Bài giảng Thiết kế nền mặt đường ô tô

Tr•êng §¹i häc giao th«ng vËn t¶i Khoa c«ng tr×nh – bé m«n ®•êng bé NguyÔn quang phóc Bµi gi¶ng ThiÕt kÕ ®•êng « t« Häc phÇn 2 thiÕt kÕ nÒn mÆt ®•êng « t« Hµ néi, 2007 NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG phÇn i ThiÕt kÕ nÒn ®•êng NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 1 CHƯƠNG 1 THIẾT KẾNỀN ĐƯỜNG THÔNG THƯỜNG 1.1 NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG - CHIỀU SÂU HOẠT ĐỘNG CỦA ĐẤT NỀN ĐƯỜNG 1.1.1 Những yêu cầu chung đối với nền đường. Nền đường ô tô là một công trình bằng đất (đá) có tác dụng: - Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đất đủ rộng dọc theo tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng được điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận và kinh tế. - Làm cơsở cho áo đường: lớp phía trên của nềnđường cùng với áo đường chịu tác dụng của tải trọng xe cộ và của các nhân tốthiên nhiên dođó có ảnh hưởng rất lớnđến cườngđộvà tình trạng khai thác của cảcông trìnhđường. Để đảm bảo các yêu cầu nói trên, khi thiết kế và xây dựng nền đường cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây: 1. Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định toàn khối, nghĩa là kích thước hình học và hình dạng của nền đường không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe. a) b) f) d)c) e) Hình 1.1 Các hiện tượng nền đường mất ổn định toàn khối. a) Trượt ta luy đắp; b) Trượt nền đường đắp trên sườn dốc; c) Lún sụt trênđất yếu d) Trượt trồi trênđất yếu. e) Sụt lởta luyđào; f) Trượt ta luyđào NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 2 Các hiện tượng mất ổn định toàn khối đối với nền đường thường là: trượt lở mái ta luy nền đường đào hoặc đắp, trượt nền đường đắp trên sườn dốc, trượt trồi và lún nền đất đắp trênđất yếu,… (Hình 1.1). 2. Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định, tức là đủđộbền khi chịu cắt trượt và khôngđược biến dạng quá nhiều (hay khôngđược tích luỹbiến dạng) dưới tác dụng của tải trọng bánh xe. 3. Nền đường phải luôn đảm bảo ổn định về mặt cường độ, nghĩa là cườngđộcủa nềnđường khôngđược thay đổi theo thời gian, theo điều kiện khí hậu, thời tiết một cách bất lợi. Nền đường thường bị phá hoại do các nguyên nhân sauđây: - Sự phá hoại của thiên nhiên nhưmưa làm tích nước hai bên đường, làm giảm cường độ của đất nền đường, gây sạt lở mái dốc ta luy. - Điều kiện địa chất thủy văn tại chỗ không tốt vềcấu tạo tầng lớp và mức độ phong hoá đấtđá, đặc biệt là sựphá hoại của nước ngầm (nước ngầm chảy lôi theo đất gây hiện tượng xói ngầm và giảm cườngđộcủađất). - Do tác dụng của tải trọng xe chạy. - Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường đắp quá cao hoặc đào quá sâu, ta luy quá dốc thường hay bị sạt lở. - Do thi công khôngđảm bảo chất lượng: đắp không đúng quy cách, loại đất đắp, lu lèn không chặt,… Trong số các nguyên nhân nói trên, tác dụng phá hoại của nước đối với nền đường là chủ yếu nhất (gồm nước mặt, nước ngầm và cả hơi nước). 1.1.2 Chiều sâu hoạtđộng củađất nền đường Cườngđộvà độổnđịnh của nềnđường chủyếu là do các lớp đất tầng trên quyết định, nhưvậy cần phải xác định chiều sâu hoạtđộng của tải trọng. 0 z +z  z za p P Z M r Hình 1.2 Sơđồ xác định chiều sâu khu vực tác dụng của nền đường NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 3 Chiều sâu hoạtđộng củađất nềnđường hay phạm vi hoạt động của đất nền đường là khu vực chịu tác dụng của tải trọng động (tải trọng xe cộ đi trên đường truyền xuống). Phạm vi nàyđược xác định bằng chiều sâu za ở hình 1.2. Trên hình vẽ, ứng suất tại mỗi điểm trong đất do trọng lượng bản thân nềnđắp gây nên là: (xét trường hợpđấtđồng nhất) =.z - dung trọng của đất đắp (t/m3); z – chiều sâu tính ứng suất, m. Ứng suất thẳng đứng do tải trọng động của bánh xe P gây ra sẽ phân bố tắt dần theo chiều sâu theo công thức của Bussinet: 2z z P .k k – hệ số Bussinet 2 5 2 1 1. 2 3               Z r k  (Điểm nằm trên trục Z thì r=0 và k≈0,5) Giả thiết khi = nz là có thể bỏ qua ảnh hưởng của tải trọng động thì ta có thể xácđịnh được chiều sâu za của khu vực tác dụng theo quan hệ: = nz 3a2 a a P.n.kz z Pnkz   Thường giả thiết n = 5 – 10 và với các tải trọng bánh xe thông thường sẽ tính được za = 0,9 – 1,5m. Nhưvậy,đểnềnđường có cườngđộvàđộổnđịnh nhấtđịnh cầnđầm nén chặtđất nềnđường bằng các phương tiệnđầm nén. Đầm nén chặt đất nền đường: là một biện pháp tăng được cường độ và cải thiện được chế độ thủy nhiệt của nền đường tươngđối đơn giản, phổ biến và có hiệu quả cao. Hiện nay người ta thường dùngđại lượng dung trọng khô (g/cm3) của đất để đặc trưng chođộ chặt của đất được đầm nén thông qua hệ số đầm nén: K =/0 Trong đó- là dung trọng khô của đất sau khi được nén chặt trên thực tế và 0 là dung trọng khô của loại đất đó nhưngđược nén chặt trong điều kiện tiêu chuẩn (độ chặt lớn nhất – xácđịnh bằng cối Proctor). 1.1.3 Nguyên tắc thiết kế nền đường 1. Phải đảm bảo khu vực tác dụng của nền đường (khi không có tính toán đặc biệt, khu vực này có thể lấy tới 80 cm kể từ dưới đáy áo đường trở xuống ) luôn đạt được các yêu cầu sau: NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 4  Không bị quá ẩm (độ ẩm không lớn hơn 0,6 giới hạn nhão) và không chịu ảnh hưởng các nguồn ẩm bên ngoài (nước mưa, nước ngầm, nước bên cạnh nền đường)  30 cm trên cùng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 8 đối với đường cấp I, cấp II và bằng 6 đối với đường các cấp khác.  50 cm tiếp theo phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 5 đối với đường cấp I, cấp II và bằng 4 với đường các cấp khác. Ghi chú: CBR xácđịnh theo điều kiện mẫu đất ở độ chặt đầm nén thiết kế vàđược ngâm bão hòa 4 ngàyđêm. 2. Để hạn chế tác hại xấu đến môi trường và cảnh quan, cần chú trọng các nguyên tắc: - Hạn chế phá hoại thảm thực vật. Khi có thể nên gom đất hữu cơtrong nền đào để phủ xanh lại các hố đất mượn, các sườn taluy. - Hạn chế phá hoại cân bằng tự nhiên. Đào đắp vừa phải. Chú ý cân bằng đào đắp. Gặp địa hình hiểm trở nên so sánh nền đường với các phương án cầu cạn, hầm, nền ban công. Chiều cao mái dốc nền đường không nên cao quá 20 m. - Trên sườn dốc quá 50% nên xét phương án tách thành hai nền đường độc lập. - Nền đào và nền đắp thấp nên có phương án làm thoải (1:3 ~ 1:6) và gọt trònđể phù hợp địa hình và an toàn giao thông. - Hạn chế các tác dụng xấu đến đời sống kinh tế và xã hội của cưdân nhưgây ngập lụt ruộng đất, nhà cửa. Các vị trí và khẩu độ công trình thoát nước phải đủ để không chặn dòng lũvà gây phá nền ở chỗ khác, tránh cản trở lưu thông nội bộ của địa phương, tôn trọng quy hoạch thoát nước của địa phương. 1.2 CÁC LOẠI ĐẤT ĐẮP NỀN ĐƯỜNG – TIÊU CHUẨN ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG 1.2.1 Các loại đất đắp nền đường Đất,đá là vật liệu chủyếuđểxây dựng nềnđường, kết cấu của nền mặtđường và sựlàm việc của công trình đường phụthuộc rất nhiều vào tính chất củađất. Trong xây dựng nềnđường, đểhạgiá thành xây dựng thường dùngđất tại chỗđểđắp nền đường. Cườngđộvàđộổnđịnh của nềnđường phụthuộc vào loạiđất và cườngđộ củađất. Cỡhạt đất càng lớn thì đất có cường độcàng cao, tính mao dẫn càng thấp, tính thấm và thoát nước tốt, ít hoặc không nởkhi gặp nước cũng nhưít hoặc không co khi khô. Những tính chất này khiến cho loạiđất chứa nhiều cỡhạt lớn có tính ổn định nước tốt, tuy nhiên nó có nhượcđiểm lớn là tính dính và tính dẻo kém. Cỡhạtđất càng nhỏthì các tính chất trên ngược lại NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 5 Phân loại đất đắp nền đường: 1. Đá : Là loại vật liệu xây dựng nềnđường rất tốt. Nềnđườngđắp bằngđá thì đảm bảo cườngđộvà độổn định, chống được xói bào mòn và va đập của dòng nước. 2. Đất lẫn đá: Gồm các hạtđá có kích cỡlớn hay nhỏlẫn với cát và sét. Đá trong đất lẫn đá là đá rắn chắc, không bịphong hoá, có cường độcao và không bịmềm trong nước. Loại này dùngđắp nềnđường rất tốt 3. Sỏi cuội: Là loại vật liệuđá dưới tác dụng của dòng nước bịchuyển chỗvà bào mòn, trong thành phần có lẫn cảcát và sét. Loại nàyđắp nềnđường khá tốt, khiđắp ởnơi khô và quá ẩmướt cườngđộkhông thay đổi nhiều. Nhược điểm là sức chống xói mòn kém nên mặt ngoìa của mái dốc cầnđược gia cố. 4. Cát : Là loạiđất vụn, rời rạc, ít dính, kích thước hạt khoảng <2-3mm, nước thấm qua dễ, độcao mao dẫn thấp, khi bão hoà nước thì cường độít thay đổi. Vì vậy cát là vật liệu tốtđểđắp nềnđường, đặc biệt ởcác vùng ẩmướt, nướcđọng hoặc ởnềnđường bãi sông. Tuy vậy, do tính dính kém nên dễbị xói lởvà bào mòn do nước và gió, cho nên ta luy nềnđường cầnđược gia cố bảo vệ. 5. Đất cát bột: Cỡhạt từ0,25-0,05mm chiếm từ15-50%, ít dính, khi no nước cườngđộgiảm nhiều, không thích hợpđểđắp nềnđường. 6. Đất á cát: Là loạiđất tốtđểđắp nềnđường (lượng cát >50% khối lượng) có cườngđộổnđịnh, tính dính cao, có khảnăng thoát nước nhanh. 7. Đất sét: Là loạiđất có tính dính lớn và tính thấm nước rất kém, lâu bão hoà nước và lâu khô, chỉdùngđắp nềnđường ởnhững nơi khô ráo. Ởtrạng thái ẩmướtđất sẽmềm nhão và không nén chặtđược. 8. Đất á sét: Là loạiđất tốtđểđắp nềnđường, có tính dính lớn chốngđược xói lởvà làm cho ta luy nềnđường ổnđịnh. Cần chú ý nềnđường đắp qua bãi sông bằng loạiđất này khi nước rút không thoát ra ngay làm tăng áp lực thuỷ động và gây mất ổnđịnh mái ta luy 9. Đất bột: Là loạiđất có những hạt rất nhỏ, cườngđộthấp khi khô thì bong, khi ướt thì nhão không thích hợpđểđắp nềnđường 10.Đất hữu cơ: Loại này có cườngđộthấp, tính trương nởlớn, không nênđắp nềnđường. Cần nắm vững các loạiđất và tính chất củađấtđược phân tích ởtrênđểtìm cách xửlý, cải thiện hoặcđềxuất các biện pháp cấu tạo khác (nhưthoát nước, đắp cao, gia cố,...) đểkhắc phục các nhược điểm của mỗi loạiđất nhằm thoảmãn các yêu cầuđối với nềnđường một cách tốt nhất NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 6 Phân loạiđất theo TCVN 5747-1993 theo các bảng 1.1, 1.2 và 1.3 sau: Bảng 1.1 Phân loại hạt đất theo kích cỡ Tên hạt Kích cỡ hạt (mm) Tên hạt Kích cỡ hạt (mm) Cuội Sỏi : Rất to To Vừa Bé 100-40 40-20 20-10 10-4 4-2 Cát : To Vừa Nhỏ Rất nhỏ(mịn) Bụi : To Nhỏ Sét 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 < 0,005 Bảng 1.2 Phân loại cát Loại cát Tỷ lệ hạt theo kích cỡ (% khối lượng) Chỉ số dẻo Khả năng sử dụng để xây dựng nền đường Cát sỏi Cát to Cát vừa Cát nhỏ Cát bụi hạt > 2mm chiếm 25-50% hạt > 0,5mm chiếm > 50% hạt > 0,25mm chiếm > 50% hạt > 0,10mm chiếm > 75% hạt > 0,05mm chiếm > 75% <1 <1 <1 <1 <1 Rất thích hợp nhưng phải có lớp bọc mái ta luy Thích hợp nhưng phải có lớp bọc mái ta luy nt nt Ít thích hợp Bảng 1.3 Phân loại đất dính Loại đất Tỷ lệ hạt cát (2-0,05mm) có trongđất (% khối lượng) Chỉ số dẻo Khả năng sử dụng để xây dựng nền đường Á cát nhẹ, hạt to Á cát nhẹ Á cát bụi Á cát bụi nặng Á sét nhẹ Á sét nhẹbụi Á sét nặng Á sét nặng bụi Sét nhẹ Sét bụi Sét béo > 50 > 50 20-50 < 20 > 40 < 40 > 40 < 40 > 40 Không quyđịnh - nt - 1-7 1-7 1-7 1-7 7-12 7-12 12-17 12-17 17-27 17-27 > 27 Rất thích hợp Thích hợp Ít thích hợp Không thích hợp Thích hợp Ít thích hợp Thích hợp Ít thích hợp Thích hợp Ít thích hợp Không thích hợp NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 7 Một số yêu cầu đối với đất đắp nền đường 1. Đất đắp nền đường lấy từ nền đào, từ mỏ đất, từ thùngđấu. Việc lấy đất phải tuân thủ nguyên tắc hạn chế tác động xấu đến môi trường nhưnói ở điểm 4 điều 6.1.2. Thùngđấu phải thiết kế có hình dáng hình học hoàn chỉnh, không làm xấu cảnh quan và khi có thể phải tận dụng được sau khi làmđường. Đất từ các nguồn phải có thí nghiệm, không được đắp hỗn độn màđắp thành từng lớp. Các lớp được đắp xen kẽ nhau nhưng khi lớp bằng đất có tính thoát nước tốt ở trên lớp đất có tính khó thoát nước thì mặt của lớp dưới phải làm dốc ngang 2đến 4% để thoát nước. 2. Không dùng các loại đất lẫn muối và lẫn thạch cao (quá 5%), đất bùn, đất than bùn , đất phù sa và đất mùn (quá 10% thành phân hữu cơ) để làm nền đường. Trong khu vực tác dụng khôngđược dùngđất sét nặng có độ trương nở tự do vượt quá 4%. Không nên dùng đất bụi vàđá phong hoá để đắp các phần thân nền đường trong phạm vi bị ngập nước. Tại chỗ sau mố cầu và sau lưng tường chắn nên chọn vật liệu đắp hạt rời có góc nội ma sát lớn. Khi sử dụng vật liệu đắp bằng đá thải, bằng đất lẫn sỏi sạn thì kích cỡ hạt (hòn) lớn nhất cho phép là 10cmđối với phạm vi đắp nằm trong khu vực tác dụng 80cm kể từ đáy áo đường và 15cm đối với phạm vi đắp phía dưới; tuy nhiên, kích cỡ hạt lớn nhất này không được vượt quá 2/3 chiều dầy lớp đất đầm nén (tuỳ thuộc công cụ đầm nén sẽ sử dụng). 3. Khôngđược dùng các loại đá đã phong hoá vàđá dễ phong hoá (đá sít...) để đắp nền đường. 4. Khi nền đường đắp bằng cát, nền đường phải được đắp bao cả hai bên mái dốc và cả phần đỉnh nền phía trênđể chống xói lở bề mặt vàđể tạo thuận lợi cho việc đi lại của xe, máy thi công áo đường. Đất đắp bao hai bên mái dốc phải có chỉ số dẻo lớn hơn hoặc bằng 7; cònđất đắp bao phía trên đỉnh nền phải có chỉ số dẻo từ 6 đến 10 và nên sử dụng cấp phối đồi. Đất đắp bao phần trên đỉnh nền không được dùng vật liệu rời rạc để hạn chế nước mưa, nước mặt xâm nhập vào phần đắp cát. Bề dầy đắp bao hai bên mái dốc tối thiểu là 1,0m và bề dầy đắp bao phía đỉnh nền (đáy áo đường) tối thiểu là 0,30m. 1.2.2 Tiêu chuẩn đầm nén đất nền đường: Theo tiêu chuẩn thiết kếđường ô tô TCVN 4054-05 và tiêu chuẩn đầm nén đất TCVN 4201-1995, tiêu chuẩnđầm nénđất quyđịnh nhưsau: NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 8 B¶ng 1.4 §é chÆt quy ®Þnh cña nÒn ®•êng §é chÆt k Lo¹i c«ng tr×nh §é s©u tÝnh tõ ®¸y ¸o ®•êng xuèng (cm) §•êng «t« tõ cÊp IV trë lªn §•êng «t« tõ cÊp V trë xuèng Khi ¸o ®•êng dµy trªn 60cm 30 0,98 0,95 Khi ¸o ®•êng dµy d•íi 60cm 50 0,98 0,95 §Êt míi ®¾p 0,95 0,93NÒn®¾p Bªn d•íi chiÒu s©u kÓ trªn §Êt nÒn tù nhiªn (*) cho ®Õn 80 0,93 0,90 30 0,98 095NÒn ®µo vµ nÒn kh«ng ®µo kh«ng ®¾p (®Êt nÒn tù nhiªn) (**) 30 - 80 0,93 0,90 Ghi chó b¶ng 1.1: (*) Tr•êng hîp nµy lµ tr•êng hîp nÒn ®¾p thÊp, khu vùc t¸c dông 80cm, mét phÇn n»m vµo ph¹m vi ®Êt nÒn tù nhiªn. Trong tr•êng hîp ®ã, phÇn nÒn ®Êt tù nhiªn n»m trong khu vùc t¸c dông ph¶i cã ®é chÆt tèi thiÓu lµ 0,90; (**) NÕu nÒn tù nhiªn kh«ng ®¹t ®é chÆt yªu cÇu quy ®Þnh ë b¶ng 23 th× ph¶i ®µo ph¹m vi kh«ng ®¹t råi ®Çm nÐn l¹i ®Ó ®¹t yªu cÇu. 1.3 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN THIÊN NHIÊN ĐẾN NỀN ĐƯỜNG - CHẾ ĐỘ THUỶ NHIỆT CỦA NỀN ĐƯỜNG. 1.3.1 Sựảnh hưởng của cácđiều kiện thiên nhiênđến nềnđường Nền đường trực tiếp chịu ảnh hưởng của các điều kiện thiên nhiên nhưnhiệtđộ, mưa, gió, bốc hơi,... Trong thiết kếvà xây dựng đường cần phải lưu ý hạn chế nhữngảnh hưởng bất lợiđó. 1.3.1.1 Ảnh hưởng của nước Nền đường ô tô có thể chịu ảnh hưởng của các nguồn ẩm nhưhình 1.3 Möùc nöôùc ngaàm 1 2 3 4 Hình 1.3 Các nguồn ẩm ảnh hưởng đến nền đường 1. Nước mưa; 2. Nước mặt; 3. Nước ngầm; 4. Hơi nước NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 9 1. Nước mưa: thấm qua lề đường và mặt đường vào khu vực đất nền đường. Nếu mặt đường không thấm nước, lề đường được gia cố vàđủ dốc thì ảnh hưởng của nguồn ẩm này giảm đi rất nhiều. 2. Nước mặt: gồm nước đọng ở thùngđấu, rãnh dọc, nước ngập hay kênh mương, ao hồsátđường,… Nướcđọng có thểtồn tại lâu dài hoặc từng thời kỳ, nướcđọng ngấm vào nền đường làm cho nền đường luôn bị ẩm ướt và làm giảm cường độ. 3. Nước ngầm: mao dẫn lên thân nền đường từ phía dưới, nhất là nền đường vùng đồng bằng, vùng lầy. Còn ở vùngđồi núi thì ảnh hưởng mao dẫn của nước ngầm đối với nền đường thường không đáng kể. 4. Hơi nước: thường di chuyển trong các lỗ rỗng của đất theo chiều của dòng nhiệt (từ nóng đến lạnh). Sự thay đổi nhiệt độ theo mùa ở nước ta khá lớn cũng tạo điều kiện cho hơi nước di chuyển liên tục trong thân nền đường làm cho nền đường luôn bị ẩm ướt. 1.3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Sựthay đổi của nhiệt độcó ảnh hưởng tớiđộẩm của đất, khi nhiệt độcao nước trongđất có khảnăng bốc hơi nhiều dođộẩm của không khí giảm 1.3.1.3 Ảnh hưởng của gió Độ bốc hơi càng lớn khi lực gió càng lớn vì khi gió mạnh, không khí chuyểnđộng, lớp không khí ởsát mặtđất không bịbão hoà hơi nước nữa Qua các phân tích trên ta thấy độẩm là nhân tốcó ảnh hưởng rất lớn đến nền đường. Độẩm càng lớn thì cườngđộcủa nền đường càng giảm và đất càng biến dạng nhiều. Nói chung người ta thường tìm cách hạn chếtác hại củađộẩm và luôn giữchođất nềnđườngởtrạng thái dẻo cứng 1.3.2 Chế độ thủy nhiệt của nền đường. 1.3.2.1 Chế độ thủy nhiệt của nền đường: Chế độthủy nhiệt của nền đường hay quy luật tácđộng của môi trường thiên nhiên đối với nềnđường là quy luật thay đổi và phân bố độ ẩm của các điểm khác nhau trong khốiđất nền đường theo thời gian. Chếđộthuỷnhiệt của nền đường phụthuộc vào quy luật chung của thời tiết, khí hậu cũng nhưcác yếu tố thiên nhiênđịa hình,địa mạo, quang cảnh,... của vùng xây dựng đường. Chếđộthuỷnhiệt của nền đường còn phụthuộc vào kết cấu nền đường và mặt đường, cụthểnhưbiện pháp thoát nước nền mặtđường, chiều caođàođắp của nền đường,độchặt củađất nềnđường và loại mặtđường. Nội dung nghiên cứu chế độ thủy nhiệt của nền đường là nhằm xác định được quy luật thay đổi và phân bố độ ẩm của đất nền đường theo thời gian đối với các kết cấu nền mặt đường khác nhau ở các vùng thiên nhiên khác nhau. Nhờ đó có thể nắm được quy luật phân bố độ ẩm trong thời gian bất lợi nên có thể đề xuất được NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 10 các biện pháp thay đổi tình trạng phân bố đó nhưngăn chặn các nguồn ẩm, tăng cường độ của đất nền đường. 1.3.2.2 Các biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt của đất nền đường: Cải thiện chếđộthuỷnhiệt là áp dụng các biện pháp thiết kếhạn chếtác hại của của các nguồnẩm nhưđắp cao nềnđường, mởrộng lềđường, thoát nước mặt, thay đất hoặcđầm nén chặtđất. Các biện pháp cải thiện chếđộthuỷnhiệt trước hết cần phải thực hiệnđối với khu vực tác dụng của nềnđường. 1. Đầm nén chặt đất nền đường: là một biện pháp tăng được cường độ và cải thiện được chế độ thủy nhiệt của nền đường tươngđối đơn giản, phổ biến và có hiệu quả cao. 2. Biện pháp đắp cao nền đường: Đắp cao nền đường trên mức nước ngầm hoặc mức nước đọng thường xuyên là một biện pháp gần nhưbắt buộc để cải thiện trạng thái phân bố ẩm bất lợi trong thân nền đường. Chiều cao nền đắp cần thiết kể từ mức nước ngầm tính toán hoặc mức nước đọng thường xuyênđến bề mặt của mặt đường có thể xác định theo công thức: Hđắp = zmax + za Trongđó: zmax – chiều cao mao dẫn lớn nhất của mức nước ngầm. za – chiều sâu khu vực tác dụng của nền đường. 3. Biện pháp thoát nước và ngăn chặn các nguồn ẩm: - Thoát nước mặt : Làm các độdốc ngang mặt đường, lềđường, bốtrí hệ thống rãnh dọc, rãnh tháo - Ngăn chặn, khống chếảnh hưởng của nước ngầm - Dùng các lớp cách nước, cách hơiđểngăn chặn nước ngầm mao dẫn hoặc hơi nước - Đắp lề đường đủ rộngđểngăn chặn nước ngập hai bên nềnđường di chuyển vào khu vực tác dụng của nềnđường - Chọn và thiết kế kết cấu áo đường và lề đường hợp lý cũng là một biện pháp hạn chế tác dụng của các nguồn ẩm. Nhưdùng loại vật liệu lớp mặt không (ít) thấm nước hoặc dùng các lớp móng cát dễthoát nước ngang. 1.4 CAOĐỘ NỀN ĐƯỜNG Đểđảm bảo nền đường luôn khô ráo, đảm bảo ổn định và đủcường độthì nền đường phảiđảm bảo có cao độnhấtđịnh. Cao độ thiết kế của nền đường là cao độ ở tim đường. Khi có hai nền đường độc lập sẽ có hai cao độ thiết kế trên hai mặt cắt dọc riêng biệt. NGUYỄN QUANG PHÚC THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG 10/21/2007 I - 11 - Cao độ thiết kế mép nền đường ở những đoạn ven