Luận án Nghiên cứu sử dụng cát đỏ bình thuận và tro bay nhiệt điện vĩnh tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải nam trung bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 
VŨ HOÀNG GIANG 
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT ĐỎ BÌNH THUẬN VÀ 
TRO BAY NHIỆT ĐIỆN VĨNH TÂN LÀM MÓNG VÀ 
MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC 
DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI - 2021 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 
VŨ HOÀNG GIANG 
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT ĐỎ BÌNH THUẬN VÀ 
TRO BAY NHIỆT ĐIỆN VĨNH TÂN LÀM MÓNG VÀ 
MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC 
DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ 
Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông 
Mã số : 9.58.02.05 
Chuyên ngành : Xây dựng đƣờng ô tô và đƣờng thành phố 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 
 1. GS. TS. Bùi Xuân Cậy 2. PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang 
HÀ NỘI - 2021
i 
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc 
Hà Nội, tháng 01 năm 2021 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết 
quả nghiên cứu và kết luận trong trong Luận án là trung thực. Trong luận án có sử 
dụng một số tài liệu tham khảo đƣợc trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo 
quy định. 
 Tác giả Luận án 
Vũ Hoàng Giang 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Sau thời gian nghiên cứu và học tập tại trƣờng đại học Giao thông vận tải, 
Nghiên cứu sinh (NCS) đã hoàn thành luận án “Nghiên cứu sử dụng cát đỏ Bình 
Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân làm móng và mặt đƣờng giao thông nông 
thôn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ”. 
Để hoàn thành đƣợc luận án này, NCS xin trân trọng cảm ơn sâu sắc đến hai 
thầy giáo trực tiếp hƣớng dẫn là GS.TS Bùi Xuân Cậy, PGS.TS Nguyễn Thanh 
Sang đã tận tình giúp đỡ, định hƣớng nghiên cứu và truyền đạt kiến thức cũng nhƣ 
cung cấp các tài liệu quí, hỗ trợ trực tiếp thực nghiệm trong suốt quá trình học tập, 
nghiên cứu, hoàn thiện Luận án. 
NCS xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến các thầy, cô trong khoa công trình, bộ 
môn Đƣờng bộ, phòng thí nghiệm bộ môn vật liệu xây dựng, phòng thí nghiệm 
trƣờng đại học giao thông vận tải đã tạo điều kiện cho NCS đƣợc nghiên cứu, học 
tập, thực nghiệm trong suốt quá trình thực hiện Luận án. 
NCS xin gửi làm cảm ơn trân trọng đến Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại 
học, các thầy cô trong bộ môn Đƣờng bộ đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình 
hƣớng dẫn nghiên cứu, thực hiện các thủ tục bảo vệ các chuyên đề, hội thảo bảo vệ 
các cấp của Luận án. 
NCS chân thành cảm ơn các bạn học cùng khoá, các nhóm sinh viên nghiên 
cứu khoa học đã nhiệt tình chia sẻ kinh nghiệm và những kiến thức quý báu, hỗ trợ 
giúp tôi tiến hành các thực nghiệm, hoàn thành luận án này. 
 Hà Nội, 01/2021 
iii 
A. MỤC LỤC 
DANH SÁCH CÁC HÌNH..................................................................................... viii 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... x 
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 
1. Tính cần thiết của Luận án ................................................................................ 1 
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2 
3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................... 3 
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................... 3 
5. Cấu trúc của Luận án ......................................................................................... 4 
CHƢƠNG 1 ............................................................................................................... 5 
TỔNG QUAN ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC DUYÊN HẢI 
NAM TRUNG BỘ .................................................................................................... 5 
1.1. Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn ........................................................ 5 
1.1.1. Khái niệm đƣờng giao thông nông thôn ...................................................... 5 
1.1.2. Một số yêu cầu kĩ thuật đối với đƣờng giao thông nông thôn .................... 6 
1.1.3. Nguyên tắc thiết kế và xây dựng đƣờng giao thông nông thôn .................. 8 
1.1.4. Các dạng kết cấu móng, mặt đƣờng giao thông nông thôn ....................... 10 
1.2. Thực trạng GTNT cả nƣớc và khu vực Nam Trung Bộ ............................... 14 
1.2.1. Đặc điểm vùng nam trung Bộ ................................................................... 14 
1.2.2. Giao thông nông thôn trong khu vực ........................................................ 15 
1.3. Tình hình sử dụng vật liệu làm đƣờng trên thế giới và Việt Nam .............. 19 
1.3.1. Trên thế giới .............................................................................................. 19 
1.3.2. Ở Việt Nam ............................................................................................... 26 
1.4. Định hƣớng nghiên cứu của Luận án ........................................................... 30 
1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 31 
CHƢƠNG 2 ............................................................................................................. 33 
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CƢỜNG ĐỘ CỦA VẬT 
LIỆU GIA CỐ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ VÀ BÊ TÔNG HẠT NHỎ ................ 33 
2.1. Cơ sở lý thuyết về độ chặt ............................................................................ 33 
2.2. Lý thuyết cơ sở về chất kết dính và vật liệu gia cố ...................................... 36 
2.3. Sự hình thành cƣờng độ của đất gia cố vôi .................................................. 39 
2.4. Sự hình thành cƣờng độ của các lớp vật liệu gia cố xi măng ....................... 40 
2.5. Nghiên cứu hình thành cƣờng độ đất gia cố xi măng kết hợp tro bay ......... 41 
2.6. Nguyên tắc hình thành cƣờng độ và thiết kế cấp phối bê tông hạt nhỏ ....... 44 
2.7. Một số chỉ tiêu và yêu cầu đối với cấp phối, đất, cát gia cố bằng chất kết 
dính vô cơ và bê tông xi măng trong thiết kế móng, mặt đƣờng ......................... 48 
2.7.1. Một số chỉ tiêu đánh giá ............................................................................ 48 
2.7.2. Yêu cầu đối với đất gia cố chất kết dính vô cơ ......................................... 51 
2.7.3. Yêu cầu đối với cát gia cố xi măng ........................................................... 52 
iv 
2.7.4. Yêu cầu đối với cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng
 ............................................................................................................................. 52 
2.7.5. Một số yêu cầu về cƣờng độ và cấu tạo đối với mặt đƣờng ..................... 53 
CHƢƠNG 3 ............................................................................................................. 58 
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÕNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƢƠNG 
LÀM MÓNG VÀ MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN........................ 58 
3.1. Cát đỏ ............................................................................................................ 58 
3.2. Tro bay .......................................................................................................... 63 
3.3. Xi măng......................................................................................................... 67 
3.4. Cát nghiền ..................................................................................................... 67 
3.5. Phụ gia .......................................................................................................... 70 
3.6. Nƣớc ............................................................................................................. 70 
3.7. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng cát đỏ Bình Thuận gia cố xi măng và 
tro bay Vĩnh Tân .................................................................................................. 70 
3.7.1. Kế hoạch và phƣơng pháp thực nghiệm .................................................... 70 
3.7.2. Trình tự thực nghiệm ................................................................................. 71 
3.7.3. Thực hiện và kết quả thực nghiệm ............................................................ 72 
3.8. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng bê tông hạt nhỏ sử dụng cát đỏ Bình 
Thuận và tro bay Vĩnh Tân .................................................................................. 90 
3.8.1. Kế hoạch và phƣơng pháp thực nghiệm .................................................... 90 
3.8.2. Trình tự thực nghiệm ................................................................................. 91 
3.8.3. Nghiên cứu thực nghiệm vật liệu bê tông hạt nhỏ gồm hỗn hợp cát đỏ, cát 
nghiền, tro bay, xi măng ...................................................................................... 91 
3.9. Kết luận chƣơng 3 ....................................................................................... 109 
3.9.1. Đối với cát đỏ và tro bay ......................................................................... 109 
3.9.2. Đối với thực nghiệm hỗn hợp vật liệu gia cố .......................................... 110 
3.9.3. Đối với thực nghiệm hỗn hợp bê tông hạt nhỏ........................................ 110 
CHƢƠNG 4 ........................................................................................................... 113 
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC DẠNG KẾT CẤU LÀM MÓNG VÀ MẶT 
ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC NAM TRUNG BỘ .......... 113 
4.1. Một số mô hình kết cấu đƣờng giao thông nông thôn ................................ 113 
4.2. Nguyên tắc và thông số đầu vào thiết kế .................................................... 114 
4.2.1. Nguyên tắc thiết kế .................................................................................. 114 
4.2.2. Thông số thiết kế ..................................................................................... 115 
4.3. Tính toán cƣờng độ kết cấu mặt đƣờng ...................................................... 115 
4.3.1. Đối với mặt đƣờng mềm ......................................................................... 115 
4.3.2. Đối với mặt đƣờng cứng ......................................................................... 116 
4.4. Đề xuất các kết cấu và kiểm toán kết cấu ................................................... 117 
4.4.1. Đề xuất mô hình kết cấu .......................................................................... 117 
v 
4.4.2. Kiểm toán kết cấu mặt đƣờng ................................................................. 124 
4.5. Hiệu quả kinh tế và môi trƣờng .................................................................. 128 
4.6. Kết luận chƣơng 4 ....................................................................................... 131 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 133 
I. KẾT LUẬN .................................................................................................... 133 
II. KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 135 
III. HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ....................................................... 135 
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................. 137 
vi 
DANH SÁCH CÁC BẢNG 
Bảng 1. 1 Tốc độ thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế các công trình trên 
đƣờng đối với các cấp đƣờng GTNT [8] ........................................................... 7 
Bảng 1. 2 Tổng hợp phân cấp kỹ thuật đƣờng GTNT theo chức năng của đƣờng và 
lƣu lƣợng xe thiết kế (Ntk) [8], [25] ................................................................... 7 
Bảng 1. 3 Phân loại địa hình theo vùng về nguồn vật liệu sẵn có [2] ....................... 9 
Bảng 1. 4 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng huyện [8] .................... 10 
Bảng 1. 5 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng xã [8] .......................... 11 
Bảng 1. 6 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng thôn xóm [8] ............... 13 
Bảng 1. 7 Tổng hợp đƣờng giao thông nông thôn cả nƣớc ..................................... 15 
Bảng 1. 8 Phân loại kết cấu mặt đƣờng theo lƣợng mƣa [52]................................. 19 
Bảng 1. 9 Thống kê lƣợng tro, xỉ/ tái sử dụng một số nƣớc Âu-Mỹ [49] ............... 21 
Bảng 1. 10 Lƣợng khí thải CO2 một số loại hỗn hợp bê tông [65] ......................... 22 
Bảng 2. 1 Thành phần hạt của cát nghiền [13] ........................................................ 48 
Bảng 2. 2 Chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của đất gia cố ...................................................... 52 
Bảng 2. 3 Yêu cầu đối với cƣờng độ cát gia cố xi măng ........................................ 52 
Bảng 2. 4 Yêu cầu đối với cƣờng độ cấp phối gia cố xi măng ............................... 53 
Bảng 2. 5 Phân cấp quy mô giao thông ................................................................... 53 
Bảng 2. 6 Cƣờng độ nén và cƣờng độ kéo khi uốn của xi măng dùng làm mặt 
đƣờng bê tông xi măng .................................................................................... 54 
Bảng 2. 7 Các chỉ tiêu cƣờng độ, mô đun đàn hồi của bê tông làm đƣờng [7]....... 54 
Bảng 2. 8 Yêu cầu cƣờng độ đối với các loại đƣờng GTNT [8] ............................. 55 
Bảng 2. 9 Cƣờng độ chịu nén [60] .......................................................................... 55 
Bảng 2. 10 Cƣờng độ chịu ép chẻ [60] .................................................................... 56 
Bảng 3. 1 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn thí nghiệm ..................................................... 59 
Bảng 3. 2 Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu thành phần hạt cát đỏ Bình Thuận ............. 60 
Bảng 3. 3 Một số chỉ tiêu cơ lý khác của cát đỏ Bình Thuận ................................. 60 
Bảng 3. 4 Thành phần khoáng của cát đỏ Bình Thuận ........................................... 61 
Bảng 3. 5 Bảng kết quả thí nghiệm độ ẩm tối ƣu .................................................... 61 
Bảng 3. 6 Bảng kết quả thí nghiệm khối lƣợng thể tích khô ................................... 62 
Bảng 3. 7 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn thí nghiệm đối với tro bay ............................ 64 
Bảng 3. 8 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu tro bay Vĩnh Tân .................................. 64 
Bảng 3. 9 So sánh một số chỉ tiêu của tro bay Vĩnh Tân với một số tro bay khác 
[45], [49] .......................................................................................................... 66 
Bảng 3. 10 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng VICEM Bút Sơn PC40 ........................ 67 
Bảng 3. 11 Bảng thành phần hạt của cát nghiền [13] .............................................. 68 
Bảng 3. 12 Tính chất cơ lý của cát nghiền .............................................................. 69 
vii  ... số trục xe tính toán Ntt = 70, ta đƣợc: 
Eyc = 86.8 (MPa) 
- Tra bảng 3-5 với loại đƣờng: Đƣờng ô tô, cấp đƣờng: cấp thấp B1 
ta đƣợc module đàn hồi tối thiểu: Eyc min = 75 (MPa) 
- Module đàn hồi yêu cầu dùng để tính toán: 
Eyc
tt
 = max(Eyc, Eyc min) = 86.8 (MPa) 
 II.5. Kết cấu áo đƣờng: 
Tổng số lớp áo đƣờng: 2 lớp 
Bảng 3: Bảng các lớp kết cấu áo đường 
STT Lớp vật liệu (từ trên xuống) H (cm) Ev (MPa) 
Etr 
(MPa) 
1 Láng nhựa 2 lớp 2 350 350 
2 Cát đỏ gia cố 5% tro bay + 6% XM 18 1015 1015 
3 Lớp cấp phối tự nhiên + nền đất 20 + nền đất 
 III. KIỂM TOÁN: 
 III.1. Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi đối với kết cấu áo đƣờng: 
 a. Quy đổi về hệ 2 lớp: 
Việc quy đổi từng 2 lớp một từ dƣới lên đƣợc thực hiện theo công thức sau: 
E'tb = E1.[(1+k.t
1/3
)/(1+k)]
3
Trong đó: k = h2/h1; t = E2/E1 
htb = h1 + h2 
b. Tính Etb
đc
: 
Không tính kết cấu lớp mặt láng nhựa vì vậy: 
- Chiều dày: H = 18 
- Module đàn hồi trung bình: Etb
đc
 = 1,015 
 c. Tính Ech.m của kết cấu: 
E1 = Etb
đc
 = 1015 
E0/E1= 40/1015 = 0.0394 
H/D =18/33 = 0.5455 
Tra toán đồ 3-1, với các thông số H/D và E0/E1 ở trên, ta xác định đƣợc: 
Ech.m/E1 = 0.11 
Module đàn hồi chung của kết cấu: 
Ech.m = 0.11 * 1015 = 111.6500 (MPa) 
d. Kiểm tra điều kiện về độ võng đàn hồi: 
Độ tin cậy thiết kế 0.8 
Tra bảng 3-2 đƣợc hệ số cƣờng độ về độ võng: 
Kcđ
đv 
= 1.02 
Kcđ
đv
 * Eyc =1.02 * 86.8 = 88.536 (MPa) 
Ech.m = 111.6500 > Kcđ
đv
 * Eyc = 88.54 (MPa) 
Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi. 
III.2. Kiểm tra tiêu chuẩn cắt trƣợt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết: 
a. Kiểm tra đất nền: 
Module đàn hồi trung bình dùng để tính toán: 
Etb
đc 
= 1015 (MPa) 
Sử dụng toán đồ hình 3-2, với các thông số sau: 
H/D = 18 / 33 = 0.545454545 
E1 = Etb
đc
 = 1015 (MPa) 
E2 = E0 = 40 (MPa) 
 E1/E2 =1015/40 25.375 
 = 26 (độ) 
Tra toán đồ, ta đƣợc: 
Tax/p = 0.036 
P = 0.6 (MPa) 
Ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tính toán gây ra: 
Tax = 0.036 * 0.6 = 0.0216 (MPa) 
Sự dụng toán đồ hình 3-4, với các thông số: 
H = 18 (cm) và = 26 (độ) 
Tra đƣợc ứng suất cắt hoạt động do trọng lƣợng bản thân các lớp kết cấu gây ra: 
Tav = -0.00055 (MPa) 
Lực dính tính toán: Ctt = C.K1.K2.K3 
Trong đó: C = 0.018 (MPa) 
K1 = 0.60 
Ntt = 70 (trục/làn.ngày đêm) 
K2 = 0.75 (tra bảng) 
Đất nền là: cát nhỏ 
Do đó: K3 = 3 
Vậy: Ctt = 0.018*0.6*0.75*3 = 
0.0243 
(MPa) 
Độ tin cậy thiết kế 0.8 
Tra bảng 3-7, ta đƣợc hệ số cƣờng độ về cắt trƣợt: 
Kcđ
tr
 0.87 
Kiểm tra điều kiện về cắt trƣợt: 
Tax + Tav = 0.0216+(-0.00055) = 0.0211 
(MPa) 
Ctt/Kcđ
tr 
= 0.0243/0.87 = 0.0279 
(MPa) 
Tax + Tav = 0.0211 < Ctt/Kcđ
tr 
= 0,0279 
0.0279 
Kết luận: Đất nền đảm bảo điều kiện cân bằng trượt. 
TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG 
THÔN KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN - NAM TRUNG BỘ 
Theo quy trình 22TCN 211-06 
Công trình: KC 2.2 
Thực hiện: Vũ Hoàng Giang 
I. TÍNH SỐ TRỤC XE TÍNH TOÁN: 
 I.1. Số liệu ban đầu: 
- Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn Ptt (kN): 100 
- Số làn xe thiết kế nlàn (làn): 1 
- Hệ số phân phối số trục xe tính toán trên mỗi làn xe fL = 1 
- Số trục xe tính quy đổi về trục xe tính toán Ntk (Trục/ng.đêm): 70 
 II. TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG: 
 II.1. Số liệu chung: 
- Cấp đƣờng: VI 
- Loại tầng mặt thiết kế: Cấp thấp B1 
- Độ tin cậy thiết kế: 0.8 
- Thời hạn thiết kế t (năm): 5 
- Số trục xe tính toán Ntt (trục/làn.ngày đêm): 70 
- Tỷ lệ tăng trƣởng trung bình năm q (%): 5 
 II.2. Nền đƣờng: 
- Đất đắp nền đƣờng: 
- Module đàn hồi Eo (MPa): 40 
- Lực dính C (MPa): 0.018 
- Góc ma sát (độ): 26 
 II.3 Tải trọng: 
- Tải trọng tác dụng: Cụm bánh đơn 
- Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn P (kN): 100 
- Áp lực tính toán lên mặt đƣờng p (MPa): 0.6 
- Đƣờng kính vệt bánh xe D (cm): 33 
 II.4. Xác định module đàn hồi yêu cầu Eyc: 
- Tra bảng 3-4 với Ptt = 100 kN, mặt đƣờng cấp thấp B1, số trục xe tính toán Ntt = 
70, ta đƣợc: Eyc = 86.8 (MPa) 
- Tra bảng 3-5 với loại đƣờng: Đƣờng ô tô, cấp đƣờng: , mặt đƣờng: Cấp thấp B1 ta 
đƣợc module đàn hồi tối thiểu: Eyc min = 75 (MPa) 
- Module đàn hồi yêu cầu dùng để tính toán: 
Eyc
tt
 = max(Eyc, Eyc min) = 86.8 (MPa) 
 II.5. Kết cấu áo đƣờng: 
Tổng số lớp áo đƣờng: 2 lớp 
Bảng 3: Bảng các lớp kết cấu áo đường 
STT Lớp vật liệu (từ trên xuống) H (cm) E (MPa) 
1 Láng nhựa 2 lớp 2 350 
2 Cát đỏ gia cố 10% tro bay + 6% XM 20 944 
3 Lớp cấp phối tự nhiên + nền đất 20 + nền đất 
III. KIỂM TOÁN: 
 III.1. Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi đối với kết cấu áo đƣờng: 
 a. Quy đổi về hệ 2 lớp: 
Việc quy đổi từng 2 lớp một từ dƣới lên đƣợc thực hiện theo công thức sau: 
E'tb = E1.[(1+k.t
1/3
)/(1+k)]
3
Trong đó: k = h2/h1; t = E2/E1 
htb = h1 + h2 
Kết quả tính đổi thể hiện ở bảng sau: 
b. Tính Etb
đc
: 
Không tính kết cấu lớp mặt láng nhựa vì vậy: 
- Chiều dày: H = 20 
- Module đàn hồi trung bình: Etb
đc
 = 944 
 c. Tính Ech.m của kết cấu: 
E1 = Etb
đc
 = 944 
E0/E1 = 40/944 = 0.0424 
H/D = 20/33 = 0.6061 
Tra toán đồ 3-1, với các thông số H/D và E0/E1 ở trên, ta xác định đƣợc: 
Ech.m/E1 = 0.105 
Module đàn hồi chung của kết cấu: 
Ech.m = 0.105 * 944 = 99.1200 (MPa) 
 d. Kiểm tra điều kiện về độ võng đàn hồi: 
Độ tin cậy thiết kế 0.8 
Tra bảng 3-2 đƣợc hệ số cƣờng độ về độ võng: 
Kcđ
đv
 1.02 
Kcđ
đv
 * Eyc = 1.02 * 86.8 = 
88.536 (MPa) 
Ech.m = 99.1200 > Kcđ
đv
 * Eyc = 88.54 (MPa) 
Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi. 
III.2. Kiểm tra tiêu chuẩn cắt trƣợt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết: 
a. Kiểm tra đất nền: 
Module đàn hồi trung bình dùng để tính toán: 
Etb
đc 
 = 944 (MPa) 
Sử dụng toán đồ hình 3-2, với các thông số sau: 
H/D = 20 / 33 = 0.606060606 
E1 = Etb
đc
 = 944 (MPa) 
E2 = E0 = 40 (MPa) 
 E1/E2 = 944/40 23.6 
 = 26 (độ) 
Tra toán đồ, ta đƣợc: 
Tax/p = 0.0345 
p = 0.6 (MPa) 
Ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tính toán gây ra: 
Tax = 0.0345 * 0.6 = 0.0207 (MPa) 
Sự dụng toán đồ hình 3-4, với các thông số: 
H = 20 (cm) và = 26 (độ) 
Tra đƣợc ứng suất cắt hoạt động do trọng lƣợng bản thân các lớp kết cấu gây ra: 
Tav = -0.0005 (MPa) 
Lực dính tính toán: Ctt = C.K1.K2.K3 
Trong đó: C = 0.018 (MPa) 
K1 = 0.6 
Ntt = 70 (trục/làn.ngày đêm) 
K2 = 0.75 (tra bảng 3-8) 
Đất nền là: cát nhỏ 
Do đó: K3 = 3 
Vậy: Ctt = 0.018*0.6*0.75*3 = 0.0243 (MPa) 
Độ tin cậy thiết kế 0.8 
Tra bảng 3-7, ta đƣợc hệ số cƣờng độ về cắt trƣợt: 
Kcđ
tr
 0.87 
Kiểm tra điều kiện về cắt trƣợt: 
Tax + Tav =0.0207+(-0.0005) 0.0202 (MPa) 
Ctt/Kcđ
tr 
= 0.0324/0.87 0.0279 (MPa) 
Tax + Tav = 0.0202 < Ctt/Kcđ
tr 
 = 0.0279 
Kết luận: Đất nền đảm bảo điều kiện cân bằng trượt. 
PHỤ LỤC 2. KIỂM TOÁN ÁO ĐƢỜNG CỨNG 
TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG GIAO THÔNG 
NÔNG THÔN KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN - NAM TRUNG BỘ 
(Theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT ngày 24/12/2012 quy định thiết kế 
mặt đƣờng BTXM thông thƣờng) 
 Thực hiện: Vũ Hoàng Giang 
Kết cấu 1.3 
Cấp đƣờng: 
VI 
 Độ tin cậy thiết kế: 70 % 
Tg: 
92 
0
C/m 
 Tải trọng tiêu chuẩn (Ps) : 100 KN 
 Trục xe nặng nhất (Pmax): 180 KN 
 Số lần tác dụng quy đổi (Ne): 1E+6 lần/làn 
 Chiều dày tấm (hc) : 0.2 m 
 Cƣờng độ kéo uốn thiết kế (fr): 7.01 MPa 
Mô đun đàn hồi (Ec): 24015 MPa 
 Hệ số poisson của bê tông (mc): 0.15 
Hệ số dãn nở nhiệt (ac): 12E-6 
0
C 
 Lớp cát đỏ+cát nghiền+tro bay+xi măng (dạng 
tấm (BxL)), m 
3 x 4 
(Khe dọc có thanh liên kết, khe ngang có bố trí thanh truyền lực) 
 Lớp móng bằng Cát đỏ + tro bay gia cố xi măng, 
dày (hb): 
0.2 m hx: 0.18 m 
Mô đun đàn hồi Cát đỏ + tro bay gia cố xi măng 
là (Eb) 
1015 MPa Ex: 1015 MPa 
Hệ số poisson (mb): 0.2 
Mô đun đàn hồi nền đất cát,W=0.6 (Eo): 40 MPa 
 I/ TRÌNH TỰ KIỂM TOÁN: 
 Tính mô đun đàn hồi chung Et của nền đất và móng dƣới: 
1/ 
1015 MPa 
0.18 m 
a=0.86+0.26lnhx= 0.4142 
152.6505 MPa 
 2/ Tính độ cứng tƣơng đối chung của cả kết cấu rg: 
16.3785 MN.m 
0.5138 MN.m 
0.5809 m 
 3/ Tính ứng suất do tải trọng trục xe gây ra: 
1.8731 MPa 
Với Ps=Pm=180KN thì spm= 3.255 MPa 
Trong đó: kr= 0.92 (tầng mặt lề mỏng hơn) 
kc= 1 (đƣờng cấp VI) 
kf=Ne
0.065
= 2.455 
Ta có: 
spr= kr x kf x kc x sps = 4.230 MPa 
spmax= kr x kc x spm = 2.9944 MPa 
 4/ Tính ứng suất kéo uốn do gradien nhiệt độ gây ra : 
2693 MPa/m 
0.117 
0.14792497 
2.295 
0.982 
BL=1.77e
-4.48hc
.CL - 0.131(1-CL)= 0.707 
1.875 MPa 
Hệ số mỏi nhiệt kt là: at= 0.841 
bt= 1.323 
ct= 0.058 
0.332 
Ứng suất nhiệt gây mỏi là: 
0.623 MPa 
 5/ Kiểm toán các điều kiện giới hạn: 
Với độ tin cậy trên ta tra đƣợc gr = 1.07 
+) Theo điều kiện (8-1), ta có : 
gr(spr+str) = 5.19 MPa < 7.01 MPa OK 
+) Theo điều kiện (8-2), ta có : 
gr(spmax+stmax) = 5.21 MPa < 7.01 MPa OK 
TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG 
THÔN KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN - NAM TRUNG BỘ 
(Theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT ngày 24/12/2012 quy định thiết kế mặt 
đƣờng BTXM thông thƣờng) 
Thực hiện: Vũ Hoàng Giang 
 Kết cấu 1.4 
Cấp đƣờng: 
VI 
 Độ tin cậy thiết kế: 70 % 
Tg: 
92 
0
C/m 
 Tải trọng tiêu chuẩn (Ps) : 100 KN 
 Trục xe nặng nhất (Pmax): 180 KN 
 Số lần tác dụng quy đổi (Ne): 1E+6 lần/làn 
 Chiều dày dự kiến (hc) : 0.2 m 
Cƣờng độ kéo uốn thiết kế (fr): 7.01 
MPa, cƣờng độ nén 36,8 
MPa 
Mô đun đàn hồi (Ec): 24015 MPa 
 Hệ số poisson của bê tông (mc): 0.15 
Hệ số dãn nở nhiệt (ac): 10E-6 
0
C 
Lớp cát đỏ+cát nghiền+tro bay+xi măng (dạng 
tấm (BxL)) 
3 x 4 
 (Khe dọc có thanh liên kết, khe ngang có bố trí thanh truyền lực) 
 Lớp móng bằng Cát đỏ + tro bay gia cố xi 
măng, dày (hb): 
0.2 m hx: 0.2 m 
Mô đun đàn hồi Cát đỏ + tro bay gia cố xi măng 
là (Eb) 
944 MPa Ex: 944 MPa 
Hệ số poisson (mb): 0.2 
 Mô đun đàn hồi nền đất á sét,W=0.6 (Eo): 40 MPa 
 I/ TRÌNH TỰ KIỂM TOÁN: 
 Tính mô đun đàn hồi chung Et của nền đất và móng dƣới bằng vật liệu hạt: 
1/ 
944 MPa 
0.2 m 
a=0.86+0.26lnhx= 0.4415 
161.534 MPa 
 2/ Tính độ cứng tƣơng đối chung của cả kết cấu rg: 
16.3785 MN.m 
0.6556 MN.m 
0.5717 m 
 3/ Tính ứng suất do tải trọng trục xe gây ra: 
1.838 MPa 
Với Ps=Pm=180KN thì spm= 3.19418 MPa 
Trong đó: kr= 0.92 (tầng mặt lề mỏng hơn) 
kc= 1 (đƣờng cấp VI) 
kf=Ne
0.065
= 2.455 
Ta có: 
spr= kr x kf x kc x sps = 4.151 MPa 
spmax= kr x kc x spm = 2.93864 MPa 
 4/ Tính ứng suất kéo uốn do gradien nhiệt độ gây ra : 
2271 MPa/m 
0.129 
0.16529 
2.332 
0.992 
BL=1.77e
-4.48hc
.CL - 0.131(1-CL)= 0.716 
1.581 MPa 
Hệ số mỏi nhiệt kt là: at= 0.841 
bt= 1.323 
ct= 0.058 
0.263 
Ứng suất nhiệt gây mỏi là: 
0.415 MPa 
 5/ Kiểm toán các điều kiện giới hạn: 
Với độ tin cậy trên ta tra đƣợc gr = 1.07 
+) Theo điều kiện (8-1), ta có : 
gr(spr+str) = 4.89 MPa < 7.01 MPa OK 
+) Theo điều kiện (8-2), ta có : 
gr(spmax+stmax) = 4.84 MPa < 7.01 MPa OK 
TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN 
KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN - NAM TRUNG BỘ 
(Theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT ngày 24/12/2012 quy định thiết kế mặt đƣờng 
BTXM thông thƣờng) 
Thực hiện: Vũ Hoàng Giang 
 Cấp đƣờng: 
VI 
 Độ tin cậy thiết kế: 70 % 
Tg: 
92 
0
C/m 
 Tải trọng tiêu chuẩn (Ps) : 100 KN 
 Trục xe nặng nhất (Pmax): 150 KN 
 Số lần tác dụng quy đổi (Ne): 25E+3 lần/làn 
 Chiều dày dự kiến (hc) : 0.18 m 
 Cƣờng độ kéo uốn (fr): 5.18 MPa, cƣờng độ nén 35,72 MPa 
Mô đun đàn hồi (Ec): 23007 MPa 
 Hệ số poisson của bê tông (mc): 0.15 
Hệ số dãn nở nhiệt (ac): 10E-6 
0
C 
Lớp cát đỏ+cát nghiền+tro bay+xi măng 
(dạng tấm (BxL)) 
3 x 4 
(Khe dọc có thanh liên kết, khe ngang có bố trí thanh truyền lực) 
 Lớp móng bằng Cát đỏ + tro bay gia cố xi 
măng, dày (hb): 
0.14 m hx: 0.14 m 
Mô đun đàn hồi Cát đỏ + tro bay gia cố xi 
măng là (Eb) 
1015 MPa Ex: 1015 MPa 
Hệ số poisson (mb): 0.2 
 Mô đun đàn hồi nền đất á sét,W=0.6 (Eo): 40 MPa 
 I/ TRÌNH TỰ KIỂM TOÁN: 
 Tính mô đun đàn hồi chung Et của nền đất và móng dƣới bằng vật liệu hạt: 
1015 MPa 
 1/ 
0.14 m 
a=0.86+0.26lnhx= 0.3488 
123.5753 MPa 
 2/ Tính độ cứng tƣơng đối chung của cả kết cấu rg: 
11.4388 MN.m 
0.2418 MN.m 
0.5512 m 
 3/ Tính ứng suất do tải trọng trục xe gây ra: 
2.257 MPa 
Với Ps=Pm=180KN thì spm= 3.3045 MPa 
Trong đó: kr= 0.92 (tầng mặt lề mỏng hơn) 
kc= 1 (đƣờng cấp VI) 
kf=Ne
0.065
= 1.931 
Ta có: 
spr= kr x kf x kc x sps = 4.011 MPa 
spmax= kr x kc x spm = 3.040152 MPa 
 4/ Tính ứng suất kéo uốn do gradien nhiệt độ gây ra : 
3430 MPa/m 
0.091 
0.123195 
2.419 
1.013 
BL=1.77e
-4.48hc
.CL - 0.131(1-CL)= 0.802 
1.527 MPa 
Hệ số mỏi nhiệt kt là: at= 0.841 
bt= 1.323 
ct= 0.058 
0.370 
Ứng suất nhiệt gây mỏi là: 
0.565 MPa 
 5/ Kiểm toán các điều kiện giới hạn: 
Với độ tin cậy trên tra bảng đƣợc gr = 1.07 
+) Theo điều kiện (8-1), ta có : 
gr(spr+str) = 4.90 MPa < 5.18 MPa OK 
+) Theo điều kiện (8-2), ta có : 
gr(spmax+stmax) = 4.89 MPa < 5.18 MPa OK 
TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN 
KHU VỰC TỈNH BÌNH THUẬN - NAM TRUNG BỘ 
(Theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT ngày 24/12/2012 quy định thiết kế mặt đƣờng 
BTXM thông thƣờng) 
Thực hiện: Vũ Hoàng Giang 
Kết cấu 2.4 
Cấp đƣờng: 
VI 
 Độ tin cậy thiết kế: 70 % 
Tg: 
92 
0
C/m 
 Tải trọng tiêu chuẩn (Ps) : 100 KN 
 Trục xe nặng nhất (Pmax): 150 KN 
 Số lần tác dụng quy đổi (Ne): 25E+3 lần/làn 
 Chiều dày dự kiến (hc) : 0.18 m 
 Cƣờng độ kéo uốn (fr): 5.18 MPa, cƣờng độ nén 35,72 MPa 
Mô đun đàn hồi tính toán (Ec): 23007 MPa 
 Hệ số poisson của bê tông (mc): 0.15 
Hệ số dãn nở nhiệt (ac): 10E-6 
0
C 
Lớp cát đỏ+cát nghiền+tro bay+xi măng (dạng 
tấm (BxL)) 
3 x 4 
 (Khe dọc có thanh liên kết, khe ngang có bố trí thanh truyền lực) 
Lớp móng bằng Cát đỏ + tro bay gia cố xi 
măng, dày (hb): 
0.18 m hx: 0.2 m 
Mô đun đàn hồi Cát đỏ + tro bay gia cố xi 
măng là (Eb): 
944 MPa Ex: 944 MPa 
Hệ số poisson (mb): 0.2 
 Mô đun đàn hồi cát đỏ (Eo): 40 MPa 
 I/ TRÌNH TỰ KIỂM TOÁN: 
 Tính mô đun đàn hồi chung Et của nền đất và móng dƣới bằng vật liệu hạt: 
 1/ 
944 MPa 
0.2 m 
a=0.86+0.26lnhx= 0.441546 
161.534 MPa 
 2/ Tính độ cứng tƣơng đối chung của cả kết cấu rg: 
11.4388 MN.m 
0.4779 MN.m 
0.5075 m 
 3/ Tính ứng suất do tải trọng trục xe gây ra: 
2.097 MPa 
Với Ps=Pm=180KN thì spm= 3.069682 MPa 
Trong đó: kr= 0.92 (tầng mặt lề mỏng hơn) 
kc= 1 (đƣờng cấp VI) 
kf=Ne
0.065
= 1.931 
Ta có: 
spr= kr x kf x kc x sps = 3.726 MPa 
spmax= kr x kc x spm = 2.824108 MPa 
 4/ Tính ứng suất kéo uốn do gradien nhiệt độ gây ra : 
2519 MPa/m 
0.116 
0.170012 
2.627 
1.046 
BL=1.77e
-4.48hc
.CL - 0.131(1-CL)= 0.833 
1.587 MPa 
Hệ số mỏi nhiệt kt là: at= 0.841 
bt= 1.323 
ct= 0.058 
0.385 
Ứng suất nhiệt gây mỏi là: 
0.610 MPa 
 5/ Kiểm toán các điều kiện giới hạn: 
Với độ tin cậy trên ta tra đƣợc gr = 1.07 
+) Theo điều kiện (8-1), ta có : 
gr(spr+str) = 4.64 MPa < 5.18 MPa 
+) Theo điều kiện (8-2), ta có : 
gr(spmax+stmax) = 4.72 MPa < 5.18 MPa