Tính toán kết cấu mặt đường bê tông xi măng làm đường ôtô, đường băng

Việc phát triển nhu cầu vận tải hàng hóa trên hệ thống giao thông ngày càng tăng dẫn đến nhu cầu tăng cường đầu tư xây dựng kết cấu mặt đường mới, đầu tư nâng cấp mặt đường cũ, trong đó có kết cấu mặt đường bê tông xi măng (BTXM) được ưu tiên lựa chọn cho các tuyến đường cao tốc có lưu lượng trục xe lưu thông lớn, các tuyến đường có nhiều trục xe nặng lưu hành, cho mặt đường sân bay. Theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT, quy định với kết cấu mặt đường có lưu lượng giao thông lớn, bắt buộc lớp móng trên phải được làm từ vật liệu bê tông nghèo, cát - đá gia cố xi măng, tạo ra lớp vật liệu có độ cứng lớn, cùng tham gia chịu lực với lớp mặt. Khi đó, tính kết cấu theo sơ đồ hệ hai lớp, chấp nhận lớp móng trên cùng tham gia chịu kéo uốn với lớp mặt.

Để lớp bê tông trên co dãn tự do với lớp móng dưới khi dãn nở nhiệt, triệt tiêu lực ma sát giữa các lớp, trong các quy trình thiết kế của các nước đều quy định bắt buộc phải bố trí lớp cách ly giữa các lớp. Trong [1,6,8,9] đều quy định sử dụng lớp cách ly từ các loại vật liệu dễ biến dạng như 1 - 2 lớp giấy dầu, lớp bitum cát dày không quá 5 mm, lớp đá bitum dày không quá 1,5 cm. Trong [4], do điều kiện khí hậu của Mỹ không quá nắng nóng, nên quy định cho phép sử dụng lớp cách ly từ bê tông nhựa (BTN) nóng, dày không quá 2 inch (~5 cm). Trong [10] với điều kiện khí hậu trên hầu hết lãnh thổ Trung Quốc không quá nắng nóng nên quy định sử dụng lớp cách ly từ bê tông nhựa chặt (BTNC) có chiều dày tối thiểu 4 cm. Ở Việt Nam, tính toán thiết kế mặt đường cứng hai lớp theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT [2] trên cơ sở tham khảo quy trình thiết kế của Trung Quốc [10], đã đưa ra các công thức tính toán, chiều dày các lớp cách ly quy định sử dụng vật liệu BTNC dày không dưới 3 cm. Khi đã sử dụng lớp cách ly giữa các lớp bê tông, nên trong tính toán thiết kế đều chấp nhận giả thiết các lớp bê tông làm việc hoàn toàn độc lập với nhau, tính toán kết cấu với hệ hai lớp chịu uốn. Lớp BTNC chỉ đóng vai trò là lớp cách ly, không xét tham gia chịu lực với kết cấu.

Đây cũng là nội dung nghiên cứu của các tác giả: ThS. NCS. PHẠm DUY LINH; TS. VŨ ĐỨC SỸ - Trường Đại học Giao thông vận tải, GS. TS. PHẠM CAO THĂNG - Học viện Kỹ thuật Quân sự

Nội dung bài khoa học tại đây.