ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DỐC DỌC, DỐC NGANG MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TỚI CHIỀU DẦY VÀ TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DỐC DỌC, DỐC NGANG MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TỚI CHIỀU DẦY VÀ TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TS. NGUYỄN VĂN HÙNG Trường Đại học Giao thông Vận tải, Cơ sở 2 Tóm tắt: Sự phân bố tải trọng trục xe của phương tiện giao thông lên mặt đường xe chạy trong trường hợp mặt đường là mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng là khác nhau đáng kể, đặc biệt đối với các tuyến đường miền núi có dốc dọc, siêu cao lớn. Trong bài báo này trình bày các ảnh hưởng của...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DỐC DỌC, DỐC NGANG MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TỚI CHIỀU DẦY VÀ TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ DỐC DỌC, DỐC NGANG MẶT ĐƯỜNG XE CHẠY TỚI CHIỀU DẦY VÀ TUỔI THỌ CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TS. NGUYỄN VĂN HÙNG Trường Đại học Giao thông Vận tải, Cơ sở 2 Tóm tắt: Sự phân bố tải trọng trục xe của phương tiện giao thông lên mặt đường xe chạy trong trường hợp mặt đường là mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng là khác nhau đáng kể, đặc biệt đối với các tuyến đường miền núi có dốc dọc, siêu cao lớn. Trong bài báo này trình bày các ảnh hưởng của độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường tới sự phân phối tải trọng trục của phương tiện giao thông, tuổi thọ và chiều dầy của kết cấu áo đường. Summary: The distribution of the axis load of transportation means to pavement surface in case of road surface is horizontal and inclined is significantly different, especially with the roads in mountainous areas with high longitudinal slope and cross slope. In this article, author present the influence of the longitudinal slope, cross slope to the distribution of the axis load of transportation means, life and thickness of pavement structure. CT 2 I. ĐẶT VẤN ĐỀ Khi độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường xe chạy thay đổi thì tác động của tải trọng trục của phương tiện giao thông và các đặc trưng ứng suất, biến dạng do nó gây ra trong kết cấu áo đường cũng thay đổi. Tuy nhiên, trong các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường hiện nay, ảnh hưởng của độ dốc dọc và dốc ngang mặt đường tới độ lớn của tải trọng trục ô tô lên mặt đường không được xem xét, các hệ số qui đổi tác động tải trọng trục của dòng xe về tải trọng trục tính toán luôn là hằng số (các thông số tải trọng trục xe đều được lấy theo lý lịch của các nhà sản xuất ô tô). Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến tuổi thọ của kết cấu áo đường trên các đường miền núi có độ dốc dọc và siêu cao lớn giảm, tuyến đường thường xuyên phải duy tu, sửa chữa. Để đánh giá sự khác biệt của các tác động của phương tiện giao thông lên mặt đường trong trường hợp có xét đến ảnh hưởng của độ dốc dọc, dốc ngang mặt đường và trường hợp coi ảnh hưởng này không đáng kể, xem xét hai bài toán: 1. Đánh giá ảnh hưởng của độ dốc dọc đến sự phân phối tải trọng bánh xe ôtô trên mặt đường 0 PT PS Hình 1. Ảnh hưởng của độ dốc dọc đến sự phân phối tải trọng bánh xe lên mặt đường Giả thiết: để đơn giản trong tính toán, không kể tới các biến dạng không đều của hệ thống treo (biến dạng của nhíp) trước và sau, bên trái và bên phải khi xe ô tô chuyển động trên đường có dốc dọc, có siêu cao và chỉ xét tới tác động phá hủy áo đường của tải trọng theo phương thẳng đứng (không xét tới sự phá hủy áo đường của các lực ngang, ảnh hưởng của tốc độ xe chạy và độ bằng phẳng của mặt đường xe chạy). Khi độ dốc ngang mặt đường in = 0, từ hình 1, các tải trọng bánh xe của trục trước, trục sau của ô tô được xác định theo quan hệ sau: CT 2 Ps + Pt = Q (1) Ps .(a − h q .tgα + h p tgα ). cos α = Pt .( b + h q .tgα − h p .tgα ) cos α (2) Giải hai phương trình trên ta tìm được Ps , Pt : Q (a − h q tgα + h p tgα ) Pt = (3) a+b Q (a − h q tgα + h p tgα) Ps = Q – Pt = Q - a+b a − h q tgα + h p tgα ) (4) Ps = Q(1- a+b Trong đó: Q: Trọng lượng của toàn bộ xe ôtô đang xét, kN; Ps, Pt: Tải trọng trục sau và trục trước của ô tô, kN; a, b: Khoảng cách từ trục bánh sau và bánh trước đến trọng tâm của xe theo phương dọc, m; hq, hp: khoảng cách từ mặt đường xe chạy đến trọng tâm xe và tim bánh xe, m; α: góc nghiêng của mặt đường so với mặt phẳng nằm ngang theo phương dọc, độ. 2. Đánh giá ảnh hưởng của độ dốc ngang mặt đường đến sự phân phối tải trọng bánh xe trên mặt đường 0 Ps2 Ps1 Hình 2. Ảnh hưởng của độ dốc ngang mặt đường đến sự phân phối tải trọng bánh xe lên mặt đường Để tiện trong tính toán, khi xét ảnh hưởng của độc dốc ngang mặt đường, coi độ dốc dọc id = 0. Khi đó, ta có hai phương trình xác định Ps1, Ps2 cũng như: Ps1 + Ps 2 = Ps (5) Ps1 .(c − h q .tgβ + h p tgβ). cos β = Ps 2 .(d + h q .tgβ − h p .tgβ) cos β (6) Tương tự: ...