe Xe bus nhỏ Xe bus lớn Xe tải nhẹ Xe tải vừa Xe tải nặng Xe tải nặng Pi (kN) C1 C2 ni 26,4 45,2 56 95,8 18 56 25,8 69,6 48,2 100 45,2 94,2 1 1 1 1 1 2,2 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 70 70 70 70 55 55 35 35 30 30 10 10 Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau P  C1.C n i  i ÷  Ptt  1,277 2,127 34,939 57,957 0,186 4,289 0,577 7,105 7,739 30 1,944 16,914 Tổng số trục xe quy đổi năm đầu tiên: => N tk = 165,055 (trục/ng.đ) 1.1.2.3 Số trục xe tính toán xe − Công thức xác định: + Số trục xe tính toán xe năm đầu N1tt = N tk f L Trong đó: fL: Là hệ số phân phối số trục bánh xe tính toán xe Đường thiết kế làn, không dải phân cách, có fL = 0,55 => Ntt =165,055.0,55 = 90,78 (trục/ng.đ.lan) + Số trục xe tính toán xe thời hạn thiết kế t −1 N10 = 165,055.0,55 ( + 0,07 ) tt = N tk f L (1 + q) SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 10 −1 = 167 (trục/ng.đ.lan) TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 1.1.2.4 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn thiết kế − Công thức xác định: ( + q ) t − 1 ( + 0,07 ) 10 − 1  365.N1 =   365.90,78 = 4,58.105 (trục/lan.ngđ) Ne =  tt q 0,07 1.2 Lựa chọn kết cấu áo đường Với đường cấp IV, số năm thiết kế t = 10 năm số trục xe tích lũy 10 năm Ne = 0,25.106 trục => Chọn kết cấu áo đường: cấp cao A2 Theo tiêu chuẩn 22TCN-21106 áo đường cấp cao A2 chọn kết cấu gồm lớp Đất đắp đường - Nền đất phạm vi khu vực tác dụng không để bị ẩm (độ ẩm không lớn 0,6 giới hạn nhão đất ) lúc ,mọi điền kiện biến động môi trường,tức không chịu nguồn ẩm bên - Sức chịu tải : phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu - Loại đất : không dùng đất lẫn muối,thạch cao,than bùn,đất phù sa,đất sét có độ trương nở 4%, không dùng loại đất đá phong hóa,không dùng đất bụi - Độ chặt : đất phạm vi khu vực tác dụng phải đầm nén đạt yêu cầu tối thiểu bảng 2.5 TCVN 211-06 - Ta lựa chọn đất cát Nền đất cát : Là loại đất tốt để đắp đường (lượng cát >50% khối lượng) có cường độ ổn định, tính dính cao, có khả thoát nước nhanh Các đặc trưng tính toán tra theo bảng B3 tiêu chuẩn 22TCN2110 - 06 với độ ẩn tương đối chọn 0,6 Móng cấp cao A2 chọn Cấp phối đá dăm loại II (bảng 2-3) Theo bảng - bề dày tối thiểu lớp CPDD loại II sử dụng 10cm.Trong bề dày thường sử dụng 15-18cm => chọn chiều dày 18 cm Các đặc trưng tính toán tra theo bảng C2-22TCN211 - 06 Với môđun đàn hồi E (250-300) => chọn E = 250 Mpa Móng cấp cao A2 chọn Cấp phối đá dăm loại (bảng 2-3) Theo bảng - bề dày tối thiểu lớp CPDD loại I sử dụng 8cm.Trong bề dày thường sử dụng 15-24cm => chọn chiều dày 18 cm.Các đặc trưng tính toán tra theo bảng C2-22TCN-21106.Với mô đun đàn hồi E (250-300) => chọn E=300 Mpa Kết Cấu Tầng mặt cấp cao A2 chọn Bê Tông Nhựa Hạt Trung (bảng 2-3) Theo bảng - bề dày tối thiểu lớp BTN sử dụng 4cm.Trong bề dày thường sử dụng 4-6cm => chọn chiều dày 7cm.Các đặc trưng tính toán tra theo bảng C1-22TCN-21106 Với mô đun đàn hồi E theo nhiệt độ (t =10-15) E= 1600-2000 Mpa,(t =30) E=350 Mpa,(t =60) E=250 Mpa Ta có bảng Lựa chọn KCAD sau: SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Lớp kết cấu (từ lên) Nền đất cát Đất Đồi K98 Cấp phối đá dăm loại II Cấp phối đá dăm loại I Bê tông nhựa hạt trung Bề dày lớp (cm) Bảng 1.1 Lựa chọn KCAD E (MPa) Tính kéo Tính độ Tính uốn võng trượt t= t = 30°C t = 60°C 15(10)°C 42 42 42 18 250 250 250 18 300 300 300 350 250 1600 ϕ C Rku (MPa) (MPa) (độ) 0,018 50 2,0 Hình 1.2 Kết cấu áo đường 1.3 Kiểm toán kết cấu áo đường 1.3.1 Kiểm toán độ võng − Điều kiện kiểm toán E ch ≥ K dv cd E yc − Việc đổi tầng lớp từ lên thực theo biểu thức:  + k.t1/3  E = E1  ÷  1+ k  ' tb SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 28 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Với k = h2 E2 t = h1 E1 Bảng 1.1 Kết tính đổi tầng lớp từ lên để tìm Etb E h t= k= Lớp kết cấu Ei (MPa) hi (cm) Htb (cm) E1 h1 Cấp phối đá 250 dăm loại II 300 Cấp phối đá = 1, 300 dăm loại I 250 350 Bê tông nhựa = 1, 276 350 hạt trung 274,241 − Hệ số điều chỉnh β Có E 'tb (MPa) 18 250 18 36 274,241 0,194 43 285,743 H 43 = = 1,303 D 33 Theo bảng “hệ số điều chỉnh β ” => β = 1,145 => Modun đàn hổi trung bình E tb = β.E 'tb = 1,145.285,743 = 327,175MPa − Tính Ech Có E 42 H 43 = 0,1284 = = 1,303 o = E tb 327,175 D 33 Theo “toán đồ” => E ch = 0, 4475 ⇔ E ch = 0, 4475.327,175 = 146, 411 MPa E tb − Xác định modun đàn hồi yêu cầu Theo bảng “trị số modun đàn hòi yêu cầu” Với số trục xe tính toán ngày đêm xe: N10tt = 167 (trục/ng.đ.lan) Cấp đường A2 => Eyc = 120 MPa − Xác định modun đàn hồi tối thiểu Theo bảng “trị số tối thiểu modun đàn hồi yêu cầu” + Đường cấp IV + Kết cấu áo đường cấp cao A2 => E yc = 120MPa chon Vậy E yc = max ( E yc , E yc ) = max ( 120;100 ) = 120MPa Theo bảng “lựa chọn độ tin cậy thiết kế tùy theo loại cấp hạng đường” SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Với đường cấp IV => Độ tin cậy thiết kế 0,9 Theo bảng “xác định hệ số cường độ độ võng phụ thuộc độ tin cậy” Với độ tin cậy thiết kế 0,9 => K dv cd = 1,1 dv Vậy E ch = 146, 411MPa > K cd E yc = 1,1.120 = 132MPa => Cấu tạo kết cấu dự kiến đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép 1.3.2 Kiểm toán độ cắt trượt đất − Điều kiện kiểm toán Tax + Tav ≤ C tt tr K cd − Việc đổi tầng lớp từ lên thực theo biểu thức:  + k.t1/3  E = E1  ÷  1+ k  ' tb Với k = h2 E2 t = h1 E1 Bảng 1.1 Kết tính đổi tầng lớp từ lên để tìm Etb E h t= k= Lớp kết cấu Ei (MPa) hi (cm) Htb (cm) E1 h1 Cấp phối đá dăm loại II Cấp phối đá dăm loại I 250 300 = 1, 250 250 Bê tông nhựa = 0,912 250 hạt trung 274,241 − Hệ số điều chỉnh β Có 300 E 'tb (MPa ) 18 250 18 36 274,241 0,194 43 270,192 H 43 = = 1,303 D 33 Theo bảng “hệ số điều chỉnh β ” => β = 1,145 => Modun đàn hổi trung bình E tb = β.E 'tb = 1,145.270,192 = 309,37MPa − Xác định ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây đất Tax + H 43 = = 1,303 D 33 SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG + E1 E tb 309,37 = = = 7,366 E2 E0 42 + Góc nội ma sát đất ϕ = 28° + Áp lực bánh xe lên mặt đường bánh xe tiêu chuẩn tính toán p = 0,6MPa Theo “toán đồ xác định ứng suất trượt từ tải trọng bánh xe lớp hệ lớp” Tax = 0,0219 => Tax = 0,0219.0,6 = 0,01314MPa p − Xác định ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu áo đường gây đất Tav => + Chiều dày lớp KCAD h = 43cm + Góc nội ma sát đất ϕ = 28° Theo “toán đồ ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân mặt đường” => Tav = - 0,0016 − Xác định trị số Ctt Ctt = C.k1.k2.k3 Trong đó: K1: Hệ số xét đến suy giảm sức chống cắt trượt đất vật liệu dính chịu tải trọng động gây dao động, K1 = 0,6 (với kết cấu đường phần xe chạy) K2: Hệ số xét đến yếu tố tạo làm việc không đồng cảu kết cấu Có N10tt = 167 trục/ng.đ.lan => K2 = 0,8 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, K = 1,5 (đất cát) => Ctt = 0,018.0,6.0,8.1,5 = 0,013 Theo bảng “chọn hệ số cường độ cắt trượt tùy thuộc độ tin cậy” tr = 0,94 Với độ tin cậy thiết kế 0,9 => K cd Vậy Tax + Tav = 0,01314 − 0,0016 = 0,01154 < C tt 0,013 = = 0,0138 tr K cd 0,94 => Cấu tạo kết cấu dự kiến đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt đất 1.3.3 Kiểm tra cường độ chịu kéo uốn 1.3.3.1 Tính ứng suất kéo uốn lớn đáy lớp vật liệu − Công thức xác định σku = σku p.k b SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Trong đó: p: Áp lực bánh tải trọng trục tính toán, p = 0,6 kb: Hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng xuất kết cấu áo đường tác dụng tải trọng tính toán, kb = 0,85 (tính cho tải trọng tiêu chuẩn) − Tính Etb  + k.t1/3  E = E1  ÷  1+ k  ' tb Với k = Lớp kết cấu h2 E2 t = h1 E1 Ei (MPa) Cấp phối đá 250 dăm loại II Cấp phối đá 300 dăm loại I − Hệ số điều chỉnh β Có Bảng 1.1 Kết tính Etb E t= hi (cm) E1 h k= h1 E 'tb Htb (cm) (MPa) 18 300 = 1, 250 18 250 36 274,241 H 36 = = 1,091 D 33 Theo bảng “hệ số điều chỉnh β ” => β = 1,124 => Modun đàn hổi trung bình E tb = β.E 'tb = 1,124.274, 241 = 308, 247MPa − Tính Ech Có E 42 H 36 = 0,136 = = 1,091 o = E tb 308, 247 D 33 Theo “toán đồ” => E ch = 0, 422 ⇔ E ch = 0, 422.308, 247 = 130,08 MPa E tb − Tính σ ku E1 = 1600MPa Có E 1600 H1 = 12,3 = = 0, 212 = E ch 130,08 D 33 Theo “toán đồ xác định ứng suất kéo uốn đơn vị σ ku lớp tầng mặt” => σ ku = 2,6 SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Vậy σ ku = 2,6.0,6.0,85 = 1,326MPa 1.3.3.2 Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa − Điều kiện kiểm toán σku ≤ R ku tt ku K cd − Cường độ chịu kéo uốn tính toán vật liệu liền khối xác định R ku tt = k1.k R ku Trong đó: Rku: Cường độ chịu kéo uốn giới hạn nhiệt độ tính toán k2: Hệ số xét đến suy giảm cường độ theo thời gian so với tác nhân khí hậu thời tiết, k2 = k1: Hệ số xét đến suy giảm cường độ vật liệu bị mỏi tác dụng tải trọng trùng phùng Đối với vật liệu bê tông nhựa k1 = 11,11 11,11 = = 0,631 0,22 0,22 Ne ( 4,578.105 ) + Với lớp bê tông nhựa hạt trung R ku tt = 0,631.1.2 = 1, 263 MPa Theo bảng “chọn hệ số cường độ cắt trượt tùy thuộc độ tin cậy” ku tr = K cd = 0,94 Với độ tin cậy thiết kế 0,9 => K cd − Với lớp bê tông nhựa hạt trung σ ku = 1,326MPa < R ku 1, 263 tt = = 1,344MPa => Đạt ku K cd 0,94 Vậy kết cấu thiết kế dự kiến đạt điều kiện đáy lớp bê tông nhựa Kết luận: Kết cấu áo đường đạt điều kiện SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 10 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Khối lượng vật liệu cần vận chuyển có xét đến rơi vãi vật liệu đường trình vận chuyển là: Qvc = Q.K2 = 210,47.1,05 = 220,994T Năng suất vận chuyển xe tính theo công thức: N = nht.P = T.K t P t Trong đó: P: Lượng vật liệu mà xe chở lấy theo mức chở thực tế xe, P = 14T nht: Số hành trình xe thực ca thi công T: Thời gian làm việc ca, T = 8h Kt : Hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,7 t : Thời gian làm việc chu kì, t = tb + td + tvc tb: Thời gian bốc vật liệu lên xe, th = 6p = 0,1h td: Thời gian dỡ vật liệu xuống xe, td = 6p = 0,1h tvc: Thời gian vận chuyển bao gốm thời gian về, t vc = 2.L tb V V: Vận tốc xe chạy trung bình, V = 40km/h Ltb: Cự ly vận chuyển trung bình, L1 = 1750m L2 = 1750m A B L3 = 500m Hình 1.1 Sơ đồ tính 2.l3 ( l1 + l2 ) + l12 + l 22 2.0,5 ( 1,75 + 1,75 ) + 1,752 + 1,752 L tb = = = 1,375km ( l1 + l2 ) ( 1,75 + 1,75 ) Kết tính toán ta được: + Thời gian vận chuyển: t = 0,1 + 0,1 + + Số hành trình vận chuyển: nht = 2.1,375 = 0, 268 h 40 TK T 8.0,7 = = 20,837 (hành trình) t 0, 268 Lấy số hành trình vận chuyển ca là: 21 hành trình + Năng suất vận chuyển: N = nht.P = 21.14 = 294 (T/ca) + Số ca cần thiết để vận chuyển đất: n = SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH Q vc 220,994 = = 0,752 (ca) N 294 52 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 1.13.6 Rải hỗn hợp BTN hạt trung Sử dụng máy rải chuyên dùng có vệt rải tối đa 5m để thi công.Chiều rộng mặt đường cần rải 8m chia làm vệt, bề rộng vệt 4m Năng suất máy rải tính theo công thức sau: P = T.B.h γ V.K1.Kt Trong đó: T: Thời gian làm việc ca, T = 8h = 8.60 = 480p B: Bề rộng trung bình vệt rải, B = 4m h: Chiều dày lớp BTN, h = 7cm = 0,07m V: Vận tốc công tác máy rải, V = 3,14m/p Kt: Hệ số sử dụng thời gian, K = 0,75 K1: Hệ số lu lèn, K1 = 1,35 γ : Khối lượng riêng BTN trung, γ = 2,32T/m3 + Năng suất máy rải: N = 480.4.0,07.3,14.0,75.1,35.2,32 = 991,316 T/ca + Số ca máy rải cần thiết: n= Q 210, 47 = = 0, 212 ca N 991,316 1.13.7 Lu lèn lớp BTN hạt trung Rải BTN đến đâu tiến hành lu lèn đến Trình tự lu lèn lớp BTN hạt trung Lu sơ bộ: Dùng lu tĩnh 8T lượt/điểm, vận tốc lu 2km/h Lu lèn chặt: Dùng lu bánh lốp 16T, 10 lượt/điểm, vận tốc lu lượt đầu 4km/h, lượt cuối 5km/h Vận tốc trung bình Vtb = 4,5km/h Lu hoàn thiện: Dùng lu tĩnh 10T, lượt/điểm, vận tốc lu trung bình 5km/h 1.13.7.1 Lu sơ Để lu lèn sơ bọ ta dùng lu tĩnh 8T, lu lèn lượt/điểm, vận tốc lu 2km/h, vệt lu sau chồng lên vệt lu trước 25cm SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 53 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 4m 150 25 25 Hình 1.1 Sơ đồ lu sơ lớp BTN hạt trung Lu bánh cứng 8T, 3l/d, 2km/h Năng suất lu tính theo công thức: P= T ( B − p ) L (m / ca)  L  n  + t ÷.b  1000V  Trong đó: N: Số lượt lu/1 điểm tương ứng với vận tốc lu V, n = lượt/1điểm B: Bè rộng vệt bánh lu, B = 1,5m p: Là bề rộng vệt lu sau chồng lên vệt lu trước (m), p = 0,25 m L: Chiều dài thao tác lu đầm nén, L = 30m t: thời gian quay đầu lu thời gian sang số (h), t = 0,02h b: Bề rộng đường lu, b = 4m T: Thời gian làm việc ca, T = 8h V: Vận tốc lu công tác, V = 2km/h Vậy suất lu tính toán : P= ( 1,5 − 0, 25 ) 30 = 714, 286(m / ca)  30   + 0,02 ÷.4  1000.2  Số ca lu cần thiết để lu lề đường là: n= L 30 = = 0,042(ca) P 714,286 1.13.7.2 Lu lèn chặt Sử dụng lu bánh lốp 16T, lu 10 lượt/điểm với vận tốc trung bình V tb = 4,5km/h, vệt lu sau chồng lên vệt lu trước 28cm SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 54 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 4000 2140 280 Hình 2.1 Sơ đồ lu lèn chặt lớp BTN hạt trung Lu bánh lôp 16T, 10l/d, 4,5km/h Năng suất lu tính theo công thức: P= T ( B − p ) L (m / ca)  L  n  + t ÷.b  1000V  Trong đó: N: Số lượt lu/1 điểm tương ứng với vận tốc lu V, n = 10 lượt/1điểm B: Bè rộng vệt bánh lu, B = 2,14m p: Là bề rộng vệt lu sau chồng lên vệt lu trước (m), p = 0,28 m L: Chiều dài thao tác lu đầm nén, L = 30m t: thời gian quay đầu lu thời gian sang số (h), t = 0,02h b: Bề rộng đường lu, b = 4m T: Thời gian làm việc ca, T = 8h V: Vận tốc lu công tác, V = 4,5 km/h Vậy suất lu tính toán : P= ( 2,14 − 0, 28 ) 30 = 418,5(m / ca)  30  10  + 0,02 ÷.4  1000.4,5  Số ca lu cần thiết để lu lề đường là: n= L 30 = = 0,072(ca) P 418,5 1.13.7.3 Lu hoàn thiện Dùng lu bánh thép 10T, có bề rộng bánh lu 150cm, lu lượt/điểm, với vận tốc 5km/h, vệt lu sau chồng lên vệt lu trước 25cm SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 55 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 4m 150 25 25 Hình 3.1 Sơ đồ lu hoàn thiện lớp BTN hạt trung Lu bánh cứng 10T, 6l/d, 5km/h Năng suất lu tính theo công thức: P= T ( B − p ) L (m / ca)  L  n  + t ÷.b  1000V  Trong đó: N: Số lượt lu/1 điểm tương ứng với vận tốc lu V, n = lượt/1điểm B: Bè rộng vệt bánh lu, B = 1,5m p: Là bề rộng vệt lu sau chồng lên vệt lu trước (m), p = 0,25 m L: Chiều dài thao tác lu đầm nén, L = 30m t: thời gian quay đầu lu thời gian sang số (h), t = 0,02h b: Bề rộng đường lu, b = 4m T: Thời gian làm việc ca, T = 8h V: Vận tốc lu công tác, V = km/h Vậy suất lu tính toán : P= ( 1,5 − 0, 25 ) 30 = 480,769(m / ca)  30   + 0,02 ÷.4  1000.5  Số ca lu cần thiết để lu lề đường là: n= L 30 = = 0,062(ca) P 480,769 1.14 Thi công lề đất lớp mặt (H = 7cm) hoàn thiện mặt đường 1.14.1 Trình tự công việc − Tháo dỡ ván khuôn thi công lớp BTN SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 56 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG − Thi công lớp lề đất cho hai lớp BTN, chiều dày thi công, h = 7cm − Xén cắt lề đất, đảm bảo độ dốc ta luy 1:1,5 − Di chuyển thiết bị máy móc sang giai đoạn thi công − Dọn dẹp vật liệu thừa, rơi vãi phạm vi mặt đường, lề đường − Hoàn thiện mặt đường − Ta quan tâm đến trình tự thi công tính toán chủ yếu đến công tác thi công lề đất dây chuyền công nghệ − Tốc độ dây chuyền tốc độ thi công lớp BTN tính toán V = 120m/ca − Vì lớp lề đất có chiều dày 7cm nên cần làm lớp Trình tự thi công sau: − Vận chuyển đất C3 từ mỏ vật liệu có cự ly vận chuyển trung bình 1,125km − San vật liệu máy san D144 − Đầm lề đất đầm cóc 1.14.2 Khối lượng vật liệu thi công Khối lượng thi công lề đát ca: Q = 2.B.L.h.K Trong đó: Blề: Chiều rộng lề cần đắp, Blề = 0,605 h: Chiều dầy lề đất vật liệu, h = 7cm = 0,07m K1: Hệ số đầm lèn vật liệu, K1 = 1,4 L: Chiều dài đoạn thi công 1một ca, L = 120m => Q = 2.0,605.120.0,07.1,4 = 14,23m3 1.14.3 Vẩn chuyện vật liệu Khối lượng vật liệu cần vận chuyển có tính đến hệ số rơi vãi xe chạy đường K2, tính toán sau: Qvc = Q.K2 = 14,23.1,1 = 15,653m3 Trong đó: K2: Hệ số rơi vãi vật liệu, K2 = 1,1 Sử dụng xe Huyndai 14T để vận chuyển đất Năng suất vận chuyển xe tính theo công thức: N = nht.P = T.K t P t Trong đó: SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 57 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG P: Lượng vật liệu mà xe chở lấy theo mức chờ thực tế xe 14T là: P = 8m nht: Số hành trình xe thực ca thi công T: Thời gian làm việc ca, T = 8h Kt : Hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,7 t : Thời gian làm việc chu kì, t = tb + td + tvc tb: Thời gian bốc vật liệu lên xe, th = 15p = 0,25h td: Thời gian dỡ vật liệu xuống xe, td = 6p = 0,1h tvc: Thời gian vận chuyển bao gốm thời gian về, t vc = 2.L tb V V: Vận tốc xe chạy trung bình, V = 40km/h Ltb: Cự ly vận chuyển trung bình, L1 = 1750m L2 = 1750m A B L3 = 500m Hình 1.1 Sơ đồ tính 2.l3 ( l1 + l2 ) + l12 + l 22 2.0,5 ( 1,75 + 1,75 ) + 1,752 + 1,752 L tb = = = 1,375km ( l1 + l2 ) ( 1,75 + 1,75 ) Kết tính toán ta được: + Thời gian vận chuyển: t = 0,25 + 0,1 + + Số hành trình vận chuyển: nht = 2.1,375 = 0, 4187 h 40 TK T 8.0,7 = = 13,375 (hành trình) t 0, 4187 Lấy số hành trình vận chuyển ca là: 14 hành trình + Năng suất vận chuyển: N = nht.P = 14.8 = 112 (m3/ca) + Số ca cần thiết để vận chuyển đất: n = Q vc 15,653 = = 0,14 (ca) N 112 + Khi đổ đất xuống đường, ta đổ xe thành đống, cự ly đống xác định sau: L= P 2.B.h.K1 Trong đó: P: Khối lượng vận chuyển xe, P = 8m3 h: Chiều dày lề đất cần thi công, h = 7cm = 0,07m SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 58 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG B: Bề rộng lề đường thi công, B = 0,605m K1: Hệ số lèn ép vật liệu, K1 = 1,4 => L = = 67, 465m 2.0,605.0,07.1, 1.14.4 San vật liệu Đất vận chuyển đến san rải nhân công Theo định mức, suất san vật liệu đất 0,2 công/m3 Do tổng số công san rải vật liệu đất đắp lề là: n = 0,2.Q = 0,2.14,23 = 2,846 công 1.14.5 Đầm nén lề đất Lề đất đầm nén đầm cóc đến độ chặt K = 0,95 NĂng suất đầm lèn đầm cóc xác định sau: P= T.K t V N Trong đó: T: Thời gian ca thi công, T = 8h Kt: Hệ số sử dụng thời gian đầm cóc, Kt = 0,7 V: Tốc độ đầm nén, V = 1000m/h N: Số hành trình đầm giai đoạn công tác Với bề rộng đầm 0,3m bề rộng lề 0,605m ta cần phải chạy lượt MCN bên lề Kết hợp với số đầm lèn yêu cầu lề đất lượt/điểm ta có N = 2.3.4 = 24 hành trình => Năng suất đầm lèn: P= T.K t V 8.0,7.1000 = = 233,333 m/ca N 24 Số ca đầm đầm cóc: n= L 30 = = 0,129 ca P 233,333 1.14.6 Xén cắt lề - Hoàn thiện mái ta luy theo dốc mái ta luy thiết kế 1:1,5 Dùng máy san D144 để xén lề đất tạo độ dốc mái ta luy 1:1,5 thiết kế Khối lượng đất cần xén chuyển:  0,07.0,07.1,5 0,18.0,18.1,5 0,18.0,18.1,5  Q =  + + ÷.120 = 6, 273m 2   Năng suất máy san thi công cắt xén tính sau: N= 60.T.F.L.K t t SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 59 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Trong đó: T: Thời gian làm việc ca, T = 8h Kt: Hệ số sử dụng thời gian, Kt = 0,8 F: Diện tích tiết diện lề đường xén cắt, chu kì  0,07.0,07.1,5 0,18.0,18.1,5 0,18.0,18.1,5  + + F=  ÷ = 0,0523m 2   t: Thời gian làm việc chu kì để doàn thành đoạn thi công n n  t = L  x + c ÷+ t ' ( n x + n c )  Vx Vc  Trong đó: nx, nc : Số lần xén đất chuyển đất chu kì, nx = nc = Vx, Vc : Tốc độ máy xén, chuyển đất, Vx = 2km/h, Vc = 3km/h t’: Thời gian quay đầu, t’ = 6’ = 0,1h L: Chiều dài thao tác lu đầm nén, L = 30m 1 1 => t = 0,03  + ÷+ 0,1 ( + 1) = 0, 225  3 Vậy: Năng suất máy xén: N= 8.0,0523.30.0,8 = 44,629 (m3/ca) 0, 225 Số ca máy xén: n= Q 6, 273 = = 0,141 ca N 44,629 SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 60 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ STT STT STT STT Lu lèn sơ lòng đường Khối Năng Số ca Trình tự công việc Đơn vị lượng suất máy Lu lèn lòng đường lu 8T, m 35 208,617 0,168 lượt/điểm, V = 2km/h Thi công lề đất làm khuôn cho lớp CPDD loại II dày 18cm Khối Năng Số ca Trình tự công việc Đơn vị lượng suất máy Vận chuyển đất xe m3 56,078 112 0,501 Huydai 14T San rải đất máy san tự m3 50,98 925,587 0,055 hành D144 Lu sơ bộ: Lu tĩnh 6T, m 35 469,358 0,149 lượt/điểm, V = 2km/h Lu lèn chặt: Lu tĩnh 10T, 10 m 35 333,491 0,21 lượt/điểm, Vtb = 3km/h Xén cắt lề đất máy san m3 7,56 52,783 0,143 D144 Thi công lớp CPDD loại II dày 18cm Khối Năng Số ca Trình tự công việc Đơn vị lượng suất máy Vận chuyển vật liệu thi công lớp CPDD loại II dày 18cm m3 137,592 112 1,229 xe Huydai 14T Rải CPDD loại II dày 18cm m3 131,04 1010,88 0,13 máy rải chuyên dụng Lu sơ bộ: Lu tĩnh 8T, m 35 350 0,1 lượt/điểm, V = 2km/h Lu lèn chặt: Lu rung 8T, m 35 207,237 0,169 lượt/điểm, V = 3km/h Lu lèn chặt: Lu bánh lốp 16T, m 35 217,101 0,161 12 lượt/điểm, V = 4km/h Thi công lề đất làm khuôn cho lớp CPDD loại I dày 18cm Trình tự công việc Đơn vị Khối Năng suất Số ca SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH Nhân công Nhân công Nhân công 2 Nhân 61 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG lượng máy Vận chuyển đất xe m3 33,957 112 0,303 Huydai 14T San rải vật liệu nhân m3 30,87 0,2 công Đầm lèn lề đất đầm cóc m 35 233,333 0,15 Xén cắt lề đất máy san m3 7,56 52,783 0,143 D144 Thi công lớp CPDD loại I dày 18cm Khối Năng Số ca STT Trình tự công việc Đơn vị lượng suất máy Vận chuyển vật liệu thi công lớp CPDD loại I dày 18cm m3 137,592 112 1,229 xe Huydai 14T Rải CPDD loại I dày 18cm m3 131,04 1010,88 0,13 máy rải chuyên dụng Lu sơ bộ: Lu tĩnh 8T, m 70/3 350 0,1 lượt/điểm, V = 2km/h Lu lèn chặt: Lu rung 8T, m 70/3 207,237 0,169 lượt/điểm, V = 3km/h Lu lèn chặt: Lu bánh lốp 16T, m 70/3 217,101 0,161 12 lượt/điểm, V = 4km/h Quy trình thi công lớp BTN hạt trung dày 7cm Khối Năng Số ca STT Trình tự công việc Đơn vị lượng suất máy Tưới nhựa dính bám kg 384 0,034 0,1632 máy (nhựa pha dầu 0,8kg/m2) Vận chuyển hỗn hợp BTN hạt T 220,994 294 0,752 trung xe Huyndai 14T Rải hỗn hợp BTN hạt trung máy rải chuyên dụng, T 210,47 991,316 0,212 vệt rải trung bình 4m, V = 3,14m/phút Lu sơ bộ: Lu tĩnh 8T, m 30 714,286 0,042 lượt/điểm, V = 2km/h Lu lèn chặt: Lu bánh lốp 16T, m 30 418,5 0,072 10 lượt/điểm, V = 4,5km/h Lu hoàn thiện: Lu bánh cứng m 30 480,769 0,062 10T, lượt/điểm, V = 5km/h Quy trình thi công lề đất dày 7cm hoàn thiện mái taluy Khối Năng Số ca STT Trình tự công việc Đơn vị lượng suất máy Vận chuyển đất xe m3 15,653 112 0,14 Huydai 14T San rải vật liệu đất nhân m3 14,23 0,2 công công SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 6,174 2 Nhân công 2 2 Nhân công 2 Nhân công 2,846 62 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Đầm lèn lề đất đầm cóc Hoàn thiện mái taluy dùng máy san D114 SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH m 30 233,333 0,129 m3 6,273 44,629 0,141 63 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Tổ chức cung cấp vật tư Với việc tổ chức thi công mặt đường theo phương pháp dây chuyền công tác tổ chức cung ưng vật tư có vai trò đặc biệt quan trọng Nó ảnh hưởng không nhỏ tới tốc độ thi công dây chuyền, ảnh hưởng tới tiến độ thi công dây chuyền Do muốn đảm bảo thi công theo thời hạn định cần phải tính toán lượng vật tư, vật liệu dự trữ cần thiết để phục vụ kịp thời trình thi công dây chuyền Nhiệm vụ phải đảm bảo thỏa mãn nhu cầu vật liệu chất lượng số lượng Mặt khác phải thỏa mãn nhu cầu sử dụng vốn lưu động, tiết kiệm, tránh lãng phí, ứ đọng vốn 1.15 Lượng vật tư cần thiết để hoàn thành công việc Ta cần xác định lượng vật tư cần thiết để hoàn thành công việc ca thi công cho toàn tuyến Khối lượng vật tư cần thiết lấy theo quy định mức xây dựng ban hành tính cho khối lượng ca thi công tức 30m móng 120m công tác thảm BTN Khối lượng vật tư để hoàn thành công trình khối lượng ca nhân với tổng chiều dài chiều dài ca công tác STT Tên vật liệu Lớp CPDD loại II dày 18cm Lớp CPDD loại I dày 18cm Tưới nhựa dính bám 0,8kg/m2 Lớp BTN hạt trung dày 7cm KL cho ca 131,04 m 131,04 m3 768 kg 14,23m3 KL toàn tuyến 6879,6 m3 6879,6 m3 22400 kg 415,042m3 Bảng 1.1 Bảng tổng hợp khối lượng vật tư 1.16 Kế hoạch dự trữ vật liệu Số lượng nguyên vật liệu dự trữ số lượng quy định vật liệu tồn kho cần thiết để kịp thời cung cấp cho thi công, đảm bảo cho trình thi công tiến hành liên tục, đặn Căn vào tính chất dự trữ, người ta chia có loại dự trữ sau + Dự trữ thường xuyên + Dự trữ bảo hiểm + Dự trữ đặc biệt 1.16.1 Dự trữ thường xuyên Là lượng dự trữ cần thiết phải dự trữ để đảm bảo thi công liên tục cho đơn vị thi công hai đợt nhập vật liệu Vtx = n.Vn Trong đó: Vn: Lượng vật liệu cần thiết cho ca thi công SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 64 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG n: Số ngày giãn cách đợt nhập vật tư Phần lớn vật tư mua sở sản xuất vận chuyển trực tiếp đến công trường nên n = => Vtx = 1.16.2 Dự trữ bảo hiểm Là lượng vật liệu cần thiết đảm bảo cho trình thi công tiến hành liên tục, đặn trường hợp tiến độ cung cấp vật liệu bị phá vỡ khó khan vận chuyển Vbh = Nbh.Vn Trong đó: Vbh: Dự trữ bảo hiểm Vn: Số lượng vật liệu bình quân ngày Nbh: Số ngày bảo hiểm bình quân, xác định theo kinh nghiệm năm trước = ngày CPDD loại II m3 Vn Vbh 131,04 393,12 1.16.3 Dự trữ đặc biệt Là lượng vật liệu cần thiết để đảm bảo cho trình thi công tiến hành liên tục, đặn thời gian nghiệp thu, bốc dỡ, thí nghiệm, phân loại vật liệu Vdb = Ndb.Vn Trong đó: Ndb: Số ngày bốc dỡ, phân loại vật liệu, thí nghiệm, thường ngày CPDD loại II m3 Vn Vbh 131,04 393,12 1.16.4 Lượng vật liệu nhỏ cần dự trữ Vmin = Vbh + Vdb CPDD loại II: Vmin = 393,12 + 393,12= 786,24 m3 1.16.5 Lượng vật liệu lớn cần dự trữ Vmax = Vtx + Vdb + Vbh CPDD loại II: Vmax = + 393,12 + 393,12= 786,24 m3 Xác định kích thước kho bãi Diện tích có ích kho bãi F = Vmax m2 ) ( q q: Số lượng vật liệu bảo quản 1m2 diện tích kho Vì loại bãi lộ thiên cách chất đánh đống may q = 3m 3/m2 SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 65 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG ĐÁ DĂM NƯỚC(lớp dưới): F = 786,24 = 262,08 ( m ) Diện tích tổng cộng kho bãi (kể đường đi) ĐÁ DĂM NƯỚC(lớp dưới): S = 262,08.1,1 = 288,288 m2 SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 66 [...].. .TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG SỐ LIỆU ĐẦU VÀO Thiết kế tổ chức thi công chi tiết mặt đường tuyến A – B Đoạn tuyến đi qua các điểm khống chế sau: + Chiều dài tuyến : 3500m + Cấp đường: IV + Số làn xe: 2 làn + Vận tốc thiết kế: 60 km/h + Bề rộng mặt đường: 2 x 3,5 m + Bề rộng lề đường: 2 x 1 m + Bề rộng lề gia cố: 2 x 0,5 m + Bề rộng lề đất: 2x 0,5 m + Độ dốc mặt đường, lề gia cố: 2%... Linh Lớp : KCD53-DH 24 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG 1.9 Các tiêu chuẩn công tác nền mặt đường − Thi công và nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm trong kết cấu áo đường: 22TCN334 – 06 − Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu đường: TCVN9436 – 2012 − Quá trình thi công và nghiệm thu mặt đường, bê tông nhựa: 22TCN249 – 98 − Xác định độ chặt nền đường bằng phếu rót cát:... 4054 – 05 với đường cấp IV, đường đồng bằng thì các yếu tố tối thiểu của mặt cắt ngang ta chọn các yếu tố như sau: − Tốc độ thiết kế: Vtk = 60km/h − Bề rộng nền đường: 9m − Phần chạy xe: 2x3,5m − Chiều rộng lề: 2x0,5m − Chiều rộng lề gia cố: SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 2x0,5m 23 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Diện tích mặt đường phần xe chạy: F1 = B1.L = 7.3500 = 24500 m2 Diện tích mặt đường phần... máy − Lu lèn sơ bộ lòng đường − Thi công khuôn đường đắp đất cấp phối làm khuôn cho lớp móng dưới 1.10.2 Yêu cầu đối với lòng đường khi thi công xong − Về cao độ: Phải đúng cao độ thiết kế SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 25 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG − Về kích thước hình học: Phù hợp với kích thước mặt đường − Độ dốc ngang: Theo độ dốc ngang của mặt đường tại điểm đó − Lòng đường phải bằng phẳng,... dăm loại I − Dây chuyền thi công mặt đường bê tông nhựa hạt trung − Dây chuyền hoàn thiện Riêng công tác chuẩn bị được làm ngay thời gian đầu trên chiều dài toàn tuyến SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 22 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC LỚP KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Mặt đường là một kết cấu nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau được rải trên nền đường nhằm đảm bảo các yêu cầu chạy xe,... ngang lề đường: 4% + Kết cấu áo đường gồm 3 lớp: Bê tông nhựa hạt trung dày: 7 cm Cấp phối đá dăm loại I: 18 cm Cấp phối đá dăm loại II : 18 cm + Kết cấu gia cố lề gồm 3 lớp: Bê tông nhựa hạt trung dày: 7 cm Cấp phối đá dăm loại I: 18 cm Cấp phối đá dăm loại II: 18 cm + Thi công theo phương pháp đắp hoàn toàn SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 11 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG Hình 2.1 Kết cấu áo đường. .. cường độ nền đường và kết cấu mặt đường mềm của đường ô tô bằng thiết bị đo động FWD: 22TCN335 – 06 − Kiểm tra đánh giá bằng độ phẳng của mặt đường theo chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI: 22TCN277 – 2001 − Quá trình thử nghiệm xác định modul đàn hồi chung của áo đường bằng cân đo võng Benkelam: 22TCN251 – 1998 − Thí nghiệm bê tông nhựa: 22TCN62 – 84 − Quy trình thí nghiệm xác định độ nhám mặt đường bằng... dựng đường theo phương pháp dây chuyền 1 – Dây chuyền xây dựng cầu cống nhỏ 2 – Dây chuyền xây dựng nền đường 3 – Dây chuyền chuyên chở vật liệu làm móng SVTH: Nguyễn Duy Linh Lớp : KCD53-DH 14 TKMH THIẾT KẾ NỀN MẶT ĐƯỜNG 4 – Dây chuyền làm móng 5 – Dây chuyền làm mặt đường 1.4.2 Phương pháp tổ chức thi công tuần tự 1.4.2.1 Khái niệm Tổ chức thi công theo phương pháp tuần tự là việc chia tuyến đường. .. Đặc điểm của công tác xây dựng mặt đường tuyến − Khối lượng công việc phân bố đều trên toàn tuyến − Diện thi công hẹp và kéo dài − Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu Tốc độ thi công không thay đổi nhiều trên toàn tuyến Với kết cấu mặt đường này nhiệm vụ của công tác thiết kế tổ chức thi công là phải thiết kế đảm bảo được các yêu cầu chung của mặt đường, đồng thời với mỗi lớp phải... các lớp nền mặt đường bằng máy chấn động: 22TCN64 – 84 − Quy trình thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ của vật liệu hạt liên kết bằng các chất kết dính: 22TCN73 – 84 − Quy trình lấy mẫu vật liệu nhựa dùng cho đường bộ, sân bay và bến bãi: 22TCN231 – 1996 1.10 Công tác chuẩn bị, và lu sơ bộ lòng đường 1.10.1 Nội dung công việc − Cắm lại hệ thống cọc tim đường và cọc xác định vị trí hai bên mặt đường để