T.2 Thiết kế đường ô tô_ Nền mặt đường và công trình thoát nước

Tài liệu này tập trung vào các nội dung sau:

• Chương 8: THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG
  • Yêu cầu chung đối với nền đường: Đề cập đến ba yêu cầu chính: ổn định toàn khối (kích thước hình học và hình dạng không bị phá hoại, biến dạng), đủ cường độ (bền khi chịu cắt trượt, không biến dạng quá nhiều) và ổn định cường độ theo thời gian, khí hậu, thời tiết. Nêu các nguyên nhân gây phá hoại nền đường, trong đó nước là nguyên nhân chủ yếu.
  • Cấu tạo nền đường trong trường hợp thông thường:
    • Đất làm nền đường: Phân tích ảnh hưởng của tính chất và trạng thái đất (độ ẩm, độ chặt) đến cường độ và ổn định của nền đường. Phân loại đất theo kích cỡ hạt (cuội, sỏi, cát, bụi, sét) và khả năng sử dụng trong xây dựng nền đường (cát, sét, bụi, á cát, á sét). Đất á cát được đánh giá là vật liệu thích hợp nhất.
    • Cấu tạo các bộ phận của nền đường: Trình bày cấu tạo nền đắp thông thường (độ dốc taluy theo chiều cao đắp, vật liệu đắp), nền đường đầu cầu và dọc sông (độ dốc taluy, phòng hộ), thùng đấu (bề rộng bảo vệ K), nền đắp trên sườn dốc (biện pháp đánh bậc cấp, kè chân, tường chắn). Cấu tạo nền đào (đào hoàn toàn, đào chữ L) và các yếu tố ảnh hưởng đến độ dốc taluy nền đào (thành phần đất đá, thế nằm, mức độ phong hóa…).
    • Cấu tạo nền đường cao tốc: Yêu cầu về mái dốc thoải để đảm bảo an toàn và cảnh quan, các trị số độ dốc taluy đất theo chiều cao đắp/sâu đào.
    • Cấu tạo gia cố taluy nền đường: Mục đích và các hình thức gia cố taluy (đầm nén, trồng cỏ, gia cố bằng chất liên kết, làm lớp bảo hộ cục bộ, tường hộ, lớp đắp bao, tầng lọc ngược, tầng đá xếp khan, rọ đá, lát tấm bê tông).
  • Tính toán đánh giá sự ổn định của nền đường trên sườn dốc:
    • Yêu cầu: Nền đường phải đặt trên sườn dốc ổn định và bản thân sườn dốc vẫn ổn định sau khi xây dựng.
    • Các trường hợp mặt trượt: Mặt trượt tương đối phẳng (công thức 8-3), mặt gãy khúc (công thức 8-4, 8-5) và mặt trượt quay (mặt trượt cung tròn).
    • Đánh giá ổn định trượt nền đắp trên sườn dốc: Sử dụng công thức hệ số ổn định K = f/i (8-6).
  • Tính toán ổn định mái dốc taluy nền đường:
    • Trường hợp taluy cao > 12m: Cần nghiệm toán ổn định toàn khối.
    • Điều kiện cân bằng giới hạn: Công thức 8-9 và 8-10.
    • Phương pháp phân mảnh cổ điển của Fellenius: Giả thiết mặt trượt hình trụ tròn, phân khối đất trượt thành các mảnh để tính toán hệ số ổn định K (công thức 8-11a, 8-11b). Hướng dẫn cách tìm mặt trượt nguy hiểm nhất (Kmin) và sử dụng toán đồ.
    • Phương pháp Bishop: Tương tự Fellenius nhưng xét thêm lực đẩy ngang giữa các mảnh trượt, công thức tính K (8-12a) và N_i (8-12b, 8-12c, 8-13).
    • Xác định đặc trưng cơ lí đất: Bằng thực nghiệm ở trạng thái bất lợi nhất.
  • Tính toán ổn định nền đắp trên đất yếu:
    • Đất yếu: Phân loại và chỉ tiêu cơ lí (hệ số rỗng, độ ẩm, sức chống cắt).
    • Vấn đề tính toán: Ổn định cường độ (trượt trồi) và biến dạng (độ lún).
    • Phương pháp dựa vào giả thiết đất là môi trường biến dạng tuyến tính: Tính toán ứng suất trong đất yếu dưới tải trọng nền đắp, xác định hệ số ổn định cường độ K tại mỗi điểm (8-15, 8-16). Kiểm tra điều kiện R ≤ 1/2 B (8-17) để đánh giá ổn định. Công thức tính tải trọng giới hạn pgh (8-21, 8-23) và các biện pháp xử lí đất yếu (giảm tải, phân bố rộng tải trọng, đào lầy, đắp bệ phản áp).
    • Phương pháp mặt trượt tròn: Có thể áp dụng nhưng mặt trượt nguy hiểm phải khoét sâu vào đất yếu.

Tóm lại, tài liệu cung cấp kiến thức toàn diện về thiết kế nền đường, bao gồm các yêu cầu kỹ thuật, cấu tạo chi tiết cho từng trường hợp địa hình và vật liệu, cũng như các phương pháp tính toán để đảm bảo ổn định nền đường, đặc biệt là trên sườn dốc và đất yếu.