CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG CỨNG

SPECIFICATION FOR DESIGN OF RIGID PAVEMENT

CHỈ DẪN THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG CỨNG

GUIDELINES FOR DESIGN OF RIGID PAVEMENT (BẢN THẢO LẦN CUỐI)

DỰ ÁN XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CẦU VÀ ĐƯỜNG BỘ GIAI ĐOẠN 2

CÔNG TY TƯ VẤN QUỐC TẾ SMEC Liên danh với

HỘI KHKT CẦU ĐƯỜNG VIỆT NAM

HÀ NỘI, 4/2008

TCVN xxxx:xx

TCVN xxxx:xx

3

CHỈ DẪN THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG CỨNG

Mục lục

CHƯƠNG 1 CÁC QUY ĐỊNH CHUNG.............................................................................5

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO MẶT ĐƯỜNG CỨNG.................................................................7

2.1 Cơ chế của hiện tượng nứt .......................................................................................7

2.2 Chọn lựa mặt đường bê tông ..................................................................................11

2.3 Các khe nối ..............................................................................................................13

2.4 Các đoạn dẫn vào cầu .............................................................................................25

2.5 Bó vỉa .......................................................................................................................27

2.6 Sơ đồ hình học của các khe nối ..............................................................................28

2.7 Mở rộng mặt đường.................................................................................................30

2.8 Các lớp móng...........................................................................................................30

2.9 Lề đường .................................................................................................................31

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CHIỀU DẦY...........................................................................33

3.1 Phần mềm máy tính.................................................................................................33

3.2 Cường độ chịu kéo uốn. ..........................................................................................33

3.3 Xác định giá trị modun phản lực nền k bằng phương pháp đo chậu võng trên mặt đường bê tông xi măng.....................................................................................36

CHƯƠNG 4 BẢNG CHUYỂN ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG .....................................41

CHƯƠNG 5 CÁC VÍ DỤ TÍNH TOÁN ............................................................................43

5.1 Các ví dụ tính toán tổng tải trọng trục đơn tương đương thiết kế (ESALs) ............44

5.2 Các ví dụ tính toán chiều dầy tấm bê tông xi măng của mặt đường cứng. ............48

5.3 Ví dụ thiết kế cốt thép dọc (chịu lực) trong tấm mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP) ........................................................................................................63

5.4 Ví dụ tính toán lượng cốt thép ngang trong tấm bê tông cốt thép liên tục. .............68

5.5 Ví dụ tính toán chiều dầy lớp gia cường bằng bê tông nhựa Dol làm trên tấm bê tông xi măng của mặt đường bê tông thông thường có khe nối. .......................69

5.6 Ví dụ tính toán chiều dầy lớp phủ không dính kết bằng bê tông xi măng poóc lăng để gia cường cho mặt đường bê tông xi măng hiện hữu................................74

5.7 Ví dụ Xác định trị số môđun phản lực nền k bằng thiết bị đo độ võng FWD trên mặt đường bê tông xi măng poóclăng. ............................................................79

CHƯƠNG 6 GIA CƯỜNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG POÓC LĂNG BẰNG LỚP PHỦ BÊ TÔNG NHỰA..........................................................83

6.1 Tổng quan ................................................................................................................83

6.2 Tính khả thi. .............................................................................................................83

TCVN xxxx:xx

4

6.3 Sửa chữa trước khi làm lớp phủ. ............................................................................83

6.4 Kiểm soát đường nứt phản ánh...............................................................................84

6.5 Thoát nước ..............................................................................................................86

6.6 Tính chất của các vật liệu. .......................................................................................87

6.7 Các sai số tiềm ẩn và những điều chỉnh có thể tiến hành cho trình tự thiết kế chiều dầy..................................................................................................................87

CHƯƠNG 7 GIA CƯỜNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG POÓC LĂNG BẰNG LỚP PHỦ BÊ TÔNG XI MĂNG KHÔNG DÍNH KẾT (VỚI MẶT ĐƯỜNG CŨ) .....................................................................................89

7.1 Tổng quan................................................................................................................89

7.2 Tính khả thi ..............................................................................................................89

7.3 Sửa chữa trước khi làm lớp phủ . ...........................................................................89

7.4 Kiểm soát nứt phán ánh. .........................................................................................90

7.5 Thoát nước ..............................................................................................................90

7.6 Các khe nối ..............................................................................................................91

7.7 Cốt thép....................................................................................................................92

7.8 Lớp phân cách .........................................................................................................92

PHỤ LỤC A - CÁC BẢN VẼ................................................................................................93

Bản 1 - Thanh truyền lực và thanh liên kết..................................................................94

Bản 2 - Các bước xẻ khe nối.........................................................................................95

Bản 3 - Neo mặt đường bê tông cốt thép liên tục ......................................................96

Bản 4 - Neo và cấu tạo thoát nước của neo. ...............................................................97

Bản 5 - Cấu tạo thoát nước mặt đường.......................................................................98

TCVN xxxx:xx

5

CHƯƠNG 1 CÁC QUY ĐỊNH CHUNG

1.1 Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng dựa vào “ Hướng dẫn thiết kế kết cấu mặt đường của AASHTO năm 1993” và “Phần bổ sung (1998) cho hướng dẫn thiết kế kết cấu mặt đường của AASHTO”. Mặt đường cứng còn được gọi là mặt đường bê tông xi măng poóc lăng (PCC).

1.2 Bản chỉ dẫn kỹ thuật cung cấp bổ sung một số thông tin để thiết kế mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP), mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP) và mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP).

1.3 Bản chỉ dẫn có các Chương sau:

Chương 1 - Các quy định chung Chương 2 - Cấu tạo mặt đường cứng Chương 3 - Tính toán chiều dầy Chương 4 - Bảng chuyển đổi đơn vị đo Chương 5 - Các ví dụ tính toán. Chương 6 - Gia cường mặt đường bê tông xi măng poóc lăng bằng lớp phủ bê tông

nhựa. Chương 7 - Gia cường mặt đường bê tông xi măng poóc lăng bằng lớp phủ bê tông xi

măng không dính kết (với mặt đường cũ) Phụ lục A - Các bản vẽ điển hình

1.4 Hiệp hội công chức đường bộ và vận tải Hoa Kỳ (AASHTO) đã cấp giấy phép dịch ấn phẩm này sang tiếng Việt cho Bộ Giao thông Vận tải. Ấn phẩm dịch chưa được AASHTO thẩm định về tính chính xác của nội dung hoặc tính phù hợp với ngữ cảnh trong tiếng Việt và AASHTO chưa chấp thuận hoặc thông qua bản dịch. Người sử dụng bản dịch này hiểu và đồng ý rằng AASHTO sẽ không chịu trách nhiệm về bất cứ thiệt hại nào, trực tiếp hoặc gián tiếp, phổ biến hoặc đặc biệt, hiểu theo bất cứ cách nào về trách nhiệm của hợp đồng, xảy ra từ hoặc liên quan tới việc sử dụng bản dịch này theo bất cứ cách nào, dù được khuyến cáo về khả năng thiệt hại hay không.

1.5 Vụ Khoa học công nghệ (DST) thuộc Bộ Giao thông Vận tải đã triển khai, quản lý và chỉnh sửa lại cho thích hợp với các tiêu chuẩn AASHTO đã ấn hành và áp dụng trong phạm vi cả nước. Người sử dụng bản dịch này hiểu và đồng ý rằng Tư vấn được thuê để chỉnh sửa các ấn phẩm của AASHTO theo yêu cầu của Việt Nam; Công ty Tư vấn quốc tế SMEC sẽ không chịu trách nhiệm về bất cứ thiệt hại nào, trực tiếp hoặc gián tiếp, phổ biến hoặc đặc biệt, hiểu theo bất cứ cách nào về trách nhiệm của hợp đồng, xảy ra từ hoặc liên quan tới việc sử dụng bản dịch này theo bất cứ cách nào, dù được khuyến cáo về khả năng thiệt hại hay không.

TCVN xxxx:xx

7

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO MẶT ĐƯỜNG CỨNG

2.1 Cơ chế của hiện tượng nứt

Có thể hiểu rõ nhất về cơ chế của hiện tượng nứt trong các mặt đường bê tông khi xem xét một con đường hai làn xe có mặt đường bằng bê tông thông thường không có cốt thép và không có các khe nối điều chỉnh.

Hiện tượng co ngót hoặc hiện tượng co của tấm xảy ra là kết quả của sự mất nước và sự giảm nhiệt độ. Sự thay đổi nhiệt độ xảy ra là do tổn thất nhiệt khi xi măng hydrat hoá và do nhiệt độ không khí thay đổi.

Hiện tượng tấm bị co nghiêm trọng nhất xảy ra khi nhiệt độ giảm vào ban đêm lúc rải bê tông. Sự co tự do của tấm bị lực ma sát ở mặt phân cách phía dưới tấm cản trở, và ví thế gây ra ứng suất trong tấm. Cộng thêm vào các ứng suất này là các ứng suất kéo uốn vì tấm bị uốn vồng do nhiệt độ biến thiên và độ ẩm thay đổi theo chiều sâu của tấm.

Đường nứt sẽ phát sinh khi tổ hợp các ứng suất này vượt quá khả năng chịu kéo của bê tông.

Các đường nứt tiêu biểu là các đường nứt ngang cách nhau từ 10m đến 50m, tuỳ thuộc vào mức độ cản trở của lớp móng.

Những tấm bị nứt này tiếp theo phải chịu các ứng suất theo chu kỳ giống như trên, và thêm vào là các ứng suất do tải trọng xe tác dụng kế tiếp; những tấm bị cong vênh này sẽ nứt ra thành các đoạn (tấm) nhỏ. Các đường nứt ngang thường xuất hiện cách nhau khoảng 5m và đường nứt dọc sẽ phát sinh khoảng ở giữa của mặt đường hai làn xe. Dạng các đường nứt cuối cùng do đó sẽ như ở hình 2.1

Hình 2.1. Dạng đường nứt điển hình của mặt đường bê tông không có cốt thép, không có các khe nối điều chỉnh.

Những tấm này sẽ bị co dãn theo chu kỳ vì điều kiện độ ẩm và nhiệt độ thay đổi. Các khe nối không được trám lại sẽ bị các vật liệu hạt rơi lấp vào khi tấm bị co lại và sau đó sẽ cản trở sự dãn nở của tấm khi thời tiết nóng ấm. Quá trình này, nếu cứ để tiếp tục trong thời kỳ dài, sẽ gây ra các vấn đề sau:

• Các vật liệu từ bên ngoài có thể gây ra các ứng suất tập trung trong các đường nứt đủ để làm cho tấm bị vỡ mép nghiêm trọng.

• Làm tăng thêm lực nén trong mặt đường có chiều dài lớn. Các lực nằm ngang phát sinh này, nếu tác dụng lên các công trình, sẽ gây ra các hư hỏng quan trọng.

TCVN xxxx:xx

8

Vì các lý do này cần phải dùng biện pháp để kiểm soát hiện tượng nứt, sao cho có thể điều khiển được các chuyển động ấy.

Có hai phương án: Cách thứ nhất tạo ra các khe nối sao cho có thể trám lại được để sỏi sạn không chui vào; vì thế đã làm mặt đường bê tông có khe nối theo các dạng khác nhau. Cách thứ hai là cho phát sinh các đường nứt nhỏ, đủ để nước không thâm nhập vào.

Có thể thực hiện được điều này bằng cách dùng một lượng thép đủ để tạo các đường nứt gần nhau như trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục.

Mỗi loại mặt đường thực chất có cùng một lượng dãn/co thêm trên một đơn vị chiều dài, và bề rộng lớn nhất của đường nứt biến thiên gần như tỷ lệ thuận với khoảng cách các đường nứt. Sự can thiệp vào bản chất tự nhiên này chỉ đơn giản là làm thay đổi vị trí và độ rộng của các chuyển động.

Có 3 loại kết cấu mặt đường cứng khác nhau được AASHTO trình bày chi tiết:

• Mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP)

• Mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP)

• Mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP)

Các loại mặt đường (JPCP, JRCP, CRCP) làm việc theo phương ngang theo cùng một cách nhưng lại khác nhau theo phương dọc vì có cách làm việc khác nhau.

Các khía cạnh kỹ thuật của mỗi loại nói trên được đề cập tóm tắt dưới đây. Việc sử dụng và giá trị tương đối của mỗi loại được đề cập ở 2.2

2.1.1 Mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP) Mặt đường bê tông thông thường là loại hầu như “tự nhiên” nhất của mặt đường bê tông. Khoảng cách của khe nối trong loại mặt đường này được thiết kế giống như đã thể hiện trong hình 2.1.

Các dạng cơ bản của mặt đường bê tông thông thường có khe nối được dùng phổ biến trên thế giới là:

• Các khe nối có khoảng cách khoảng 4.2 m, xiên và không có thanh truyền lực (khi tải trọng trục < 100 kN)

• Các khe nối có khoảng cách không đổi là 4.5m, vuông góc, và có thanh truyền lực (khi tải trọng trực > 100 kN)

• Có các thanh liên kết trong các khe thi công

• Có lưới thép ở các nơi đặc biệt như trong các tấm có hình dạng khác thường, các tấm của neo.

• Có các neo ở cuối mặt đường để kiềm chế sự dịch chuyển của khe và bảo vệ các công trình liền kề hoặc mặt đường mềm. Các neo phụ có thể bảo đảm cho tấm bê tông không bị dịch chuyển xuống trên các đoạn dốc dài.

Dùng khe nối xiên chủ yếu khi thi công đường có tốc độ cao ở ngoài đô thị. Trong trường hợp ở trong đô thị hoặc khi tốc độ dưới 80 km/h thì không dùng khe nối xiên, và các khe ngang cần bố trí vuông góc. Giải quyết theo cách này là vì các lý do sau:

• Ở tốc độ thấp, tác động tại khe nối ít ảnh hưởng đến sự chịu tải của kết cấu và chất lượng độ bằng phẳng.

TCVN xxxx:xx

9

• Các góc nhọn làm tăng nguy cơ phát sinh các đường nứt không được trù liệu trước.

• Khi có thanh truyền lực các khe ngang nên vuông góc để giảm nguy cơ thanh truyền lực bị kẹt cứng (không di chuyển được)

• Trong cách giải quyết việc bố trí khoảng cách các khe co ngang cần xem xét hai vấn đề sau:

• Tải trọng sẽ truyền như thế nào tại các khe ngang, và

• Chiều dài nào của tấm là hợp lý về mặt kết cấu đối với việc phát sinh đường nứt ngang sau này.

Các vấn đề này sẽ được đề cập dưới đây:

a) Truyền tải trọng

Hiệu quả truyền tải trọng tại các khe co ngang có thể thực hiện được nhờ hoặc các thanh truyền lực hoặc thông qua sự cài móc của các hạt cốt liệu.

Các thanh truyền lực truyền tải trọng tốt hơn, đó là điều không phải nghi ngờ gì nhiều, và điều này đã được phản ánh trong các phương pháp thiết kế chiều dầy của AASHTO. Tuy nhiên việc đặt các thanh truyền lực này làm phức tạp thêm cho các thao tác của máy rải bê tông cốp pha trượt, và hậu quả là rải không được thẳng hàng.

Kinh nghiệm và các công trình nghiên cứu cho thấy rằng một mình sự cài móc của các hạt cốt liệu cũng có thể truyền tải trọng thích đáng miễn là độ mở khe nối không rộng quá khoảng 1.5 mm. Để khe nối chịu đựng được lâu dài, độ gmở rộng này của khe nối không nên vượt quá 1.0mm trong khoảng thời gian dài của thời kỳ phục vụ của mặt đường.

Thêm nữa là tính năng của mặt đường bê tông xi măng không có thanh truyền lực sẽ xấu hơn nhiều dưới tác dụng của tải trọng trục nặng. Do đó ở Châu Âu và Việt Nam ít sử dụng, ở đây tải trọng theo luật định là 13 tấn và 10 tấn.

b) Sự ổn định của tấm bê tông

Đã dùng Chương trình máy tính về phần tử hữu hạn, sử dụng nhiều thông số khác nhau để mô phỏng theo các điều kiện tác dụng tải trọng. Các kết quả sau đây là đáng quan tâm:

• Khoảng cách khe nối có tác dụng không đáng kể đối với ứng suất của tấm mặt đường khi chỉ có tác dụng của tải trọng xe.

• Khi khoảng cách khe nối tăng thì ứng xuất biên sinh ra do sự biến đổi của grandient nhiệt độ sẽ lớn.

• Phần lớn tình trạng gây hư hỏng là vào ban ngày, khi mặt trên của tấm nóng hơn đáy tấm. Trong tình trạng ấy, ứng suất kéo ở đáy tấm sẽ cộng thêm vào ứng suất sinh ra do tải trọng. Các ứng suất phát sinh vì sự uốn cong do nhiệt của tấm bị kiềm chế cũng quan trọng như các ứng suất phát sinh do tác dụng của tải trọng bánh xe nặng.

• Khi modun của lớp móng tăng lên thì tổ hợp ứng suất do tải trọng và do tấm uốn cong giảm xuống; trừ một tường hợp quan trọng là khi gradient nhiệt ban ngày lớn đáng kể.

2.1.2 Mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP) Số lượng khe nối trong loại mặt đường này có thể giảm bớt vì đã có cốt thép để liên kết các tấm có một chiều dài hợp lý nào đó với nhau. Khoảng cách tiêu biểu các khe nối vào khoảng từ 8m đến 12m, tuy nhiên tỷ lệ thép yêu cầu sẽ tăng lên khi chiều dài tấm tăng.

Các đặc trưng chủ yếu của loại mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP) là:

TCVN xxxx:xx

10

• Các khe co ngang cách nhau từ 8m đến 12m, vuông góc và có thanh truyền lực.

• Cốt thép (lưới) có kích thước tăng lên khi chiều dài tấm tăng

• Có thanh liên kết ở khe dọc.

• Có neo ở cuối mặt đường bê tông để kiềm chế sự dịch chuyển của khe và bảo vệ các công trình liền kề hoặc mặt đường mềm.

Một trong những trở ngại khi dùng mặt đường lưới thép là máy rải bê tông có cốp pha trượt khó thao tác trên các tấm lưới thép riêng rẽ. Trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục thì khối lượng và sự liên tục của cốt thép sẽ tạo ra sự ổn định cao cho tấm lưới cốt thép. Ngược lại các tấm lưới thép riêng rẽ (không liên tục) luôn dịch chuyển vì bị máy rải bê tông cốp pha trượt xô đẩy ra phía trước.

Cần phải cẩn thận để bảo đảm cho hệ thống giữ cố định lưới thép không quá cứng đến nỗi trong tấm bê tông xuất hiện đường nứt do bị ngàm chặt, khi rải bê tông vào ban đêm (lúc mà cường độ chịu kéo của bê tông còn rất thấp)

Chiều dài tối ưu về mặt kinh tế cũng như về mặt thực tế là khoảng từ 10m đến 12m. Với chiều dài của tấm là 11.8 m sẽ cho phép sử dụng được các tấm lưới thép có chiều dài tiêu chuẩn (của AASHTO). Không nên dùng chiều dài của tấm lớn hơn 12m nếu không có phương pháp đặc biệt để hạ thấp ma sát giữa đáy tấm bê tông và lớp móng.

Các đường nứt ngang trung gian có thể xuất hiện trong các tấm dài, và giả định này tạo ra cơ sở cho thiết kế cốt thép dọc. Các đường nứt làm giảm uốn vồng sẽ không mở rộng nếu được gia cường đủ cốt thép.

Các quan sát ở hiện trường cho thấy đối với những tấm có chiều dầy thông thường, đường nứt thường bắt đầu ở mép tấm và phát triển theo chiều ngang qua phía bên kia tấm.

Các đường nứt này thường nằm ở phạm vi 1/3 giữa tấm.

Kinh nghiệm cho thấy rằng hiện tượng rỉ cốt thép trong bê tông có chất lượng tốt nhưng có đường nứt ít xảy ra hơn là trong bê tông tương đối thấm nước do đầm nén không tốt và/hoặc do tỷ lệ nước/xi măng cao, do đó trong phần lớn trường hợp không cần phải xử lý các đường nứt này. Trong phần sau sẽ đề cập đến các tình huống nên kiểm soát vị trí các đường nứt nói trên và sẽ luận giải chủ đề này.

Việc làm lớp móng có gia cố chất liên kết dưới mặt đường bê tông có khe nối để giảm thiểu nguy cơ xói mòn móng và phụt bùn, nước sẽ đem lại nhiều lợi ích quan trọng.

2.1.3 Mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP) Đã có quy định về giới hạn thực tế về chiều dài của mặt đường bê tông có thể liên kết với nhau lại thành một đoạn thống nhất; những quy định hạn chế này nảy sinh từ chi phí của thép và bề rộng của đường nứt. Còn mặt đường cốt thép liên tục là một trường hợp ngoại lệ thực tế trái với quy định trên.

Trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục, việc dùng một lượng thép tương đối cao (> 0.67%) trên một chiều dài liên tục và đủ để kiềm chế hiện tượng co, đã tạo điều kiện để các đường nứt ngang xuất hiện ngẫu nhiên ở các khoảng cách từ 1 m đến 2.5 m.

Các đặc trưng chủ yếu của loại mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP) là:

• Cốt thép dọc là liên tục giữa hai đầu cuối (đầu kết thúc).

• Cốt thép ngang phù hợp với thiết kế quy ước.

TCVN xxxx:xx

11

• Các khe dọc phù hợp với thiết kế quy ước.

• Các khe co ngang được thay thế bằng các đường nứt ngang ngẫu nhiên tại các khoảng cách “ thiết kế”.

• Các neo: làm 3 neo tại mỗi đầu cuối mặt đường để kiềm chế sự dịch chuyển và tạo các đường nứt như mong muốn ở các vùng cuối của mặt đường. Không làm các neo trung gian trên các đoạn đường dốc.

Bề rộng các đường nứt ngang được thiết kế trung bình khoảng 0.3 mm (trong môi trường khắc nghiệt thì bằng 0.2 mm) và sự truyền tải trọng sẽ rất tốt do có sự cài móc của các hạt cốt liệu. Thêm nữa là không cần phải trám các đường nứt này để ngăn nước thấm và vật liệu lạ rơi vào. Với bề rộng của khe nối nhỏ hơn 0.5 mm các thanh cốt thép sẽ được bảo vệ chống rỉ nhờ nằm trong môi trường kiềm (alkaline).

Nhiều kinh nghiệm trên quy mô toàn cầu đã cho thấy rằng mặt đường bê tông cốt thép liện tục được xây dựng có kết quả đòi hỏi công sức và chi phí bảo dưỡng hằng năm thấp hơn bất cứ loại mặt đường khác nào, như vậy trong nhiều trường hợp đã biện hộ chứng minh là đúng dù phải tốn nhiều tiền đầu tư ban đầu (chi phí ban đầu).

2.2 Chọn lựa mặt đường bê tông

2.2.1 Mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP) Loại mặt đường này (JPCP) giải quyết được vấn đề phát sinh trở ngại khi rải mặt đường bê tông cốt thép (JRCP) bằng máy rải bê tông cốp pha trượt. Nó là loại mặt đường thực chất có tính “ tự nhiên “ nhất trong tất cả các loại mặt đường bê tông. Trong mặt đường này kiểu dạng các khe nối giống hệt như kiểu dạng các đường nứt sẽ hình thành nếu như mặt đường nứt chỉ là do tác dụng của các chu kỳ biển đổi nhiệt độ và của hoạt tải, chứ không phải do một ảnh hưởng bên ngoài nào khác.

Trong mặt đường bê tông thông thường có khe nối, các khe co ngang được bố trí ở khoảng cách trung bình khoảng 4.5 m, và các khe dọc cách nhau khoảng 4.3 m tùy thuộc vào hình dạng của làn xe. Các khe dọc được các thanh thép liên kết lại để các tấm khỏi tách xa nhau.

2.2.2 Mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP). Đây là loại mặt đường bê tông xi măng poóc lăng phổ biến sớm nhất. Các tấm được gia cường bằng lưới thép có kích thước tỉ lệ với chiều dài của tấm, và trong các khe dọc có bố trí các thanh liên kết. Các khe ngang cách nhau hơn 5 m và được bố trí các thanh truyền lực để truyền tải trọng.

Trái với ý kiến phổ biến, đường nứt giữa tấm không làm hư hỏng tấm bê tông cốt thép có khe nối. Gia cường cốt thép với lý do chính là các tấm bê tông có chiều dài như trên sẽ nứt dưới tác dụng của ứng suất nhiệt làm tấm uốn cong, và lưới thép được thiết kế là để giữ các đường nứt ấy khít lại. Các đường nứt thực tế có thể có lợi vì đã làm giảm độ võng uốn vồng của tấm tại các khe co gần kề.

Phần lớn mặt đường bê tông cốt thép có khe nối đã thực hiện chức năng rất tốt trong suốt một thời kỳ dài và sự hư hỏng bắt đầu từ chỗ móng dưới hoặc móng trên bị xói mòn tại các khe ngang. Hư hỏng như thế thường sẽ tiến triển nhanh khi nước thâm nhập vào do vật liệu chèn khe hư hỏng.

Chất lượng “biểu kiến” của mặt đường cũng thường trở nên xấu do sự hư hỏng của lớp phủ bê tông nhựa ở trên mặt tại các khe ngang; đây là một kiểu hư hỏng không thể tránh, vì có sự

TCVN xxxx:xx

12

chuyển động ngang kết hợp với chuyển động cắt lớn tại các khe nối này dưới tác dụng của hoạt tải.

Không kể sự xuất hiện đã lâu của loại mặt đường bê tông cốt thép, loại mặt đường này vẫn còn được sử dụng trong một số trường hợp kèm theo một số thay đổi quan trọng trong việc thiết kế từ năm 1930.

Một thay đổi như thế là loại bỏ các khe dãn trên một chiều dài liên tục của mặt đường, và bây giờ chỉ dùng hạn chế các khe dãn ở các vị trí như các đoạn dẫn tới các công trình. Một thay đổi khác là dùng các lớp móng gia cố xi măng trên các con đường nhiều xe nặng.

Trong mặt đường bê tông cốt thép có khe nối hiện đại chiều dài các tấm thường bị hạn chế dưới 12 m vì những lý do về kết cấu và kinh tế. Một trong các lợi ích là điều này sẽ làm giảm biên độ di chuyển của khe nối, và do đó giảm bề rộng thực tế của khe nối. Điều này là quan trọng trong việc bảo đảm độ bằng phẳng của mặt đường, vì rằng khi chiều rộng của các khe nhỏ hơn khoảng 14mm thì người lái xe thường không nhận biết.

Mặt đường bê tông cốt thép có khe nối phù hợp lý tưởng với các dự án dùng phương pháp rải bê tông bằng thủ công và đặc biệt ở những nơi phải thi công từng phần nhỏ vì các lý do như có sự hạn chế giao thông.

Hơn nữa, gia cường thêm cốt thép là một hình thức “bảo hiểm” nếu xảy ra các đường nứt không được trù liệu trước.

Cũng vì lý do ấy loại mặt đường này cũng thích hợp khi thi công tại các nút giao, ở đó do dạng hình học của tấm thường buộc phải dùng cốt thép.

Mặt đường bê tông cốt thép có khe nối cũng thường được dùng để thay thế hoặc mở rộng mặt đường hiện hữu cùng loại, bằng cách đó cho phép ghép khe nối với khe nối hiện hữu.

Tuy nhiên khi thi công theo quy mô lớn, dùng mặt đường bê tông cốt thép có khe nối sẽ có ảnh hưởng xấu vì phải rải bằng máy rải cốp pha trượt; các tấm lưới thép riêng rẽ và các phụ kiện thanh truyền lực sẽ cản trở tổ chức hoạt động phức tạp của công việc rải bê tông quy mô lớn.

2.2.3 Mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP) Phù hợp với tên gọi, loại mặt đường này được gia cường cốt thép trên suốt cả chiều dài của nó nằm giữa các công trình như các mố cầu. Tỉ lệ thép (tiêu biểu là từ 0.67% đến 0.72%) thay đổi tùy theo cường độ của bê tông, mục đích là để tạo ra các đường nứt ngang có khoảng cách ngẫu nhiên và khoảng từ 1m đến 2.5 m và bề rộng thiết kế trung bình nhỏ hơn 0.3 mm. Tổng các dịch chuyển theo chu kỳ trên một đơn vị dài của mặt đường cũng tương tự như trong các mặt đường có khe nối.

Cách thức làm việc theo hướng ngang của loại mặt đường này giống như trong mặt đường có khe nối và vì thế cấu tạo khe dọc cũng như nhau.

Mặt đường bê tông cốt thép liên tục có các lợi ích quan trọng so với các loại mặt đường khác như sau:

• Do không có các khe ngang nên các đòi hỏi về bảo dưỡng là thấp nhất so với tất cả các loại mặt đường khác.

• Nó có một “ dải ruy băng thép” tương đối mềm dẻo theo hướng dọc, và do đó thích hợp lý tưởng cho các khu vực có khả năng lún không đều.

TCVN xxxx:xx

13

• So với các loại mặt đường khác, nó là loại phù hợp hơn cả khi cần rải lên trên một lớp bê tông nhựa, vì trong loại mặt đường này không có các khe ngang hoạt động và vì sự chuyển động cũng rất nhỏ tại các đường nứt.

Kinh nghiệm trên thế giới về loại mặt đường bê tông cốt thép liên tục cũng khá thay đổi, và kết quả là các tiêu chuẩn thi công cũng khác nhau nhiều. Quan trọng nhất là các nhân tố như việc bố trí cốt thép và tính toàn khối của nó, tính đồng nhất, cường độ và độ đầm nén của bê tông. Bất kể các vấn đề nêu trên, đã thừa bằng chứng để khẳng định rằng thiết kế và thi công một cách đầy đủ và có hiệu quả sẽ tăng thêm đáng kể tuổi thọ của loại mặt đường này.

Do tính năng của loại mặt đường rất tốt nên vào năm 1981 người ta đã chấp nhận mặt đường bê tông cốt thép liên tục được xây dựng ở Bỉ là một loại mặt đường dành riêng cho đường cao tốc xuyên Châu Âu; con đường này là một trong số các đường có lưu lượng giao thông cao nhất châu Âu.

2.3 Các khe nối

2.3.1 Các khe dọc Cách thức làm việc của các loại mặt đường khác nhau theo hướng ngang về cơ bản là độc lập với các cơ chế làm việc theo hướng dọc. Vì thế việc xử lý các khe dọc nêu dưới đây là áp dụng cho cả mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP), mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP) và mặt đường bê tông có cốt thép liên tục (CRCP).

Chức năng của các khe dọc có thể được tóm tắt như sau:

• Để làm giảm các ứng suất uốn vồng sớm (phát sinh sớm), nếu không thì sẽ sinh ra các đường nứt dọc.

• Có chức năng như một bản lề thường trực để làm giảm các ứng suất uốn mỏi trong trục dọc.

• Để truyền hoạt tải vào các vùng lân cận với vệt bánh xe nặng, mục đích để giảm bớt các ứng suất biên của tấm.

Khe dọc kiểu ngàm (dạng lượn sóng) hoặc khe giả (xem hình vẽ ở phụ lục A) đều có thể thực hiện được các chức năng trên. Cả hai loại khe này đều có các thanh liên kết để giữ các tấm không tách xa nhau.

Các thanh liên kết này chỉ có chức năng thuần túy là giữ các tấm khít lại nhau, còn việc truyền lực cắt là do sự cài móc của các hạt cốt liệu hoặc do ngàm (dạng lượn sóng).

a) Các xem xét trong thiết kế

Các điều đưa ra dưới đây cần được xem xét khi thiết kế hình học và kết cấu các khe dọc:

Chiều rộng tổng cộng của mặt đường được liên kết giới hạn từ 13m đến 16m:

• Điều này sẽ giới hạn được các ứng suất co tại chính giữa của chiều rộng mặt đường. Các ứng suất này tăng tuyến tính theo khoảng cách từ cạnh tự do gần nhất, và sẽ cộng thêm vào các ứng suất do hiệu ứng uốn vồng của tấm. Cần phải kể cả bó vỉa hè vào chiều rộng này.

• Khi rải cả chiều rộng mặt đường cần máy rải đi nhiều hơn một lượt thì cho phép lấy chiều rộng lớn hơn là khi máy rải chỉ đi một lượt.

TCVN xxxx:xx

14

Sự chênh lệch cho phép này được căn cứ vào kích thước của độ co ngót dự báo sẽ phát sinh trong tấm bê tông được rải lượt đầu trước khi rải tiếp. Khi rải một lượt cả chiều rộng thì chọn chiều rộng lớn nhất của mặt đường là 13 m, và chọn 16 m khi rải hơn một lượt.

Còn nên xem xét thời gian chờ đợi có khả năng xảy ra giữa các lượt rải.

Chiều rộng tấm riêng lẻ giới hạn đến 4.3 m:

Chiều rộng vượt quá giới hạn này sẽ dễ làm phát sinh đường nứt dọc dưới tác dụng tổng hợp của các ứng suất co, uốn vồng và hoạt tải. Trường hợp mặt đường có một làn xe, như ở đoạn lên dốc, có thể mở rộng ra đến khoản 5 m.

Còn cần phải xem xét chiều rộng tối thiểu của tấm theo tỉ số chiều dài/ chiều rộng. Các tấm không thỏa mãn các giới hạn nói trên gọi là tấm có “hình dạng khác thường’ và được bàn luận giải quyết ở 2.6.1. Nên hạn chế đến mức thấp số lượng các tấm có hình dạng khác thường, vì sẽ gặp khó khăn khi chế tạo do phải dùng các tấm lưới thép riêng rẽ.

Bố trí các khe cách xa các vệt bánh xe nặng:

Tăng chiều rộng của tấm bê tông thuộc làn xe nặng sẽ đem lại lợi ích là làm tăng diện tích hiệu quả của khe ngang về mặt truyền tải trọng. Thêm nữa, việc mở rộng tấm sẽ làm thay đổi điều kiện tác dụng của bánh xe từ mép tấm vào phía trong tấm, do đó sẽ giảm được ứng suất ở giữa tấm trong trục ngang.

Xem xét các phương pháp thi công và trình tự:

Ở những công trình đường dùng máy rải bê tông cốp pha trượt cần cố hết sức tăng chiều dài rải, không để gián đoạn lúc rải (do đó sẽ giảm thiểu được các đoạn nhỏ phải rải thủ công). Như thế sẽ có lợi về mặt kinh tế và bảo đảm được độ bằng phẳng.

Cần bố trí thận trọng các khe nối nhằm giảm thiểu số lượng lượt rải cần thiết.

Đường đỉnh và các đoạn chuyển tiếp siêu cao.

Để dễ thi công, thường yêu cầu làm các khe dọc bằng cách đặt khuôn, dọc theo các đường đỉnh và các đoạn chuyển tiếp.

Cần phải xem xét việc điều hành giao thông ngay ở giai đoạn thiết kế. Điều này thường được áp dụng khi xây dựng ở đô thị, đặc biệt ở tại các nút giao và các nút giao hình xuyến (nút giao vòng đảo)

Các dấu hiệu nổi trên mặt đường.

Không được đặt các dấu hiệu ngay trên các khe nối đang hoạt động, mà cần phải đặt dịch ra. Nếu để vữa rời trùm lên tấm bê tông vừa rải lần đầu thì sự dính kết của các dấu hiệu này tại khe dọc có thể bị phá hỏng.

Các khe dọc cần được xẻ đến chiều sâu bằng 3D , còn các khe ngang được xẻ sâu bằng

4D .

Việc thiết kế đúng các khe dọc thực ra phức tạp hơn nhiều so với điều mong đợi ban đầu. Sự hư hỏng của khe dọc có thể dẫn đến sự phát sinh ứng suất rất lớn, và có khả năng làm nứt tấm ở một nơi khác nào đó trong mặt cắt ngang (mà không phải nứt lại khe dọc).

Việc hướng dẫn đường nứt sớm (xẻ khe sớm) cũng quan trọng (trong phạm vi ngày rải bê tông), vì kinh nghiệm đã cho thấy các đường nứt không được trù liệu trước sẽ xuất hiện sau đó, ngay khi cường độ chịu kéo uốn của bê tông tăng lên.

TCVN xxxx:xx

15

Thành công của việc tạo các khe dọc có liên quan đến khoảng cách kể từ mép tự do gần nhất. Phần ứng suất co trong tổng ứng suất tại các khe dọc tỉ lệ với khoảng cách đến mép tự do, và khi khoảng cách ấy nhỏ hơn khoảng 3m thì tổng ứng suất có thể khá thấp.

Tình huống trên thường phát sinh tại khe nối lề đường phía ngoài. Nếu hiện tượng bắt đầu nứt không xảy ra ở vị trí ấy thì vị trí có ứng suất lớn nhất sẽ chuyển vào làn xe chạy chậm. Thiết kế hợp lý khe nối có tính chất quyết định đến tính năng dài hạn của mặt đường.

b) Các phương án thiết kế

Đáng tiếc là các chỉ dẫn kỹ thuật đã nêu trên không thể hoàn toàn đáp ứng được các tình huống thường gặp. Có thể dùng các phương án trung gian sau đây cho các tình huống ấy:

• Gia cường cốt thép trong các vùng có ứng suất lớn nhất.

• Việc dùng các lưới thép gia cường trong các vùng được giới hạn thay vì dùng bê tông thông thường có thể bảo đảm về mặt kinh tế, nếu có nguy cơ nứt dọc.

Giải pháp này thường là khả thi tại các đoạn quá độ mở rộng như ở các nút giao và đoạn nối dốc, đặc biệt khi dùng cốp pha cố định để rải bê tông. Tuy nhiên sẽ gặp khó khăn khi dùng máy rải cốp pha trượt rải bê tông trên các lưới thép riêng lẻ, vì thế trong nhiều trường hợp đề xuất này không thực hiện được.

Làm một khe dọc không có thanh liên kết.

Khe dọc không có thanh liên kết thường được dùng ở các vị trí ít chịu tác động của xe nặng, và phải cách xa vệt xe nặng hơn 1.0m.

Phương án này thường được ưa thích nhất là ở nơi mà khe nối có thể được bố trí ngoài khu vực ảnh hưởng của xe nặng. Trong điều kiện này, dùng khe nối ngàm (dạng lượn sóng) sẽ không đạt được mục đích, mà còn có thể phát sinh hư hỏng do gãy mộng tại mặt khe. Do đó nên dùng khe loại mối nối đối đầu.

Thiếu sót của các khe nối không có thanh liên kết là không ngăn cản được các tấm tách xa nhau ra. Do đó cần phải thận trọng bảo đảm là khả năng ấy không xảy ra trong vùng xe nặng chạy. Nguy cơ càng lớn khi khe nối nằm cách cạnh tự do khoảng dưới 5 m và hiện tượng các tấm tách xa nhau xuất hiện nhanh làm cho các vật cứng xâm nhập vào các lỗ hổng của khe nối; do đó bắt buộc phải tiến hành trám khe.

Làm khe dọc có thanh truyền lực

Điều này sẽ thỏa mãn các yêu cầu về truyền tải trọng nhưng không ngăn cản được các tấm tách xa nhau.

Thêm nữa, thực tế thi công một khe nối như thế rất khó nên không khả thi cho tất cả, trừ một số trường hợp cá biệt, như các khe dọc qua các nút giao ở đô thị.

Không cho phép nối lệch các khe ngang về hai phía của khe dọc có thanh truyền lực; điều này có thể gây khó khăn cho việc bố trí khe nối xung quanh nút giao. Làm một khe nối riêng lẻ sẽ cho phép giải quyết được điều quan tâm này.

Làm khe dọc riêng lẻ có dầm móng đặt ở dưới (xem hình vẽ ở phục lục A)

Loại này thường được xem là một giải pháp trung gian thực tế nhất mặc dù nó có các thiếu sót. Những đặc điểm chủ yếu của nó là:

• Không dùng các thanh truyền lực.

• Các khe ngang giao cắt với khe dọc có thể nối lệch được.

TCVN xxxx:xx

16

• Dầm tương đối đơn giản và ít cản trở cho các thao tác thi công tiếp theo.

• Nó truyền tải trọng trong điều kiện tấm cong lồi và tấm phẳng chứ không phải trong điều kiện cong lõm. Đấy là một thiếu sót chính.

• Dầm giúp cho tấm không bị kênh. Làm mép tấm dầy, khe nối không có thanh liên kết .

Làm các mép tấm dầy có tác dụng như một dầm để giảm các ứng suất biên của tấm và hiệu quả này thỏa mãn điều kiện tải trọng tác dụng ở mép tấm. Tuy nhiên có hai hạn chế là chúng ít có tác dụng ngăn cản các tấm tách xa nhau và khó thi công, do đó ít được dùng phổ biến.

Cần phải đặt khuôn tạo khe (hoặc xẻ khe giả) cho loại khe dọc này, vì rất khó tin vào vị trí khởi đầu đường nứt trong một đoạn được làm dầy thêm như thế. Cũng cần thận trọng vì việc làm mép tấm dầy sẽ gây cản trở thêm cho sự co ngang sớm của bê tông và do đó tạo ra ứng suất kéo lớn hơn trong trục dọc.

c) Các khía cạnh thi công.

Các khe dọc được thực hiện hoặc bằng cách đặt khuôn tạo khe hoặc xẻ khe giả. Làm khe giả hoặc bằng cách xẻ khe (cưa) hoặc chèn một dải băng hướng dẫn đường nứt.

Chọn phương pháp thi công thường phụ thuộc vào phương pháp rải bê tông và hình dạng của các tấm.

Với phương pháp rải theo tập quán bằng cốp pha cố định, chiều rộng rải tối đa thường hạn chế vào khoảng 5.5 m vì khó kéo dài tấm san bằng của máy rải, vì thế ít dùng khe dọc giả.

Với phương pháp rải bằng cốp pha trượt có thể tiến hành rải rộng đến 11m hoặc hơn nữa và thường dùng dải băng hướng dẫn đường nứt cho khe dọc. Nếu dải băng uốn cong sẽ làm cho bề mặt tấm hư hỏng và làm giảm chiều sâu hướng dẫn đường nứt, đây là một vấn đề nghiêm trọng khi khe dọc được bố trí cách xa trục trung tâm của chiều rộng đã rải bê tông. Vì thế hiện nay người ta ít dùng các dải băng dọc này, mặc dù việc đặt các dải băng này trong lúc rải bê tông là một biện pháp bảo vệ cho việc xẻ khe muộn.

Khi rải bê tông cùng lúc 3 làn xe (rộng khoảng 11m), thường cần phải xẻ khe sớm đến mức có thể sau khi máy rải đi qua và tiến hành xẻ khe dọc trước khi xẻ khe ngang, nghĩa là làm ngược lại trình tự thông thường.

Mép xẻ sắc nhọn là dấu hiệu chứng tỏ việc xẻ khe được tiến hành quá chậm, và vết xẻ có thể lồi lõm đến 6 mm và trên chiều dài đến 25 % chiều dài khe là điều thường gặp. Các khe dọc giả phải được trám lại.

2.3.2 Các khe co ngang Vì mặt đường tương đối dài nên các chuyển động chủ yếu phát sinh theo hướng dọc. Làm các khe co để kiểm soát vị trí và tần số xuất hiện các đường nứt theo hướng dọc ấy. Phần lớn thời gian mặt đường ở trong trạng thái nén, và các lực nén thỉnh thoảng xảy ra là tương đối không quan trọng. Vì lý do này nên chỉ cần xem xét sự dãn dư (độ dãn còn lại) trong các trường hợp đặc biệt như đã đề cập trong 2.3.5. Do đó cần bố trí các khe co ngang cho đủ trên suốt dài của mặt đường, tuy nhiên còn cần thiết kế các khe co ngang này để đáp ứng các nhiệm vụ sau đây:

• Truyền lực cắt

• Ngăn cản các tấm kề nhau tách xa nhau theo mặt bằng và theo chiều đứng.

TCVN xxxx:xx

17

Trong phạm vi chiều dài của mặt đường, việc ngăn cản các tấm tách xa nhau theo mặt bằng là nhờ hiệu quả kiềm chế của các tấm kề bên và nhờ có ma sát với lớp dưới.

Việc ngăn cản các tấm tách xa nhau theo chiều đứng là nhờ các biện pháp được dùng để bảo đảm sự truyền lực cắt xuyên qua khe nối.

Sự truyền lực cắt tại các khe ngang có thể thực hiện nhờ các thanh truyền lực hoặc không cần các thanh truyền lực.

Cơ chế hoạt động của các khe co này được đề cập ở dưới.

a) Các khe ngang không có thanh truyền lực.

Trong các khe không có thanh truyền lực việc truyền lực cắt được thực hiện nhờ sự cài móc của các hạt cốt liệu và nhờ lớp móng.

Hiệu quả dài hạn truyền tải trọng trong các khe nối không có thanh truyền lực phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Độ mở rộng của khe nối

Hiệu quả (truyền lực) của khe nối giảm đáng kể khi độ mở rộng của khe tăng lên. Nhiều kinh nghiệm ở hiện trường ở cả Hoa Kỳ và châu Âu cho thấy rằng khi thiết kế mặt đường lấy độ mở rộng (của khe nối) bằng 1 mm là quá mức và nếu được đừng để xảy ra nhiều. Cũng thấy rằng nên đạt độ mở rộng đồng đều hợp lý cho tất cả các khe nối, vì từ các chuyển động nhỏ tại vài khe nối sẽ làm phát sinh các chuyển động lớn tại các khe nối kế cận. Vì lý do ấy việc kiểm soát sự ma sát của lớp phân cách móng là quan trọng.

Số lần và độ lớn của các chu kỳ tải trọng.

Các tải trọng nhẹ (trục xe dưới khoảng 46 kN) ít làm giảm hiệu lực của các khe nối. Điều này đúng với tính năng uốn toàn phần của mặt đường cứng.

Chiều dầy của khe nối và độ sắc cạnh của hạt cốt liệu.

Để xẻ khe giả thường phải làm giảm chiều dầy của tấm đến 25 %. Vượt quá mức này rõ ràng sẽ làm giảm độ bền các khe nối, vì thế dung sai cho phép của chiều sâu xẻ khe phải được quy định chặt chẽ. Về độ sắc cạnh của các hạt cốt liệu, tiêu chuẩn thi công đòi hỏi các hạt cốt liệu lớn phải được nghiền vỡ.

Hiệu lực của móng đỡ.

Khuyến khích làm lớp móng bằng bê tông nghèo dưới tấm bê tông xi măng poóc lăng. Cường độ của loại móng này phù hợp với giá trị lớn nhất của trị số “k”. Các thử nghiệm độc lập theo tỉ lệ 1:1 (bằng độ lớn thực) do Hiệp hội xi măng poóc lăng Hoa Kỳ tiến hành trên các tấm bê tông dầy 180 mm cho thấy hiệu quả của sự cài móc của các hạt cốt liệu sau 106 chu kỳ tác dụng tải trọng là 77 % khi có lớp móng dầy 150 mm làm bằng cấp phối vật liệu hạt gia cố xi măng, còn khi lớp móng dầy 150 mm nhưng làm bằng cấp phối sỏi cuội thì hiệu quả chỉ có 9%.

Hiệu quả của lớp móng tại khe nối phụ thuộc nhiều vào cường độ chịu uốn và chịu cắt của nó, và vì thế lợi ích của lớp móng sẽ giảm đi nếu như khe nối của mặt đường bê tông xi măng poóc lăng lại tạo ra đường nứt “ phản ánh ngược” trong lớp móng.

Khi đường nứt phản ánh phát sinh thì hai tấm (tấm mặt đường bê tông và lớp móng gia cố xi măng) thực tế làm việc như một tấm trong việc truyền tải trọng, và nguy cơ xuất hiện hiện tượng phụt bùn, nước của lớp móng dưới và nền đất sẽ tăng cao. Vì lý do này mọi cố gắng cần phải bảo đảm cho được tính toàn vẹn độc lập của lớp móng.

TCVN xxxx:xx

18

b) Các khe ngang có thanh truyền lực

Cần phải đặt các thanh truyền lực trong các khe co ngang ở bất cứ nơi nào mà tải trọng trục xe vượt quá 100kN, không kể lớp móng là loại gì.

Thêm nữa cần bố trí các thanh truyền lực ở các vị trí sau:

• Trong các khe co (với bất kỳ khoảng cách nào) khi lớp móng không làm bằng bê tông nghèo ;

• Tại tất cả các khe thi công có ý định sẽ làm việc như khe co, không kể khoảng cách các khe là bao nhiêu.

• Trong các khe co ngang trong phạm vi 45 m cuối mặt đường, khi ở đây không làm các neo kết thúc.Không có các neo, các khe nối này sẽ mở rộng ra hơn bình thường vì thiếu sự kiềm chế theo hướng dọc, và do đó sự truyền tải trọng thông qua sự cài móc của các hạt cốt liệu sẽ kém hiệu quả. (Làm các neo còn để bảo vệ các mặt đường và các công trình tựa kề, và vì thế chỉ không làm các neo trong các trường hợp đặc biệt).

• Khi việc rải bê tông bị gián đoạn hơn một tuần mà thời tiết trong khoảng thời gian này nóng hơn nhiều so với nhiệt độ không khí lúc rải bê tông, thì đầu cuối tạm thời của đoạn đã rải được xem như đầu cuối tự do, bởi vì tiếp theo khi trời lạnh thì các lực nén sẽ khá lớn, có thể làm cho tấm dịch chuyển, làm mở rộng khe ra.

• Các thanh truyền lực có thể dùng trong điều kiện nền đất có thể gây ra hiện tượng lún không đều đáng kể.

Thiết kế và bố trí các thanh truyền lực.

Sau nhiều thử nghiệm ở hiện trường với nhiều loại thiết bị truyền tải trọng cơ học thì các thanh truyền lực bằng thép tròn đã trở thành thiết bị truyền tải trọng cơ học tiêu chuẩn và gần như duy nhất đang được dùng.

Các thanh truyền lực là các thanh thép tròn thông thường cấp 280 (AASHTO M – 33) hoặc tương đương và có chiều dài tối thiểu là 450 mm, thông thường dài 500 mm. Các thanh này cần phải thẳng, cuối thanh phải thẳng góc, không sần sùi. Đường kính thanh đã cho trong bảng 2.1, và các thanh được bố trí cách nhau 300 mm (tim cách tim).

Bảng 2.1 Đường kính thanh truyền lực

Chiều dầy tấm (mm) Đường kính thanh truyền lực (mm)

161 – 200 24

201 – 250 28

> 250 32

Quan trọng là phải thiết kế và bố trí các thanh truyền lực thế nào để bảo đảm tính năng của chúng tiếp tục thỏa mãn suốt cả quãng đời (tuổi thọ) của mặt đường.

Bố trí các thanh truyền lực tại giữa chiều dầy của tấm mặt đường, các thanh phải song song với tim đường và mặt đường, dung sai cho phép là ± 0.5% khi rải bê tông và ± 1% khi mặt đường đã được thi công xong.

Một phần của thanh được quét chất chống dính, bảo đảm cho thanh chuyển động tự do trong khe nối. Các vật liệu như nhựa bitum hoặc sơn cao su thích hợp cho công việc này, nhưng

TCVN xxxx:xx

19

không được dùng các loại dầu thải ra từ công tác ván khuôn. Màng chống dính này phải đủ chắc để không bị hư hỏng khi thiết bị “ đầm rung trong” thỉnh thoảng chạm phải, nhưng chiều dầy của màng cũng chỉ dưới 1 mm để có thể tiếp xúc với bê tông, đối đầu với các biến dạng cắt lớn có thể xuất hiện tại khe nối.

Các thanh truyền lực phải được giữ chắc chắn trong suốt thời gian rải bê tông nhờ các phụ kiện cứng, tuy nhiên cần phải bố trí chúng thế nào để ngoài thanh truyền lực ra không có thanh thép nào xuyên qua khe nối, vì các thanh này có thể làm phát sinh các hư hỏng do chịu kéo của bê tông nằm kề bên khe nối. Hiện tượng này thường xảy ra khi rải bê tông vào ban đêm, lúc này khả năng chịu kéo của bê tông thấp hơn nhiều so với cường độ chảy dẻo của thép.

Cũng vì lý do này mà các thanh thép truyền lực không được sần sùi, ráp ở hai đầu.

Tại các tấm cong hoặc các tấm có khe nối xiên phải bố trí các thanh truyền lực theo hướng “đường tâm quay” của tấm như ở hình 2.2

Hình 2.2 Bố trí các thanh truyền lực

Do phần bê tông xung quanh thanh truyền lực phải chịu ứng suất tập trung lớn nên đương nhiên bê tông phải có chất lượng rất tốt, vì thế phải kiểm tra chặt chẽ tất cả các khâu trong khi rải và đặc biệt là khi đầm nén.

Hư hỏng do chịu nén của bê tông trong phạm vi bố trí các phụ kiện lắp ráp thanh truyền lực có thể do các nguyên nhân sau:

• Do nhiều sỏi sạn rơi vào các chỗ hư hỏng của vật liệu chèn khe, làm bề mặt hư hỏng,

• Do vật liệu của lớp móng hoặc của nền đất nhét vào khe, từ dưới lên, làm đáy tấm bê tông bị nứt gãy.

Thanh truyền lực Đường nối các tâm quay của các tấm kề nhau

Ví dụ 2

Ví dụ 1

Tất cả các thanh truyền lực trong phạm vi khe nối cần phải được bố trí song song với đường nối các tâm quay của các tấm kề nhau

TCVN xxxx:xx

20

• Do vụn bê tông (bị chà xát) trong khoảng trống đầu thanh truyền lực ở khe dãn. Vì lý do này mà cần có mũ ở đầu thanh truyền lực trong khe dãn.

• Hư hỏng do chịu kéo của bê tông ở gần các đầu thanh truyền lực. Hiện tượng này phần lớn là do thiết kế phụ kiện lắp ráp thanh truyền lực không đúng hoặc do đặt các thanh truyền lực không thẳng hàng.

• Do lỗ chứa thanh truyền lực bị méo mó thành “dạng trái xoan”. Những khảo sát của các nước trên thế giới cho thấy méo mó dạng trái xoan đến 3 mm là khá phổ biến trong bê tông có chất lượng không tốt.

• Hư hỏng theo hướng nằm ngang trong mặt phẳng của các thanh truyền lực. Hiện tượng này có thể do thông xe quá sớm trên mặt đường mới làm.

• Trên các đường cong có những tấm có chiều dài thay đổi. Tình trạng này có thể xảy ra tại các làn rẽ xung quanh các nút giao.

• Tại các vị trí như nút giao và nơi tách dòng, ở đó có thể xảy ra xung đột trong các hướng của chuyển động tương đối ở các phía đối diện của một khe nối.

Bảo vệ chống rỉ.

Trong các vùng gần biển, thì hiện tượng rỉ các thanh thép các bon thường xảy ra sau một số năm sử dụng.

Hiện tượng rỉ các thanh truyền lực luôn tác động đến các khe nối, và kế tiếp làm hỏng các tấm liền kề, hoặc truyền các ứng suất dãn vào các công trình liền kề.

Vì thế hiện nay người ta dùng phổ biến các lớp sơn chống rỉ như epoxi, chất dẻo, polyetylen có tỷ trọng lớn, sợi thuỷ tinh trong các tình huống này. Các màng chống rỉ này có thể hư hỏng khi vận chuyển và khi lắp đặt các thanh, vì thế cần hết sức cẩn thận khi sử dụng.

Những kinh nghiệm trên thế giới cho thấy phần lớn các dạng hư hỏng kết cấu trong mặt đường bê tông đều tập trung tại các khe nối hoặc liên quan đến các khe nối, và nói chung đều thống nhất cho rằng các hư hỏng này sinh ra chủ yếu là do sai sót trong thiết kế các khe nối.

Thật hợp lý khi cho rằng mặt đường bê tông sẽ phục vụ được ít nhất là 40 năm và ý kiến đúng đắn của các nhà xây dựng cho rằng cần phải thiết kế các khe nối sao cho có được một thời gian phục vụ tương đương mong đợi.

c) Thi công

Cần phải hướng dẫn đường nứt cho các khe co (làm khe co giả) hoặc bằng cách đặt một thanh đệm ở trên mặt bê tông còn dẻo hoặc xẻ một rãnh trong bê tông đã cứng một phần.

Cho đến nay kết quả cho thấy việc dùng các thanh đệm đặt dưới đáy tấm để hướng dẫn nứt phần lớn là không đáng tin cậy, và hình như không có chứng minh nào biện hộ cho tính hợp lý của cách này trong khi rải bê tông xi măng, vì đằng nào cũng phải đặt thêm thanh hướng dẫn nứt ở trên mặt tấm để bảo đảm đường nứt ở mặt tấm thẳng hàng.

Khi có làm lớp phân cách giữa tấm bê tông và lớp móng cần chú ý một số vấn đề sau:

• Lực ma sát phải vừa đủ để các đường nứt phát sinh đều đặn đồng nhất tại các khe nối trong mặt đường bê tông xi măng.

• Mức độ dính bám của lớp phân cách phải được giới hạn tới mức để đường nứt phản ánh giữa các lớp không phát sinh, vì lý do như đã trình bày ở phần trước.

Các khe xẻ.

TCVN xxxx:xx

21

Kinh nghiệm cho thấy phương pháp xẻ khe có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác:

• Bê tông được rải liên tục, toàn khối, vì thế cho phép máy rải bảo đảm chặt chẽ được dung sai cho phép về bề mặt và do đó làm cho độ phẳng tốt hơn.

• Các khe xẻ luôn thẳng góc với mặt tấm, vì thế không sinh ra các góc hoặc các mép yếu (mỏng). Hơn nữa, vì không phải làm bằng thủ công trong phạm vi khe nối nên các tính chất (chất lượng) của bê tông ở đấy sẽ giống như ở các phần khác của tấm.

• Các thao tác trong bước hoàn thiện không bị chậm trễ do xẻ khe. Phương pháp tạo khe trong bê tông còn dẻo rất có thể gây ra sự chậm trễ không thể chấp nhận trong sự tạo nhám và dưỡng hộ khi sản lượng rải bê tông cao, đặc biệt khi điều kiện thời tiết bất lợi.

Điều khó chủ yếu trong việc xẻ khe là xác định thời điểm tối ưu để xẻ khe. Thời điểm này có thể thay đổi nhiều, phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, loại cốt liệu bê tông và những nhân tố khác ảnh hưởng đến tốc độ đông cứng và co ngót của bê tông.

Rải bê tông xong, nếu để đến sáng hôm sau mới xẻ khe thì sẽ phát sinh các đường nứt ngẫu nhiên, trừ phi khi nhiệt độ rất thấp do vì ban đêm nhiệt độ tụt xuống rất nhiều.

Trong điều kiện mùa đông, xẻ khe trong phạm vi 18 giờ trong điều kiện bê tông đã đông cứng có thể làm các hạt cốt liệu lớn bật ra. Điều này còn nghiêm trọng hơn khi hạt cốt liệu rất cứng hoặc tròn (như cuội sỏi).

Do đó cần một giải pháp trung gian là chấp nhận một ít cốt liệu bị rời rạc ở mép khe xẻ. Còn xẻ khe chậm một ít thì các mép khe thẳng nhưng có nguy cơ phát sinh các đường nứt ngẫu nhiên.

Đường nứt tại các mép ngoài của tấm đôi khi lệch khỏi đường xẻ trước của máy, nhất là đối với các khe nối xiên. Đây cũng là một dấu hiệu khác cho thấy việc xẻ khe được tiến hành quá muộn.

Không thể có chỉ dẫn cho việc định thời điểm xẻ khe, và đối với mỗi trường hợp ở hiện trường cần xác định theo các điều kiện khác nhau, vì thời điểm có tính chất quyết định để xẻ khe có thể thay đổi từ 4 đến 14 giờ sau khi rải bê tông.

Khi sử dụng các tấm cách nhiệt hoặc các tấm che bằng chất dẻo có thể giảm đáng kể khoảng thời gian trên, cho phép lập kế hoạch xẻ khe tốt hơn và kiểm soát tốt hơn công việc xẻ khe.

Cần đặc biệt chú ý ở những khu vực có nhiệt độ thấp trong nhiều ngày. Có những khu vực khác với ở Việt Nam nhiệt độ vào mùa đông thường từ 5oC đến 10oC trong nhiều ngày. Trong những điều kiện như thế bê tông có thể không đủ cứng để xẻ khe, cả sau khi rải bê tông 36 giờ.

Trong một vài tài liệu cho rằng thời điểm để xẻ khe dọc là không có tính chất quyết định và có thể xẻ vào trước lúc thông xe một ít. Đấy là một sự thừa nhận rất nguy hiểm, vì rằng các ứng suất uốn vồng có thể đủ để gây ra các đường nứt dọc sớm ngẫu nhiên. Do đấy việc xẻ khe dọc cũng phải hoàn thành giống như xẻ các khe ngang (nhưng chiều sâu xẻ lớn hơn ở khe ngang).

Tiêu chuẩn thi công yêu cầu phải bảo vệ các đường xẻ (trám khe sơ bộ) vì các lý do sau:

• Ngăn ngừa các vật bên ngoài rơi vào khe nối.

• Giữ điều kiện bảo dưỡng bê tông trong phạm vi khe nối.

TCVN xxxx:xx

22

Cường độ của khe nối ở vùng các hạt cốt liệu cài móc vào nhau có liên quan đến cường độ của bê tông, do đó điều kiện bảo dưỡng tại mặt cạnh khe nối là rất quan trọng. Cường độ của các mép khe nối tại bề mặt cũng bị ảnh hưởng tương tự dưới tác dụng của tải trọng xe

Xẻ khe trong khu vực dân cư vào ban đêm thường hay bị dân chúng phản đối; để vấn đề này không xảy ra các hoạt động rải bê tông có thể cần phải được lên kế hoạch để thực hiện vào sáng sớm.

Làm các khe trong bê tông còn dẻo.

Làm các khe loại này có thể khả thi trong các trường hợp dưới đây:

• Khi sẽ rải một lớp mặt trên cùng bằng bê tông nhựa, hoặc khi phương pháp làm khe nối này có thể cho phép một công đoạn hoàn thiện tiếp theo bảo đảm được độ bằng phẳng.

• Trong vùng không có xe chạy hoặc xe chạy với tốc độ thấp.

• Trong khu vực đô thị khi tốc độ rải bê tông có thể khá thấp do nhiều trở ngại và có nhiều thì giờ để làm thủ công các khe nối.

Các thanh tạo khe giả có thể là loại vật liệu như lie (bần) hoặc chất dẻo cứng. Thanh đệm bằng lie có lợi ích là bảo vệ ngay được khe nối, không cho các vật liệu rơi vào, và khi cần xẻ mở rộng để có thể nhét chất chèn khe vào thì các thanh này không gây cản trở việc xẻ khe. Cũng là một ưu điểm, nếu một số thanh lie được giữ lại ở đáy khe nối, làm chức năng như một thanh đệm.

Cho đến nay các kinh nghiệm cho thấy khi làm các khe trong bê tông còn dẻo thì độ bằng phẳng của mặt đường không thoả mãn trên đường có tốc độ xe cao, do đó chỉ nên làm ở các khu vực xe chạy với tốc độ thấp. Trong các điều kiện như thế công đoạn hoàn thiện cần phải tiến hành thật tốt.

Trên các mặt đường bê tông có khe nối được rải một lớp bê tông nhựa, thì dùng thanh đệm bằng lie tự dãn nở là khá tốt, nhất là kèm theo dùng vật liệu chèn khe là loại bitum cao su.

Có thể dùng các thiết bị sau để thi công khe nối:

• Một máy rung để xẻ khe và đặt thanh đệm vào bê tông.

• Một máy đầm rung để đầm lại bê tông tại thanh đệm và hoàn thiện bề mặt tại khu vực khe nối. Cũng có thể dùng bàn xoa để hoàn thiện bề mặt.

2.3.3 Các khe thi công ngang. Cần làm các khe thi công ngang khi phải dừng công việc theo kế hoạch như cuối ngày làm việc, hoặc do các cản trở không mong đợi, khi dừng các thao tác thi công rất có thể tạo ra một “khe nguội”.

Thiết kế loại khe này đối với mỗi loại mặt đường bê tông có khác nhau, sẽ được bàn luận dưới đây:

a) Mặt đường bê tông thông thường có khe nối . Trường hợp khe thi công có thanh liên kết.

Đây là một phương pháp thực tế và kinh tế nhất. Ở nơi làn xe cần thi công tựa kề vào làn xe hiện hữu thì cần phải làm một khe nối (không nằm trong kế hoạch) thuộc loại này (có thanh liên kết), vì rất có thể vị trí không trùng khớp với một khe thi công hiện hữu nên phải liên kết lại.

TCVN xxxx:xx

23

Nên bố trí khe thi công thẳng góc với trục dọc của mặt đường và nằm trong phạm vi một phần ba giữa tấm.

Để cải thiện việc truyền tải trọng nên tạo dạng sóng cho mặt cạnh tấm rải lần thứ nhất. Với dạng này khe nối sẽ trở thành một phần không tách rời của tấm và do đó không cần xử lý , như trám khe. Các thanh liên kết đặt cách nhau 300 mm (tim cách tim), và kinh nghiệm cho thấy khe thi công này trên làn xe rải trước sẽ không lặp lại trùng vị trí với khe thi công ở làn xe rải sau liền kề bên (khi máy rải rải bê tông từng làn xe đơn).

Trường hợp khe thi công có thanh truyền lực.

Có thể làm khe thi công (gần giống như một khe co) tại vị trí một khe co đã định trước trong kế hoạch.

Tuy nhiên hiệu quả truyền tải trọng nhờ sự cài móc của các hạt cốt liệu sẽ ít trong khe nối dạng ngàm so với trong khe co, do đó cần phải bố trí các thanh truyền lực để đảm đương chức năng này. Không cần hướng dẫn đường nứt, nhưng tiếp sau cần phải xẻ mở rộng khe và chèn khe.

b) Mặt đường bê tông cốt thép có khe nối.

Có hai phương pháp thiết kế các khe thi công ngang:

• Làm khe có thanh truyền lực tại các vị trí đã định làm khe co.

• Bố trí khe có thanh liên kết trong phạm vi chiều dài tiêu chuẩn của tấm.

Khi xây dựng loại mặt đường bê tông cốt thép có khe nối đã cần chuẩn bị theo hướng sẽ dùng các thanh truyền lực, vì thế phương án đầu đương nhiên là phù hợp nhất.

Trong tất cả các loại, mỗi khe thi công đều cần phải xuyên suốt cả chiều rộng phần xe chạy nằm giữa các mép tự do. Trong khi rải bê tông làn xe lượt đầu tiên việc bố trí khe có thể linh động một ít, nhưng đến lượt rải làn kế tiếp kề bên thì không để khe thi công trùng vị trí. Tại nơi cần phải làm khe thi công không có trong kế hoạch, nằm gần vị trí của khe co thì nên làm khe kiểu đối đầu có thanh truyền lực.

Tại nơi làn xe cần thi công nối đầu với một làn xe hiện hữu, thì chọn loại khe theo loại khe của làn xe đã rải. Vì thế khe thi công không có trong kế hoạch được làm trong phạm vi chiều dài tiêu chuẩn của tấm phải là một khe có thanh liên kết.

Các thanh cốt thép dùng để kiểm soát đường nứt có thể hoặc xuyên suốt qua khe thi công hoặc dừng trước khe. Nếu các thanh cốt thép xuyên suốt qua khe thì không cần đặt thêm các thanh liên kết nữa.

c) Mặt đường bê tông cốt thép liên tục.

Trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục các thanh thép dọc cần xuyên suốt qua mỗi khe thi công. Cũng cần bố trí thêm một số thanh thép nữa để kiểm soát độ mở rộng của khe thi công.

Có thể làm khe kiểu ngàm (dạng lượn sóng) để bảo đảm hiệu quả truyền tải trọng.

2.3.4 Các khe ngang kiểu khớp. Đường nứt trung gian của các tấm bê tông cốt thép dài có thể xuất hiện do tác dụng tổ hợp của hiện tượng oằn tấm và tải trọng xe. Cốt thép gia cường sẽ ngăn ngừa các hư hỏng của tấm, và trong phần lớn trường hợp có thể cho phép phát sinh đường nứt ngẫu nhiên. Không cần phải xẻ hoặc trám các đường nứt ấy.

TCVN xxxx:xx

24

Tuy nhiên trong một vài trường hợp nên kiểm soát vị trí của đường nứt trung gian. Một trường hợp như thế là khi đường nứt ngẫu nhiên có thể làm phát sinh tiếp theo đường nứt tại các vị trí không mong muốn trong các tấm liền kề hoặc trong công trình liền kề. Tương tự như thế đường nứt ngẫu nhiên có thể xuất hiện tại một góc nhọn đến tận các khe nối kế tiếp hoặc đến tận các mép tấm, và làm phát sinh tiếp đường nứt khác. Các trường hợp như thế đôi khi xảy ra xung quanh các nút giao.

Có thể hướng dẫn nứt cho các đường nứt trung gian tại các vị trí mong muốn bằng cách xẻ khe. Khi có kế hoạch bố trí khe nứt trung gian, cần đặt lưới thép gia cường thấp hơn đáy đường xẻ ít nhất là 30 cm (lớp bảo vệ từ đáy đường xẻ đến mặt lưới thép ít nhất là 30 cm). Cần trám đường xẻ khe tương tự như trong khe dọc giả (có xẻ mồi) có thanh liên kết.

2.3.5 Các khe dãn và khe cô lập (khe tách biệt) Chiều dầy của tấm bê tông mặt đường thường là đủ để không có thể xuất hiện hiện tượng tấm bị uốn dọc (oằn), do đó không cần phải có dự phòng gì đối với các ứng suất uốn dọc ấy ở nơi các chuyển động có khả năng xuất hiện của tấm bị các tấm liền kề kiềm chế. Người ta ấn định rằng mặt đường bê tông được xây dựng bằng các vật liệu có các đặc tính dãn nở chấp nhận được, và tiến hành thi công khi nhiệt độ ngoài trời cao hơn nhiệt độ đóng băng khá nhiều, và tất cả các khe nối cần phải ngăn cản được sự xâm nhập của các vật liệu cứng.

Tuy nhiên tại các vị trí gián đoạn trong mặt đường, cần chiếu cố đến các lực lớn có khả năng xuất hiện bằng cách bố trí các khe dãn (có thanh truyền lực) hoặc khe cô lập (không có thanh truyền lực).

Các loại khe này được sử dụng phổ biến nhất tại các mố cầu, nhưng có thể cũng cần dùng các loại khe này tại các nút giao hoặc tại các điểm nối tiếp để ngăn ngừa sự phát sinh các ứng suất; nếu không làm thì các ứng suất sẽ phát sinh do có các chuyển động đối nghịch tại chỗ mặt đường giao nhau.

Khác với nhiều tài liệu khác, thuật ngữ khe dãn dùng trong bản chỉ dẫn kỹ thuật này là chỉ dùng cho các khe dãn có các thanh truyền lực. Để cho rõ ràng, các khe tương tự nhưng không có thanh truyền lực được gọi là các khe cô lập (hay khe tách biệt).

Bản chất của chúng có khác nhau ở chỗ một khe dãn chỉ cho phép chuyển động dọc theo trục của thanh truyền lực, trong khi khe cô lập cho phép chuyển động theo cả 3 trục. Có thể tận dụng sự tự do cao này như một ưu thế (của khe cô lập) để cho phép các khe cắt nhau có thể nối lệch tại một khe cô lập. Ở các nút giao và nút giao vòng đảo, dùng loại khe cô lập này thường là thích hợp.

a) Các khe dãn

Các thanh truyền lực trong khe dãn có chức năng truyền tải trọng qua khe và trong hoạt động như thế chúng còn làm giảm các ứng suất lớn nhất phát sinh ở một nơi nào đó trong tấm. Thiết kế các thanh truyền lực như trong khe co, tiêu biểu bố trí cách nhau 300 mm và đặt chính giữa chiều dầy tấm. Chiều dài tối thiểu của thanh truyền lực là 450 mm, thường dùng là 500 mm. Mũ thanh truyền lực đặt ở đầu thanh về phần được chống dính, tạo một khoảng trống bằng chiều rộng của khe dãn cộng thêm 15 mm để thanh dịch chuyển, và được chèn không cho xi măng chui vào.

b) Các khe cô lập (khe tách biệt)

TCVN xxxx:xx

25

Các khe cô lập được bố trí ở nơi có thể xảy ra chuyển động xung đột theo các hướng về các phía đối nghịch của khe nối, và ở nơi mà các thanh truyền lực có thể tạo ra các ứng suất không mong muốn trong mặt đường.

Trong vùng có nhiều xe nặng có thể đáp ứng được việc truyền tải trọng bằng cách làm tấm bê tông xi măng dầy hơn hoặc lớp móng dầy hơn. Cách xử lý theo truyền thống là làm bằng tấm bê tông xi măng dầy thêm 25% trên một đoạn dài độ 3 m. Tương tự như vậy, làm lớp móng dầy thêm 100% sẽ làm tăng thêm khả năng truyền tải trọng một lượng tương đương.

Tuy nhiên hai cách xử lý trên sẽ gây thêm khó khăn và tăng thêm chi phí cho cả hai cách rải bê tông bằng cốp pha trượt hoặc bằng cốp pha cố định.

Vì lý do này mà phương án làm dầm móng (xem hình ở phục lục A) là một phương án hấp dẫn, nó có các ưu điểm sau đây so với cách làm tấm hoặc móng dầy thêm:

• Dầm móng tạo sự truyền tải trọng dương do tác động của dầm trong giới hạn của khe nối, nhưng chỉ trong các điều kiện tấm phẳng và cong lồi (các mép tấm cong xuống). Khuyết điểm là chúng không được truyền tải trọng trong điều kiện tấm cong lõm. Điều này có ý nghĩa lớn đối với các ứng suất trong tấm bê tông xi măng, nhưng gần như không đáng quan tâm đối với các ứng suất phát sinh ở lớp móng.

• Đào một cái rãnh (để đặt dầm móng) nhanh hơn và rẻ hơn làm tấm dầy hơn trên các đoạn dài.

• Thi công các dầm móng có thể hoàn thành trước tất cả các thao tác rải bê tông, vì thế ít làm gián đoạn các hoạt động thi công. Nguy cơ mưa làm hỏng nền đất cũng giảm.

Một lợi ích khác là khe nối không có thanh truyền lực dễ thi công hơn khe nối có thanh truyền lực. Có thể thi công khe nối cô lập mà không làm gián đoạn việc rải bê tông bằng máy rải cốp pha trượt, chỉ tiến hành xẻ khe vào thời điểm xẻ các khe co. Điều này loại bỏ được các cản trở và làm cho độ bằng phẳng tại khe nối tốt lên.

Để tránh phát sinh đường nứt ngẫu nhiên, cần xẻ một rãnh đầu tiên vào thời điểm xẻ các khe giả liền kề. Rãnh xẻ này phải rộng khoảng 10 mm và sâu suốt chiều dầy tấm bê tông xi măng do vì lần xẻ sau (xẻ mở rộng) suốt cả chiều dày tấm có thể lệch với một phần đường nứt được tạo ra ban đầu.

Cần phải thận trọng bảo đảm rằng các vụn bê tông (khi xẻ khe) đã được lấy lên hết khỏi khe nối, vì một vài vụn bê tông còn sót lại sẽ làm phát sinh các hư hỏng do nén ở dưới đáy tấm

2.4 Các đoạn dẫn vào cầu

Khi thiết kế mặt đường bê tông tại các đoạn dẫn vào các công trình cần phải lưu ý xem xét đặc biệt các vấn đề sau đây:

• Lún không đều (chênh lệch) giữa mố cầu và đoạn dẫn vào cầu cần phải được giải quyết thoả đáng bằng cách làm các tấm chuyển tiếp (xem hình vẽ phụ lục A)

• Sự lún không đều nghiêm trọng trong phạm vi gần cầu sẽ làm giảm nhiều độ bằng phẳng.

• Sự dãn dài và hiện tượng tấm bị xô dồn cần phải được ngăn chặn để không làm các công trình liền kề bị hư hỏng.

Làm các khe cô lập hoặc các khe dãn có thể giải quyết thoả đáng được các chuyển động còn lại trong phạm vi giữa mặt đường và công trình.

TCVN xxxx:xx

26

2.4.1 Các tấm chuyển tiếp. Việc sử dụng các tấm chuyển tiếp ở chỗ mặt đường tựa kề vào một công trình là rất cần thiết, không kể đến chiều cao nền đường là bao nhiêu, vì các lý do sau:

• Hiện tượng lún dưới mặt đường bê tông gần mố cầu có ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bằng phẳng và có thể làm hỏng khe dãn.

• Sữa chữa hình dạng bề mặt của mặt đường đắt và khó, nhất là tại các khe dãn.

Trước kia các tấm tiếp giáp thường được nối vào mố cầu bằng các thanh thép truyền lực nằm ngang. Cách thiết kế này không nên dùng. Các thanh truyền lực rất có thể ở trạng thái chịu lực thường trực và lực kháng ma sát phát sinh có thể truyền các lực ngang vào mố cầu. Các thanh truyền lực làm việc lâu dài sẽ làm các lỗ trong bê tông méo mó có dạng trái xoan, làm giảm hiệu quả truyền tải trọng của thanh truyền lực.

Thêm vào nữa khi các thanh truyền lực gãy hỏng hoàn toàn thì có thể sẽ làm cho hoạt tải truyền hết cho mố.

Cách thiết kế bố trí được ưa thích tại gần mố cầu được giới thiệu trong hình vẽ ở phục lục A. Nơi mặt đường bê tông được xây dựng liền kề với một công trình, mà công trình này không có đòn chìa (tay đỡ), thì ngoài phương án dùng các thanh truyền lực thì có lẽ không còn phương án nào nữa.Trong tình huống đó cần phải tiến hành kiểm tra kết cấu của mố cầu và phải có quy định bảo vệ chống rỉ.

Tấm chuyển tiếp điển hình có chiều dài 3 – 6 m là phương án trung gian thực tế thích hợp cho cả độ cứng cần thiết và chi phí.

2.4.2 Các neo cuối (neo kết thúc) Các neo cuối có các chức năng sau:

• Trong mặt đường có khe nối, neo sẽ làm giảm thiểu các chuyển động (cả hướng ngang và cả quay) trong tấm bê tông cuối; nếu không có neo thì sẽ gây nguy hiểm cho sự toàn vẹn của mặt đường mềm tựa kề. Các chuyển động quay phát sinh mỗi lần xe nặng chạy qua và chuyển động nằm ngang phát sinh khi nhiệt độ thay đổi.

• Trong tất cả các loại mặt đường cứng (có khe nối và bê tông cốt thép liên tục) các neo cuối sẽ ngăn ngừa hiện tượng xô dồn của các tấm vào các công trình hoặc vào mặt đường mềm. Khi không có các neo, trong vòng 100-500 m cuối mặt đường có thể bị đẩy ra phía ngoài do dãn nhiệt lớn. Nếu có các viên sỏi sạn lọt vào các khe thì chuyển động ấy sẽ còn rõ ràng hơn.

• Trong các mặt đường có khe nối, độ mở rộng của khe do bê tông co lại rất có thể vượt giới hạn quy định để sự cài móc của các hạt cốt liệu còn hiệu quả và có thể vượt cả độ mở rộng đã được thiết kế để chèn khe.

• Trong tất cả các loại mặt đường cứng, sự vươn dài của tấm ra phía ngoài rất có thể gây hư hỏng cho các công trình hoặc mặt đường (liền kề).

a) Mặt đường bê tông cốt thép liên tục

Ở các nước, người ta làm các giá neo hoặc những dầm cánh rộng cho mặt đường bê tông cốt thép liên tục. Cách làm thích hợp được xác nhận là làm ba neo và việc làm dầm cánh rộng phụ thêm cho các neo là không cần thiết.

b) Mặt đường bê tông thông thường có khe nối và mặt đường bê tông cốt thép có khe nối.

TCVN xxxx:xx

27

Thực tế ở các nước, việc thiết kế các đoạn kết thúc đối với mặt đường bê tông có khe nối có tầm quan trọng ít hơn nhiều so với mặt đường bê tông cốt thép liên tục. Lý do về điều đó không rõ ràng vì rằng các nguyên tắc là áp dụng chung cho cả hai, và ảnh hưởng tác động của sự vươn dài của tấm là lớn. Vì lý do ấy, nên làm các neo cuối cho tất cả mặt đường có khe nối.

Sự biến đổi nhiệt độ và độ ẩm trong phạm vi tấm cuối luôn là nguyên nhân gây ra các chuyền động tại mặt phân cách của bê tông và mặt đường mềm, vì thế nên đặt neo càng gần khe nối càng tốt để giảm bớt mức độ chuyển động.

c) Các neo trên dốc

Dùng các neo mặt đường để ngăn các tấm bê tông (của mặt đường bê tông có khe nối) “dồn” xuống, do tác dụng của chu kỳ dãn và co do nhiệt và dưới ảnh hưởng của dốc. Người ta đã đo đạc hiện tượng “xô dồn” trong nhiều mặt đường và thấy làm các neo là một cách giải quyết thích hợp. Mặc dù được sử dụng phổ biến nhưng công nhận là vấn đề này vẫn còn tồn tại; có ít thông tin trong các tài liệu, ấn phẩm về việc bảo đảm cho việc sử dụng hoặc cho việc thiết kế các neo này. Ở Hoa Kỳ đã ghi lại được sự cố gây hư hỏng lớn các mố cầu, nhưng trong báo cáo không nói hư hỏng này là chỉ do mặt đường “vươn dài” (do cuội sỏi rơi vào khe và/hoặc do dãn nhiệt quá lớn) hay là do cả “xô dồn” trên dốc. Không thể đánh giá thấp khả năng bị “xô dồn”, vì thế có thể là do các hậu quả của hiện tượng “xô dồn” chưa được thừa nhận một cách đầy đủ.

Thiết kế các neo căn cứ vào những kinh nghiệm hiện trường trong khi sử dụng các neo cuối trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục. Thực tế chỉ nên dùng neo trên dốc khi nào dốc lớn hơn 4%.

2.5 Bó vỉa

Loại và vị trí của bó vỉa, giải phân cách, đảo giao thông có ảnh hưởng quan trọng đến việc thiết kế bố trí các khe nối và cần phải được xem xét ở giai đoạn đầu. Ở nơi bó vỉa được đặt trên mặt của mặt đường bê tông xi măng poóc lăng, cần mở rộng mặt đường để dễ đặt bó vỉa và để tạo ra độ mở rộng kết cấu cho mặt đường ra xa vệt xe chạy. Các bó vỉa nhẹ đóng góp ít về mặt kết cấu cho mặt đường, đơn thuần chỉ được liên kết với mặt đường để đề phòng tác động của tải trọng. Cấu kiện bó vỉa và rãnh thoát nước kết hợp được đặt dọc mép mặt đường bê tông (xem hình vẽ ở phụ lục A). Có thể cho rằng chúng có đóng góp về mặt kết cấu cho mặt đường (làm tăng độ cứng mép mặt đường), miễn là chúng đủ vững chắc (bê tông 35 MPa) và được liên kết thoả đáng với mặt đường bê tông. Khía cạnh này sẽ được bàn luận ở dưới.

Có thể đặt các loại bó vỉa này ngang đáy lớp móng (chiều sâu đặt bó vỉa bằng chiều dày tấm bê tông cộng chiều dày lớp móng), hoặc đặt ở mặt lớp móng. Cần phải xem xét thiết kế chiều dày thích đáng cho bó vỉa (tại đáy rãnh) và hướng thoát nước ở mặt phân cách của tấm bê tông mặt đường với lớp móng.

Bó vỉa dạng “New Jersey” được đặt ngay trên mặt của mặt đường, và thường không cần phải gắn vào mặt đường. Tuy nhiên, khối lượng của chúng khá lớn và như vậy cần phải xem xét các ứng suất do chúng gây ra trong mặt đường. Có hai vấn đề chính là:

• Các ứng suất kéo phụ ngay khi bê tông co sẽ phát sinh nếu đặt bó vỉa ở một chỗ nào đó khác với trung tâm của chiều rộng được liên kết. Nếu đặt bó vỉa New Jersey cách xa trục trung tâm của một làn xe, thì chuyển đổi khối lượng bó vỉa ra một chiều rộng phụ

TCVN xxxx:xx

28

tương đương của mặt đường tại vị trí ấy (khi xét về lực ma sát), và bố trí thêm các thanh thép liên kết (nếu cần thiết) trong các khe dọc liền kề (tính các thanh liên kết như ở 2.5, Chương 2 của TCTKMĐC).

• Nếu đặt bó vỉa trên mép của một tấm bê tông thì sẽ phát sinh các mômen uốn phụ trong điều kiện tấm bị cong lõm. Trong trường hợp này, cần giảm chiều rộng lớn nhất của tấm bê tông.

Cấu kiện bó vỉa và rãnh thoát nước cần được liên kết với mặt đường để làm tăng cường độ của mép đường và không cho chúng tách xa ra. Hiệu quả của việc liên kết sẽ phụ thuộc nhiều vào phương pháp kết dính các thanh liên kết vào bó vỉa. Điều này được áp dụng nhất là trong trường hợp cấu kiện bó vỉa đúc sẵn, nhưng cũng áp dụng cho những nơi mà các bó vỉa đổ bê tông độc lập bằng cốp pha trượt.

Không thể có sự dính kết bằng cách chỉ đơn giản cắm các thanh liên kết vào cấu kiện bó vỉa vừa mới đổ bê tông xong. Điều này là chắc chắn, bởi vì còn phải kể đến độ khô và tính chất cốt liệu của hỗn hợp. Khi xem xét các vấn đề trên, thấy rõ ràng là các bó vỉa được rải bằng cốp pha trượt và dùng hỗn hợp BTXM pooclăng có tính năng phục vụ tốt hơn so với bó vỉa đúc bằng hỗn hợp bê tông khô rồi láng vữa ngoài mặt, được chế tạo trong các thiết bị đúc bó vỉa nhỏ; vì thế nên quy định sử dụng trong thực tế loại bỏ vỉa được rải bằng cốp pha trượt

Quy định dùng thanh thép liên kết có đường kính 12 mm cho mối nối bó vỉa, khoảng cách lớn nhất của các thanh là 1m.

2.6 Sơ đồ hình học của các khe nối

Đoạn này hướng dẫn cách chuẩn bị sơ đồ hình học của các khe nối trong các tình huống khác nhau, chưa được cung cấp trong các phần trước. Việc xem xét các nhân tố ấy có thể làm đơn giản hoá công việc thiết kế và thi công mặt đường.

2.6.1 Các tấm có hình dạng khác thường. Gọi là các tấm có hình dạng khác thường khi tỉ số giữa chiều dài và chiều ngắn nhất vượt quá 1.6, hoặc khi kiểu của khe nối tạo ra một góc nhỏ hơn 800 giữa hai cạnh kề nhau của tấm.

Không nên có những tấm hình dạng khác thường vì rằng các ứng suất tổ hợp thường làm phát sinh những đường nứt trung gian và do đó cần phải gia cường các tấm này bằng lưới thép.

Trong những mặt đường có chiều rộng tổng cộng được liên kết vượt qúa khoảng 12m thì các làn xe ở giữa sẽ chịu các ứng suất lớn trong trục dọc. Đối với những tấm ấy, không nên có tỷ số chiều rộng trên chiều dài quá lớn; giới hạn hợp lý của tỷ lệ này vào khoảng 1.4. Khi vượt quá giới hạn tỷ lệ này phải bố trí cốt thép. Tình trạng này thường gặp trong các nút giao vòng đảo rất lớn.

Việc dùng các tấm lưới thép riêng rẽ có thể gây nhiều vấn đề phiền phức cho việc rải bê tông bằng cốp pha trượt, do đó nên sử dụng ít các tấm có hình dạng khác thường.

Thường có thể giải quyết được vấn đề này bằng cách sắp xếp lại sơ đồ hình học hoặc của các khe ngang hoặc của các khe dọc.

TCVN xxxx:xx

29

2.6.2 Các khe nối lệch Chỉ có các khe nối có thanh liên kết mới có thể nối lệch được. Nối lệch các khe nối đang hoạt động như các khe co, khe dãn, khe cô lập sẽ gây ra tình trạng khe nối “bị khoá” bởi các tấm bê tông cốt thép liền kề, và như thế là mâu thuẫn với thông lệ cơ bản thiết kế khe nối.

Tấm bê tông đối diện trực tiếp với khe nối lệch cần phải gia cường bằng lưới thép.

Trước kia, thường chỉ cần gia cường tấm bê tông nối lệch bằng một dải lưới thép hẹp kề với khe nối lệch. Hiện nay người ta cho rằng toàn tấm bê tông cần được gia cường lưới thép, như thế sẽ bảo đảm là đường nứt phản ánh được dự kiến trước sẽ được giữ khít lại trên khắp chiều rộng của tấm bê tông.

Một ngoại trừ với thông lệ trên được áp dụng khi khe nối lệch cắt một khe cô lập. Trong trường hợp này khe nối lệch không thể truyền tác động vào tấm bê tông liền kề được, và tấm ấy không thể làm ảnh hưởng đến sự chuyển động trong khe nối liền kề.

2.6.3 Các đoạn vuốt và các nhánh rẽ. Thiết kế hợp lý các đoạn vuốt nhằm tăng được tổng diện tích rải bê tông bằng cốp pha trượt mà không bị gián đoạn, sẽ đem lại lợi ích về cả hai mặt kinh tế và độ bằng phẳng. Về vấn đề này cần xem xét các điểm sau đây:

a) Thiết kế hình học.

Máy rải cốp pha trượt cần phải hoạt động chậm khi chuyển hướng trên đường bằng và dốc. Do đó, các đường cong bán kính nhỏ có thể cản trở hoạt động của máy ở các đoạn nhánh rẽ và nút giao. Một đặc điểm thiết kế để giải quyết các vấn đề trên là dùng đường cong có bán kính nhỏ tại mũi nhọn đầu nhánh rẽ. Trong phần lớn trường hợp một đoạn chuyển tiếp dài có thể làm cho công việc thi công đơn giản hơn, và chi phí giảm đi dù cho có phải tăng diện tích rải bê tông lên.

b) Kết thúc đoạn vuốt.

Các tấm vuốt hẹp trong mặt đường bê tông không tốt về mặt kết cấu và khó thi công, cả bằng phương pháp cốp pha trượt và phương pháp cốp pha cố định. Kích thước tối thiểu nên dùng là 1.0m, và tối thiểu tuyệt đối là 0.6 m.

c) Rải bê tông suốt cả mặt đường.

Bố trí các chỗ nối bất cứ ở chỗ nào có thể, sao cho có thể rải bê tông liên tục suốt cả mặt đường, không bị gián đoạn qua các nút giao.

d) Đoạn chuyển tiếp siêu cao.

Cần nhớ rằng ngay ở giai đoạn thiết kế đã cần bố trí các khe nối đặt khuôn (rải bê tông bằng phương pháp cốp pha trượt hoặc cốp pha cố định) dọc theo tất cả các đường đỉnh, vì thế cần phải giảm chiều dài các đoạn chuyển tiếp ở bất cứ nơi nào có thể trong các khu vực không quá khó khăn.

e) Hậu cần trong thi công.

Cần phải xem xét các khía cạnh như việc cung cấp bê tông cho công tác thi công ở hiện trường. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những nơi mà cốt thép hoặc các thanh truyền lực sẽ làm cản trở lối vào của xe máy dọc theo làn xe đang thi công. Việc mở rộng cục bộ nền đào hoặc nền đắp có thể thích hợp cho trường hợp xe trút bê tông bên cạnh.

TCVN xxxx:xx

30

Chiều rộng chỗ mở rộng ở nền đào thông thường khoảng 1.5 m, để đủ chỗ bố trí các dây dẫn hướng và máy rải đi lại.

2.6.4 Các bản vẽ hợp đồng. Thông thường cần rất nhiều chi tiết thiết kế tại các nút giao và các đoạn chuyển tiếp mở rộng.

Không may là không bao giờ có hai chỗ giao cắt hoàn toàn giống nhau về hình học, vì thế thường cần phải có một số bản vẽ thiết kế riêng.

Trong một số trường hợp các bản vẽ thiết kế điển hình có thể làm thoả mãn được, tuy nhiên việc áp dụng các bản vẽ này cho từng vị trí riêng biệt thường là khó khăn, nên tốt hơn hết là chuẩn bị các bản vẽ riêng ở hiện trường thi công.

2.7 Mở rộng mặt đường.

Việc mở rộng mặt đường bê tông hiện hữu đòi hỏi phải xem xét các khía cạnh sau:

• Khe dọc liệu có phải chịu đựng nhiều xe nặng chạy qua không? Nếu có thì cần phải có biện pháp truyền tải trọng, và cách nào để truyền tải trọng có hiệu quả nhất?

• Mặt đường hiện hữu liệu có thích hợp về mặt kết cấu cho cách mở rộng bằng các thanh liên kết không?

• Hình dạng của mặt đường làm mới liệu có tương hợp với đường hiện hữu không?

Xem xét tính tương hợp của mặt đường bê tông xi măng, của lớp móng và các cách thoát nước.

Như là một thông lệ chung, phần mở rộng phải cùng một dạng như mặt đường hiện hữu, nghĩa là mở rộng mặt đường bê tông cốt thép liên tục bằng mặt đường bê tông cốt thép liên tục, mặt đường bê tông có khe nối bằng mặt đường bê tông có khe nối (với khoảng cách khe nối tương hợp).

Vì phạm vi các điều kiện có thể gặp là lớn nên khó đưa ra các thiết kế điển hình mở rộng mặt đường bê tông. Tuy nhiên các chỉ tiêu thiết kế mở rộng rất có thể tương tự như đối mặt đường bê tông làm mới, vì thế có thể theo các quy định đã được đề cập ở trước trong Chương này, nhất là các chỉ dẫn, quy định liên quan đến các khe dọc.

2.8 Các lớp móng.

Trong mặt đường bê tông, tấm bê tông thực tế cung cấp toàn bộ khả năng kết cấu của mặt đường, vì thế cường độ của lớp móng trên và lớp móng dưới ít ảnh hưởng đến việc thiết kế chiều dầy tấm. Làm lớp móng nằm dưới tấm bê tông xi măng poóc lăng vì những lý do sau:

• để giảm độ võng tại các khe nối, như vậy sẽ làm tăng hiệu quả truyền tải trọng qua các khe co do nhờ sự cài móc của các hạt cốt liệu;

• để có được một bệ đỡ đồng nhất dưới mặt đường;

• để làm chức năng một lớp thu nước trên các lớp bằng vật liệu hạt (cấp phối) nằm ở dưới.

• để ngăn ngừa xói mòn và phụt bùn nước tại các khe nối và các mép tấm;

• để trợ giúp kiềm chế hiện tượng co ngót và trương nở quá mức của đất nền đường ;

• để tạo một mặt bằng thi công ổn định cho các máy móc thi công hoạt động.

TCVN xxxx:xx

31

2.9 Lề đường

Lợi ích về mặt kế cấu và về mặt khai thác của lề đường đã được thừa nhận từ lâu trên phạm vi thế giới.

Đáng ngạc nhiên là theo thói quen người ta thường không làm các lề đường. Điều này được giải thích là do cách giải quyết chỉ căn cứ thuần tuý vào chi phí ban đầu, và trong một số trường hợp là do cách giải quyết bị ảnh hưởng bởi các cứu xét của chính quyền.

Ở Thụy Sĩ, Pháp, Úc, Nam phi, bang Geocgia (Hoa Kỳ) người ta có thói quen làm các lề đường bằng bê tông.

Các nhà chức trách thừa nhận rằng việc sử dụng lề đường liên kết bằng bê tông là một đóng góp quan trọng cho tính năng chất lượng của mạng lưới đường trong nước họ.

Ở Hoa Kỳ, việc thay thế các lề đường mềm (bê tông nhựa) bằng lề đường bê tông xi măng đã trở thành một ưu tiên chủ yếu đối với nhiều nhà chức trách ở các Bang, để cố gắng kéo dài tuổi thọ mặt đường. Trong phần bổ sung 1998 của AASHTO có đưa vào các tu chỉnh thiết kế cho phép giảm chiều dầy tấm mặt đường bằng cách kết hợp sử dụng các lề đường liên kết bằng bê tông.

Trước kia các lề đường đôi khi được xây dựng theo một tiêu chuẩn thấp hơn tiêu chuẩn của phần xe chạy, vì có quan điểm cho rằng lề đường chỉ là làn dừng xe khẩn cấp. Tuy nhiên hiện nay, cùng với việc công nhận sự đóng góp về mặt kết cấu của lề đường tăng lên, người ta xây dựng lề đường theo một tiêu chuẩn giống như tiêu chuẩn của các làn xe.

Các lợi ích của lề đường bằng bê tông như sau:

• Làm giảm các ứng suất mặt đường.

• Kiềm chế độ ẩm (nước thấm) Làm lề đường liên kết bằng bê tông xi măng sẽ giảm thiểu hiện tượng nước thấm qua dưới mép mặt đường, đem lại lợi ích rõ ràng cho tuổi thọ của mặt đường.

• Lợi ích thi công: Khi rải lề đường thành một khối thống nhất với cả mặt đường thì dùng lề đường bằng bê tông có thể là một sự lựa chọn thích hợp và kinh tế nhất

TCVN xxxx:xx

33

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CHIỀU DẦY

3.1 Phần mềm máy tính

Phần mềm máy tính cần cho tính toán và các Chương trình miễn phí theo đơn vị đo US (Hoa Kỳ) đã có sẵn có thể tải xuống từ địa chỉ http://www.fhwa.dot.gov/pavement/tpp/rigidorder.cfm và http://www.ltpp-products.com. Ở Chương 5 của Bản chỉ dẫn kỹ thuật có cho các ví dụ sử dụng phần mềm. Để tránh các sai số trong khi chuyển đổi đơn vị và tính toán trong các phương trình tính toán chiều dầy, nên dùng phần mềm đã có bằng cách đổi các đơn vị đo theo SI (hệ thống quốc tế) của số liệu đầu vào ra đơn vị đo theo US, và đổi số liệu về chiều dầy ra trở lại theo đơn vị đo của SI. Bản chuyển đổi các đơn vị đo theo SI sang US được đưa vào Chương 4 của Bản Chỉ dẫn kỹ thuật.

Hiệp hội đường bộ và Ban điều hành công trình (FHWA) của Hoa Kỳ hỗ trợ “Chương trình tính năng (chất lượng) dài hạn của mặt đường” (LTPP) của Hoa Kỳ và cho biết là Bản bổ sung 1998 hiện nay chưa có một Chương trình phần mềm theo đơn vị đo SI. FAWA khuyến nghị rằng website thứ hai là phiên bản được cải tiến của website đầu, không có các vấn đề “an toàn vĩ mô” (macro security). Chỉ đơn giản tìm đến địa chỉ, đăng ký tên và từ khoá (password) và phần mềm dưói tên “Products/LTPP Pavement online”. Phần mềm này cũng kèm theo một ví dụ tính toán như được giới thiệu trong hình 3.1 dưới đây. Các “con số” trong ví dụ này có thể được thay đổi theo tính toán của người sử dụng, sau đó có thể lưu giữ các con số này hoặc xuất cho các người sử dụng khác bằng thư điện tử. Tính lặp chiều dầy được thực hiện ngay khi tất cả các số liệu đầu vào được tiếp nhận.

Khi đã lựa chọn số liệu đầu vào với các giá trị giống như trong “Bản bổ sung 1998 của AASHTO” thì phần mềm sẽ cho các bảng triển khai tính toán cùng với các bảng tính toán hỗ trợ hệ số k đã được hiệu chỉnh theo mùa và Tổng tải trục đơn tương đương tính toán (ESALs).

Một khi chiều dầy của tấm bê tông xi măng đã được tính ra, phần mềm còn cho các bảng tính về độ nhạy của một khoảng của các số liệu đầu vào, như đã giới thiệu trong các ví dụ ở hình 3.2 và 3.3. Phần mềm này cho phép đánh giá nhanh chóng ảnh hưởng của các số liệu đầu vào được điều chỉnh.

Sử dụng phần mềm này làm cho công việc tính toán chiều dầy nhanh chóng và không phức tạp.

3.2 Cường độ chịu kéo uốn.

Độ lệch tiêu chuẩn của cường độ chịu kéo uốn (modun phá hỏng) được quy định trong 3.2.2.5 của Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng. Trị số này có thể có được từ các số liệu địa phương. Nếu không có các số liệu địa phương, có thể tham khảo trị số thông thường nằm trong khoảng từ 0.3 MPa đến 0.5 MPa khi hỗn hợp bê tông được kiểm soát tốt.

TCVN xxxx:xx

34

Hình 3.1 Ví dụ ở trong phần mềm

TCVN xxxx:xx

35

Hình 3.2 Phân tích độ nhạy của ESALs đối với giá trị k đã được hiệu chỉnh theo mùa

Hình 3.3 Phân tích độ nhạy của chiều dầy tấm đối với ESALs

TCVN xxxx:xx

36

3.3 Xác định giá trị modun phản lực nền k bằng phương pháp đo chậu võng trên mặt đường bê tông xi măng.

Trong Chương 6 (TCTKMĐC) đã trình bày phương pháp xác định trị số k theo phương pháp đo chậu võng bằng thiết bị FWD trên mặt đường bê tông và bằng toán đồ theo “Chỉ dẫn kỹ thuật của AASHTO – 1993” (xem 6.2.5.4 Chương 6 - TCTKMĐC).

Trong “Bản bổ sung 1998 của AASHTO “ có trình bày một phương pháp đo và các phương trình tính toán giá trị k một cách chính xác hơn.

Trình tự đo và tính toán giá trị k như sau:

3.3.1 Tiến hành đo chậu võng dọc suốt tuyến đường, tại các khoảng cách đủ để đánh giá đúng các điều kiện mặt đường. Các khoảng cách tiêu biểu là 30m đến 300m. Các đầu đo độ võng (đầu cảm biến) đặt tại 0, 203, 305, 457, 610, 915, và 1524 mm (0, 8, 12, 18, 24, 36, 60 in) cách tâm tấm đặt tải. Đo võng tại vệt bánh xe phía ngoài. Nên dùng loại thiết bị đo võng có tải trọng 40 kN (9000 lbf) như thiết bị FWD (xem hướng dẫn đo võng ASTM D4694 và D4695).

3.3.2 Tính trị số “AREA”. Dùng phương trình 3.1 tính “AREA7” cho từng chậu võng, đối với mặt đường bê tông xi măng (không có lớp bê tông nhựa ở trên tấm bê tông):

AREA7 =

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

0

1524

0

915

0

610

0

457

0

305

0

203 1218965644.25d

dd

dd

dd

dd

dd

d ,mm [3.1]

Trong đó d0 - độ võng tại tâm tấm đặt tải, mm di - độ võng tại 0, 203, 305, 457, 610, 915 và 1524 mm kể từ tâm của tấm, mm.

3.3.3 Ước tính giá trị l est với giả thiết là tấm có kích thước vô hạn. Có thể tính bán kính của độ cứng tương đối l est của tấm bê tông xi măng (giả thiết là có kích thước vô hạn) bằng phương trình sau:

l est = 25.4

566.27

698.07359

REA1524ln

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ − A

[3.2]

Trong đó l est - bán kính của độ cứng tương đối của tấm bê tông xi măng (với giả thiết tấm có kích thước vô hạn, mm) AREA7 – giá trị tính bằng mm, từ phương trình 3.1.

3.3.4 Ước tính gia trị k với giả thiết tấm có kích thước vô hạn (đối với mặt đường BTXM không có lớp bê tông nhựa ở trên tấm bê tông) bằng phương trình sau:

kest = 986866( )20

*0

estddPl×

× [3.3]

Trong đó kest - ước tính giá trị modun phản lực nền đất, (giá trị kđộng tính ngược), tính bằng kPa/mm

TCVN xxxx:xx

37

P - tải trọng, tính bằng kN [ dùng loại 40 kN – (9000 lbf)]; d0 - độ võng đo tại tâm của tấm đặt tải, mm; l est - ước tính bán kính của độ cứng tương đối, mm, đã tính từ phương trình 3.2

d0* - hệ số không thứ nguyên của độ võng tại tâm của tấm đặt tải, tính theo phương trình

3.4:

d0* = 0.1245

( )[ ]esteel07565.014707.0 −− [3.4]

3.3.6 Tính các nhân tố hiệu chỉnh AFdo cho d0 và AF l cho l đối với tấm bê tông có kích thước hữu hạn theo phương trình sau:

AFdo = 1 – 1.15085e-0.71878

80151.0

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

tse

Ll

[ ]5.3

AF l = 1 – 0.89434e-0.61662

04831.1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

est

Ll [ ]6.3

Trong đó l est - ước tính bán kính của độ cứng tương đối, tính từ phương trình 3.2

L - trị số tính bằng mm, phụ thuộc vào chiều dài L l và chiều rộng Lw của tấm bê tông, được xác định như sau: Nếu chiều dài tấm bê tông L l nhỏ hơn hoặc bằng 2 lần chiều rộng tấm Lw, thì L sẽ bằng căn bậc hai của tích số chiều dài và chiều rộng tấm, tính bằng mm. Nếu chiều dài tấm L l lớn hơn hai lần chiều rộng tấm Lw, thì L sẽ bằng tích số của căn bậc hai của 2 với chiều dài tấm L l , tính bằng mm:

Nếu L l ≤ 2 x Lw thì L = wLL ×l [ 3.7]

Nếu L l > 2 x Lw thì L = 2 x L l [ 3.8]

3.3.6 Hiệu chỉnh giá trị k đối với tấm bê tông có kích thước hữu hạn:

Giá trị k đã được hiệu chỉnh từ giá trị ước tính ban đầu kest, được xác định theo phương trình sau:

k = do

2est

AF)(AFk×l

[3.9]

3.3.7 Tính giá trị trung bình kđộng.

Trước tiên loại bỏ khỏi tính toán giá trị trung bình k mọi trị số không thực tế (nghĩa là các trị số nhỏ hơn 14 kPa/mm [50psi/in] hoặc lớn hơn 407 kPa/mm [1500psi/mm], cũng như các trị số cá biệt nằm hẳn ở ngoài giới hạn của các trị số còn lại.

Sau đó tính giá trị trung bình kđộng của nền đất đối với tất cả các chậu võng đã được đo.

3.3.8 Tính giá trị ước tính trung bình của ktĩnh dùng trong thiết kế (của một mùa trong năm).

Để ước tính giá trị trung bình của ktĩnh dùng trong thiết kế, lấy giá trị trung bình của kđộng chia cho 2.

TCVN xxxx:xx

38

Biểu mẫu xác định giá trị k từ các số liệu đo chậu võng trên mặt đường BTXM (không có lớp bê tông nhựa ở trên mặt tấm bê tông) được giới thiệu ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Biểu mẫu xác định k thiết kế của nền đất, từ các số liệu đo chậu võng trên mặt đường BTXM (không có lớp bê tông nhựa ở trên tấm bê tông)

Các bước tính Theo phương trình số Giá trị tính được

d0 ______________

d203 ______________

d305 ______________

d457 ______________

d610 ______________

d915 ______________

d1524 _____________

AREA7 [3.1] ______________

Ước tính ban đầu l est [3.2] ______________

Trị số không thứ nguyên d0* [3.4] ______________

Ước tính ban đầu kest [3.3] ______________

AFd0 [3.5] ______________

AF l [3.6] ______________

Giá trị k đã được hiệu chỉnh [3.9] ______________

(1) Giá trị trung bình của kđộng _______________

Giá trị trung bình của ktĩnh dùng trong thiết kế

______________

Chú thích Ví dụ cả đoạn đường chỉ được đo chậu võng tại một vị trí. (1) Nếu đo ở nhiều vị trí thì phải tính trị số trung bình, sau khi đã loại bỏ các trị số không thực tế (xem điểm 3.3.7 ở trên) (2) Ví dụ tính toán giá trị k theo phương pháp đo 7 điểm được trình bày ở Chương 5, Mục 5.7, Ví dụ 2.

Sau khi đã xác định được giá trị trung bình của ktĩnh trong một mùa của năm, cần xác định giá trị ktĩnh hữu hiệu đã được điều chỉnh theo các mùa trong năm. Phương pháp, trình tự và ví dụ tính giá trị ktĩnh hữu hiệu này đã trình bày ở 3.2.1.3 Chương 3 - TCTKMĐC.

Trong trường hợp cần thiết, còn có thể hiệu chỉnh giá trị k hữu hiệu, kể đến ảnh hưởng của lớp cứng nằm dưới nền đất và/ hoặc của nền đắp trên nền đất thiên nhiên. Dùng toán đồ 3.4 để hiệu chỉnh giá trị k hữu hiệu đã được hiệu chỉnh theo mùa, khi có đắp vật liệu đắp nền lên trên nền đất thiên nhiên, hoặc/và khi có một lớp cứng (ví dụ lớp đá hoặc tầng sét cứng) ở độ sâu bằng và nhỏ hơn 3m (10ft) kể từ mặt của nền đất thiên nhiên. Cần chú ý là sự hiệu chỉnh do có lớp cứng này chỉ áp dụng khi xác định giá trị k theo phương pháp dựa trên các loại đất hoặc dựa trên các tương quan tương tự (như tương quan k với CBR, k với DCP.). Nếu giá trị k được xác định từ thử nghiệm đo chậu võng (phương pháp không phá hoại) như đã trình bày ở trên hoặc từ thử nghiệm bằng tấm ép chịu tải, thì ảnh hưởng của lớp cứng (nếu có và ở độ sâu bằng và nhỏ hơn 3m) đã được kể đến trong giá trị k thu được.

TCVN xxxx:xx

39

Tuy nhiên, theo phân tích độ nhạy, giá trị k có thể thay đổi lớn nhưng chỉ ảnh hưởng ít đến chiều dầy lớp phủ gia cường (xem 6.2.5.4.3 Chương 6 – TCTKMĐC).

TCVN xxxx:xx

40

Hình 3.4 - Hiệu chỉnh giá trị k do ảnh hưởng của lớp cứng và/hoặc của đất đắp.

1447 1608 1769 1930 2091 2251 2412 kg/m3

90 100 110 120 130 140 150 (lb/ft3)

Chiều dày đất đắp Khối lượng thể tích đất đắp

200 400 600 psi/in 54 108 163 kPa/mm

Giá trị k hiệu chỉnh

m ft

3.6 12

3.05 10

2.44 8

1.83 6 1.22 4 0.61 2

200 54

400 108

psi/ kPa/mm

Nhập k cho nền đất thiên nhiên

kPa/mm 163 108 54

> 10 ft > 3.05 m

≤ 10 ft ≤ 3.05 m Độ sâu

đến lớp cứng

1 ft = 0.305m

1psi/in = 0.271 kPa/mm

1lb/ft3 = 16.081 kg/m3

Ví dụ:

k cho nền đất thiên nhiên: 27 kPa/mm (100 psi/in)

Độ sâu đến lớp cứng: 1.5 m < 3 m (10 ft)

Chiều dày đất đắp: 1.83 m (6 ft)

Khối lượng thể tích đất đắp 2091 kg/m3 (130 lb/ft3)

Lời giải: k hiệu chỉnh = 68 kPa/mm (250 psi/in)

TCVN xxxx:xx

41

CHƯƠNG 4 BẢNG CHUYỂN ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG

Bảng 4.1 Bảng đổi đơn vị từ US sang SI

Đổi sang đơn vị đo SI

Ký hiệu Khi biết Nhân cho Để tìm ra Ký hiệu

Chiều dài

In inches 25.4 milimét mm

ft feet 0.305 mét m

yd yards 0.914 mét m

mi miles 1.61 kilômét km

Diện tích

in2 square inches 645.2 milimét vuông mm2

ft2 square feet 0.093 mét vuông m2

ya2 square yards 0.836 mét vuông m2

mi2 square miles 2.59 kilômét vuông km2

Thể tích

ft3 cubic feet 0.028 mét khối m3

ya3 cubic yards 0.765 mét khối m3

Khối lượng

oz ounces 28.35 gam g

lb pounds 0.454 kilôgam kg

Tốc độ gió

mph miles per hour 1.61 kilômét trên giờ km/h

Nhiệt độ oF Fahrenheit (F-32) / 1.8 Celsius oC

Phản lực nền đất

psi/in (pci) 0.271 kPa/mm

Lực và áp lực hoặc ứng suất

lbf Poundforce 4.45 niutơn N

lbf/in2 Poundforce per square inch

6.89 kilôpascal kPa

Ghi chú: 1kip = 1000 lbf

TCVN xxxx:xx

42

Bảng 4.2 Bảng đổi đơn vị từ SI sang US

Đổi từ đơn vị SI

Ký hiệu Khi biết Nhân cho Để tìm ra Ký hiệu

Chiều dài

mm milimét 0.039 inches in

m mét 3.28 feet ft

m mét 1.09 yards ya

km kilômét 0.621 miles mi

Diện tích

mm2 milimét vuông 0.0016 square inches in2

m2 mét vuông 10.764 square feet ft2

m2 mét vuông 1.195 square yards yd2

ha hecta 2.47 acres ac

km2 kilômét vuông 0.386 square miles mil2

Thể tích

m3 mét khối 35.314 cubic feet ft3

m3 mét khối 1.307 cubic yards yd3

Khối lượng

g gam 0.035 ounces oz

kg kilôgam 2.202 pounds lb

Tốc độ gió

km/h klômét trên giờ 0.62 miles per hour mph

Nhiệt độ oC Celsius 1.8C + 32 Fahrenheit oC

Phản lực nền đất

kPa/mm 3.69 psi/in

Lực và áp lực hoặc ứng suất

N Niutơn 0.225 pound force lbf

kPa kilopascals 0.145 pound force/ square in lbf/in2

TCVN xxxx:xx

43

CHƯƠNG 5 CÁC VÍ DỤ TÍNH TOÁN

Các ví dụ tính toán trong thiết kế mặt đường cứng được giới thiệu trong bảng 5.1

Bảng 5.1 Các ví dụ tính toán.

Ví dụ số Loại ví dụ Ở mục

1 Tính toán nhân tố ESAL

2 Tính toán tổng tải trọng trục đơn tương đương thiết kế (ESALs)

5.1

1 Tính toán chiều dầy tấm bê tông

2 Tính toán chiều dầy tấm (đơn vị SI) – (kiểm tra bằng tính tay)

3 Tính toán chiều dầy tấm (khi tấm được mở rộng)

4 Tính toán chiều dầy tấm (sử dụng bảng tra cứu)

5 Kiểm tra ứng suất khi khe nối không có thanh truyền lực

5.2

Thiết kế cốt thép dọc cho mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP) 5.3

Thiết kế cốt thép ngang 5.4

Tính toán chiều dầy lớp phủ (gia cường) bằng bê tông nhựa nằm trên mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP) hiện hữu

5.5

Tính toán chiều dầy lớp phủ (gia cường) không dính kết bằng bê tông xi măng trên mặt đường bê tông xi măng hiện hữu

5.6

1 Xác định trị số môdun phản lực nền k bằng thiết bị đo độ võng FWD trên mặt đường bê tông xi măng (theo sơ đồ đo võng ở 4 điểm và dùng toán đồ)

2 Xác định k của nền đất bằng thiết bị đo chậu võng FWD (đo độ võng ở 7 điểm và dùng các phương trình để tính giá trị k)

5.7

TCVN xxxx:xx

44

5.1 Các ví dụ tính toán tổng tải trọng trục đơn tương đương thiết kế (ESALs)

Ví dụ 1:

Xác định nhân tố ESAL thiết kế (D) trên đường hiện hữu ở khu vực lập dự án, sử dụng thiết bị cân xe khi chuyển động (WIM). Biết rằng pt = 2.5 và chiều dầy giả thiết của tấm là 254 mm (10 in).

• Các số liệu đo đếm xe được sắp xếp theo từng loại (xem cột 1 bảng 5.2): xe con và pic cấp; xe bus; xe tải trục đôi, xe tải trục ba và lớn hơn; các xe remoóc và nửa moóc.

• Lưu lượng xe / ngày đêm của các kiểu xe thuộc cùng một loại do thiết bị WIM đã đo đếm, được ghi vào cột 2 (A).

• Nhân tố ESAL (hệ số đổi xe) cho mỗi kiểu xe được xác định theo các bảng C.4, C.5 và C.6 (phụ lục C; TCTKMĐC) và ghi vào cột 3 (B).

• Cột 4 ghi tích số (C) của (A) x (B).

• Nhân tố ESAL thiết kế (D) là một hệ số đổi xe chung cho cả một loại xe, đại diện các

kiểu xe cùng được sắp xếp vào một loại. (D) = ( )( )∑

∑AC

được ghi vào cột 5.

• Trị số nhân tố ESAL thiết kế này (D) sẽ được sử dụng trong ví dụ 2 sau đây

Bảng 5.2

Loại xe Lượng xe hiện tại (ngày)

(A)

Nhân tố ESAL

(B)

Tích số (C) = (A) x (B)

Nhân tố thiết kế ESAL

(D) =)()(

AC

∑∑

262 0.032 8.384 386 0.030 11.580 412 0.028 11.536 360 0.018 6.480 434 0.015 6.510 280 0.012 3.360 189 0.010 1.890 215 0.008 1.720 477 0.008 3.816 244 0.004 0.976 186 0.004 0.744 250 0.003 0.750 447 0.003 1.341 304 0.002 0.608

Xe con và Pick-up

4446)( =∑ A 695.59)( =∑ C

0.013

51 0.90 45.9 86 0.85 73.1 63 0.83 52.3

Xe Bus

47 0.80 37.6

0.85

TCVN xxxx:xx

45

247)( =∑ A 208.9

657 3.12 2049.84 675 2.92 1971.00 438 2.20 963.60 393 1.75 687.75 397 1.62 643.14 368 1.55 570.40 370 1.50 555.00 386 1.40 540.00 569 1.00 586.00 733 0.90 654.70 434 0.85 369.77

Xe tải trục đôi

5420)( =∑ A 60.9599)( =∑ C

1.77

98 6.40 627.20 45 4.60 207.00 66 3.88 256.08 74 3.95 292.30 50 3.65 182.50 53 3.50 185.50 103 1.97 202.91 82 1.95 159.90 40 1.67 66.80 127 1.55 196.85

Xe tải trục ba và lớn hơn

738)( =∑ A 04.2377)( =∑ C

3.22

50 7.43 371.50 29 6.18 179.22 128 5.00 640.00 26 4.95 128.70 34 4.90 166.60 23 3.86 88.78 43 3.27 140.61 95 1.30 123.50 90 1.25 112.50 155 0.194 30.07

Các xe rơ moóc và semi rơ moóc

673)( =∑ A 48.1981)( =∑ C

2.94

TCVN xxxx:xx

46

Ví dụ 2.

Xác định tổng trục xe Tiêu chuẩn thiết kế (ESALs) cho con đường sẽ xây dựng ở khu vực nói trên (ở ví dụ 1).

Thời kỳ thiết kế 20 năm.

Tỷ lệ tăng trưởng giao thông đối với các loại xe là khác nhau – xe con và pick-up: 7%; xe bus: 4%; xe tải trục đôi: 5%: xe tải trục ba và lớn hơn 5%; xe rơ moóc và semi rơ moóc: 4%.

• Hệ số hướng DD = 0.5

• Hệ số làn DL = 0.9 Trong bảng 5.3

• Cột 1 là các loại xe tương ứng với bảng 5.2 ở trước.

• Cột 2 là trị số ∑ )(A từ bảng 5.2

• Cột 3 là tỷ lệ tăng trưởng (trong ngoặc); và trị số đã tính sẵn ở bảng 5.4 tương ứng với hệ số tăng trưởng và thời kì thiết kế.

• Cột 4 là tổng lượng xe của từng loại xe (cho cả 2 hướng) được tính ra từ (2) và (3).

• Cột 5 là nhân tố thiết kế ESAL lấy từ (D) của bảng 5.2

• Cột 6 là tổng lượng xe của từng loại xe đã qui đổi ra trục xe tiêu chuẩn, cho cả hai hướng.

Kết quả tính ra 80

^

W = 169.091.944 trục xe tiêu chuẩn, và tổng lượng trục xe tiêu chuẩn thiết kế

cho một làn xe là:

W80 = 0.5 x 0.9 x 169091944 = 76.091.375 (ESALS)

Bảng 5.3

Loại xe Lượng xe hiện tại (ngày)

(Tỷ lệ ) Hệ số tăng trưởng

Lượng xe thiết kế

Nhân tố ESAL ESAL thiết kế (

^W )

(cho hai hướng)

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

Xe con và pick-up 4446 (7%) 41.00 66534390 0.013 864947

Xe bus 247 (4%) 29.78 2684816 0.85 2282094

Xe tải trục đôi 5420 (5%) 33.06 65402598 1.77 115762599

Xe tải trục ba 738 (5%) 33.06 8905372 3.22 28675298

Xe rơ moóc và semi rơ moóc

673 (4%) 29.78 7315308 2.94 21507006

944.091.16980

^==∑ W

TCVN xxxx:xx

47

Bảng 5.4 Hệ số tăng trưởng giao thông*

Tỉ lệ tăng trưởng hàng năm, phần trăm (g) Thời kỳ phân tích năm (n)

0 2 4 5 6 7 8 10

1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

2 2.0 2.02 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.10

3 3.0 3.06 3.12 3.15 3.15 3.21 3.25 3.31

4 4.0 4.12 4.25 4.31 4.37 4.44 4.51 4.64

5 5.0 5.20 5.42 5.53 5.64 5.75 5.87 6.11

6 6.0 6.31 6.63 6.80 6.98 7.15 7.34 7.72

7 7.0 7.43 7.90 8.14 8.39 8.65 8.92 9.49

8 8.0 8.58 9.21 9.55 9.90 10.26 10.64 11.44

9 9.0 9.75 10.58 11.03 11.49 11.98 12.49 13.58

10 10.0 10.95 12.01 12.58 13.18 13.82 14.49 15.94

11 11.0 12.17 13.49 14.21 14.94 15.78 16.65 18.53

12 12.0 13.41 15.03 15.92 16.87 17.89 18.98 21.38

13 13.0 14.68 16.63 17.71 18.88 20.14 21.50 24.52

14 14.0 15.97 18.29 19.16 21.01 22.55 24.21 27.97

15 15.0 17.29 20.02 21.58 23.28 25.13 27.15 31.77

16 16.0 18.64 21.82 23.66 25.67 27.89 30.32 35.95

17 17.0 20.01 23.70 25.84 28.21 30.84 33.75 40.55

18 18.0 21.41 25.65 28.13 30.91 34.00 37.45 45.60

19 19.0 22.84 27.67 30.54 33.76 37.38 41.45 51.16

20 20.0 24.30 29.78 33.06 36.79 41.00 45.76 57.28

25 25.0 32.03 41.65 47.73 57.86 63.25 73.11 98.35

30 30.0 40.57 56.08 66.44 79.06 94.46 11.28 164.49

35 35.0 49.99 73.65 90.32 111.43 138.24 172.32 271.02

Hệ số tăng trưởng giao thông = ( )gg n 11 −+ , trong đó g: tỉ lệ tăng trưởng hàng năm, biểu

thị dưới dạng số thấp phân, ví dụ g = 0.07.

TCVN xxxx:xx

48

5.2 Các ví dụ tính toán chiều dầy tấm bê tông xi măng của mặt đường cứng.

Ví dụ 1: Xác định chiều dầy yêu cầu của tấm bê tông, sử dụng các phương trình thiết kế mặt đường cứng được trình bày ở Chương 3 trong “Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng”. Xác định một chiều dầy thích hợp, chịu được lượng xe thiết kế (ESAL), cần phải dùng phương pháp tính lặp. Ví dụ có các số liệu đầu vào sau:

Đầu vào Giá trị

Lượng xe tương lai ước tính, W80 20 triệu

Độ tin cậy, R 95 phần trăm

Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần, S0 0.39

Tổn thất khả năng phục vụ thiết kế 21 ppPSI −=Δ 4.5 – 2.5 = 2.0

Giá trị k hữu hiệu của nền đất 27 kPa/mm (100psi/in)

Cường độ chịu kéo uốn trung bình của bê tông, Sc’ 4827 kPa (700 psi)

Modun đàn hồi trung bình của bê tông, Ec 28270000 kPa [4100000 psi]

Khoảng cách các khe ngang, L 4.88m (16ft = 192 in)

Modun đàn hồi của lớp móng, Eb 6895000 kPa (1000000 psi) (Móng có cường độ cao)

Hệ số ma sát giữa tấm và móng,f 35

Chiều dầy của lớp móng trên, Hb 127 mm [ 5 in ]

Vận tốc gió trung bình năm 6km/h [10mph]

Nhiệt độ trung bình năm 11.7oC [ 53oF]

Lượng mưa trung bình năm 1016 mm [40 in]

Điều kiện chống giữ mép tấm Tấm rộng qui ước (3.66m) [12 ft] có lề bằng bê tông nhựa; E = 1

Với các số liệu về khí hậu trên, và chiều dầy tấm chọn thử là 279 mm (11 inc), tính ra được trị số của độ chênh lệch nhiệt độ dương TD bằng 5oC [9oF] . (Dùng phương trình 3.16 Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng (TCTKMĐC))

Sử dụng các phương trình thiết kế mặt đường cứng đã xác định được chiều dầy của tấm bê tông là 273 mm [10.75 in]. Chiều dầy tấm tính ra được (273 mm) gần sát với trị số giả thiết lúc đầu (279 mm) [11 inc].

Nếu trị số D tính ra khác với trị số chiều dầy giả thiết đã dùng để tính toán TD là 25mm [1 inch] hoặc khác nhiều hơn thì phải tính lặp lại, dùng một trị số giả thiết mới của chiều dầy tấm bê tông để tính ra độ chênh lệch hữu hiệu nhiệt độ dương TD.

Ghi chú: Số liệu đầu ra của phần mềm thiết kế cho thí dụ này được trình bày ở hình 5.1 và hình 5.2 là tải xuống từ

http://www.fhwa.dot.gov/pavement/tpp/rigidorder.cfm và

http://www.ltpp-products.com.

TCVN xxxx:xx

49

Hình 5.1 Đầu ra của phần mềm thiết kế cho ví dụ thiết kế 1

TCVN xxxx:xx

50

Hình 5.2 Đầu ra của phần mềm trên mạng cho ví dụ thiết kế 1

TCVN xxxx:xx

51

Ví dụ 2 Sử dụng các phương trình, có đơn vị đo theo SI, tính tay.

Số liệu đầu vào:

Khoảng cách các khe ngang L = 5200 mm W = 10 x 106 ESALs R = 90%; S0 = 0.39 k = 27 kPa/mm Thoát nước tốt = 1 Chiều rộng làn xe = 3.66 m + lề bằng bê tông có thanh liên kết (E = 0.94) Ec = 28270000 kPa S’

c = 4827 kPa p2 = 2.5; p1 = 4.5 Eb = 152 mm Tốc độ gió trung bình năm (WIND) = 12.72 km/h Nhiệt độ trung bình năm (TEMP) = 14.94 0C Lượng mưa trung bình năm (PRECIP) = 1092 mm F = 1.5 Chiều dầy tấm bê tông chọn thử, D = 254 mm

W80R = 10(log W’80

+zso)=10(log 10,000,000 + 1.282 x 0.39)=10(7.49998)=31.621320x106 ESALs.

log W80R = log (31.621 x 106) =

= log W + (5.056 – 0.03295 x 2.52.4) x ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

tt σσ4754log

'4827log

log W = log R + YG

log R = 5.58 + 7.35 log ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +1

4.25D - 4.62 log ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ + 2

1

45.4L

L + 3.28 log L2

log R = 5.58 + 7.35 log ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +1

4.25254 - 4.62 log ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +1

45.41.80 + 3.28 log 1

= 5.58 + 7.35 log (10 + 1) – 4.62 log (18 + 1) + 0

= 5.58 + 7.65424 – 5.9078 + 0 = 7.5964

TCVN xxxx:xx

52

G = log ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

5.11

21

PPP = log ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

−−

5.15.45.25.4 = - 0.1761

Y = 1.0 + 52.3

2

46.8

2.5

14.25

245.4

1.8036.3

LD

L

×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

= 1.0 + 52.3

46.8

2.5

114.25

254

145.4

1.8036.3

×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=

= 1.0 + 52.135.645925033

7.16196655x

= 1.02508

vậy log W = log R +YG = 7.5964 +

02508.11761.0− = 7.4246

l = 42

3

)1(12 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛− kDEc

μ; ( )

( )42

3

272,011225428270000×−

×=l = 1104.721 mm

lσ = 2

6

25410012743.80 × x

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ××

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

5.075.05.02.0

28270000172250

4.25152155.0

271501722500011061.00015.0

721.11044572381.2227.4

lσ = 1188.923 kPa

F = 1.777 – 2.45706 x 10-10DEb -4.5494 x 10-4D + 9.1 x 10-8Eb – 0.000315f

F = 1.777 -2.45706 x 10-10 x 254 x 172250 – 4.5499 x 10-4 x 254 + 9.1 x 10-8 x 172250 – 0.000315 x 1.5 = 1.665897

log b = -1.944 + 2.279 l

D + 0.0917l

L - 75.718997 x 106 4

2

lkD

+ 6

36

2

25.05.1

10111464.87872.11800021947.05596.1lll k

LDkDHE bb ×−−⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

log b = -1.994 + 2.279 721.1104

254 + 0.0917 x

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

××−

5.05.126

2715217225000021947.0

721.11045596.1

7214.11042725410718997.75

721.11045200

TCVN xxxx:xx

53

- 118.872 6

36

2

2

721.11042752002541011469.87

721.110427254

××

××−×

= - 1.422

độ chênh hữu hiệu nhiệt độ dương TD =

=0.534487 - D

391.736 + 0.117677WIND + 0.10223 (1.8 TEMP + 32) – 0.000182887 x PRECIP

= 0.534487 - 254

391.736 + 0.117677 x 12.72 + 0.10223 (1.8 x 14.94 + 32) – 0.00018287 x 1092

= 0.534487 – 2.899177 + 1.49685 +6.020529 – 0.199699 = 4.952996oC

lσσ ='t EF (1.0 + 10log b x 1.8 TD) =

= 1188.923 x 0.94 x 1.665897 x (1.0 +10-1.422 x 1.8 x 4.953)=2489.95 kPa

Tính tσ (theo các giá trị thử nghiệm đường AASHO)

42

3

92,29)2.01(1225428959000

×−×

=l = 1083.2 mm ; E = 1

F = 1.777 - 2.45706 x 10-10 x 254 x 172250 - 4.5494 x 10-4 x 254 + 9.1 x 10-8 x 172250 - 0.000315 x 1.5 = 1.665897

log b = - 1.944 + 2.279

5.05.1

4

26

92.2915217225000021947.0

2.10835596.1

2.108392.2925410718997.75

2.108345720917.0

2.1083254

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

××−+×

- 118.872 6

36

2

2

2.108392.29457225410111469.87

2.108392.29254

××

×−×

= - 1.42473

độ chênh hữu hiệu nhiệt độ dương TD = 0.534487 - 254

391.736 + 0.117677 x 12.72 + 0.10223

(1.8 x 14.94 + 32) – 0.00018287 x 1092 = 4.953o C

2

6

25410012743.80 ×

=lσ x

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ ××

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

0575.05.02.0

28959000172250

4.25152155.0

92.291521722500011061.00015.0

2.10834572381.2227.4

= 1177.13 kPa

TCVN xxxx:xx

54

lσσ =t EF (1.0 + 10log b x 1.8 TD)

= 1177.13 x 1 x 1.665897 (1.0 + 10-1.42473 x 1.8 x 4.953)= 1960.9773 x (1.335282)

= 2618.458 kPa

vậy (với R = 90%; So = 0.39)

log 31.621320 x 106 =

= log W + (5.065 – 0.03295 x 2.52.4) x ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

46.26184754log

95.24894827log

= 7.4246 + (5.065 -0.03295 x 2.52.4) x [ ]2590132.02874867.0 − = 7.5603586

So sánh hai giá trị: 7.4999856 với 7.5603586 thấy khác nhau >│0.02│

Cần tính lặp, với D giả thiết là 250 mm (9.87 inc), kết quả cho hai giá trị của vế phải và vế trái khác nhau < │0.02.│

So sánh kết quả này với đầu ra của phần mềm thiết kế D=9.88 inc (xem hình 5.3) theo đơn vị đo US, thấy kết quả tính tay theo đơn vị đo SI và kết quả tính theo phần mềm theo đơn vị US là suýt soát bằng nhau.

Có thể kết luận là kết quả chuyển đổi các phương trình từ “AASHTO Guide – 98” theo đơn vị do US sang đơn vị đo theo SI là chính xác.

Ghi chú: Số liệu đầu ra của phần mềm thiết kế cho thí dụ này được trình bầy ở hình 5.3 và 5.4 là tải từ http://www.fhwa.dot.gov/pavement/tpp/rigidorder.cfm và http://www.ltpp-products.com).

TCVN xxxx:xx

55

Hình 5.3 Đầu ra của phần mềm thiết kế cho ví dụ 2

TCVN xxxx:xx

56

Hình 5.4 Đầu ra của phần mềm trên mạng của thí dụ 2

TCVN xxxx:xx

57

Ví dụ 3: Thiết kế chiều dầy tấm bê tông xi măng khi tấm của làn xe được mở rộng thêm 0.62 m (2 feet) (nghĩa là tấm rộng 3.66 m + 0, 62 m)

(đổi đơn vị đo từ SI sang đơn vị đo US để đưa vào số liệu đầu vào của phần mềm)

1. Tổng trục xe tiêu chuẩn tương đương W80 = 20 triệu

2. Độ tin cậy, R = 90%

3. Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần, S0 = 0.39

4. Tổn thất khả năng phục vụ thiết kế: ΔPSI = p1 – p2 = 4.5 – 2.0 = 2.5

5. Giá trị k hữu hiệu đã được hiệu chỉnh theo mùa = 100 kPa/mm (370psi/in; với 1 kPa/mm = 3.704 psi/in)

6. Cường độ chịu kéo uốn của bê tông, Sc = 4.8 MPa (700 psi; với 1MPa = 145 psi)

7. Modun đàn hồi của bê tông, Ec = 28000MPa (4060000 psi, với 1MPa = 145 psi)

8. Khoảng cách các khe ngang, L = 4.5 m (14.8 feet; với 1m = 3.29 feet)

9. Modun đàn hồi của lớp móng, Eb = 5000 MPa (725000 psi với 1MPa = 145 psi)

10. Hệ số ma sát giữa tấm bê tông và lớp móng, f = 4.0

11. Điều kiện chống giữ mép tấm, E = 0.92

12. Tốc độ gió trung bình năm, WIND = 10 km/h (6.2mph; với 1km/h = 0.62m/h)

13. Nhiệt độ trung bình năm, TEMP = 210C (700F; với 0F = 1.80C +32)

14. Lượng mưa trung bình năm, PRECIP = 127 mm (50 in, với 1 inc = 0.03937 mm)

Với các số liệu đầu vào đã đổi ra đơn vị US, dùng phần mềm máy tính giải được chiều dầy yêu cầu của tấm bê tông xi măng D = 10.77 inches, đổi ngược ra đơn vị SI, có D = 274 mm lấy tròn D = 275 mm. Xem hình 5.5 và 5.6

Ghi chú: Phần mềm tải từ: http://www.fhwa.dot.gov/pavement/tpp/rigidorder.cfm

TCVN xxxx:xx

58

Hình 5.5 Đầu ra của phần mềm thiết kế cho ví dụ 3

TCVN xxxx:xx

59

Hình 5.6 Đầu ra của phần mềm thiết kế cho ví dụ 3

TCVN xxxx:xx

60

Ví dụ 4. Dùng bảng lập sẵn (B1 – B9) trong phục lục B (TCTKMĐC) để tính ra bề dầy các tấm bê tông xi măng poóc lăng của mặt đường cứng khi đã biết các số liệu đầu vào:

Đầu vào Giá trị Lượng xe tương lai ước tính, W80 = 20 triệu

Độ tin cậy, R = 95 %

Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần, S0 = 0.39

Tổn thất khả năng phục vụ thiết kế 21 ppPSI −=Δ

= 4.5 – 2.5 = 2.0

Giá trị k hữu hiệu của nền đất = 27 kPa/mm (100psi/in)

Cường độ chịu kéo uốn trung bình của bê tông, Sc

’ = 4827 kPa (700 psi)

Modun đàn hồi trung bình của bê tông, Ec = 28270000 kPa [4100000 psi]

Khoảng cách các khe ngang (chiều dài tấm) , L

= 4.88m (16ft = 192 in)

Modun đàn hồi của lớp móng, Eb = 6895000 kPa (1000000 psi) (móng có cường độ cao)

Hệ số ma sát giữa tấm và móng,f = 35

Chiều dầy của lớp móng trên, Hb = 127 mm [ 5 in ]

Vận tốc gió trung bình năm = 6km/h [10mph]

Nhiệt độ trung bình năm = 11.70C [ 530F]

Lượng mưa trung bình năm = 1016 mm [40 in]

Điều kiện chống giữ mép tấm Tấm rộng qui ước (3.66m) [12 ft] có lề bằng bê tông nhựa; E = 1

• Đầu tiên cần tính ra trị số của độ chênh nhiệt độ dương hữu hiệu TD từ các số liệu đầu vào của gió, nhiệt độ, và lượng mưa (đã cho), với giả thiết chiều dầy của tấm bê tông (ví dụ giả thiết D = 279 mm (11 in)).

• Từ phương trình (3.16 Chương 3 TCTKMĐC) tính ra được TD = 50C (90F)

• Từ bảng B.3 (phụ lục B. TCTKMĐC) tìm hàng các trị số phù hợp với các số liệu đầu vào: L = 192 in (4.88 m); Sc = 700 psi (4827 kPa); k = 100 psi/in (27 kPa/mm); TD = 9oF (5oC) và cột tương ứng với W80 = 20 triệu, được kết quả D = 10.7 in (272 mm)

Trị số D tìm ra bằng 272 mm, không chênh lệch nhiều với trị số D giả thiết ban đầu để tính TD (là 279 mm) nên không cần tính lặp lại TD.

Có thể nội suy khi giá trị các đầu vào nằm trong khoảng các trị số đã có trong bảng.

TCVN xxxx:xx

61

Ví dụ 5 Kiểm tra ứng suất khi khe nối không có các thanh truyền lực. Các số liệu đầu vào:

Eb = 25000 psi (172 000 kPa). Hb = 6” (152 mm); f = 1.5 L = 15 feet (4600 mm) Chiều rộng làn xe = 12 feet (3.7 m) + lề bằng bê tông nhựa. TD = 90F (50C) W = 10 x 106 ESALs R = 90% và S0 = 0.39 PSI = 4.2 – 2.5 = 1.7 (p2 = 2.5) k = 100 psi/in (27 kPa/mm) Sc = 700 psi (4825 kPa) Ec = 4100 000 psi (282 70 MPa) Chiều dầy tấm bê tông yêu cầu: Tra bảng với: L= 146” có D= 9.6” L = 192” có D = 10.4” Nội suy ra D = 10.2” (25.91 cm).

Kiểm tra khi tải trọng đặt tại khe nối:

Bước 1: Xác định chiều dầy tấm với giả thiết tải trọng đặt tại chính giữa tấm là nguy hiểm nhất:

D = 10.2” (25.91cm)

Bước 2: Tính ứng suất do tải trọng đặt ở chính giữa tấm đối với chiều dầy tấm yêu cầu và độ chênh nhiệt độ dương hữu hiệu ở hiện trường (đã thực hiện ở bước 1), hoặc có thể ước tính theo cách sau:

(a) Dùng đồ thị ở hình 5.4 (ma sát hoàn toàn) trong TCTKMĐC, Chương 5

Với D= 10” , t*σ = 225 psi

Với D= 11” , t*σ = 194 psi

Với D = 10.2” nội suy ra t*σ = 219 psi (1509 kPa)

(b) Dùng phương trình sau để tính ra nhân tố điều chỉnh ma sát (F) (phương trình theo đơn vị US)

F = 1.177 – 4.3 x 10-8 DEb – 0.01155542 x 10.2 + 6.27 x 10-7Eb -0.000315 x 1.5 = 1.0634

(c) Nhân ứng suất khi ma sát hoàn toàn, t*σ với F để có trị số ước tính đúng của ứng

suất t'σ do tải trọng đặt ở chính giữa tấm bê tông.

tt*' σσ = x F = 219 x 1.0634 = 232.88psi (= 233psi)

Bước 3 Ước tính độ chênh lệch nhiệt độ âm tổng cộng tương đương từ các nguồn số liệu sau:

(a) Ước tính độ chênh lệch nhiệt độ âm hữu hiệu từ phương trình sau:

TD âm hữu hiệu =

TCVN xxxx:xx

62

= -18.14 + 52.01/D + 0.394WIND + 0.07TEMP + 0.00407PRECIP Trong đó: WIND = 10 mph (16km/h); TEMP = 530F (11.70C); PRECIP = 40” (1016 mm). Vậy TD âm hữu hiệu = = -18.14 + 52.01/10.2 + 0.394 x 10 + 0.07 x 53 + 0.00407 x 40 =-5.3°F = (-2.9°C)

(b) Tổng hợp gradient ẩm và độ chênh lệch nhiệt độ thi công.

Theo điều kiện ở đây, cho ví dụ này là thuộc vùng khí hậu ẩm (PRECIP 30” (762 mm) nên lấy từ 0 đến – 20F cho mỗi inch (00C đến – 0.0440C cho mỗi mm) của chiều dầy tấm bê tông. Cho rằng tổng gradient ẩm và độ chêch lệch nhiệt độ thi công đối với ví dụ này là -10F cho mỗi inch của tấm bê tông, thì đối với cả bề dày tấm sẽ là: -10F x 10.2 = -10.20F (- 5.70C). Vậy độ chêch lệch nhiệt độ âm tổng cộng là: (-5.3) + (-10.2) = -15.50F (- 8.60C).

Bước 4 Ước tính ứng suất tới hạn tại mặt tấm khi tải trọng đặt ở khe nối và do độ chêch lệch nhiệt độ âm tổng cộng:

(a) Dùng hình 5.7 trong TCTKMĐC để tính ứng suất tại mặt tấm khi tải trọng đặt ở khe nối và do độ chêch lệch nhiệt độ âm, khi ma sát hoàn toàn:

Với D= 10” , σ*mặt trên = 144psi Với D= 11” , σ*mặt trên = 130psi Nội suy với D= 10.2” , σ*mặt trên = 141psi (971.5 kPa).

(b) Tính nhân tố hiệu chỉnh ma sát, R, từ hình 5.13 trong TCTKMĐC bằng cách nội suy

Với D = 12” R = 1.12 Với D = 9” R = 1.05 Vậy với D = 10.2” R = 1.078 (khoảng 1.08)

(c) Nhân σ*mặt trên với R để có ứng suất tại mặt trên của tấm:

σmặt trên = σ*mặt trên x R = 141 x 1.08 = 152.3 psi, (khoảng 153 psi)

Bước 5. So sánh ứng suất tại đáy tấm khi tải trọng đặt ở chính giữa tấm σt với ứng suất tại mặt tấm khi tải trọng đặt ở khe nối σmặt trên

σmặt trên = 153 psi < σ’t = 233 psi.

Vậy thiết kế theo vị trí tải trọng đặt ở chính giữa tấm là thích hợp (đã kiểm tra ứng suất do tải trọng đặt ở khe nối).

TCVN xxxx:xx

63

5.3 Ví dụ thiết kế cốt thép dọc (chịu lực) trong tấm mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP)

I- Số liệu đầu vào:

(1) Cường độ chịu kéo gián tiếp của bê tông (ép chẽ), fi = 3790 kPa. (2) Độ co ngót ở 28 ngày của bê tông, Z = 0.0004 mm/mm (từ bảng 4.2 TCTKMĐC)

(3) Tỉ số hệ số nhiệt; c

s

αα = 1.32

(4) Đường kính thanh cốt thép lần thử 1, dùng = 16 mm (No 5) lần thử 2, dùng = 19 mm (No 5) (5) Độ hạ nhiệt độ thiết kế DTD = 30.5 oC (6) Ứng suất kéo do tải trọng bánh xe = 1585 kPa (từ toán đồ hình 4.2 TCTKMĐC với giả thiết D = 241 mm; k = 46 kPa/mm và tải trọng bánh xe nặng 90.7 kN)

II Các tiêu chuẩn giới hạn:

(1) Chiều rộng đường nứt; CW = 1 mm (cho cả hai lần thử)

(2) Khoảng cách các đường nứt; mX 5,2max_

= ; mX 1min_

=

(3) Ứng suất cho phép của thép σS = 427 MPa cho thép Ф16 mm (N05)

(nội suy từ bảng 4.5 - TCTKMĐC) σS = 393 MPa cho thép Ф 19 mm (N06)

III Tính toán lượng cốt thép dọc cần thiết (P, %)

Bước 1:

• Dùng toán đồ hình 4.3, theo điều kiện Xmax = 2.5 m tìm được Pmin nhỏ hơn 0.40%; theo điều kiện Xmin = 1m tìm được Pmax = 0.51%

• Dùng toán đồ hình 4.4, theo điều kiện CWmax = 1 tìm được Pmin nhỏ hơn 0.40%.

• Dùng toán đồ hình 4.5, theo điều kiện σS= 427 MPa tìm được Pmin 0.43%.

Như vậy trong lần thử thứ nhất, với đường kính danh định của thanh cốt thép dọc = Ф 16 mm (N05), để thoả mãn cả 3 điều kiện giới hạn ở mục (II), ta xác định được Pmin = 0.43% và Pmax = 0.51%

Ghi các kết quả này vào bảng: 5.5

Bảng 5.5 - Biểu mẫu để thiết kế cốt thép dọc (thử lần thứ nhất)

Các số liệu thiết kế đầu vào

TCVN xxxx:xx

64

Biến số đầu vào Giá trị Biến số đầu vào Giá trị Đường kính thanh / sợi cốt thép, φ mm

16 (N05) Tỷ số hệ số nhiệt cs αα / (mm/mm)

1.32

Độ co ngót của bê tông Z (mm/mm)

0.0004 Độ hạ nhiệt độ thiết kế, DTD (oC)

30.5

Cường độ kéo gián tiếp của bê tông ft (kPa)

3750 Ứng suất do tải trọng bánh xe, wσ (kPa)

1585

Các tiêu chuẩn thiết kế và phần trăm thép yêu cầu (lần thử thứ nhất)

Khoảng cách các đường nứt, x m

Chiều rộng cho phép

của đường nứt, CWmax

mm

Ứng suất cho phép của

thép, )( sσ max MPa

Phạm vi thép thiết kế * *

Giá trị giới hạn của tiêu chuẩn

Max. 2.5 Min 1.0

1.0 427

Phần trăm thép yêu cầu tối thiểu

< 0.40% < 0.40% < 0.43% (Pmin)* 0.43%

Phần trăm thép yêu cầu tối đa

0.51% Pmax 0.51%

Ghi chú: * Đưa vào trị số phần trăm lớn nhất trong hàng. ** Nếu Pmax < Pmin, vậy các tiêu chuẩn cốt thép đã mâu thuẫn, thiết kế không khả thi. Trường hợp này Pmax > Pmin; vậy thiết kế khả thi.

Bước 2 So sánh Pmax và Pmin đã tính được:

Vì Pmax = 0.51% lớn hơn Pmin = 0.43 % nên chuyển qua bước 3

Bước 3 Tính số thanh cốt thép 16 mm (N05)

Với một làn xe Ws = 3.66 m (12 fet) Chiều dầy tấm D = 241 mm (9.5 in) áp dụng công thức (mục 4.6 Chương 4 TCTKMĐC), tính ra được: Nmin = 19.2 thanh 16 mm (N05) Nmax = 22.7 thanh 16 mm (N05)

Bước 4 Chọn NDES = 20 thanh 16 mm, vậy P = 0.45%

Các thanh cốt thép dọc bố trí cách nhau 18.3 cm (7.2 in) Với P = 0.45%, tra ngược lại các toán đồ 4.3; 4.4; 4.5 (Chương 4 TCTKMĐC) xác định được

TCVN xxxx:xx

65

X = 1.3 m (4.3 ft) Cw = 0.79 mm (0.031 in)

σs = 413 MPa (60 ksi)

Thoả mãn các tiêu chuẩn thiết kế.

Để thấy rõ khi thay đổi số liệu đầu vào, kết quả hàm lượng thép P sẽ khác, ta thực hiện lần thử thứ 2 với Ф = 19 mm (N06)

Các bước 1, 2, 3, 4 tiến hành tương tự như trên, tìm được:

Pmin nhỏ hơn 0.40% (khi Xmax = 2.4 m (8 feet) Pmax = 0.57% (khi Xmin = 1.0 m (3.5 feet)

Pmin = 0.43% (khi mmCW 1max¦ = (0.04 inc)

Như vậy trong lần thử thứ 2, với cốt thép Ф = 19 mm (N06), để thoả mãn cả 3 chỉ tiêu thiết kế, cần có Pmin = 0.47% và Pmax = 0.57%.

Các kết quả này được ghi vào bảng mẫu cho lần thử thứ hai Pmax = 0.57% > Pmin = 0.47%, chuyển qua tính số thanh cốt thép Ф = 19 mm, kết quả có:

Nmin = 14.6 thanh Nmax = 17.6 thanh

Chọn NDES = 15 thanh Ф = 19 mm (N06)

Bảng 5.6 - Biểu mẫu để thiết kế cốt thép dọc (thử lần thứ hai)

Các số liệu thiết kế đầu vào Biến số đầu vào Giá trị Biến số đầu vào Giá trị

Đường kính thanh / sợi cốt thép, φ mm

19mm (N06) Tỷ số hệ số nhiệt cs αα / (mm/mm)

1.32

Độ co ngót của bê tông Z (mm/mm)

0.0004 Độ hạ nhiệt độ thiết kế, DTD (oC)

30.5

Cường độ kéo gián tiếp của bê tông ft (kPa)

3790 Ứng suất do tải trọng bánh xe, wσ (kPa)

1585

Các tiêu chuẩn thiết kế và phần trăm thép yêu cầu (lần thử thứ hai)

Khoảng cách các đường nứt, x m

Chiều rộng cho phép

của đường nứt, CWmax

mm

Ứng suất cho phép của

thép, )( sσ max MPa

Phạm vi thép thiết kế **

Giá trị giới hạn Max. 2.5 1.0

TCVN xxxx:xx

66

của tiêu chuẩn Min 1.0

Phần trăm thép yêu cầu tối thiểu

< 0.40% < 0.43% < 0.47% (Pmin)* 0.47%

Phần trăm thép yêu cầu tối đa

0.57% Pmax 0.57%

Ghi chú: * Đưa vào trị số phần trăm lớn nhất trong hàng. ** Nếu Pmax < Pmin, vậy các tiêu chuẩn cốt thép đã mâu thuẫn, thiết kế không khả thi.

Trường hợp này Pmax > Pmin; vậy thiết kế khả thi.

Bảng 5.7 - Biểu mẫu dùng cho thiết kế cốt thép dọc khi điều chỉnh lại (qua các lần thử)

Sự thay đổi giá trị từ lần thử trước Thông số Lần thử

2 Lần

thử 3 Lần

thử 4 Lần

thử 5 Lần

thử 6

(2) Đường kính thanh/ sợi thép φ mm 19 (N06)

Độ co ngót của bê tông, Z (mm/mm) 0.0004

(2) Cường độ chịu kéo gián tiếpcủa bê tông, ft (kPa) 3790

Ứng suất do tải trọng trọng bánh xe, σw (kPa) 1585

(1) Độ hạ nhiệt độ thiết kế, DTD (0C) 30.5

Tỉ số hệ số nhiệt α s/α c 1.32

Tiêu chuẩn bề rộng đường nứt cho phép CWmax (mm) 1.0

Tiêu chuẩn ứng suất thép cho phép (σ s)max(Mpa) 393

Min < 0.40% % thép yêu cầu tối thiểu đối với khoảng cách đường nứt Max 0.57%

% thép yêu cầu tối thiểu đối với bề rộng đường nứt. 0.43%

% thép yêu cầu tối thiểu đối với ứng suất thép 0.47%

% cốt thép tối thiểu, Pmin 0.47%

% cốt thép đối đa, Pmax 0.57%

Ghi chú: (1) Sự thay đổi trong thông số này sẽ ảnh hưởng đến tiêu chuẩn bề rộng đường nứt. (2) Sự thay đổi trong thông số này sẽ ảnh hưởng đến tiêu chuẩn ứng suất thép.

Khoảng cách đặt các thanh cốt thép dọc N06 (19mm) sẽ là 24.4 cm (9.6 inch) với 15 thanh Ф = 19 mm, có P = 0.48%.

Tra ngược từ các toán đồ 4.3; 4.4; 4.5, xác định được

X = 1.38 m (4.6 feet) Cw = 0.813 mm (0.032 in)

TCVN xxxx:xx

67

σs= 379 MPa (55 ksi)

Thoả mãn các chỉ tiêu thiết kế.

So sánh hai lần thử thấy rằng sự khác nhau giữa các kết quả không nhiều lắm, vì thế có thể dùng loại cốt thép dọc có Ф = 16 mm hoặc Ф = 19 mm tuỳ vào giá thành và sự tiện lợi trong thi công.

TCVN xxxx:xx

68

5.4 Ví dụ tính toán lượng cốt thép ngang trong tấm bê tông cốt thép liên tục.

- Số liệu đầu vào:

- Khoảng cách L giữa hai cạnh dọc tự do của tấm mặt đường BTCTLT (cạnh song song với trục đường, không có đặt các thanh liên kết):

L = 3.66 mm x 3 làn xe = 11m (36 feet)

- Dùng thép ngang cấp 280 (AASHTO M – 33): f s = 75% 40000 = 30000 psi = 207 MPa.

- Hệ số ma sát F = 1.5 (móng cấp phối đá dăm).

Tra biểu đồ hình 4.1 (Chương 4 TCTKMĐC) có Pt= 0.085%.

Khoảng cách các thanh cốt thép ngang tính theo công thức 4.2 (Chương 4 TCTKMĐC)

Y = As / PtD x 100 = mm751100241085.0

4142

=××

Π

TCVN xxxx:xx

69

5.5 Ví dụ tính toán chiều dầy lớp gia cường bằng bê tông nhựa Dol làm trên tấm bê tông xi măng của mặt đường bê tông thông thường có khe nối.

I – Yêu cầu: - Tổng trục đơn tương đương yêu cầu cho giao thông tương lai trên 1 làn xe (kể từ ngày bắt đầu gia cường trở đi)

Nf = W80 = 10 000 000 (trục đơn 80 kN). Độ tin cậy R = 90%; So = 0.39; ΔPSI = p1 – p2 = 4.5 – 2.5 = 2.0

II – Các số liệu đầu vào:

a- Từ khảo sát điều kiện đường: để tính Deff.

- Chiều dầy tấm bê tông xi măng của mặt đường hiện hữu: D = 220 mm - Số lượng các khe nối hư hỏng không được sửa chữa/km = 5/km - Số lượng các đường nứt hư hỏng không được sửa chữa/km = 16/km - Số lượng các chỗ thủng vỡ không được sửa chữa/km = 5/km - Số lượng các khe dãn các khe rộng khác thường, hoặc miếng vá cả chiều sâu

bằng bê tông nhựa / km = 5/km.

b- Từ các số liêu đặc trưng của vật liệu, của cấu tạo tấm và điều kiện khí hậu để tính toán Df:

Khoảng cách các khe ngang L = 5200mm Chiều rộng làn xe = 3.66m + lề bằng bê tông có thanh liên kết (E = 0.94) kđộng (đo được bằng FWD) = 54 kPa/mm ktĩnh = kđộng/2 = 27 kPa/mm Ec = 28270000 kPa Sc = 4827 kPa p2 = 2.5; p1 = 4.5; Eb = 172250 kPa Hb = 152 mm f = 1.5 Tốc độ gió trung bình năm (WIND) = 12.72 km/h Nhiệt độ trung bình năm (TEMP) = 14.94oC Lượng mưa trung bình năm (PRECIP)= 1092 mm Chiều dầy giả thiết ban đầu của tấm = 254 mm

III – Bài giải:

Chiều dầy lớp phủ bằng bê tông nhựa Dol tính theo phương trình 6.1 (TCTKMĐC):

Dol = A (Df – Deff)

TCVN xxxx:xx

70

Các số liệu đầu vào và kết quả tính toán ghi trong bảng mẫu 5.8 và 5.9:

• Để tính Df, dùng các số liệu yêu cầu (I) và các số liệu đầu vào (II.b) đưa vào các phương trình thiết kế mặt đường cứng ở Chương 3 TCTKMĐC, hoặc dùng phần mềm máy tính, hoặc tra bảng (phục lục B TCTKMĐC). Kết quả tính ra Df = 251 mm (9.88 inch)

• Để tính Def , dùng các số liệu đầu vào từ (II.a). Tổng cộng các hư hỏng = 5+16+5+5 = 31/km. Dùng biểu đồ hình 6.4 TCTKMĐC, tra được: Fjc = 0.875 Trị số Fdur xác định theo các hư hỏng về độ bền của tấm bê tông, ở hiện trường cho thấy các tấm trên mặt đường hiện hữu có nứt quan trọng do độ bền nên lấy Fdur = 0.90 Trị số Ffat theo mức độ hư hỏng nứt ngang thủng vỡ do mỏi: thực tế hiện trường cho thấy tồn tại một số lớn các đường nứt ngang, thủng vỡ có đến 18% số tấm bị nứt, nên lấy Ffat = 0.92. Tính Deff = Fjc x Fdur x Ffat x Dhiện hữu = 0.875 x 0.90 x 0.92 x 220 = 159.5mm

• Xác định nhân tố A trong phương trình 6.1: Chiều dầy còn thiếu của tấm bê tông xi măng là: Df – Deff = 251 – 159.5 = 91 mm (lấy tròn) Tra ở biểu đồ hình 6.1, với Df – Deff = 91 mm A = 1.8

• Xác định Dol = A (Df – Deff) = 1.8 x 91 = 164 mm

Kết luận: Chiều dầy lớp phủ gia cường bằng bê tông nhựa rảI móng bằng 16.5 cm; làm thành 2 lớp:

Lớp dưới bằng bê tông nhựa hạt to (19.5 mm) dầy 9 cm và lớp trên bằng bê tông nhựa hạt vừa (12 mm) hoặc hạt nhỏ (9.5 mm) dầy 7.5 cm.

TCVN xxxx:xx

71

Bảng 5.8 – Biểu mẫu dùng để xác định Df đối với mặt đường bê tông thông thường có khe nối (JPCP), mặt đường bê tông cốt thép có khe nối (JRCP) và mặt đường bê tông cốt thép liên tục (CRCP).

Tấm:

Chiều dầy tấm bê tông xi măng poóclăng hiện hữu: = 220 mm

Loại hệ thống truyền tải trọng: phương tiện cơ học, cốt liệu chèn nhau, CRCP:

Loại thanh truyền lực

Loại lề đường = lề bê tông xi măng poóclăng được liên kết, loại khác:

lề bê tông xi măng được liên kết

Cường độ chịu kéo uốn (tiêu biểu từ 4130 đến 5510 kPa)

= 4827 kPa

Môđun đàn hồi Ec của bê tông ximăng poóclăng: 20 triệu đến 55 triệu kPa với bê tông ximăng có chất lượng tốt, và < 20 triệu kPa với bê tông ximăng có chất lượng không tốt

= 28270000 kPa

Hệ số hiệu chỉnh điều kiện chống giữ ở mép tấm, E (không thứ nguyên)

= 0.94

Hệ số ma sát, f (không thứ nguyên) = 1.5

Lượng giao thông

Lượng giao thông tương lai 80 kN-ESALs trên làn xe thiết kế, cả thời kỳ thiết kế (Nf)

= 10 000 000

Nền đất và khí hậu

Giá trị kđộng hữu hiệu = 54 kPa/mm

Giá trị ktĩnh hữu hiệu = Giá trị kđộng hữu hiệu / 2 (tiêu biểu khoảng từ 13.5 đến 135 kPa/mm)

= 27 kPa/mm

Tốc độ gió trung bình năm = 12.72 km/h

Nhiệt độ trung bình năm = 14.94 0C

Lượng mưa trung bình năm = 1092 mm

Độ tổn thất khả năng phục vụ

TCVN xxxx:xx

72

Độ tổn thất khả năng phục vụ thiết kế (p1-p2) = 4.5 – 2.5 = 2.0

Độ tin cậy

Độ tin cậy thiết kế R (từ 80 đến 99%) = 90

Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần, So (tiêu chuẩn là 0.39)

= 0.39

Năng lực kết cấu tương lai:

Chiều dầy yêu cầu của tấm bê tông Df đối với giao thông tương lai được xác định bằng các phương trình thiết kế mặt đường cứng ở Chương 3

= 251 mm

Bảng 5.9 Biểu mẫu dùng để xác định Deff để làm lớp phủ bằng bê tông nhựa cho mặt đường bê tông thông thường có khe nối, mặt đường bê tông cốt thép có khe nối và mặt

đường bê tông cốt thép liên tục.

Phương pháp khảo sát điều kiện

Số lượng các khe nối hư hỏng không được sửa chữa / km

= 5

Số lượng các đường nứt hư hỏng không được sửa chữa/ km

= 16

Số lượng các chỗ thủng vỡ không được sữa chữa / km

= 5

Số lượng các khe dãn, các khe rộng khác thường (>25mm) hoặc các miếng vá cả chiều sâu bằng bê tông nhựa / km

= 5

Tổng cộng / km = 31/ km

Fjc

Fjc = 0.875 (hình 6.4) (Giá trị nên dùng bằng 1.00, khi sữa chữa tất cả diện tích bị hư hỏng)

= 1.00 không có dấu hiệu về vấn đề độ bền của bê tông ximăng

0.96-0.99 tồn tại một vài đường nứt do độ bền, nhưng không có vỡ sứt.

Fdur

0.88-0.95 nứt quan trọng và có vài vỡ sứt

TCVN xxxx:xx

73

0.80-0.88 nứt nhiều và vỡ sứt nghiêm trọng

Fdur = 0.90

0.97-1.00 tồn tại rất ít đường nứt ngang / thủng vỡ

0.94-0.96 tồn tại một số đáng kể các đường nứt ngang / thủng vỡ

0.90-0.93 tồn tại một số lớn các đường nứt ngang / thủng vỡ

Ffat = 0.92

Ffat

Deff = Fjc x Fdur x Ffat x D = 0.875 x 0.90 x 0.92 x 220 = 159.5 mm

Phương pháp “tuổi thọ còn lại”

Np = Lượng xe đã chạy qua trên làn xe thiết kế (ESALs)

= 16.029.000 (số liệu thu thập được từ cơ quan quản lí đường bộ)

N1.5 = Lượng xe chạy trên làn xe thiết kế (ESALs) đến khi P2 bằng 1.5 (tính từ các công thức ở Chương 3 hoặc dùng phần mềm máy tính với các số liệu đầu vào đã cho ở đầu bài của ví dụ này nhưng với R = 50%)

= 19.500.000

RL = 100 8,17000.500.19000.029.1611001

5,1

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

NN p

CF = 0.74 (tra từ hình 6.5 TCTKMĐC)

Deff = CF x D = 0.74 x 220 = 163 mm (xấp xỉ bằng 159.5 mm, kết quả tính theo phương pháp khảo sát điều kiện ở trên)

TCVN xxxx:xx

74

5.6 Ví dụ tính toán chiều dầy lớp phủ không dính kết bằng bê tông xi măng poóc lăng để gia cường cho mặt đường bê tông xi măng hiện hữu.

I - Yêu cầu: - Tổng trục đơn tương đương yêu cầu cho giao thông tương lai trên 1 làn xe (kể từ ngày bắt đầu gia cường trở đi)

Nf = W80 = 10000000 trục đơn 80 KN. Độ tin cậy R = 90%; S0 = 0.39

II – Các số liệu đầu vào:

a- Các số liệu từ khảo sát điều kiện mặt đường hiện hữu:

Chiều dầy tấm bê tông hiện hữu: 180 mm Số lượng các khe nối hư hỏng không được sửa chữa trên 1 km: 17/km Số lượng các đường nứt hư hỏng không được sửa chữa trên 1 km: 50/km Số lượng các chỗ thủng vỡ hư hỏng không được sửa chữa trên 1 km: 10/km Số lượng các khe dãn, các khe nối có bề rộng > 25 mm và các miếng vá cả chiều sâu rộng khắp làn xe , bằng bê tông nhựa: 10 /km

b- Các số liệu về tính năng của vật liệu; về cấu tạo tấm bê tông và các điều kiện khí hậu:

Khoảng cách các khe ngang L = 5200 mm. Chiều rộng làn xe = 3.66m + lề bằng bê tông có thanh liên kết (E = 0.94) kđộng hữu hiệu = 54 kPa/mm

ktĩnh hữu hiệu = kđộng hữu hiệu / 2 = 2

54 = 27 kPa/mm

Ec = 28270000 kPa Sc = 4827 kPa Eb = 172250 kPa Hb = 152 mm F = 1.5 Tốc độ gió trung bình năm (WIND) = 12.72 km/h Nhiệt độ trung bình năm (TEMP) = 14.940C Lượng mưa trung bình năm (PRECIP) = 1092 mm

Chiều dầy tấm chọn thử (giả thiết ban đầu), D = 254 mm.

Các số liệu ở trên ghi vào biểu mẫu bảng 5.10 và 5.11 để tính Df và Deff.

III Bài giải

• Tính chiều dầy yêu cầu của lớp phủ không dính kết bằng bê tông xi măng thông thường có khe nối Dol sẽ làm lên trên tấm bê tông của mặt đường cứng hiện hữu theo phương trình 7.1 (TCTKMĐC):

Dol = efff DD 22 − [7.1]

TCVN xxxx:xx

75

• Để tính Df, sử dụng các số liệu đầu vào (I) và (II.b) và dùng các phương trình thiết kế mặt đường cứng ở Chương 3 (TCTKMĐC), hoặc dùng phần mềm máy tính có sẵn, hoặc dùng bảng tra (ở Phụ lục B. TCTKMĐC).

Tính được Df = 251 mm.

• Để tính Deff, sử dụng các số liệu đầu vào từ khảo sát điều kiện mặt đường hiện hữu (II.a):

Tổng cộng các hư hỏng = 17 + 50 + 10 + 10 = 87 / km

Từ biểu đồ hình 7.1, với tổng các hư hỏng = 87 / km, tìm được Fjcu = 0.92

Vậy chiều dầy hữu hiệu của tấm bê tông hiện hữu Deff bằng:

Deff = Fjcu x Dhiện hữu = 0.92 x 180 = 167.4 mm.

• Tính Dol: dùng công thức 7.1 ở trên, có

Dol = mm187349784.167251 22 ≈=−

Kết luận:

Để thoả mãn yêu cầu (I), cần gia cường mặt đường bê tông hiện hữu bằng một lớp phủ không dính kết bằng bê tông thông thường có khe nối dầy 187mm (khoảng 19cm).

Trước khi làm lớp phủ bằng bê tông cần rải một lớp phân cách bằng bê tông nhựa dầy khoảng 2.5 đến 5 cm lên mặt đường bê tông hiện hữu.

TCVN xxxx:xx

76

Bảng 5.10 Biểu mẫu dùng để xác định Df đối với lớp phủ không dính kết bằng bê tông xi măng poóc lăng

Tấm

Loại hệ thống truyền tải trọng: phương tiện cơ học, cốt liệu chèn nhau, CRCP:

loại khe nối có đặt thanh truyền lực

Loại lề đường = lề bê tông xi măng poóc lăng được liên kết, loại khác:

lề bê tông xi măng poóc lăng được liên kết E = 0.94

Cường độ chịu kéo uốn của bê tông xi măng của lớp phủ không dính kết (tiêu biểu khoảng 4130 đến 5510 kPa)

= 4827 kPa

Modun đàn hồi của bê tông xi măng của lớp phủ (từ 20 triệu đến 50 triệu kPa với bê tông xi măng có chất lượng tốt, và < 20 triệu kPa với bê tông xi măng có chất lượng không tốt

= 28270000 kPa

Hệ số hiệu chỉnh điều kiện chống giữ ở mép tấm E (không thứ nguyên)

= 0.94

Hệ số ma sát giữa tấm bê tông và lớp móng, f (không thứ nguyên)

= 1.5

Lượng giao thông

Lượng giao thông tương lai 80 kN – ESALs trên làn xe thiết kế trong cả thời kỳ thiết kế (Nf)

= 10,000,000

Nền đất và khí hậu

Giá trị kđộng hữu hiệu = 54 kPa/mm

Giá trị ktĩnh hữu hiệu = giá trị kđộng hữu hiệu/2 (tiêu biểu khoảng 13.5 đến 135 kPa/mm

= 27 kPa/mm

Tốc độ gió trung bình năm = 12.72 km/h

Nhiệt độ trung bình năm = 14.94 0C

Lượng mưa trung bình năm = 1092 mm

Độ tổn thất khả năng phục vụ

Độ tổn thất khả năng phục vụ thiết kế (p1 – p2) = 4.5 - 2.5 = 2.0

TCVN xxxx:xx

77

Độ tin cậy

Độ tin cậy thiết kế, R (80 đến 99 phần trăm) = 90 phần trăm

Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần, S0 (tiêu biểu là 0.39)

= 0.39

Năng lực kết cấu tương lai

Chiều dầy yêu cầu của tấm bê tông Df đối với giao thông tương lai được xác định bằng các phương trình thiết kế mặt đường cứng ở Chương 3

= 251 mm

TCVN xxxx:xx

78

Bảng 5.11 Biểu mẫu dùng để tính toán Deff đối với lớp phủ không dính kết, bằng bê tông xi măng poóc lăng trên mặt đường bê tông xi măng

Phương pháp “Khảo sát điều kiện”

*Lớp phủ bằng bê tông thông thường có khe nối, bê tông cốt thép có khe nối, bê tông cốt thép liên tục

Fjcu Số lượng các khe nối hư hỏng không được sửa chữa /1km = 17

Số lượng các đường nứt hư hỏng không được sửa chữa /1km = 50

Số lượng các chỗ thủng vỡ hư hỏng không được sữa chữa trên 1 km

= 10

Số lượng các khe dãn, các khe nối có bề rộng khác thường (> 25 mm) hoặc các miếng vá cả chiều sâu, khắp bề rộng làn xe bằng bê tông nhựa trên 1 km

=10

Tổng cộng / km = 87/km

Fjcu= 0.92 (hình7.1)

Chiều dầy hữu hiệu của tấm Deff = Fjcu x D= 0.92 x180 = 167.4 mm

Ghi chú: Trị số lớn nhất cho phép của D là 250 mm khi dùng trong tính toán Deff đối với lớp phủ không dính kết.

Phương pháp “tuổi thọ còn lại”

Np= Lượng xe đã chạy qua trên làn xe thiết kế (ESALs);(Số liệu thu thập từ cơ quan quản lý đường bộ)

= 1,905,500

N1.5= lượng xe chạy trên làn xe thiết kế (ESALs) cho đến khi P2 = 1.5 (tính từ các công thức ở Chương 3 TCTKMĐC, hoặc dùng phần mềm máy tính, nhưng với R = 50%)

= 5,150,000

RL = 100 63

000.150.5500.905.111001

5.1

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

NN P

CF = 0.93 (tra từ hình 6.5 - TCTKMĐC).

Deff = CF x D =0.93 x 180 =167 mm (bằng trị số đã tính theo phương pháp khảo sát điều kiện là 167.4mm

Ghi chú: trị số lớn nhất cho phép của D là 250 mm khi dùng trong tính toán Deff đối với lớp phủ không dính kết.

TCVN xxxx:xx

79

5.7 Ví dụ Xác định trị số môđun phản lực nền k bằng thiết bị đo độ võng FWD trên mặt đường bê tông xi măng poóclăng.

Ví dụ 1 - Xác định k của nền đất theo sơ đồ đo võng ở 4 điểm và dùng toán đồ

Dùng thiết bị FWD có tải trọng 40 kN, tấm đặt tải có bán kính a = 15 cm, đặt trên các tấm bê tông của mặt đường hiện hữu, các đầu cảm biến đặt ở 0, 300, 600 và 900 mm cách tâm tấm đặt tải.

Các trị số đo được như sau: d0 = 0.106 mm

d300 = 0.098 mm

d600 = 0.086 mm

d900 = 0.073 mm

Tính giá trị AREA theo phương trình 6.3 (TCTKMĐC) AREA =

= 152.4 ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +++=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

106.0073.0

106.0086.02

106.0098.0214.152221

0

900

0

600

0

300

dd

dd

dd

AREA = 786 mm Từ toán đồ hình 6.2 (TCTKMĐC), với d0 = 0.106 mm và AREA = 786 mm, tìm ra kđộng = 50 kPa/mm

Trị số môdun phản lực lực nền tĩnh ktĩnh bằng 1/2 kđộng; vậy k tĩnh = mmkPa25

250

=

Trị số ktĩnh của một đoạn đồng nhất được lấy bằng giá trị ktĩnh trung bình của các vị trí được đo độ võng trong đoạn đồng nhất ấy (khoảng cách của các vị trí đo độ võng thường trong khoảng 30 m đến 300 m).

Giá trị ktĩnh được đo trong các mùa khác nhau trong năm, và được hiệu chỉnh để có được” trị số k hữu hiệu đã được điều chỉnh theo mùa”, bằng giải pháp và ví dụ đã trình bày ở điểm 3.2.1.3.1, Chương 3 (TCTKMĐC)

TCVN xxxx:xx

80

Ví dụ 2 - Xác định k của nền đất bằng thiết bị đo chậu võng FWD (đo độ võng ở 7 điểm và dùng các phương trình để tính giá trị k).

Dùng thiết bị FWD có tải trọng 40kN, tấm đặt tải có bán kính a = 15 cm, đặt trên các tấm bê tông của mặt đường hiện hữu, các đầu cảm biến đặt ở 0, 203, 305, 457, 610, 915 và 1524 mm cách tâm tấm đặt tải. Chiều dầy tấm bê tông

L l = 4570 mm, chiều rộng tấm Lw = 3660 mm.

Các số liệu đo chậu võng như sau: d0 = 0.10617 mm d203 = 0.10109 mm d305 = 0.09754 mm d457 = 0.09169 mm d610 = 0.08534 mm d915 = 0.07315 mm d1524 = 0.05207 mm

Bài giải:

Tính giá trị AREA7 theo phương trình 3.1 AREA7=

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++++++=

10617,005207,012

10617,007315,018

10617,008534,09

10617,009169,06

10617,009754,05

10617,010109,0644,25 =

=1143mm

Tính l est theo phương trình 3.2

l est = 25.4 mm1036698,0

735911431524ln

566,2

=

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

Tính trị số không thứ nguyên d*0 theo phương trình 3.4

d*0 = 0.1245

( )[ ]103607565,014707,0 ×−− ee = 0.1237

Tính giá trị ước tính của kest khi giả thiết tấm có kích thước vô hạn theo phương trình 3.3.

kest = 986866 ( )2103610617,01237,00,40

×× = 43.36

mmkPa

Tính trị số L theo phương trình 3.7; (vì wL

Ll <2):

L = 36604570× = 4089.8

Tính nhân tố hiệu chỉnh 0dAF cho do theo phương trình 3.5

TCVN xxxx:xx

81

0dAF = 1- 80151,0

10368,408971878,0

15085,1⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

e = 0.867

Tính nhân tố hiệu chỉnh lAF cho l theo phương trình 3.6

lAF = 04831,1

10368,4089

61662,089434,01

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

− e = 0.934

Tính giá trị k đã được hiệu chỉnh đối với tấm bê tông có kích thước hữu hạn, theo phương trình 3.9

k=( ) 867,0934,0

36,432 ×

= 57 mmkPa

Tính giá trị trung bình của kđộng. Nếu ở nhiều vị trí thì phải tính trị số trung bình, sau khi đã loại bỏ các trị số không thực tế (xem điểm 7). Ở ví dụ này giả định cả đoạn đường chỉ đo chậu võng tại một vị trí đại diện, vậy giá trị

trung bình của kđộng cũng sẽ là 57 mmkPa

Tính giá trị trung bình của ktĩnh dùng trong thiết kế:

ktĩnh = kđộng/2mmkPa5,28

257

==

Các số liệu đo chậu võng và kết quả của các bước tính toán được ghi vào bảng 5.12.

Giá trị ktĩnh được đo trong các mùa khác nhau trong năm, và được hiệu chỉnh để có được “ trị số k hữu hiệu đã được điều chỉnh theo mùa” bằng giải pháp và ví dụ đã trình bày ở 3.2.1.3.1, Chương 3 – (TCTKMĐC)

TCVN xxxx:xx

82

Bảng 5.12 Số liệu đo chậu võng và kết quả các bước tính toán để xác định giá trị ktĩnh của nền đất.

Các bước tính Theo phương trình số

Kết quả

d0 0.0617 mm

d203 0.10109 mm

d305 0.09754 mm

d457 0.09169 mm

d610 0.08534 mm

d915 0.07315 mm

d1524 0.05207 mm

AREA7 3.1 1143 mm

Ước tính ban đầu estl 3.2 1036 mm

Trị số không thứ nguyên d*0 3.4 0.1237

Ước tính ban đầu estk 3.3 43.36 kPa/mm

Nhân tố hiệu chỉnh 0dAF 3.5 0.867

Nhân tố hiệu chỉnh lAF 3.6 0.934

Giá trị k đã được hiệu chỉnh 3.9 57 kPa/mm

(1) Giá trị trung bình của kđộng __ 57 kPa/mm

Giá trị trung bình của ktĩnh dùng trong thiết kế

__ 28.5 kPa/mm

TCVN xxxx:xx

83

CHƯƠNG 6 GIA CƯỜNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG POÓC LĂNG BẰNG LỚP PHỦ BÊ TÔNG NHỰA.

6.1 Tổng quan

Phần này hướng dẫn việc thiết kế lớp phủ bê tông nhựa lên trên các mặt đường bê tông thông thường có khe nối, bê tông cốt thép có khe nối và bê tông cốt thép liên tục hiện hữu.

Cũng có thể áp dụng phần này để thiết kế lớp phủ bê tông nhựa nếu lớp phủ bê tông nhựa của lần trước được đào bỏ đi hoàn toàn.

Việc xây dựng một lớp phủ bê tông nhựa lên trên các mặt đường bê tông thông thường có khe nối, bê tông cốt thép có khe nối và bê tông cốt thép liên tục bao gồm các công việc chính sau đây:

1. Sửa chữa các vị trí hư hỏng và tiến hành cải thiện thoát nước dưới mặt đường (nếu cần)

2. Mở rộng (nếu cần)

3. Tưới nhựa dính bám

4. Rải lớp phủ bê tông nhựa, bao gồm cả việc xử lý các đường nứt phản ánh (nếu cần).

6.2 Tính khả thi.

Rải lớp phủ bê tông nhựa là một phương án khả thi đối với mặt đường bê tông xi măng poóc lăng trừ khi tình trạng của mặt đường hiện hữu đòi hỏi phải đào bỏ và thay thế.

Biện pháp rải một lớp phủ bê tông nhựa là không khả thi khi mặt đường bê tông xi măng ở trong các tình trạng sau:

1. Mức độ các đường nứt đã bị hư hỏng của các tấm và các khe nối vỡ hư hỏng quá lớn đến độ dứt khoát cần phải tiến hành đào bỏ toàn bộ và thay thế lớp trên mặt.

2. Sự hư hỏng chủ yếu của tấm bê tông xi măng poóc lăng là do vấn đề về độ bền quá nghiêm trọng (ví dụ: nứt loại ”D” hoặc do cốt liệu bị phản ứng hoá học)

3. Chiều cao tĩnh không tại cầu không thích hợp cho việc làm một lớp phủ có chiều dầy yêu cầu.

Trường hợp này có thể dùng các biện pháp như giảm bớt bề dầy lớp phủ ở dưới cầu (mặc dù điều này có thể làm cho các vị trí ấy hư hỏng sớm), hoặc bằng cách nâng cao cầu lên, hoặc làm lại kết cấu mặt đường ở dưới cầu.

Làm lớp phủ bê tông nhựa dầy còn có thể đòi hỏi phải nâng cao các biển báo và rào chắn phòng hộ, cũng như phải mở rộng taluy và cống rãnh. Như vậy phần dải đất dành cho đường cần phải có sẵn hoặc có thể đạt được để có thể thực hiện các công việc nói trên.

6.3 Sửa chữa trước khi làm lớp phủ.

Trước khi rải lớp phủ bê tông nhựa cần phải tiến hành sữa chữa các hư hỏng sau đây trên các mặt đường bê tông thông thường có khe nối, bê tông cốt thép có khe nối và bê tông cốt thép liên tục:

TCVN xxxx:xx

84

Loại hư hỏng Loại sửa chữa

Các đường nứt đang phát triển Sửa chữa cả chiều sâu hoặc thay tấm bê tông

Vỡ thủng Sửa chữa cả chiều sâu

Khe nối vỡ hỏng Sửa chữa cả chiều sâu hoặc một phần chiều sâu

Các chỗ đã sửa chữa bị hư hỏng Sửa chữa cả chiều sâu

Phụt bùn nước / mép khe nối chênh lệch (bị kênh)

Đặt cấu tạo thoát nước ở mép mặt đường

Lún / trồi Bù lún bằng bê tông nhựa, kích tấm lên, hoặc làm lại cục bộ

Phải dùng bê tông xi măng poóc lăng để sửa chữa cả chiều sâu hoặc thay thế tấm trong các mặt đường bê tông thông thường có khe nối và bê tông cốt thép có khe nối. Cần bố trí các thanh truyền lực hoặc thanh liên kết để truyền tải trọng qua các khe nối đã được sửa chữa.

Để sửa chữa cả chiều sâu trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục dùng bê tông xi măng poólăng và cốt thép được buộc liên kết hoặc hàn với cốt thép của tấm bê tông hiện hữu, nhằm đảm bảo cho sự truyền tải trọng qua các khe nối và tấm được liên tục. Trước khi rải lớp phủ bê tông nhựa phải đào bỏ các miếng vá bằng bê tông nhựa trong mặt đường bê tông cốt thép liên tục và thay vào đấy bằng bê tông xi măng có cốt thép liên tục, chứ không sửa chữa cả chiều sâu các miếng vá bê tông nhựa này.

Việc đặt các cấu tạo thoát nước ở mép mặt đường, bảo dưỡng các cấu tạo thoát nước hiện hữu ở mép mặt đường, hoặc cải tạo các công trình thoát nước ngầm cần được tiến hành trước khi rải lớp phủ (nếu thấy công trình thoát nước ngầm cần được cải tạo).

Các khe nối giảm áp lực chỉ được bố trí tại các công trình cố định và không được bố trí cách đều nhau dọc theo mặt đường, trừ một trường hợp là khi cốt liệu bị tác dụng phản ứng hoá học đã làm cho tấm bị dãn ra. Trên các đường nhiều xe nặng, các khe nối giảm áp lực này được thiết kế theo loại có chức năng chịu lực lớn, và cần sử dụng các thanh truyền lực.

Nếu trong các khe nối có các vật cứng, trước khi rải lớp phủ lên cần phải dọn sạch và trám vật liệu chèn khe lại.

6.4 Kiểm soát đường nứt phản ánh

Cơ chế cơ bản của nứt phản ánh là sự tập trung biến dạng trong lớp phủ do có sự dịch chuyển ở khu vực lân cận các khe nối và các đường nứt trong mặt đường hiện hữu. Sự dịch chuyển này có thể là uốn hoặc cắt do tải trọng gây ra, hoặc có thể là co ngang do sự biến đổi nhiệt độ.

Các dịch chuyển do tải trọng gây ra chịu ảnh hưởng của chiều dầy lớp phủ và chiều dầy cùng độ cứng của mặt đường hiện hữu. Các dịch chuyển do nhiệt độ gây ra chịu ảnh hưởng của sự

TCVN xxxx:xx

85

biến đổi nhiệt độ theo ngày và theo mùa, của hệ số dẫn nhiệt của mặt đường hiện hữu, và của khoảng cách giữa các khe nối và giữa các đường nứt.

Trong lớp phủ bê tông nhựa trên mặt đường bê tông thông thường có khe nối hoặc bê tông cốt thép có khe nối, các đường nứt phản ánh thường phát sinh tương đối sớm (thông thường khoảng dưới một năm kể từ khi rải xong lớp phủ). Tốc độ phát triển của các đường nứt này đến đâu để gây hư hỏng phụ thuộc vào các nhân tố đã nêu trên và cũng phụ thuộc vào mức độ giao thông.

Thông qua việc sửa chữa các khe nối và các đường nứt đang hoạt động bị hư hỏng bằng cách sửa chữa cả chiều sâu các tấm bê tông xi măng có các thanh truyền lực hoặc các thanh liên kết có thể làm giảm tốc độ phát sinh đường nứt phản ánh và các hư hỏng, miễn là sự truyền tải trọng tại các khe nối được sửa chữa này có hiệu quả tốt.

Những cách sửa chữa khác có thể làm giảm phát sinh các đường nứt phản ánh và hư hỏng tiếp theo gồm có: cải thiện hệ thống thoát nước ngầm, phun vữa dưới các tấm có lớp móng đỡ bị hỏng, phục hồi khả năng truyền tải trọng ở các khe nối bằng cách phụt vữa xi măng vào khe hở của các thanh truyền lực và dùng phương pháp “khâu chéo” tại các đường nứt (cross – stitching).

Có nhiều biện pháp khác nhau đã được sử dụng để kiềm chế tốc độ phát sinh các đường nứt phản ánh và các hư hỏng. Có thể dùng bất cứ một trong các cách xử lý sau đây để kiềm chế nứt phản ánh phát sinh trong lớp phủ bê tông nhựa rải trên mặt đường bê thông thường có khe nối hoặc bê tông cốt thép có khe nối:

1. Xẻ và trám các khe trong lớp phủ bê tông nhựa tại các vị trí trùng với khe nối của lớp mặt đường bê tông thông thường có khe nối hoặc lớp bê tông cốt thép có khe nối nằm dưới. Kỹ thuật này đem lại hiệu quả cao khi áp dụng cho lớp phủ bê tông nhựa rải lên mặt đường bê tông xi măng, khi khe được xẻ trùng với các khe nối hoặc đường nứt thẳng, xê dịch trong vòng 2.5 cm.

2. Dùng màng phân cách hấp thụ ứng suất (SAMI) cho mặt đường bê tông xi măng poóc lăng. Màng phân cách này có thể làm theo các cách sau:

• Tưới một lớp nhựa, rải đá nhỏ lên; dùng nhựa bitum polime (4% đến 5% SBS) hoặc nhựa cải thiện bằng vụn cao su, lượng nhựa khoảng 2 lít/m2; dùng đá nhỏ cỡ dmax danh định là 14 mm.

• Trải một lớp vải địa kỹ thuật có gia cường nhựa bitum và đá nhỏ: Tưới lần đầu một lượng nhựa (khoảng 1l/m2) lên mặt đường, trải một lớp vải địa kỹ thuật “loại không dệt”, lượng nhựa tưới lần đầu này sẽ làm lớp vải địa kỹ thuật dính bám vào mặt đường nằm ở dưới, tưới lượng nhựa lần hai (cũng khoảng 1l/m2) sau đó rải đá nhỏ cỡ dmax danh định bằng 14 mm. Không thể dùng vải địa kỹ thuật có gia cường nhựa bitum và đá nhỏ ở các nơi có xảy ra hiện tượng phụt bùn, nước, vì sẽ làm cho lớp phủ bê tông nhựa bị tách lớp ra.

3. Tăng thêm chiều dầy lớp phủ bê tông nhựa. Các đường nứt phản ánh cần nhiều thời gian hơn để phát triển qua suốt lớp phủ dầy hơn, và do đó sẽ chậm hư hỏng hơn.

4. Đập vỡ các tấm mặt đường bê tông xi măng rồi đầm nén lại trước khi rải lớp phủ bê tông nhựa.

Dùng kỹ thuật này nhằm làm giảm kích cỡ các mảnh bê tông xi măng, lớn nhất là 30 cm và biến các tấm bê tông bị đập vỡ thành một lớp móng bằng cốt liệu có cường độ cao.

TCVN xxxx:xx

86

5. Làm nứt vỡ các tấm mặt đường bê tông thông thường có khe nối hoặc phá vỡ mặt đường bê tông cốt thép có khe nối rồi đặt xuống lại trước khi rải lớp phủ bê tông nhựa. Dùng kỹ thuật này nhằm làm giảm kích thước của các mảnh bê tông xi măng và đặt chúng vào lớp móng nằm ở dưới, nhờ đó làm giảm các chuyển động ngang (và có thể cả chuyển động đứng) tại các đường nứt.

Nứt phản ánh có thể có ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ của lớp phủ bê tông nhựa rải trên mặt đường bê tông thông thường có khe nối hoặc bê tông cốt thép có khe nối. Các đường nứt phản ánh bị hư hỏng làm giảm khả năng phục vụ của mặt đường và còn đòi hỏi phải tiến hành bảo dưỡng thường xuyên như trám đường nứt, khía rãnh, vá. Các đường nứt phản ánh còn tạo điều kiện cho nước thấm nhập vào kết cấu mặt đường, có thể làm giảm sự dính kết giữa lớp phủ bê tông nhựa với tấm bê tông xi măng, làm bóc các màng nhựa trong bê tông nhựa, đẩy mạnh sự phát triển các đường nứt loại “D” hoặc các hư hỏng do cốt liệu bị phản ứng hoá học trong các tấm bê tông xi măng poóc lăng, kèm theo các vấn đề về độ bền của mặt đường, và làm cho các lớp móng trên, móng dưới bị mềm yếu. Vì lý do ấy cần phải trám các đường nứt phản ánh sớm khi chúng vừa phát sinh và định kỳ trám lại trong suốt cả thời ký tồn tại của lớp phủ.

Trám các đường nứt phản ảnh ít nghiêm trọng cũng có thể làm chậm sự phát triển của chúng lên mức độ nghiêm trọng trung bình và cao.

Trước khi rải lớp phủ bê tông nhựa lên trên mặt đường bê tông cốt thép liên tục cần sửa chữa một cách kiên cố các chỗ vỡ thủng và các đường nứt đang phát triển bằng cách sửa chữa cả chiều sâu, dùng bê tông có cốt thép được buộc liên kết hoặc hàn lại với tấm cũ cho liên tục, sẽ làm chậm sự xuất hiện và sự phá hỏng của các đường nứt phản ánh. Cải thiện các điều kiện thoát nước ngầm, phun vữa vào các chỗ tấm bị hẫng cũng sẽ ngăn cản được sự hình thành các đường nứt phản ánh và các hư hỏng.

Việc xử lý kiềm chế nứt phản ánh đối với lớp phủ bê tông nhựa rải trên mặt đường bê tông cốt thép liên tục là không cần thiết, trừ trường hợp đối với các khe dọc. Trong trường hợp này thì dùng phương pháp sửa chữa mặt đường bê tông cốt thép liên tục trên một đoạn dài để sửa chữa các chỗ và các đường nứt đã bị hỏng.

6.5 Thoát nước

Bước đầu tiên để đánh giá việc thoát nước là xem xét kiểm tra các tài liệu hồ sơ thi công mặt đường. Ví dụ, xem các điều khoản qui định nào đã được dùng cho việc thoát nước trong thiết kế ban đầu? Tiếp theo kiểm tra xem xét các dữ liệu về thoát nước đã được sưu tập trước kia, cũng như các số liệu về mặt cắt ngang, mặt cắt dọc của mặt đường như: dốc dọc; dốc ngang; chiều rộng của các lớp mặt đường; chiều dầy của các lớp; chiều sâu đào; chiều cao đắp; mái dốc và kích thước của các công trình thoát nước (mương rãnh, cống…).

Nếu mặt đường có các hư hỏng do liên quan đến tác dụng của nước, thì hiển nhiên là hệ thống thoát nước được thiết kế ban đầu không thích hợp với các yêu cầu hiện tại của mặt đường. Đánh giá tình trạng thoát nước, người kỹ sư xem có nên chỉ dùng biện pháp sửa chữa bảo dưỡng hệ thống thoát nước mà thôi hay phải làm thêm các công trình thoát nước nữa.

Bước tiếp theo trong việc đánh giá tình trạng thoát nước là xem xét kiểm tra bản đồ địa hình đối với các đặc điểm ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước mặt và nước ngầm tại khu vực dự án.

TCVN xxxx:xx

87

Xem có phải mặt đường đã được xây dựng tại chỗ trũng nhất không, ở đó không có chỗ thấp hơn để nước thoát ra? Xem có các ao hồ, các dòng chảy, hoặc có khu vực ẩm ướt (theo mùa) nào nằm cao hơn cao độ của mặt đường không? Thêm vào nữa là cần kiểm tra xem xét các bản đồ thổ nhưỡng khu vực, đấy là thêm một nguồn thông tin về sự di chuyển của nước mặt và nước ngầm trong khu vực mặt đường. Các bản đồ này còn có thể cung cấp các thông tin về các loại đất.

Việc đánh giá tình trạng thoát nước còn đòi hỏi phải khảo sát tại hiện trường, nhất là vào thời tiết ẩm ướt. Sau đây là một phần của các câu hỏi đặt ra trong quá trình khảo sát thực địa:

• Ở đâu và bằng cách nào nước chảy qua bề mặt của mặt đường?

• Nước sẽ tập trung ở đâu, trên và gần mặt đường?

• Mức nước trong các mương rãnh cao đến đâu?

• Các khe nối và đường nứt có chứa nước không?

• Nước có đọng lại thùng vũng trên lề đường không?

• Có các loại cây cỏ ưa nước mọc sum suê dọc bên đường không?

• Có thấy các chỗ lắng đọng bùn, hạt mịn hoặc các dấu hiệu của hiện tượng phụt bùn, nước cạnh mép mặt đường không?

• Các lạch nhỏ, cửa vào có chứa các mảnh vỡ và trầm tích được tích luỹ dần dần không?

• Các khe nối và các đường nứt có được trám lại tốt không?

Điều tra khảo sát thực địa còn bao gồm cả việc kiểm tra xem các công trình thoát nước đã được hoạch định trong thiết kế gốc thực tế có được xây dựng không. Cũng phải xem có tiến hành bảo dưỡng tại chỗ các công trình thoát nước không và thẩm tra quá trình làm thông thoáng thường kỳ các công trình này.

6.6 Tính chất của các vật liệu.

Việc xác định tính chất nào của vật liệu cần được khảo sát phụ thuộc vào hai nhân tố: Loại ẩm liên quan đến các hư hỏng xảy ra trong mặt đường, và các lớp mặt đường trong đó xuất hiện các hư hỏng.

Khi có thể thì việc sưu tập các dữ liệu về vật liệu để đánh giá tình trạng thoát nước nên phối hợp với việc đánh giá dự án tổng thể.

Ví dụ, khi cần khoan mẫu để xác định chiều dầy lớp thì cùng lúc lấy luôn mẫu đất nền để tiến hành thí nghiệm các vấn đề liên quan đến thoát nước. Như vậy chi phí cho việc đành giá tình trạng thoát nước sẽ giảm thiểu.

6.7 Các sai số tiềm ẩn và những điều chỉnh có thể tiến hành cho trình tự thiết kế chiều dầy.

Chiều dầy lớp phủ tính được bằng phương pháp ở Chương 6 TCTKMĐC sẽ là hợp lý khi mặt đường không đủ cường độ. Nếu chiều dầy lớp phủ tính ra không hợp lý, thì có thể là do một hoặc vài nguyên nhân sau đây:

1. Mặt đường bị hư hỏng có thể do các nhân tố chủ yếu không phải là tải trọng. Chiều dầy lớp phủ tính ra được nhỏ hơn 0 hoặc gần 0 cho thấy mặt đường không cần phải được

TCVN xxxx:xx

88

gia cường (về kết cấu). Nếu là do chất lượng khai thác vận hành suy giảm thì cần rải một lớp phủ có chiều dầy tối thiểu.

2. Có thể cần có những hiệu chỉnh các số liệu đầu vào thiết kế lớp phủ để tiến trình thiết kế phù hợp với các điều kiện riêng của từng cơ quan, từng hãng. Mỗi hãng , cơ quan nên thử nghiệm tiến trình thiết kế lớp phủ cho các dự án thực tế hiện hành để kiểm tra xem cần hiệu chỉnh như thế nào;

(a) Độ tin cậy thiết kế lớp phủ, R. Mỗi hãng, cơ quan nên xem xét lại độ tin cậy nên dùng cho thiết kế lớp phủ, vì các khuyến nghị đã cho ở Chương 3 TCTKMĐC là dùng cho thiết kế mặt đường mới.

(b) Độ lệch tiêu chuẩn toàn phần S0. Trị số khuyến nghị cho thiết kế mặt đường mới có thể hoặc là quá thấp hoặc là quá cao đối với thiết kế lớp phủ (gia cường).

(c) Về các nhân tố hiệu chỉnh chiều dầy hữu hiệu của tấm bê tông. Có rất nhiều khía cạnh mà các hãng, cơ quan cần hiệu chỉnh .

(d) Modun đàn hồi thiết kế của lớp đất nền và giá trị k hữu hiệu của nền đất. (e) Các số liệu đầu vào thiết kế khác có thể có sai số. Khoảng của các giá trị tiêu biểu

cho các số liệu đầu vào đã cho trong Chương 6 – Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng.

TCVN xxxx:xx

89

CHƯƠNG 7 GIA CƯỜNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG POÓC LĂNG BẰNG LỚP PHỦ BÊ TÔNG XI MĂNG KHÔNG DÍNH KẾT (VỚI MẶT ĐƯỜNG CŨ)

7.1 Tổng quan

Có thể làm một lớp mặt đường bê thông thường có khe nối, bê tông cốt thép có khe nối hoặc bê tông cốt thép liên tục không dính kết trên mặt đường hiện hữu thuộc các loại nói trên để gia cường năng lực kết cấu và cải thiện chất lượng khai thác vận hành.

Thi công lớp phủ không dính kết bằng bê tông bao gồm các công việc sau đây:

1. Chỉ sửa chữa các khu vực hư hỏng nhiều và cải thiện việc thoát nước dưới mặt đất (nếu cần)

2. Xây dựng mở rộng (nếu cần)

3. Rải lớp phân cách (lớp phân cách này có thể còn làm chức năng lớp bù vênh)

4. Rải lớp phủ bê tông

5. Xẻ và trám các khe nối.

7.2 Tính khả thi

Dùng lớp phủ không dính kết là một phương án cải tạo nâng cấp khả thi đối với các mặt đường bê tông xi măng poóc lăng (hiện hữu) trong hầu hết mọi điều kiện. Đây là phương án có hiệu quả nhất về chi phí khi mặt đường hiện hữu bị hư hỏng quá nhiều, vì rằng sẽ giảm thiểu các yêu cầu sửa chữa trước khi rải lớp phủ.

Phương án dùng lớp phủ không dính kết bằng bê tông xi măng poóc lăng là không khả thi khi gặp các điều kiền sau:

1. Tổng số các đường nứt hư hỏng và các khe nối hư hỏng trong các tấm không nhiều lắm, và nếu dùng các phương pháp khác thì sẽ tiết kiệm hơn nhiều.

2. Chiều cao tĩnh không tại cầu không thích hợp cho việc làm một lớp phủ có chiều dầy yêu cầu. Trường hợp này có thể dùng biện pháp xây dựng lại mặt đường ở dưới cầu hoặc nâng cao cầu lên.Làm lớp phủ không dính kết dầy còn có thể đòi hỏi phải nâng cao các biển báo và rào chắn phòng hộ, cũng như phải mở rộng taluy và cống rãnh hiện hữu. Như vậy phần dải đất dành cho đường cần phải có sẵn hoặc có thể đạt được để có thể thực hiện các công việc nói trên.

3. Mặt đường hiện hữu dễ bị lún nhiều hoặc dễ bị trồi cao lên.

7.3 Sửa chữa trước khi làm lớp phủ .

Một ưu điểm chính của lớp phủ không dính kết là khối lượng công việc sửa chữa mặt đường hiện hữu được giảm đi nhiều. Tuy nhiên, không dùng lớp phủ không dính kết qua các khu vực cục bộ mà nền móng không đồng nhất. Các loại hư hỏng sau đây cần được sửa chữa trước khi làm làm lớp phủ để ngăn ngừa các đường nứt phản ánh có thể làm giảm tuổi thọ của lớp phủ.

Công việc sửa chữa cần thiết trước khi làm lớp phủ được giới thiệu chi tiết ở Bảng 7.1

TCVN xxxx:xx

90

7.4 Kiểm soát nứt phán ánh.

Khi dùng một lớp phân cách bằng bê tông nhựa dầy từ 25 mm đến 50mm sẽ có thể không lo có vấn đề nứt phản ánh trong lớp phủ không dính kết. Tuy nhiên chiều dầy lớp phân cách này có thể không đủ đối với một lớp phủ không dính kết khi việc truyền tải trọng trong mặt đường hiện hữu không tốt, và các độ võng qua các khe nối hoặc qua các đường nứt ngang chênh nhau quá nhiều.

Sử dụng màng phân cách hấp thụ ứng suất (SAMI) (xem 6.4) có thể kiềm chế các đường nứt phản ánh.

Bảng 7.1 Sửa chữa trước khi làm lớp phủ (gia cường)

Loại hư hỏng Loại lớp phủ Sửa chữa

Đường nứt đang phát triển

JPCR hoặc JRCP, CRCP - Không cần sửa chữa - Sửa chữa cả chiều sâu tấm có thanh truyền lực nếu độ võng chênh nhau lớn

Vỡ thủng JPCP, JRCP, CRCP Sửa chữa cả chiều sâu

Khe nối hư hỏng JPCP hoặc JRCP, CRCP - Không cần sửa chữa - Sửa chữa cả chiều sâu đối với các khe nối hư hỏng trầm trọng

Phụt bùn, nước JPCP, JRCP, CRCP Cấu tạo thoát nước bên mép (nếu cần)

Lún JPCP, JRCP, CRCP Bù lún bằng bê tông nhựa

Truyền tải trọng không tốt ở các khe nối hoặc ở các đường nứt

JPCP, JRCP, CRCP - Không cần sửa chữa; nếu mặt đường có nhiều đường nứt hoặc khe nối truyền tải trong kém thì xem xét làm lớp phân cách bằng bê tông nhựa dầy hơn.

7.5 Thoát nước

Bước đầu tiên để đánh giá việc thoát nước là xem xét kiểm tra các tài liệu hồ sơ thi công mặt đường. Ví dụ, xem các điều khoản qui định nào đã được dùng cho việc thoát nước trong thiết kế ban đầu (gốc)? Tiếp theo kiểm tra xem xét các dữ liệu về thoát nước đã được sưu tập trước kia, cũng như các số liệu về mặt cắt ngang, mặt cắt dọc của mặt đường như:

• dốc dọc

TCVN xxxx:xx

91

• dốc ngang

• chiều rộng của các lớp mặt đường

• chiều dầy của các lớp

• chiều sâu đào, chiều cao đắp

• mái dốc và các kích thước của các công trình thoát nước (mương rãnh, cống…)

Nếu mặt đường có các hư hỏng do liên quan đến tác dụng của nước, thì hiển nhiên là hệ thống thoát nước được thiết kế ban đầu không thích hợp với các yêu cầu hiện tại của mặt đường. Đánh giá tình trạng thoát nước, người kỹ sư xem có nên chỉ dùng biện pháp sửa chữa bảo dưỡng hệ thống thoát nước mà thôi hay phải làm thêm các công trình thoát nước nữa.

Bước tiếp theo trong việc đánh giá tình trạng thoát nước là xem xét kiểm tra bản đồ địa hình đối với các đặc điểm ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước mặt và nước ngầm tại khu vực dự án.

Xem có phải mặt đường đã được xây dựng tại chỗ trũng nhất không, ở đó không có chỗ thấp hơn để nước thoát ra? Xem có các ao hồ, các dòng chảy, hoặc có khu vực ẩm ướt (theo mùa) nào nằm cao hơn cao độ của mặt đường không? Thêm vào nữa là cần kiểm tra xem xét các bản đồ thổ nhưỡng khu vực, đấy là thêm một nguồn thông tin về sự di chuyển của nước mặt và nước ngầm trong khu vực mặt đường. Các bản đồ này còn có thể cung cấp các thông tin về các loại đất.

Việc đánh giá tình trạng thoát nước còn đòi hỏi phải khảo sát tại hiện trường, nhất là vào thời tiết ẩm ướt. Sau đây là một phần của các câu hỏi đặt ra trong quá trình khảo sát thực địa:

• Ở đâu và bằng cách nào nước chảy qua bề mặt của mặt đường?

• Nước sẽ tập trung ở đâu, trên và gần mặt đường?

• Mức nước trong các mương rãnh cao đến đâu?

• Các khe nối và đường nứt có chứa nước không?

• Nước có đọng lại thùng vũng trên lề đường không?

• Có các loại cây cỏ ưa nước mọc sum suê dọc bên đường không?

• Có thấy các chỗ lắng đọng bùn, hạt mịn hoặc các dấu hiệu của hiện tượng phụt bùn, nước cạnh mép mặt đường không?

• Các lạch nhỏ, cửa vào có chứa các mảnh vỡ và trầm tích được tích luỹ dần dần không?

• Các khe nối và các đường nứt có được trám lại tốt không?

• Điều tra khảo sát thực địa còn bao gồm cả việc kiểm tra xem các công trình thoát nước đã được hoạch định trong thiết kế gốc thực tế có được xây dựng không. Cũng phải xem có tiến hành bảo dưỡng tại chỗ các công trình thoát nước không và thẩm tra quá trình làm thông thoáng thường kỳ các công trình này.

7.6 Các khe nối

Cần làm các khe ngang và khe dọc như đối với mặt đường xây dựng mới, trừ khoảng cách các khe nối đối với lớp phủ bằng bê tông thông thường có khe nối được trình bày dưới đây. Do lớp dưới của tấm có độ cứng không như thông thường nên cần giới hạn khoảng cách các khe nối như dưới đây, để kiểm soát ứng suất uốn cong do gradient nhiệt:

TCVN xxxx:xx

92

Khoảng cách lớn nhất giữa các khe nối (m) = 0.021 x chiều dầy tấm bê tông (mm)

Ví dụ: Chiều dầy tấm bê tông bằng 200 mm, khoảng cách giữa các khe nối = 200 x 0.021 = 4.2 m

7.7 Cốt thép

Lớp phủ không dính kết bằng bê tông cốt thép có khe nối và bằng bê tông cốt thép liên tục cần phải có cốt thép để giữ đường nứt khít lại. Thiết kế cốt thép được tiến hành theo những chỉ dẫn kỹ thuật cho mặt đường xây dựng mới, trừ trị số ma sát sẽ cao hơn (bằng 2 đến 4), do có sự dính kết giữa lớp phân cách bằng bê tông nhựa với lớp phủ mới bằng bê tông xi măng poóc lăng.

7.8 Lớp phân cách

Cần có lớp phân cách nằm giữa lớp phủ không dính kết bằng bê tông xi măng poóc lăng và tấm bê tông của mặt đường hiện hữu để cách ly lớp phủ với các đường nứt và các hư hỏng khác trong các tấm bê tông hiện hữu. Lớp phân cách làm bằng bê tông nhựa dầy 25 mm đã được dùng phổ biến và có hiệu quả nhất. Lớp phân cách bằng bê tông nhựa có thể làm chức năng của lớp tạo phẳng.

Một số vật liệu mỏng (màng) đã được sử dụng để chống dính kết nhưng kết quả không tốt. Có thể sử dụng màng phân cách hấp thụ ứng suất (SAMI) như đã mô tả ở điểm 6.4 của Chương 6 để giúp cách ly các đường nứt trong mặt đường bê tông xi măng hiện hữu

TCVN xxxx:xx

93

PHỤ LỤC A - CÁC BẢN VẼ

Bản 1 Các thanh truyền lực và thanh liên kết Bản 2 Các bước xẻ khe nối; liên kết rãnh thoát nước, liên kết bó vỉa, và dầm móng dưới. Bản 3 Neo kết thúc của mặt đường bê tông cốt thép liên tục. Bản 4 Neo kết thúc và cấu tạo thoát nước của neo. Bản 5 Cấu tạo thoát nước dưới mặt đường.

TCVN xxxx:xx

94

c¸ch nhau 300

Chi

Òu dμy

tÊm

JP

CP

c¸ch nhau 300Thanh truyÒn lùc dμi 500 PhÇn chèng dÝnh cña

thanh truyÒn lùc min 275

c¸c thanh truyÒn lùc (kÝch th−íc mm)

§æ bª t«ng ®Çu tiªn

D/2 ± 25

D

250

JPCP JPCP

khe co ngang cña jpcp / ®Æt khu«n / cã thanh truyÒn lùc

BASElíp mãng

khe co ngang / xÎ khe / cã thanh truyÒn lùc cña mÆt ®−êng jpcp

Chi

Òu dμy

tÊm

JP

CP

JPCPJPCP

Thanh truyÒn lùc dμi 500 thanh truyÒn lùc min 275PhÇn chèng dÝnh cña

250

D

D/2

O 12 dμi 1000 mm

Chi

Òu dμy

tÊm

JP

CP

Chi

Òu dμy

tÊm

JP

CP

mãng trªn

§æ bª t«ng ®Çu tiªn

(d¹ng l−în sãng)

khe däc cña mÆt ®−êng jpcp / cã thanh liªn kÕt /

O 12 dμi 1000 mmThanh liªn kÕt

c¸c thanh liªn kÕt (kÝch th−íc mm)

Khe kiÓu ngμm

JPCPJPCP

D

D/2

D/2

500500

dμy 30 mm

Líp b¶o vÖ Thanh liªn kÕt

D/2

D/2

D

JPCP JPCP

khe däc cña mÆt ®−êng jpcp / cã thanh liªn kÕt / xÎ khe

mãng trªn

Ghi chú:

1- Cấu tạo khe dãn:

- Bố trí các thanh truyền lực như trong khe co

- Mũ chụp đầu thanh truyền lực về phía phần được chống dính, phải có khoảng trống bằng bề rộng của khe dãn cộng thêm 15 mm

2- Khe kiểu ngàm (dạng lượn sóng):

- 50 mm chiều dầy phía trên và phía dưới của ngàm

- 30 mm (min) chiều cao mỗi vị trí lượn sóng (3 vị trí)

- 7 mm (min) chiều sâu của rãnh ngàm.

Bản vẽ điển hình Bản 1 - Thanh truyền lực và thanh liên kết

(vẽ không theo tỷ lệ)

TCVN xxxx:xx

95

Thanh chÌn Thanh chÌn

c¸c b−íc xÎ khe nèi vμ tr¸m khe nèi

VËt liÖu tr¸m khe6-12

3-9

3 - tr¸m khe l©u dμi

C¸c kÝch th−íc khe nèi7-10

Thanh chÌn

19-3

5

Thanh chÌn

7-10 XÎ më réng

2 - Tr¸m khe t¹m thêi1 - Tr¸m khe ®Çu tiªn

®èi v

íi k

he n

gang

D/3

®èi

víi

khe

däc

Thanh chÌn

XÎ lÇn ®Çu

D/4

3

Líp phï b¶o vÖ

dμy 50 mm

Thanh liªn kÕt O 12 @ 1000 mm

ë mÐp tÊm ë mÐp tÊmCÊu t¹o tho¸t n−íc Líp mãng

O 12 @ 1000 mmThanh liªn kÕt

MIN 600

35

80

90

8100

D

JPCP

liªn kÕt bã vØaliªn kÕt bã vØa vμ r·nh tho¸t n−íc

CÊu t¹o tho¸t n−íc

dμy 50 mm

JPCP

Líp mãng

500

Líp phñ b¶o vÖD

D/2

D/2

tÊm ®Öm tr−íc cÇu

O 9 mm, 200x200 mmcÊp 35 Mpa víi thÐp, l−íi thÐpDÇm mãng d−íi b»ng bª t«ng

t¹i khe nèi cña c¸c lo¹i mÆt ®−êng víi cÇu

300300

D/2

D/2

TÊm bª t«ng xi m¨ng hoÆc

khe nèi cã dÇm ®ì t¸ch biÖt cña mÆt ®−êng jpcp

líp mãng

Bản vẽ điển hình

Bản 2 - Các bước xẻ khe nối Liên kết bó vỉa và rãnh thoát nước, khe cô lập

(vẽ không theo tỷ lệ)

TCVN xxxx:xx

96

cèt thÐp liªn tôc, t¹i cÇu (kÝch th−íc mm)

O 16 ®Æt c¸ch nhau 'C'Líp b¶o vÖ ë trªn

Thanh thÐp O 12 ®Æt chªnh nhau 600

Thanh thÐp O 12

16 ®Æt c¸ch nhau 'C'Thanh thÐp O

Líp b¶o vÖ ë d−íi dμy 70

O Thanh thÐp 16, 6 thanh cho mét neo

O Cèt thÐp ®ai 16 ®Æt c¸ch nhau 'C'

90 ± 10Thanh thÐp

Lç tho¸t n−íc ë neo

6 thanh cho mét neo

D

Líp mãng

1200

600 MIN

Líp mãng

ChiÒu dμy tÊm PCC

neo 1 ë phÝa cuèi cña mÆt ®−êng bª t«ng

C¸c kÝch th−íc vμ cèt thÐpt−¬ng tù nh− cña neo 1, kh«ng ghi ë ®©y

Líp b¶o vÖ ë d−íi dμy 70O Thanh thÐp 16 ®Æt c¸ch nhau 'C'

®Æt c¸ch nhau 6 m (kÝch th−íc mm)

*

Neo

Líp mãng

D

Lç tho¸t n−íc cña neoLíp mãng

D

neo 2 & 3 cña mÆt ®−êng bª t«ng cèt thÐp liªn tôc

Bản vẽ điển hình Bản 3 - Neo mặt đường bê tông cốt thép liên tục

(vẽ không theo tỷ lệ)

TCVN xxxx:xx

97

vμ ë d−íi

16, c¸ch nhau 300Cèt thÐp ®ai O

O ThÐp 16, 6 thanh cho mçi neo

O Cèt thÐp ®ai 16, c¸ch nhau 300

CÇu

4000 MIN

tham kh¶o b¶n vÏ cÇu

TÊm ®Öm tr−íc cÇu TÊM ë PHÝA CUèI

10000 MAX 1800

C 14CHIÒU DμY TÊM

30TÊm ®Öm

l−íi thÐp ë trªn

Líp b¶o vÖ50

dÇm mãng d−íi

600 MIN

1200

Líp mãng

D

KHE THI C¤NG

thiÕt kÕ neo ë cuèi tÊm mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng t¹i cÇu

16, c¸ch nhau 'C'Thanh thÐp O

líp b¶o vÖ 70

O Thanh thÐp 16, 6 thanh cho mçi neo

O Cèt thÐp ®ai 16, c¸ch nhau 'C'

n»m d−íi mÆt ®−êng

líp b¶o vÖ 90

t¹i ®iÎm b¾t ®Çu cña mÆt ®−êng mÒm

1200

mÆt ®−êng mÒm1300

Líp b¶o vÖ50 MIN

C¸ch nhau 'C'khe thi c«ng

CR

CP

chiÒu dμy tÊm

neo 1 ë phÝa cuèi cña mÆt ®−êng bª t«ng cèt thÐp liªn tôc

CÊu t¹o tho¸t n−íc

D

Líp mãng

O 100 ®Æt d−íi mÆt ®−êng®Æt trong bª t«ng kh«ng cã cèt liÖu mÞn®−îc b¶o vÖ b»ng v¶i ®Þa kü thuËt

200

200

MIN

èng tho¸t n−íc

cÊu t¹o thanh tho¸t n−íc cña neo Bản vẽ điển hình

Bản 4 - Neo và cấu tạo thoát nước của neo. (vẽ không theo tỉ lệ)

TCVN xxxx:xx

98

O 100 gîn sãng, cã ®ôc lç vμ cã bäc v¶i läc

trong nÒn ®μo kh«ng cã r·nh tho¸t n−íccÊu t¹o tho¸t n−íc d−íi mÆt ®−êng

líp mãng d−íi

líp mãng trªn

JPCP

thay ®æi

m¸i dèc thay ®æi

1 : 10

cét b¶ng chØ dÉn

dèc ngang

v¶i ®Þa kü thuËtr·nh tho¸t n−íc

bª t«ng kh«ng cã cèt liÖu mÞn

vËt liÖu trång c©y cá ®−îc

v¶i ®Þa kü thuËt, ë trong cã ®Æt mét èng chÊt dÎohμo tho¸t n−íc lÊp b»ng vËt liÖu sái cuéi cì 20 mm tho¸t n−íc, ®−îc bao bäc b»ng

hμo tho¸t n−íc ®Æt d−íi mÆt ®−êng

l¸ng nhùa r¶i ®¸ nhá 7 mm

MIN50

MIN150

300

50-7510

0

hμo tho¸t n−íc ®Æt d−íi mÆt ®−êng

hμo tho¸t n−íc lÊp b»ng vËt liÖu sái cuéi cì 20 mm tho¸t n−íc,®−îc bao bäc b»ng v¶i ®Þa kü thuËt, ë trong cã ®Æt mét èng chÊt dÎo

trong nÒn ®¾p kh«ng cã r·nh tho¸t n−íccÊu t¹o tho¸t n−íc d−íi mÆt ®−êng

MIN50

100

c¸c ®iÓm nèi

m¸i dèc thay ®æi

vËt liÖu trång c©y cá ®−îc

50-75

300

bª t«ng kh«ng cã cèt liÖu mÞn

v¶i ®Þa kü thuËt

dèc ngang

cét b¶ng chØ dÉn

JPCP

líp mãng trªn

líp mãng d−íi

Bản vẽ điển hình Bản 5 - Cấu tạo thoát nước mặt đường

(vẽ không theo tỷ lệ)

__________________________________________