Tầng mặt cấp thấp B1
Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng cấp phối đá dăm, đá dăm nước, cấp phối tự nhiên với điều
kiện là phía trên chúng phải có lớp bảo vệ rời rạc được thường xuyên duy tu bảo dưỡng
(thường xuyên rải cát bù và quét đều phủ kín bề mặt lớp).
Tầng mặt cấp thấp B2
Là loại tầng mặt có lớp mặt bằng đất cải thiện hay bằng đất, đá tại chỗ gia cố hoặc phế thải
công nghiệp gia cố chất liên kết vô cơ với điều kiện là phía trên chúng phải có lớp hao mòn và
lớp bảo vệ được duy tu bảo dưỡng thường xuyên.
Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn thiết kế
Là tổng số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100 kN chạy qua một mặt cắt ngang trên một
làn xe của đoạn đường thiết kế trong suốt thời hạn thiết kế kết cấu áo đường. Cách xác định
thông số này được nêu ở Khoản A.2 Phụ lục A.
Lượng giao thông gia tăng bình thường
Là lượng giao thông gia tăng hàng năm trong môi trường kinh tế - xã hội đã có từ trước, khi
chưa thực hiện các dự án làm mới hoặc nâng cấp, cải tạo đường và kết cấu áo đường.
Lượng giao thông hấp dẫn
Là lượng giao thông có từ trước nhưng vốn sử dụng các phương tiện vận tải khác (đường sắt,
đường thuỷ…) hay vốn đi bằng các tuyến đường ô tô khác nhưng sau khi làm đường mới
hoặc sau khi nâng cấp, cải tạo kết cấu áo đường cũ trở nên tốt hơn sẽ chuyển sang sử dụng
đường mới.
Lượng giao thông phát sinh
Là lượng giao thông phát sinh thêm nhờ sự thuận tiện tạo ra do việc làm đường mới (làm kết
cấu áo đường mới tốt hơn) và do đường mới có tác dụng thúc đẩy thêm sự phát triển kinh tế -
xã hội trong vùng.
Yêu cầu đối với kết cấu áo đường mềm và phần lề đường có gia cố
Các yêu cầu cơ bản
Kết cấu áo đường mềm trên các làn xe chạy và kết cấu phần lề gia cố phải được thiết kế đạt
các yêu cầu cơ bản dưới đây:
Trong suốt thời hạn thiết kế quy định ở mục 1.3.2, áo đường phải có đủ cường độ và
duy trì được cường độ để hạn chế được tối đa các trường hợp phá hoại của xe cộ và
của các yếu tố môi trường tự nhiên (sự thay đổi thời tiết, khí hậu; sự xâm nhập của các
nguồn ẩm…). Cụ thể là hạn chế được các hiện tượng tích luỹ biến dạng dẫn đến tạo
vệt hằn bánh xe trên mặt đường, hạn chế phát sinh hiện tượng nứt nẻ, hạn chế bào mòn
và bong tróc bề mặt, hạn chế được các nguồn ẩm xâm nhập vào các lớp kết cấu và
phần trên của nền đường trong phạm vi khu vực tác dụng, hoặc phải đảm bảo lượng
nước xâm nhập vào được thoát ra một cách nhanh nhất (định nghĩa về khu vực tác
dụng của nền đường xem ở mục 1.2.2).
Bề mặt kết cấu áo đường mềm phải đảm bảo bằng phẳng, đủ nhám, dễ thoát nước mặt
và ít gây bụi để đáp ứng yêu cầu giao thông an toàn, êm thuận, kinh tế, giảm thiểu tác
dụng xấu đến môi trường hai bên đường. Tuỳ theo quy mô giao thông và tốc độ xe
chạy cần thiết, tuỳ theo ý nghĩa và cấp hạng kỹ thuật của đường, kết cấu áo đường
thiết kế cần thoả mãn hai yêu cầu cơ bản nêu trên ở những mức độ tương ứng khác
nhau. Về cường độ, mức độ yêu cầu khác nhau được thể hiện trong thiết kế thông qua
mức độ dự trữ cường độ khác nhau. Mức độ dự trữ cường độ càng cao thì khả năng
bảo đảm kết cấu áo đường mềm làm việc ở trạng thái đàn hồi khiến cho chất lượng sử
dụng trong khai thác vận doanh sẽ càng cao, thời hạn sử dụng càng lâu bền và chi phí
cho duy tu, sửa chữa định kỳ càng giảm. Về chất lượng bề mặt, mức độ yêu cầu khác
nhau được thể hiện qua việc lựa chọn vật liệu làm tầng mặt như ở Bảng 2-1. Riêng về
độ bằng phẳng và độ nhám mức độ yêu cầu khác nhau được thể hiện ở các mục1.3.3
và 1.3.4. Chất lượng bề mặt áo đường mềm càng tốt thì chi phí vận doanh sẽ càng
giảm và thời hạn định kỳ sửa chữa vừa trong quá trình khai thác sẽ được tăng lên.
Thời hạn thiết kế áo đường mềm
Thời hạn này được xác định tuỳ thuộc loại tầng mặt được lựa chọn cho kết cấu như ở Bảng 2-1
Yêu cầu về độ bằng phẳng
Áo đường phần xe chạy cho ô tô và áo lề gia cố có cho xe thô sơ đi phải đảm bảo bề mặt đạt
được độ bằng phẳng yêu cầu ở thời điểm bắt đầu đưa đường vào khai thác đánh giá bằng chỉ số
đo độ gồ ghề quốc tế IRI (đo theo chỉ dẫn ở 22 TCN 277) như ở Bảng 1-1.
Bảng 1-1: Yêu cầu về độ bằng phẳng tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu
Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h)
Chỉ số IRI yêu cầu (m/Km)
Đường xây dựng mới Đường cải tạo, nâng cấp
120 và 100
≤ 2,0 ≤ 2,5
80
≤ 2,2 ≤ 2,8
60
≤ 2,5 ≤ 3,0
Từ 40 đến 20 (mặt đường nhựa)
≤ 4,0 ≤ 5,0
Từ 40 đến 20 (mặt đường cấp thấp)
≤ 6,0 ≤ 8,0
Độ bằng phẳng cũng được đánh giá bằng thước dài 3m theo tiêu chuẩn ngành 22 TCN 16 - 79
“Quy trình xác định độ bằng phẳng mặt đường”.
Đối với mặt đường cấp cao A1 (bê tông nhựa) 70% số khe hở phải dưới 3mm và 30% số khe hở
còn lại phải dưới 5mm. Đối với mặt đường cấp cao A1, tất cả các khe hở phải dưới 5mm và đối
với các mặt đường cấp thấp ( B1, B2) tất cả các khe hở phải dưới 10mm.
Áo phần lề gia cố cho xe máy hoặc / và cho xe thô sơ đi cũng phải đạt độ bằng phẳng yêu cầu
như đối với áo đường phần xe chạy cho ôtô liền kề.
Yêu cầu về độ nhám
Độ nhám của bề mặt kết cấu áo đường là bê tông nhựa phải đạt được yêu cầu tối thiểu quy định
thông qua chỉ tiêu chiều sâu rắc cát trung bình tuỳ thuộc tốc độ chạy xe yêu cầu và mức độ nguy
hiểm của đoạn đường thiết kế như ở Bảng 1-2 dưới đây theo quy trình 22 TCN - 278:
Bảng 1-2: Yêu cầu về độ nhám mặt đường
Tốc độ chạy xe yêu cầu (Km/h)
Hoặc mức độ nguy hiểm
Chiều sâu rắc cát trung bình H
tb
(mm)
V< 60
60≤ V < 80
80 ≤ V ≤ 120
H
tb
≥ 0,25
H
tb
≥ 0,35
H
tb
≥ 0,45
Đường qua địa hình khó khăn nguy hiểm
(đường vòng quanh co, đường cong bán kính
dưới 150m mà không hạn chế tốc độ, đoạn có
dốc dọc >5%, chiều dài dốc >100m
H
tb
≥ 0,80
Ghi chú Bảng 1-2:
Đối với đường cao tốc các loại, các cấp theo TCVN 5729 : 1997 và đối với đường cấp
I, cấp II theo TCVN 4054 : 2005 (là các đường mỗi chiều xe chạy có 2 làn xe và có
giải phân cách giữa) thì trừ các đoạn có cắm biển hạn chế tốc độ nên thiết kế lớp mặt
tạo nhám đạt chiều sâu rắc cát trung bình H
tb
≥0,55mm.
Nếu không có biển báo hạn chế tốc độ thì tốc độ xe chạy yêu cầu có thể lấy bằng 1,25
lần tốc độ thiết kế tương ứng với cấp hạng đường thiết kế (với định nghĩa về tốc độ
thiết kế như ở mục 3.5.1 TCVN 4054 : 2005).
Về độ lún cho phép của kết cấu áo đường
Trong trường hợp kết cấu áo đường trên đoạn nền đường qua vùng đất yếu có khả năng phát sinh
độ lún lớn và kéo dài thì phải bảo đảm các yêu cầu thiết kế sau đây về độ lún cho phép :
Sau khi thi công xong kết cấu áo đường, độ lún cố kết cho phép còn lại trong thời hạn
15 năm tính từ khi đưa kết cấu áo đường vào khai thác sử dụng tại tim đường được
quy định ở Bảng 1-3
Bảng 1-3: Độ lún cho phép còn lại trong thời hạn 15 năm tại tim đường sau khi thi công
xong kết cấu áo đường:
Cấp hạng đường và loại tầng mặt
kết cấu áo đường
Vị trí đoạn nền đắp trên đất yếu
Gần mố
cầu
Chỗ có cống hoặc
cống chui
Các đoạn nền đắp
thông thường
1. Đường cao tốc các loại, đường
cấp I, đường cấp II hoặc đường cấp
III vùng đồng bằng và đồi (tức là
các cấp đường có tốc độ thiết kế từ
80Km/h trở lên) có tầng mặt là loại
cấp cao A1
≤10cm ≤20cm ≤30cm
2. Đường cấp III hoặc cấp IV có tốc
độ thiết kế từ 60Km/h trở lên và có
tầng mặt là loại cấp cao A1
≤20cm ≤30cm ≤40cm
Ghi chú Bảng 1-3:
- Độ lún của kết cấu áo đường ở đây cũng chính bằng độ lún của nền đường đắp trên
đất yếu;
- Độ lún còn lại là phần lún chưa hết sau khi làm xong kết cấu áo đường; độ lún còn
lại này bằng độ lún tổng cộng dự báo được trong thời hạn nêu trên trừ đi độ lún đã
xảy ra trong qua trình kề từ khi bắt đầu thi công nền đắp cho đến khi làm xong kết
cấu áo đường ở trên;
- Chiều dài đoạn đường gần mố cầu được xác định bằng 3 lần chiều dài móng mố
cầu liền kề. Chiều dài đoạn có cống thoát nước hoặc cống chui qua đường ở dưới
được xác định bằng 3 - 5 lần bề rộng móng cống hoặc bề rộng cống chui qua
đường.
Đối với các đoạn đường có loại tầng mặt là cấp cao A1 nêu ở Bảng 1-3, nếu độ lún
còn lại trong thời hạn 15 năm kể từ khi làm xong áo đường vượt quá trị số quy định ở
Bảng 1-3 thì mới cần phải có các biện pháp xử lý đất yếu để giảm độ lún còn lại đạt
yêu cầu ở Bảng 3-1.
Đối với các đường có tốc độ thiết kế từ 40Km/h trở xuống cũng như các đường chỉ
thiết kế kết cấu áo đường mềm cấp cao A2 hoặc cấp thấp thì không cần đề cập đến yêu
cầu về độ lún cố kết còn lại khi thiết kế (Điều này cho phép vận dụng để thiết kế kết
cấu áo đường theo nguyên tắc phân kỳ đối với các đường cấp III trở xuống như đề cập
ở mục 2.1.5 nhằm giảm chi phí xử lý nền đất yếu).
Nội dung công tác thiết kế áo đường mềm
Công tác thiết kế áo đường mềm gồm các nội dung chủ yếu sau:
Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đường: Nội dung chính ở đây là chọn và bố trí hợp lý
các lớp vật liệu phù hợp với chức năng và yêu cầu của các tầng, lớp áo đường như nêu
ở Chương 2, chọn các giải pháp tăng cường cường độ và sự ổn định cường độ của khu
vực tác dụng (bao gồm cả các giải pháp thoát nước nếu cần, cho các lớp kết cấu nền áo
đường).
Việc thiết kế cấu tạo này có ý nghĩa hết sức quan trọng vì thực tế có nhiều yêu cầu nêu
trong Khoản 1.3 không thể giải quyết bằng biện pháp tính toán, đặc biệt là để hạn chế
tác dụng phá hoại bề mặt do xe cộ và do các tác nhân môi trường thì chỉ có thể giải
quyết bằng biện pháp cấu tạo thích hợp.
Tính toán kiểm tra cường độ chung và cường độ trong mỗi lớp kết cấu áo đường xác
định bề dày mỗi lớp kết cấu áo đường theo các tiêu chuẩn giới hạn cho phép (được
quy định và chỉ dẫn ở Chương 3 trong tiêu chuẩn này).
Tính toán, thiết kế tỷ lệ phối hợp các thành phần hạt và tỷ lệ phối hợp giữa vật liệu hạt
khoáng với chất liên kết cho mỗi loại vật liệu sử dụng rồi kiểm nghiệm các đặc trưng
cơ học của các vật liệu đó để đưa ra yêu cầu cụ thể đối với vật liệu sử dụng cho mỗi
lớp kết cấu. Chú ý rằng không những phải đưa ra được tỷ lệ phối hợp các thành phần
vật liệu nhằm đạt mục tiêu thiết kế mà còn phải đưa ra được tỷ lệ phối hợp các thành
phần vật liệu trong chế thử và trong sản xuất đại trà khi tiến hành thiết kế kỹ thuật và
thiết kế bản vẽ thi công.
Tại các đoạn đường có bố trí siêu cao ≥6%, trạm thu phí, điểm dừng đỗ xe thì cần thiết
kế cường độ kết cấu áo đường với mức độ tin cậy cao hơn đoạn đường thông thường
liền kề.
Nội dung và yêu cầu đối với công tác điều tra thu thập số liệu thiết kế
Nội dung điều tra
Để thiết kế áo đường mềm đạt được các yêu cầu nêu ở Khoản 1.3, tư vấn thiết kế trước hết
phải tổ chức điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập và xác định đủ các số liệu về quy mô giao
thông, về loại đất và các đặc trưng cơ lý của nền đất, về các yếu tố tác động môi trường có
ảnh hưởng đến các đặc trưng cơ học của nền đất và các lớp kết cấu áo đường, về khả năng
cung cấp vật liệu và các đặc trưng của vật liệu có thể sử dụng làm các lớp áo đường, về điều
kiện thi công, giá vật liệu xây dựng áo đường và điều kiện duy tu, sửa chữa, khai thác đường
trên tuyến thiết kế.
Đối với dự án cải tạo, tăng cường áo đường cũ thì ngoài các nội dung nêu trên còn phải tổ
chức đo đạc xác định bề dày và vật liệu các lớp kết cấu cũ, quan trắc đánh giá cường độ của
kết cấu nền áo đường cũ và đánh giá các chỉ tiêu khai thác khác của áo đường cũ (xem Khoản
4.3).
Điều tra dự báo lưu lượng giao thông
Để phục vụ cho việc thiết kế kết cấu áo đường mềm, số liệu điều tra, dự báo lượng giao thông
phải đạt được các yêu cầu sau:
Trên một tuyến đường, phải điều tra dự báo được lượng giao thông cho từng đoạn
đường; các đoạn đường này có thể được phân chia theo các điểm có lưu lượng giao
thông tăng giảm hoặc ra vào tuyến nhiều ít khác nhau (giữa các nút giao lớn, giữa các
trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá, bến tàu xe, đường thuỷ, cảng hàng không…).
Cần tránh tình trạng trên một tuyến dài hàng trăm cây số vẫn chỉ tính toán kết cấu với
cùng một quy mô giao thông.
Phải dự báo được một cách xác đáng số lượng trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn
trung bình ngày đêm (trong cả năm và trong các tháng mùa mưa là mùa bất lợi nhất)
trên mỗi chiều xe chạy ở năm cuối của thời hạn thiết kế (với thời hạn thiết kế quy định
ở mục 1.3.2 và với cách quy đổi về trục xe tiêu chuẩn quy định ở mục 3.2.3). Để đảm
bảo đạt được yêu cầu này cần chú trọng điều tra dự báo đúng số liệu sau:
- Thành phần dòng xe: Không cần quan tâm đến xe máy, thô sơ, xe ô tô du lịch
các loại và các xe tải trục nhẹ có trọng lượng trục dưới 25 kN nhưng lại phải đặc biệt
chú trọng điều tra dự báo được số trục xe (cả trục trước và trục sau) có trọng lượng
trục từ 25 kN trở lên và các loại xe có nhiều trục sau (2 trục hoặc 3 trục sau);
- Đối với các xe tải nặng và xe đặc chủng cần điều tra xác định được số trục trước,
số trục sau, trọng lượng các trục đó khi có chở hàng, khoảng cách giữa các trục của
chúng thông qua cân, đo trực tiếp;
- Phải dự báo đúng năm cuối của thời hạn thiết kế thông qua dự báo đúng năm đầu
tiên sẽ đưa kết cấu áo đường vào khai thác sử dụng, tức là phải dự tính đúng thời gian
khảo sát thiết kế dự án cho đến khi hoàn thành các thủ tục để khởi công công trình và
sau đó là dự báo đúng thời gian thi công xây dựng đường. Phải tuyệt đối tránh tình
trạng lấy năm được giao nhiệm vụ thiết kế làm năm đầu tiên để từ đó dự báo ra lượng
giao thông nằm ở năm cuối của thời hạn thiết kế;
- Phải phân tích dự báo đúng được tỷ lệ tăng trưởng lượng giao thông trung bình
năm q.
Trên cơ sở số liệu dự báo nêu ở điểm 2, phải xác định ra số lượng trục xe tiêu chuẩn
tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn thiết kế để làm căn cứ lựa chọn loại tầng
mặt và bề dày tối thiểu lớp mặt bằng bê tông nhựa khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo
đường mềm.
Số liệu dự báo cần phải bao gồm cả lượng giao thông gia tăng bình thường, lượng giao
thông hấp dẫn và lượng giao thông phát sinh (xem các mục 1.2.13, 1.2.14, 1.2.15).
Yêu cầu đối với việc điều tra khả năng tác động của các nguồn gây ẩm
Phải điều tra xác định được các mức nước ngầm cao nhất dưới nền đào và nền đắp, mức nước
ngập cao nhất hai bên taluy nền đắp cũng như thời gian ngập trong mùa bất lợi nhất (mùa
mưa) để phục vụ cho việc dự báo độ ẩm tính toán (độ ẩm bất lợi nhất) trong phạm vi khu vực
tác dụng của nền đường và để phục vụ cho việc chọn các giải pháp thiết kế nhằm hạn chế sự
xâm nhập của các nguồn ẩm vào khu vực này hoặc phục vụ cho việc chọn các giải pháp bố trí
hệ thống thoát nước nhanh cho cả các lớp móng áo đường bằng vật liệu hạt (xem thêm ở
Khoản 2.5 và Phụ lục B).
Yêu cầu đối với việc điều tra loại đất nền và các đặc trưng cơ lý của đất nền
Phạm vi và đối tượng điều tra:
Đối với đoạn nền đắp, đối tượng điều tra là các loại đất dùng để đắp trong phạm vi
khu vực tác dụng .
Đối với đoạn nền đào, đối tượng điều tra là các lớp đất tự nhiên trong phạm vi khu vực
tác dụng (sau khi dự kiến đường đỏ thiết kế cần điều tra từng lớp 20cm trong phạm vi
100cm kể từ cao độ đáy áo đường trở xuống để phát hiện sự không đồng nhất của các
lớp đất trong nền đào).
Những đặc trưng phải điều tra, thử nghiệm xác định:
- Loại đất;
- Dung trọng khô lớn nhất γ
kmax
và độ ẩm tốt nhất W
op
xác định thông qua thí
nghiệm đầm nén tiêu chuẩn;
- Chỉ số dẻo, giới hạn nhão, độ trương nở của đất;
- Độ ẩm tương đối W
tn
/ W
nh
và độ chặt γ
tn
/γ
kmax
của đất nền đào ở trạng thái tự
nhiên trong thời gian mùa mưa (trong đó W
tn
, W
nh
, γ
tn
là độ ẩm tự nhiên, độ ẩm giới
hạn nhão và dung trọng khô của đất nền đào ở trạng thái tự nhiên; γ
kmax
là dung trọng
khô của đất đó sau đầm nén tiêu chuẩn);
- Các đặc trưng cho cường độ chịu cắt trượt (lực dính C và góc nội ma sát ϕ)
tương ứng ở trạng thái chặt, ẩm dự kiến thiết kế đối với đất đắp và tương ứng ở trạng
thái tự nhiên ở mùa bất lợi nhất đối với đất nền đào;
- Chỉ số sức chịu tải CBR trong điều kiện có ngâm mẫu bão hoà nước 4 ngày đêm
và trị số mô đun đàn hồi E
0
thí nghiệm (trong phòng hoặc hiện trường) tương ứng ở
trạng thái chặt, ẩm tự nhiên bất lợi nhất đối với nền đào và tương ứng với độ ẩm tính
toán đối với đất nền đắp.
Các đặc trưng nêu trên phải được xác định theo các tiêu chuẩn Nhà nước hoặc tiêu chuẩn
ngành hiện hành.
Yêu cầu về việc điều tra và thử nghiệm vật liệu làm các lớp áo đường:
Phải điều tra xác định nguồn cung cấp, chất lượng, trữ lượng các loại vật liệu hạt và
các loại vật liệu dùng làm chất liên kết;
Đối với các loại vật liệu hạt (đất, cát, sỏi cuội, đá nghiền, cấp phối các loại, tro bay
hoặc xỉ phế thải công nghiệp…) dùng riêng rẽ hoặc dùng để gia cố với các chất liên
kết đều phải thử nghiệm đánh giá chất lượng sử dụng của chúng theo các chỉ tiêu yêu
cầu phù hợp với tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu các lớp kết cấu áo đường mềm
hiện hành tương ứng với mỗi loại vật liệu đó. Trường hợp chưa có tiêu chuẩn quy định
thì tư vấn thiết kế có thể tự nghiên cứu tham khảo các tài liệu trong và ngoài nước để
đề xuất các chỉ tiêu yêu cầu nhưng các chỉ tiêu này phải được xét duyệt và chấp thuận
của các cơ quan quản lý kỹ thuật có thẩm quyền.
Đối với các loại chất liên kết hữu cơ (các loại nhựa đường…) và chất liên kết vô cơ (xi
măng, vôi…) là những thương phẩm có xuất xứ rõ ràng, có chứng chỉ kèm các chỉ
tiêu chất lượng sản phẩm quen dùng phù hợp với yêu cầu trong các tiêu chuẩn thì khi
thiết kế kết cấu áo đường chưa cần thử nghiệm đánh giá; còn nếu là các loại vật liệu
địa phương, vật liệu tận dụng cá biệt thì phải thử nghiệm đánh giá theo đề cương được
chủ đầu tư hoặc cấp có thẩm quyền phê duyệt trước khi quyết định sử dụng chúng
trong dự án thiết kế kết cấu áo đường.
Sau khi người thiết kế quyết định thành phần vật liệu của mỗi lớp kết cấu (quyết định
tỷ lệ các cỡ vật liệu hạt hoặc / và tỷ lệ chất liên kết so với vật liệu hạt) thì trách nhiệm
của người thiết kế phải tiến hành các thử nghiệm xác định trị số mô đun đàn hồi của
chúng theo chỉ dẫn ở phụ lục C để đảm bảo rằng thành phần vật liệu thiết kế dùng cho
mỗi lớp kết cấu là tương thích với trị số các thông số thiết kế được đưa vào tính toán
cường độ của kết cấu áo đường.
THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU NỀN ÁO ĐƯỜNG
Nguyên tắc thiết kế
Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể nền áo đường, tức là trong mọi trường hợp phải
chú trọng các biện pháp nâng cao cường độ và sự ổn định cường độ của khu vực tác dụng để
tạo điều kiện cho nền đất tham gia chịu lực cùng với áo đường đến mức tối đa, từ đó giảm
được bề dày áo đường và hạ giá thành xây dựng. Đồng thời, còn phải sử dụng các biện pháp
tổng hợp khác nhau (biện pháp sử dụng vật liệu và tổ hợp các thành phần vật liệu, biện pháp
thoát nước cho các lớp có khả năng bị nước xâm nhập…) để hạn chế các tác dụng của ẩm và
nhiệt đến cường độ và độ bền của mỗi tầng, lớp trong kết cấu áo đường và đặc biệt là biện
pháp hạn chế các hiện tượng phá hoại bề mặt đối với lớp mặt trên cùng do xe chạy gây ra.
Phải chọn và bố trí đúng các tầng, lớp vật liệu trong kết cấu áo đường sao cho phù hợp với
chức năng của mỗi tầng, lớp và bảo đảm cả kết cấu đáp ứng được những yêu cầu cơ bản theo
mục 1.3.1 đồng thời phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu, khả năng thi công và khả năng
khai thác duy tu, sửa chữa, bảo trì sau này.
Phải sử dụng tối đa các vật liệu và phế thải công nghiệp tại chỗ (sử dụng trực tiếp hoặc có gia
cố chúng bằng chất kết dính vô cơ hoặc hữu cơ). Ngoài ra, phải chú trọng vận dụng các kinh
nghiệm về xây dựng và khai thác áo đường trong điều kiện cụ thể của địa phương đường đi
qua.
Cần đề xuất từ 2 đến 3 phương án cấu tạo kết cấu áo đường. Khi đề xuất các phương án thiết
kế cần phải chú trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trường, yêu cầu bảo đảm an toàn giao thông và
cả yêu cầu về bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho người thi công.
Cần xét đến phương án phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường. Trên cơ sở
phương án cho quy hoạch tương lai cần dự tính biện pháp tăng cường bề dày để tăng khả năng
phục vụ của áo đường phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần theo thời gian. Riêng đối với áo
đường cao tốc và đường cấp I hoặc cấp II thì không nên xét đến phương án phân kỳ xây dựng
áo đường.
Đối với các đoạn đường có tầng mặt là loại cấp cao A1 nhưng qua vùng đất yếu có khả năng
phát sinh độ lún lớn và kéo dài thì có thể thiết kế kết cấu nền áo đường theo nguyên tắc phân
kỳ xây dựng trên cơ sở đảm bảo cho tầng mặt cấp cao A1 ở trên không bị hư hại do lún. Lúc
thiết kế vẫn phải dựa vào lượng giao thông ở cuối thời hạn thiết kế để thiết kế kết cấu và bề
dày nhưng khi thi công có thể giảm bớt bề dày tầng mặt tương ứng với thời gian phân kỳ, đợi
sau khi nền đường đi vào ổn định mới rải tiếp lớp mặt bê tông nhựa cấp cao A1 hoặc các lớp
tạo phẳng, tạo nhám trên cùng.
Cấu tạo tầng mặt và các yêu cầu thiết kế
Chức năng và phân loại tầng mặt:
1. Tầng mặt của kết cấu áo đường là bộ phận phải chịu đựng trực tiếp tác dụng phá hoại
của xe cộ (đặc biệt là dưới tác dụng phá hoại bề mặt) và của các yếu tố bất lợi về thời
tiết, khí hậu. Yêu cầu thiết kế cấu tạo tầng mặt là vật liệu và bề dày các lớp trong tầng
mặt phải bảo đảm chịu đựng được các tác dụng phá hoại trực tiếp nêu trên đồng thời
phải bảo đảm được các yêu cầu sử dụng khai thác đường về độ bằng phẳng và độ nhám.
Vật liệu làm các lớp tầng mặt phải có tính ổn định nhiệt, ổn định nước và không thấm
nước (hoặc hạn chế thấm nước).
2. Tuỳ theo mức độ đảm bảo được các yêu cầu nêu trên là cao hay thấp, tầng mặt kết cấu
áo đường mềm được phân thành 4 loại cấp cao A1, cấp cao A2, cấp thấp B1 và cấp thấp
B2 với định nghĩa về mỗi loại đã nêu ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và 1.2.11.
Chọn loại tầng mặt:
Khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm, trước hết phải căn cứ vào cấp hạng đường, thời
hạn thiết kế và tham khảo số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn
thiết kế để chọn loại tầng mặt thiết kế. Nếu chủ đầu tư không có các yêu cầu đặc biệt gì khác
thì có thể tham khảo ở Bảng 2-1 để chọn loại tầng mặt thiết kế.
Trong Bảng 2-1 cùng một cấp thiết kế đường cũng có thể cân nhắc chọn loại tầng mặt khác
nhau; trên cơ sở đó có thể hình thành các phương án thiết kế kết cấu áo đường khác nhau (kể
cả phương án phân kỳ đầu tư) và để đi đến quyết định cuối cùng thì phải tiến hành phân tích
so sánh tổng chi phí xây dựng, khai thác và vận doanh giữa các phương án. Tương tự, khi
lượng giao thông còn chưa lớn nhưng đường có chức năng và ý nghĩa kinh tế, xã hội quan
trọng thì vẫn có thể chọn loại tầng mặt cấp cao hơn căn cứ vào kết quả phân tích so sánh kinh
tế và kết quả đánh giá tác động môi trường.
Bảng 2-1: Chọn loại tầng mặt
Cấp thiết kế
đường (theo
TCVN 4054)
Loại tầng
mặt
Vật liệu và cấu tạo tầng mặt
Thời
hạn
thiết kế
(năm)
Số trục xe tiêu
chuẩn tích lũy
trong thời hạn
thiết kế (trục xe
tiêu chuẩn/làn)
Cấp I, II, III
và cấp IV
Cấp cao
A1
Bê tông nhựa chặt loại I hạt nhỏ,
hạt trung làm lớp mặt trên; hạt
trung, hạt thô (chặt hoặc hở loại I
hoặc loại II) làm lớp mặt dưới
≥10
> 4.10
6
Cấp III, IV
và cấp V
Cấp cao
A2
- Bê tông nhựa chặt loại II, đá
dăm đen và hỗn hợp nhựa nguội
trên có láng nhựa
- Thấm nhập nhựa
- Láng nhựa (cấp phối đá dăm,
đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố
trên có láng nhựa)
8-10
5-8
4-7
> 2.10
6
> 1.10
6
> 0.1.10
6
Cấp IV, V và
VI
Cấp thấp
B1
Cấp phối đá dăm, đá dăm nước,
hoặc cấp phối thiên nhiên trên có
lớp bảo vệ rời rạc (cát) hoặc có
lớp hao mòn cấp phối hạt nhỏ
3-4
≤ 0,1.10
6
Cấp V và cấp
VI
Cấp thấp
B2
- Đất cải thiện hạt
- Đất, đá tại chỗ, phế liệu công
nghiệp gia cố (trên có lớp hao
mòn, bảo vệ)
2-3 < 0,1.10
6
Ghi chú Bảng 2-1:
- Về định nghĩa các loại tầng mặt xem thêm ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và 1.2.11;
- Trị số số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ chỉ để tham khảo (tức là không có ý nghĩa
quyết định đến việc chọn loại tầng mặt);
- Về lớp hao mòn và lớp bảo vệ rời rạc xem ở mục 2.2.5.
Bố trí lớp tạo nhám trên tầng mặt cấp cao A1
Trên tầng mặt cấp cao A1 phải bố trí lớp tạo nhám kiêm chức năng lớp hao mòn tạo
phẳng dầy 1,5 – 3,0 cm bằng bê tông nhựa có độ nhám cao (theo 22 TCN 345 - 06)
hoặc lớp tạo nhám bằng hỗn hợp nhựa thoát nước dày 3 – 4cm trong các trường hợp
sau đây:
- Đường cao tốc (các loại và các cấp);
- Đường cấp I, cấp II và cấp III đồng bằng (là các đường được thiết kế với tốc độ
thiết kế bằng hoặc lớn hơn 80Km/h);
Ghi chú: Lớp hỗn hợp thoát nước thường làm bằng hỗn hợp vật liệu hạt cứng trộn với
nhựa bi tum polime có độ rỗng 15 -20%. Hiện ở nước ta chưa có tiêu chuẩn nên khi sử
dụng cần thử nghiệm trước. Lớp này được tính vào bề dày chịu lực của kết cấu.
Trên tầng mặt cấp cao A1 ở các đoạn đường đặc biệt nguy hiểm có tốc độ thiết kế từ
60 Km/h trở lên cũng nên xem xét việc bố trí thêm lớp tạo nhám nêu trên (như trên các
đoạn dốc dài có độ dốc lớn hơn 5% hoặc các đoạn nền đắp cao qua vực sâu…)
Bố trí lớp hao mòn, tạo nhám, tạo phẳng đối với tầng mặt cấp cao A2
Để đảm nhận các chức năng trên thường sử dụng lớp láng nhựa (1, 2 hoặc 3 lớp theo 22 TCN
271) rải trên lớp mặt bằng bê tông nhựa hở, đá dăm đen, bê tông nhựa nguội, lớp thấm nhập
nhựa và cả trên các mặt đường nhựa cũ. Riêng với tầng mặt thấm nhập nhựa thì lớp láng nhựa
không thi công thành lớp riêng (xem 22 TCN 270).
Bố trí lớp hao mòn hoặc lớp bảo vệ trên mặt đường cấp thấp:
Trên các loại tầng mặt cấp thấp B1 ở Bảng 2-1 phải bố trí lớp hao mòn bằng cấp phối
hạt nhỏ hoặc lớp bảo vệ rời rạc; đối với các đường quan trọng hơn có thể bố trí cả lớp
hao mòn và lớp bảo vệ. Trên mặt đường cấp phối thiên nhiên thường rải lớp hao mòn;
trên mặt đường đá dăm nước và cấp phối đá dăm thường rải lớp bảo vệ rời rạc. Các
lớp này phải được duy tu bằng cách bổ sung vật liệu thường xuyên, san gạt phủ kín bề
mặt tầng mặt để hạn chế tác dụng phá hoại của xe cộ đối với tầng mặt và để tạo phẳng
cho mặt đường;
Lớp hao mòn thường dày từ 2 – 4cm được làm bằng cấp phối hạt nhỏ có thành phần
hạt như loại C, D, E trong 22 TCN 304 nhưng nên có chỉ số dẻo từ 15-21. Có thể trộn
đều cát và sỏi để tạo ra cấp phối hạt loại này;
Lớp bảo vệ thường dày 0,5-1,0cm bằng cát thô, cát lẫn đá mi, đá mạt với cỡ hạt lớn
nhất là 4,75mm;
Đối với mặt đường cấp thấp B2 khi có điều kiện cũng nên rải và duy trì lớp bảo vệ rời
rạc.
Bố trí các lớp trong tầng mặt cấp cao A1
Đây là các lớp chủ yếu cùng với tầng móng và khu vực tác dụng của nền đất tạo ra
cường độ chung của kết cấu nền áo đường. Trong trường hợp tầng mặt cấp cao A1,
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét