Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10907:2015 về Sân bay dân dụng - Mặt đường sân bay - Yêu cầu thiết kế

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10907 : 2015

SÂN BAY DÂN DỤNG - MẶT ĐƯỜNG SÂN BAY - YÊU CẦU THIẾT KẾ

Civil Aerodrome - Pavement - Specifications for Design

Lời nói đầu

TCVN 10907 : 2015 do Cục Hàng không Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

SÂN BAY DÂN DỤNG - MẶT ĐƯỜNG SÂN BAY - YÊU CẦU THIẾT KẾ

Civil Aerodrome - Pavement - Specifications for Design

1 Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu dùng cho thiết kế xây dựng mới và cải tạo sửa chữa mặt đường sân bay dân dụng.

Khi thiết kế mặt đường sân bay dân dụng, ngoài tiêu chuẩn này, có thể tham khảo thêm các Tiêu chuẩn và khuyến nghị của Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế (ICAO).

1.2 Tiêu chuẩn này trình bày cấu tạo và tính toán kết cấu mặt đường cho các bộ phận của sân bay:

- Đường cất hạ cánh;

- Đường lăn;

- Sân đỗ máy bay, bao gồm sân ga máy bay hành khách; sân đỗ bảo dưỡng máy bay và sân chuyên dụng cho máy bay.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 8753:2011 Sân bay dân dụng - Yêu cầu chung về thiết kế và khai thác;

TCVN 8871 : 2011 Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử;

TCVN 2683 : 2012 Đất xây dựng - Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu;

TCVN 9153 : 2012 Đất xây dựng - Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm mẫu đất.

СП 121.13330.2012 Аэродромы. Актуализированная редакция СНиП 32-03-96 (СП 121.13330.2012 Sân bay. Ấn bản hướng dẫn của СНиП 32-03-96);

AC 150/5320 - 6 Airport Pavement Design and Evaluation - Federal Aviation Administration (AC 150/5320 - 6 Thiết kế và đánh giá mặt đường cảng hàng không - Cục Hàng không Liên bang Mỹ);

Annex 14 - Aerodromes - Volume I - Aerodrome Design and Operations - International Civil Aviation Organization (Phụ lục 14 - Sân bay - Tập I - Thiết kế và khai thác sân bay - Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế) ;

ASTM D3569 Standard Specification for Joint Sealant, Hot-Applied, Elastomeric, Jet-Fuel-Resistant Type for Portland Cement Concrete Pavements (Tiêu chuẩn matit dạng nóng, đàn hồi, chịu dầu dùng cho mặt đường bê tông xi măng Pooc lăng);

ASTM D5893 Standard Specification for Cold Applied, Single Component, Chemically Curing Sillicone Joint Sealant for Portland Cement Concrete Pavements (Tiêu chuẩn matit dạng nguội, một thành phần, silicon dùng cho mặt đường bê tông xi măng Pooc lăng);

ASTM D1557 Standard Test Method for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (Tiêu chuẩn thử nghiệm trong phòng xác định hệ số đầm nén cải tiến).

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1 Mặt đường sân bay (Aerodrome pavement)

Kết cấu, tiếp nhận tải trọng và tác động của máy bay và các yếu tố khai thác, tự nhiên, bao gồm:

- Lớp trên, được gọi là “mặt đường”, trực tiếp tiếp nhận tải trọng từ bánh máy bay, tác động của các yếu tố tự nhiên (chế độ thay đổi độ ẩm-nhiệt độ, ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, phong hóa), tác động nhiệt và cơ của các dòng khí từ động cơ máy bay và các máy móc khai thác sân bay cũng như tác động của các yếu tố khác;

- Lớp dưới, được gọi là “móng nhân tạo”, bảo đảm cùng với mặt đường truyền tải trọng đến nền đất mà ngoài chức năng mang tải còn có thể thực hiện chức năng làm khô, chống tạo bùn, cách nhiệt, chống trương nở, cách nước.

3.2 Sân bay (Aerodrome)

Một khu vực xác định trên mặt đất hoặc mặt nước bao gồm nhà cửa, công trình và trang thiết bị được dùng một phần hay toàn bộ cho máy bay bay đến, bay đi và di chuyển.

3.3 Chỗ đỗ máy bay (Aircraft stand)

Một khu vực trên sân đỗ máy bay giành cho máy bay đỗ.

3.4 Sân đỗ máy bay (Apron)

Khu vực xác định trên sân bay mặt đất giành cho máy bay đỗ phục vụ hành khách lên xuống, xếp dỡ bưu kiện hay hàng hóa, nạp nhiên liệu, đỗ chờ thông thường hay đỗ để bảo dưỡng máy bay.

3.5 Khu bay (Movement area)

Phần sân bay dùng cho máy bay cất cánh, hạ cánh và lăn bao gồm cả khu cất hạ cánh và sân đỗ máy bay.

3.6 Đường cất hạ cánh (Runway)

Một khu vực hình chữ nhật được xác định trên sân bay mặt đất dùng cho máy bay cất cánh và hạ cánh. Đường cất hạ cánh còn có thể gọi là đường băng.

3.7 Sân quay đường cất hạ cánh (Runway turn pad)

Khu vực được xác định giáp cạnh bên đường CHC sân bay mặt đất dùng cho máy bay quay đầu 180 độ để trở về đường CHC.

3.8 Dải hãm phanh đầu (Stopway)

Một đoạn xác định trên mặt đất hình chữ nhật ở cuối chiều dài chạy đà công bố, được chuẩn bị cho máy bay dừng trong trường hợp cất cánh bỏ dở, còn có thể gọi là dải hãm đầu.

3.9 Đường lăn (Taxiway)

Đường xác định trên sân bay mặt đất dùng cho máy bay lăn từ bộ phận này đến bộ phận khác của sân bay.

4 Ký hiệu và chữ viết tắt

BTXM: Bê tông xi măng

BTXMLT: Bê tông xi măng lưới thép

BTN: Bê tông nhựa

CBR: Chỉ số sức chịu tải Caliphocnia (California Bearing Ratio)

Đường CHC: Đường cất hạ cánh

ĐL: Đường lăn

SĐ: Sân đỗ

CĐMB: Chỗ đỗ máy bay

5 Những nội dung thiết kế mặt đường sân bay

5.1 Yêu cầu thiết kế

5.1.1 Các giải pháp kỹ thuật cơ bản của dự án xây dựng mới, sửa chữa hoặc mở rộng mặt đường sân bay hiện hữu được xác định trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án.

Phương án thiết kế được chọn cần đảm bảo:

- Giải pháp cấu tạo mặt đường sân bay đồng bộ với các giải pháp quy hoạch, hệ thống thoát nước mặt và nước ngầm và các biện pháp bảo vệ thiên nhiên và kỹ thuật nông nghiệp;

- Đảm bảo điều kiện cho máy bay cất hạ cánh thường xuyên, an toàn;

- Nền móng và mặt đường sân bay cũng như các công trình phục vụ trong sân bay bền vững, sử dụng được lâu;

- Sử dụng đất và vật liệu xây dựng có tính năng cơ lý tốt nhất cho việc xây dựng mặt đường sân bay;

- Bề mặt mặt đường bằng phẳng, chống mài mòn, chống bụi và có độ nhám thích hợp;

- Tiết kiệm thép và vật liệu kết dính;

- Sử dụng rộng rãi vật liệu xây dựng tại chỗ, các sản phẩm phụ của công nghiệp;

- Khả năng công nghiệp hóa, cơ giới hóa tối đa trong công nghệ xây dựng và sửa chữa;

- Có điều kiện khai thác sân bay và các thành phần riêng biệt của nó với chất lượng tối ưu;

- Gìn giữ, bảo vệ môi trường xung quanh;

- Thỏa mãn yêu cầu đầu tư ban đầu, chi phí xây dựng từng hạng mục sân bay không lớn và có khả năng phân kỳ xây dựng, nâng cấp và mở rộng.

5.1.2 Phân cấp mặt đường sân bay dân dụng

5.1.2.1 Mã chuẩn sân bay - gồm 2 thành phần là một số và chữ cái được chọn phù hợp với những tính năng của máy bay mà công trình sân bay dự kiến phục vụ.

5.1.2.2 Mã chuẩn sân bay gồm mã chữ và số được nêu trong Bảng 1.

Bảng 1 - Mã chuẩn sân bay

5.1.2.3 Thành phần 1 của mã chuẩn sân bay là một số xác định theo Bảng 1, cột 1 bằng cách chọn mã số tương ứng với giá trị chiều dài dải bay tham chiếu đến máy bay lớn nhất tính toán cho các loại máy bay dùng đường CHC đó. Chiều dài dải bay tham chiếu đến máy bay được xác định như là chiều dài dải bay nhỏ nhất yêu cầu khi cất cánh với trọng lượng cất cánh lớn nhất, tại mực nước biển, điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, gió lặng và độ dốc đường cất hạ cánh bằng 0 được Nhà chức trách có thẩm quyền quy định trong Sổ tay lái máy bay thích hợp hoặc từ Nhà sản xuất máy bay.

Bảng 2 - Các thông số về cấp tải trọng tiêu chuẩn tính toán

5.2.2 Khi tính toán mặt đường sân bay theo cường độ, hệ số động k_d và hệ số giảm tải g_f (tính đến vận hành trên mặt đường của máy bay với tốc độ cao) cho tất cả các nhóm khu vực sân bay lấy theo Bảng 3.

Bảng 3 - Hệ số động k_d và hệ số giảm tải g_f và theo nhóm khu vực mặt đường sân bay

5.2 Tải trọng trên mặt đường

5.2.1 Mặt đường sân bay tính toán cho máy bay tính toán với các thông số của máy bay khai thác được quy đổi về máy bay tính toán.

Máy bay tính toán là máy bay tạo ra momen uốn lớn nhất (yêu cầu chiều dày mặt đường lớn nhất) trên cơ sở tần suất hoạt động dự báo của loại máy bay đó.

Trong trường hợp chưa có dữ liệu dự báo máy bay thì có thể tính theo cấp tải trọng tiêu chuẩn tính toán. Các thông số về cấp tải trọng tiêu chuẩn tính toán lấy theo Bảng 2.

5.3 Các lớp cấu tạo mặt đường

Mặt đường sân bay chịu tác dụng của tải trọng và luồng khí phụt của động cơ máy bay, các yếu tố khai thác và thiên nhiên. Mặt đường sân bay gồm lớp trên hay còn gọi là “mặt đường” và lớp dưới hay còn gọi là “móng nhân tạo”.

5.4 Phân loại mặt đường

Mặt đường sân bay được phân loại theo nhiều tiêu chí.

5.4.1 Theo tuổi thọ và mức độ hoàn thiện, mặt đường sân bay được chia thành:

- Cấp cao (mặt đường cứng và bê tông nhựa (BTN);

- Cấp thấp (mặt đường mềm, ngoại trừ BTN).

5.4.2 Theo tính chất chịu tải, mặt đường sân bay được chia thành:

- Mặt đường cứng: gồm có bê tông xi măng (BTXM), bê tông xi măng lưới thép (BTXMLT), bê tông xi măng cốt thép (BTXMCT), bê tông xi măng cốt thép ứng suất trước(BTXMCTƯST) cũng như BTN (BT asphalt) trên mặt đường BTXM;

- Mặt đường mềm: gồm có mặt đường BTN polime, mặt đường BTN, mặt đường đá cấp phối chặt thấm nhập nhựa, mặt đường đá dăm, đá cuội, đất và vật liệu tại chỗ gia cố chất kết dính hữu cơ hoặc vô cơ.

5.4.3 Mặt đường BTXMCT là loại mặt đường BTXM có bố trí hai lớp cốt thép có tiết diện được tính theo độ bền và bề rộng mở rộng vết nứt, tỷ lệ cốt thép trên tiết diện tấm theo tính toán, lớn hơn 0,25%.

5.4.4 Mặt đường BTXMLT còn gọi là mặt đường bê tông ít thép, là loại mặt đường BTXM có một lớp lưới thép nhằm chịu ứng suất nhiệt cho bê tông với tỷ lệ cốt thép trên diện tích tiết diện tấm tính toán không lớn hơn 0,25%.

Lưới thép đặt cách mặt trên bê tông một khoảng cách bằng 1/3 đến 1/2 chiều dày tấm.

5.5 Phân chia khu vực mặt đường

5.5.1 Phần đất bảo hiểm đầu giáp với cuối dải cất hạ cánh cần phải được tính toán để chịu được tải trọng máy bay lăn ra mà không làm hư hại kết cấu máy bay.

5.5.2 Dọc biên đường CHC nhân tạo cần xây dựng lề gia cố theo cấp sân bay chịu được tải trọng cất cánh của máy bay lăn ra.

5.5.3 Bảo hiểm sườn của đường CHC được lu lèn chặt và trồng cỏ.

5.5.4 Kết cấu lề gia cố của mọi khu vực mặt đường phải tuân thủ các yêu cầu chuyển động an toàn của máy bay theo các tiêu chuẩn liên quan và chịu được máy bay khai thác tính toán lăn ra.

5.5.5 Dọc lề ĐL trong phạm vi dải lăn cần gia cố để chịu được tải trọng máy bay lăn ra.

5.5.6 Dọc mép sân đỗ máy bay, chỗ đỗ máy bay, sân đỗ chuyên dụng nên xây dựng lề đất rộng không nhỏ hơn 10 m và lề (sát mép mặt đường vật liệu) gia cố chịu được tải trọng máy bay lăn ra.

5.5.7 Kết cấu lề gia cố của các khu vực mặt đường và dải hãm phanh (nếu có) được tính toán với tải trọng 0,5 tải trọng tính toán cho khu vực nhóm D (Xem 5.5.10).

5.5.8 Ở những nơi giao nhau giữa ĐL với đường CHC, sân đỗ máy bay, chỗ đỗ máy bay và ĐL khác cũng như những nơi giao cắt nhau, cần xem xét mở rộng lề mặt đường sao cho bánh ngoài càng chính cách mép mặt đường một khoảng quy định theo Điều 7.9.3 của TCVN 8753:2011 hoặc Điều 3.9.3 của Annex 14 - Aerodromes - Volume I.

5.5.9 Kích thước và hình dáng sân đỗ máy bay, chỗ đỗ máy bay và sân đỗ chuyên dụng phải bảo đảm:

- Chứa đủ số lượng máy bay tính toán và an toàn khi di chuyển;

- Cơ động và đỗ của các phương tiện chuyên chở và cơ giới hóa sân đỗ máy bay;

- Nơi đỗ các thiết bị di động và cố định dùng cho phục vụ kỹ thuật máy bay;

- Nơi bố trí các công trình ngầm (hệ thống điện), các móc neo máy bay, tường chắn luồng hơi phụt cũng như các công trình cần thiết khác.

5.5.10 Mặt đường sân bay dưới tác dụng của tải trọng của máy bay và khả năng chịu tải có thể chia ra làm nhiều nhóm khu vực tương ứng với Hình 1 hoặc như quy định trong СП 121.13330.2012 Sân bay. Ấn bản hướng dẫn của СНиП 32-03-96.

Tùy theo mặt bằng bố trí của hệ thống đường cất hạ cánh, đường lăn của sân bay, tính năng khai thác của máy bay khai thác cụ thể mà điều chỉnh lại khu vực chịu tải trọng máy bay sao cho ít ảnh hưởng đến vận hành của máy bay khi sân đường máy bay phải đóng cửa từng phần để duy tu, sửa chữa, cải tạo và nâng cấp.

6 Vật liệu cấu tạo mặt đường sân bay và các chỉ tiêu thiết kế

6.1 Bê tông xi măng

6.1.1 BTXM nặng (Có dung trọng trung bình từ 2 000 đến 2500 kg/m³) sử dụng cho mặt đường cứng sân bay.

Trong trường hợp đặc biệt, nếu có luận chứng kỹ thuật cho phép có thể sử dụng bê tông hạt nhỏ (Có dung trọng trung bình từ 1 800 đến 2 000 kg/m³).

Kích thước tính bằng mét

Sơ đồ 1

Sơ đồ 2

CHÚ DẪN:

1) Sơ đồ 1- đối với các sân bay cho máy bay di chuyển chủ yếu trên đường lăn chính;

2) Sơ đồ 2- đối với các sân bay và các máy bay di chuyển chủ yếu trên đường CHC nhân tạo:

A - Đường lăn chính; sân đỗ, khu vực cuối đường CHC nhân tạo; khu vực ở giữa theo chiều rộng đường CHC nhân tạo, ở đó máy bay thường xuyên di chuyển;

B - Ở sơ đồ 1, khu vực giáp khu vực cuối đường CHC nhân tạo; ĐL phụ, nối, khu vực hai bên phần giữa đường CHC nhân tạo; chỗ đỗ máy bay (CĐMB) và các khu vực tương tự khác cho máy bay đỗ;

C - Theo sơ đồ 1, phần giữa đường CHC nhân tạo;

D - Theo sơ đồ 1, hai bên cạnh đường CHC nhân tạo ở khu vực giữa loại trừ những nơi giáp với đường lăn chính.

CHÚ THÍCH 1: Khi chia thành các nhóm khu vực như Hình 1 cần có sự cân nhắc trên cơ sở xem xét các phương án khai thác vận hành máy bay trên khu vực đường CHC, đường lăn và sân đỗ sao cho ít ảnh hưởng đến hoạt động của sân bay nhất trong trường hợp phải duy tu, sửa chữa một trong các bộ phận nói trên. Ngoài ra cũng nên có sự so sánh kinh tế - kỹ thuật xây dựng giữa phương án phân chia nhóm khu vực như Hình 1 và phương án phân chia nhóm khu vực khác nếu có.

CHÚ THÍCH 2: Khi chia thành các nhóm khu vực như Hình 1, chiều rộng tối thiểu khu C là 30 m.

Hình 1 - Phân chia các khu vực mặt đường sân bay

BTXM được đặc trưng bởi:

- Cường độ chịu nén;

- Cường độ chịu kéo khi uốn, còn gọi là cường độ kéo uốn;

- Mô đun đàn hồi;

- Hệ số Poisson.

Cường độ kéo uốn của bê tông bằng cường độ thí nghiệm mẫu bê tông 28 ngày tuổi.

6.1.2 Cường độ BTXM thiết kế không nhỏ hơn các giá trị tương ứng trong Bảng 4.

Bảng 4 - Cường độ thiết kế tối thiểu của BTXM

6.1.3 Các đặc trưng tính toán và tiêu chuẩn của BTXM và BTN, vật liệu sử dụng làm móng dưới mặt đường cứng và mặt đường mềm phải lấy theo Phụ lục F.

6.2 Cốt thép

6.2.1 Loại và cấp cốt thép, đặc trưng của chúng đáp ứng yêu cầu thép xây dựng dân dụng phụ thuộc vào loại mặt đường, điều kiện khí hậu, công nghệ sản xuất và phương pháp sử dụng (không có ứng suất trước hay có ứng suất trước).

6.2.2 Bê tông đúc bệ móc neo giữ máy bay trên sân đỗ cần phải sử dụng bê tông cấp cường độ chịu nén không nhỏ hơn 20 MPa. Thép dùng làm móc neo phải dùng thép cán nóng.

6.2.3 Cốt thép tăng cường cạnh tấm như cốt thép dùng cho mặt đường.

6.3 Thanh truyền lực

6.3.1 Thép dùng để làm thanh truyền lực là thép trơn cán nóng và cốt thép trơn thường mác thép CB240T. Thép dùng làm thanh chống trôi ở mép mặt đường là thép vằn mác CB400-V.

6.3.2 Bố trí thanh truyền lực tối thiểu theo cấu tạo như Bảng 5.

Bảng 5 - Bố trí thanh truyền lực tối thiểu theo chiều dày tấm bê tông

6.4 Vật liệu chèn khe

Vật liệu chèn khe biến dạng cho mặt đường cứng cần sử dụng vật liệu mastic polime dùng trong trạng thái nguội (xem ASTM D5893 hoặc tương đương) và mastic polime đổ vào khe trong trạng thái nóng (xem ASTM D3569 hoặc tương đương) hoặc các thanh dẻo đáp ứng các yêu cầu đối với vật liệu chèn khe mặt đường cứng.

6.5 Vật liệu ngăn cách

6.5.1 Vật liệu ngăn cách dùng cho mặt đường cứng bằng giấy dầu, vật liệu polime hoặc các vật liệu thích hợp khác.

6.5.2 Mặt đường mềm có móng nhân tạo từ vật liệu hạt thô, rải trực tiếp trên đất sét và bụi, cần làm lớp chống mao dẫn bằng vật liệu không bị trạng thái dẻo khi ẩm ướt (cát, đất tại chỗ gia cố bitum và v.v.), để tránh hiện tượng đất chui vào móng đường khi có độ ẩm (do nước) ở lớp vật liệu hạt thô rỗng.

Chiều dày lớp chống mao dẫn không nhỏ hơn kích thước hạt lớn nhất của vật liệu sử dụng, nhưng không nhỏ hơn 5 cm.

Có thể sử dụng lớp ngăn cách bằng vài địa kỹ thuật (xem TCVN 8871 : 2011).

6.6 Vật liệu cấu tạo móng mặt đường cứng

Vật liệu cấu tạo móng mặt đường cứng gồm: đá dăm, sỏi, cấp phối đá dăm, cát gia cố xi măng, đá gia cố xi măng, bê tông nghèo, bê tông nhựa...

6.7 Vật liệu cấu tạo mặt đường mềm

6.7.1 Mặt đường mềm sân bay cùng với móng nhân tạo thiết kế thành nhiều lớp với cường độ tăng dần từ dưới lên trên bề mặt.

6.7.2 Vật liệu cấu tạo mặt đường mềm và móng nhân tạo được sử dụng gồm:

- Bê tông nhựa;

- Đá dăm, cuội, đất, gia cố chất dính kết hữu cơ;

- Đá dăm gia cố chất dính kết hữu cơ theo phương pháp thấm nhập;

- Đất và đá gia cố chất dính kết vô cơ;

- Đá dăm hoặc đá cuội không gia cố rải trên lớp móng cát;

- Đá dăm không gia cố rải trên móng chặt (cứng) (móng bằng đá hay bằng đất gia cố chất kết dính).

6.7.3 Các lớp trên mặt đường BTN dùng hỗn hợp BTN chặt, các lớp dưới dùng hỗn hợp BTN chặt hoặc rỗng thỏa mãn các đặc trưng cường độ theo Bảng F.2.

Mác và chủng loại BTN đối với các lớp trên của mặt đường tương ứng với mác nhựa đường theo yêu cầu phụ thuộc vào cấp tải trọng tiêu chuẩn các thành phần sân bay và vùng khí hậu đường.

Đối với tải trọng tiêu chuẩn cấp IV trở lên nên dùng mặt đường BTN rải trên móng từ vật liệu gia cố chất kết dính.

Mặt đường BTN không được xây dựng ở những nơi chịu tác dụng luồng khí phụt từ động cơ máy bay trong thời gian (trên 3 đến 4 min) vì trên mặt đường nhiệt độ lên đến 100 °C và tốc độ luồng khí phụt vượt quá 50 m/s.

6.8 Nền đường

6.8.1 Đất tại chỗ hoặc đất tự nhiên từ nơi khác chở đến được sử dụng làm nền đường.

6.8.2 Nền đất (đất tại chỗ hoặc đất nơi khác chở đến, được san phẳng, đầm nén để chịu được tác dụng tải trọng phân bố qua các lớp cấu tạo mặt đường) được thiết kế đảm bảo các điều kiện về cường độ và ổn định của mặt đường không bị phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết và thời gian trong năm có tính đến:

- Thành phần và tính chất của đất trong phạm vi lớp bị nén (khu vực tác dụng) và vùng chịu tác động của các yếu tố thiên nhiên;

- Các khu vực khí hậu đường theo Phụ lục A;

- Cấp tải trọng tiêu chuẩn máy bay;

- Thực tế thiết kế, xây dựng và khai thác sân bay nằm trong các điều kiện tương ứng về địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và khí hậu.

6.8.3 Phải có nghiên cứu riêng sử dụng đất trương nở và lún sụt.

Đất sét phụ thuộc vào thành phần hạt và chỉ số dẻo chia ra làm nhiều dạng, xem Phụ lục B - Phân loại đất.

6.8.4 Cần xác định đặc trưng của nền đất thiên nhiên cũng như đất nền nhân tạo trên cơ sở thí nghiệm hiện trường hoặc trong phòng, có tính đến khả năng thay đổi độ ẩm của đất trong quá trình xây dựng và khai thác các công trình sân bay. Các đặc trưng tính toán của đất đồng nhất (hệ số nền K_S đối với mặt đường cứng, mô đun đàn hồi E của mặt đường mềm) tương ứng trong Phụ lục C. Đối với nền đất nhiều lớp hoặc lớp đất trên được đầm nén, lớp đất dưới giữ nguyên không được đầm nén có hệ số rỗng e > 0,8, cũng như ở lớp dưới có lớp đá cứng với ứng suất nén một trục không nhỏ hơn 5 MPa (50 kG/cm²) hệ số hóa mềm không lớn hơn 0,75 và không hòa tan trong nước thì sử dụng hệ số nền tương đương K_se, xác định theo Phụ lục D.

Không được dùng nền đất để thiết kế khi thiếu các số liệu về địa chất công trình và địa chất thuỷ văn hoặc các số liệu cần thiết khác.

6.8.5 Chiều dày lớp đất bị nén (khu vực tác dụng), mà trong giới hạn đó phải xem xét thành phần và tính chất của đất, lấy theo Bảng 6 phụ thuộc vào cấp tải trọng tiêu chuẩn và lấy theo Bảng 7 phụ thuộc vào tải trọng trên 1 bánh của càng chính của máy bay cụ thể.

Bảng 6 - Chiều dày lớp đất bị nén theo cấp tải trọng tiêu chuẩn

Bảng 7 - Chiều dày lớp đất bị nén theo tải trọng càng chính

6.8.6 Độ lún đất nền trong khi thi công nền đất cũng như sự cố kết liên tục của đất nền trong quá trình khai thác mặt đường do ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu thời tiết, cần phải tính đến nếu nền đất thuộc loại đất yếu (đất sét no nước, than bùn, bùn, bùn thối), đất rừng, đất nhiễm mặn và các dạng lún khác.

CHÚ THÍCH: Đất yếu thuộc về nhóm đất mà mô đun biến dạng của nó nhỏ hơn 5 MPa (50 kG/cm²).

6.8.7 Trị số tính toán độ lún của nền S_d trong quá trình khai thác mặt đường không được vượt quá trị số giới hạn S_u trong Bảng 8.

Bảng 8 - Trị số giới hạn độ lún của nền đất

6.8.8 Khi thiết kế nền đất cần xem xét các biện pháp loại trừ hoặc giảm tối thiểu những tác động có hại của những yếu tố thiên nhiên và khai thác, khắc phục tính chất không thuận lợi của nền đất dưới mặt đường:

- Xây dựng các lớp nền nhân tạo ngăn nước, không thấm nước;

- Dùng các biện pháp ngăn nước đối với đất chịu ảnh hưởng nhiều đối với sự thay đổi độ ẩm (quy hoạch đứng và ngang mặt bằng sân bay, bảo đảm thoát nước mặt tốt, đặt hệ thống thoát nước);

- Xem xét giải pháp thoát nước móng mặt đường;

- Cải tạo tính chất xây dựng của đất nền (đầm nén, thay toàn bộ hay một phần đất không thỏa mãn các yêu cầu đất đắp) trên chiều dày được xác định bằng tính toán từ điều kiện hạ thấp độ lún của đất nền đến trị số cho phép;

- Gia cố đất (bằng hóa học, điện hóa, và các biện pháp khác);

- Giới hạn của lớp đất nền hoặc lớp đất đã được cải tạo phải được xây dựng lấn ra cách mép mặt đường không nhỏ hơn 3 m.

6.8.9 Chênh cao bề mặt đường sân bay so với mực nước ngầm tính toán nên lấy không nhỏ hơn giá trị trong Bảng 9. Trong trường hợp phải hạ mực nước ngầm để đạt yêu cầu Bảng 9, trước khi áp dụng phải nghiên cứu tác động lún sụt do hạ mực nước ngầm đến các công trình hiện hữu trên và xung quanh sân bay.

6.8.10 Yêu cầu độ chặt đầm nén đất đắp thể hiện qua hệ số đầm nén (tỷ số giữa độ chặt yêu cầu tối thiểu yêu cầu của đất khô và độ chặt tối đa của đất khô khi đầm nén theo phương pháp cải tiến - theo ASTM D1557 hoặc tiêu chuẩn tương đương) với trị số ghi trong Bảng 10.

Nếu dưới mặt đường sân bay, độ chặt đất tự nhiên nhỏ hơn độ chặt đất yêu cầu thì phải đầm chặt đất đến độ chặt theo Bảng 10 với độ sâu 1,2 m cho khu vực khí hậu đường I - II và 0,8 m cho khu vực khí hậu đường III tính từ mặt nền đất.

Bảng 9 - Chênh cao tối thiểu bề mặt đường sân bay so với mực nước ngầm

6.8.11 Đối với nền đất đắp nơi có độ dốc lớn phải chú ý đến nếu điều kiện bảo đảm ổn định nền đất phụ thuộc vào chiều cao nền đắp và dạng đất.

Bảng 10 - Hệ số đầm nén đất nền

6.8.12 Nền trên đất trương nở

6.8.12.1 Tính chất trương nở của đất sét, sử dụng làm nền, cần tính đến nếu khi ngâm trong nước hoặc trong dung dịch hóa học, trị số trương nở tự do tương đối ε_sw ≥ 0,04.

Trị số trương nở tương đối (tỷ số tăng chiều cao mẫu đất trong kết quả ngâm nước hoặc bằng loại chất lỏng khác và chiều cao ban đầu của mẫu đất với độ ẩm thiên nhiên) được xác định theo các thí nghiệm.

6.8.12.2 Khi thiết kế nền đất trên đất trương nở cần xem xét các biện pháp cấu tạo để giảm tối thiểu độ ẩm thiên nhiên của đất, cũng như thay đất trương nở hoặc đắp bằng đất không trương nở để giới hạn trên của lớp đất trương nở nằm ở độ sâu cách mặt trên mặt đường sân bay (m) không nhỏ hơn:

1,3 m đối với đất trương nở nhẹ (0,04 ≤ ε_sw ≤ 0,08);

1,8 m đối với đất trương nở trung bình (0,08 < ε_sw ≤ 0,12);

2,3 m đối với đất trương nở mạnh (ε_sw > 0,12).

6.8.13 Nền trên đất yếu

6.8.13.1 Tính chất lún của đất sử dụng làm nền móng cần tính đến trong giới hạn chiều dày của lớp đất, khi mà:

- Ứng suất nén tổng cộng do trọng lượng bản thân của đất và mặt đường σ_zg và tải trọng khai thác σ_zp vượt quá áp lực tiền cố kết p_sc;

- Độ ẩm của đất w_p lớn hơn (hoặc có thể trở thành lớn hơn) độ ẩm tiền cố kết (độ ẩm tối thiểu, khi xảy ra tính chất lún của đất);

- Lún tương đối dưới tác dụng tải trọng bên ngoài e_c ≥ 0,01. Khi thiết kế móng đặt trên đất lún sụt, cần phải tính đến khả năng tăng độ ẩm của đất, có mức ẩm S_r ≤ 0,5 vì điều kiện bốc hơi tự nhiên do xây dựng mặt đường sân bay (lớp màng) bị phá vỡ. Độ ẩm cuối cùng của đất lấy bằng độ ẩm ở giới hạn lăn w_p.

6.8.13.2 Những điều kiện đất nằm trên đất lún phụ thuộc vào khả năng xuất hiện lún, chia ra làm hai loại:

I - Do tác dụng của tải trọng khai thác, đất chỉ bị lún trong phạm vi chiều dày lớp đất bị nén (chủ yếu ở phần trên), còn do trọng lượng bản thân đất không bị lún hoặc lún không vượt quá 0,05 m;

II - Cùng với hiện tượng đất lún do tải trọng khai thác, đất có thể lún (thường ở phần dưới) do trọng lượng bản thân của nó, vượt quá 0,05 m;

6.8.13.3 Cần phải xem xét biện pháp loại trừ tính chất lún của đất căn cứ vào điều kiện

σ_zp + σ_zg ≤ p_sc                 (1)

trong đó:

σ_zp là ứng suất nén thẳng đứng trong đất do tải trọng khai thác, được xác định theo Phụ lục E;

σ_zg là ứng suất nén thẳng đứng do trọng lượng bản thân của đất và mặt đường;

p_sc là áp lực tiền cố kết (áp lực tối thiểu, làm cho đất bị lún khi bão hòa nước).

Nếu điều kiện (1) thỏa mãn, thì đầm nén lớp trên của đất lún theo các yêu cầu ở Điều 6.8.10.

Nếu σ_zp + σ_zg > p_sc, ngoài việc đầm nén lớp trên cần xem xét các biện pháp khắc phục tính lún của đất (thay một phần hay toàn bộ lớp đất đó bằng cát, sỏi sạn, đá dăm, các vật liệu khác không lún và các biện pháp xử lý lún khác) với độ sâu thỏa mãn điều kiện:

s_sc ≤ s_u                           (2)

trong đó:

s_sc là giá trị độ võng của nền do bị lún, xác định khi độ ẩm w_p ở giới hạn lăn.

s_u là giá trị giới hạn độ lún, lấy theo Bảng 8.

6.8.13.4 Khi thiết kế sân bay nằm trên đất loại II, cần xem xét khắc phục tính chất lún của đất và xây dựng lớp cách ly nước dưới mặt đường và ở khoảng cách 3 m tính từ mép mặt đường, cả hai bên, xây dựng tường ngăn không thấm nước rộng không nhỏ hơn 2 m, còn nếu độ ẩm lún ban đầu w_sc nhỏ hơn độ ẩm ở giới hạn lăn w_p - Khắc phục tính lún của đất bằng cách làm ẩm trước.

6.8.13.5 Để đắp đất (chiều dày dưới 1 m) trên khu vực đất lún loại II nên xem xét việc sử dụng đất không thấm. Đất thấm chỉ cho phép sử dụng ở khu vực đất loại I, trên cơ sở luận chứng kinh tế kỹ thuật.

Để đắp đất với chiều dày lớn hơn 1m cho phép sử dụng đất thấm nước. Tuy nhiên đất tự nhiên dưới đất đắp và ở khoảng cách không nhỏ hơn 5 m về hai phía cần phải đầm nén với chiều dày không nhỏ hơn 0,5 m đến độ chặt đất khô ρ_d = 1 700 kg/m³ hoặc phần dưới đất đắp (chiều dày 0,5 m) cần phải đắp đất không thấm.

6.8.13.6 Khi thiết kế nền đất dưới mặt đường sân bay nằm trên đất than bùn và đất sét yếu nên xem xét:

- Đối với nền đất dưới mặt đường sân bay tính cho tải trọng tiêu chuẩn ngoại hạng, cấp I, II, III, còn mặt đường BTN tính cho trọng tải tiêu chuẩn cấp IV, V, VI, thay lớp đất than bùn ở tất cả chiều sâu của nó và thay lớp đất sét yếu trong phạm vi chiều sâu bị nén.

- Đối với nền đất dưới mặt đường cấp thấp cũng như mặt đường bê tông cốt thép lắp ghép tính theo tải trọng tiêu chuẩn cấp IV, cho phép sử dụng đất than bùn và đất yếu trong giới hạn chiều sâu chịu nén của nền đất và xây dựng mặt đường sân bay sau khi đắp đất lên các lớp đó để ổn định đến độ lún s_s (m), xác định theo công thức:

s_s = s_tot - s_u,                    (3)

trong đó:

s_tot là độ lún tổng cộng (m);

s_u là độ lún giới hạn của mặt đường sân bay (m), lấy theo Bảng 8.

6.8.13.7 Để tăng khả năng chịu lực đất đắp trên đất bùn và đất yếu, tăng ổn định khi tác dụng tải trọng khai thác, loại trừ lún cục bộ và xáo trộn đất xấu vào đất đắp, xem xét rải lớp ngăn cách bằng polime, vải địa kỹ thuật trên lớp đất than bùn hoặc đất sét yếu.

6.8.14 Nền trên đất nhiễm mặn

6.8.14.1 Khi thiết kế nền đất ở vùng đất nhiễm mặn cần tính đến vùng có đất nhiễm mặn, tính chất đặc biệt của nó nếu tầng nhiễm mặn ở trong giới hạn chiều dày chịu nén của đất (xem Bảng 6 và 7). Có thể sử dụng đất có mức độ nhiễm mặn khác nhau làm nền tự nhiên và đất đắp cần tham khảo Bảng 11. Trong trường hợp mức độ nhiễm mặn không đều theo chiều sâu thì lấy trung bình hàm lượng chứa muối.

6.8.14.2 Khi thiết kế nền đất ở vùng đất nhiễm mặn, đất có chứa thạch cao cho phép sử dụng làm nền tự nhiên không hạn chế, còn dùng cho đất đắp ở khu vực đường III thì chứa thạch cao không quá 30% khối lượng đất khô.

Bảng 11 - Đất theo mức độ nhiễm mặn sử dụng làm nền

Đối với sân bay ở vùng có mương dẫn nước tưới cây, hoặc khi mực nước ngầm cao, đất nhiễm mặn cao không dùng được làm nền móng cho mặt đường sân bay, tỷ lệ giới hạn chứa thạch cao trong đất đắp cần hạ xuống đến 10%.

6.8.14.3 Cần nâng cao độ mặt đường sân bay trên mực nước ngầm tính toán lớn hơn 20% giá trị trong Bảng 9, nếu không có điều kiện đó thì cần xem xét đặt lớp ngăn nước đối với đất nhiễm mặn trung bình và nhiễm mặn cao.

6.8.14.4 Hệ số đầm nén đất đắp từ đất nhiễm mặn nên lấy không nhỏ hơn 0,98 cho mặt đường loại cấp thấp và đối với phần đất dải bay, 1,00 - cho mặt đường cấp cao.

7 Yêu cầu khảo sát và thí nghiệm

7.1 Yêu cầu khảo sát và thí nghiệm nền đất

7.1.1 Đánh giá khu vực theo điều kiện địa chất thủy văn

Điều kiện địa chất thủy văn ảnh hưởng đến các thông số tính toán của nền đất. Do đó phải khảo sát đánh giá điều kiện địa chất thủy văn.

7.1.2 Yêu cầu phân loại đất.

Phân loại đất và đánh giá sơ bộ nền đất mang ý nghĩa định tính. Các số liệu tính toán được chọn phụ thuộc vào số liệu thí nghiệm hiện trường và kết quả xử lý số liệu thí nghiệm.

Tiêu chuẩn này sử dụng hệ thống phân loại đất hiện hành trong xây dựng dân dụng của Việt Nam, xem Phụ lục B - Phân loại đất.

7.1.3 Yêu cầu khảo sát nền đất

7.1.3.1 Phân bố và các đặc tính của đất

Để cung cấp thông tin chủ yếu về các loại đất khác nhau, cần khảo sát để xác định sự phân bố và các đặc tính vật lý của chúng. Thông tin này kết hợp với những dữ liệu chụp ảnh tại chỗ và các lưu trữ về khí hậu sẽ cung cấp tài liệu cơ bản thiết yếu cho việc triển khai xây dựng sân bay hiệu quả. Khảo sát các điều kiện đất tại sân bay bao gồm:

(1) Thăm dò: Thăm dò nhằm xác định trình tự sắp xếp các lớp đất liên tiếp khác nhau theo cao trình của nền cần xem xét;

(2) Lấy mẫu: Thu thập những mẫu tiêu biểu của các lớp đất;

(3) Thí nghiệm: Thí nghiệm các mẫu để xác định đặc tính của các vật liệu đất khác nhau về tỷ trọng tại hiện trường và loại nền đất;

(4) Tính thích dụng của đất: Cần đánh giá tính thích dụng của đất dùng cho xây dựng nền và mặt đường.

7.1.3.2 Các quy trình

Quy trình và kỹ thuật điều tra và lấy mẫu, thí nghiệm đất và đá cho mục đích xây dựng theo TCVN 2683 : 2012 Đất xây dựng - Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu và TCVN 9153 : 2012 Đất xây dựng - Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm mẫu đất.

7.1.4 Yêu cầu khảo sát và lấy mẫu.

7.1.4.1 Khoan đất

Bước khởi đầu của khảo sát điều kiện đất là khảo sát đất để xác định khối lượng và phạm vi phân bố của các loại đất khác nhau, trình tự sắp xếp các lớp đất và độ sâu của nước dưới bề mặt. Mặt cắt những lỗ khoan này thường được thực hiện bằng khoan đất hoặc dụng cụ tương tự. Không nên dùng khoan nước vì nó xác định độ sâu không chính xác. Mục đích của khoan là xác định mặt cắt của đất hoặc đá và phạm vi phân bố ngang của nó. Mỗi vị trí có những vấn đề riêng biệt và biến đổi khác nhau nên giãn cách của các lỗ khoan và lấy mẫu không thể cứng nhắc theo khoảng định trước. Các tiêu chí tham khảo về vị trí, độ sâu và số lượng lỗ khoan được cho ở Bảng 12. Những tiêu chí này có thể thay đổi nhiều do điều kiện tại chỗ.

7.1.4.2 Số lượng lỗ khoan, vị trí và độ sâu lỗ khoan

Cơ bản, các vị trí, độ sâu và số lượng lỗ khoan phải cho phép xác định các biến đổi của đất và đưa lên bản đồ. Khi thực tế khai thác tại chỗ khảo sát đã chỉ ra rằng các khu đắp sâu có vấn đề nghi vấn về độ lún và độ ổn định hoặc theo quan điểm của người kỹ sư và những điều tra bổ sung đã khẳng định, thì có thể phải bổ sung số lượng lỗ khoan và tăng độ sâu khoan phục vụ thiết kế để chọn vị trí và xây dựng được tốt. Ngược lại nếu các điều kiện đất là đồng nhất thì số lượng lỗ khoan có thể giảm đi.

Bảng 12 - Khoảng cách các lỗ khoan và độ sâu khoan đất tối thiểu

7.1.4.3 Mặt cắt lỗ khoan

Sơ đồ mặt cắt lỗ khoan có ý nghĩa lớn trong quá trình đánh giá các điều kiện nền. Cần lập sơ đồ mặt cắt lỗ khoan điển hình để tổng hợp các kết quả điều tra đất. Hình 2 là một sơ đồ mặt cắt lỗ khoan điển hình mẫu gồm: (1) vị trí/ (2) ngày giờ hoàn thành khoan/ (3) loại khoan /(4) cao trình bề mặt /(5) chiều sâu của vật liệu /(6) số lượng số hiệu nhận biết mẫu khoan /(7) phân cấp (loại) /(8) mực nước ngầm.

7.1.4.4 Phạm vi lớp đất khảo sát

Không chỉ giới hạn khảo sát ở những đất gặp phải khi quy hoạch san nền hoặc trong phạm vi ranh giới sân bay. Còn cần điều tra vật liệu tại chỗ có thể sử dụng tại những khu vực lấy đất hoặc nguồn vật liệu.

7.1.4.5 Mẫu nguyên dạng (không bị xáo trộn)

Các mẫu đất tiêu biểu của các lớp khác nhau và các vật liệu xây dựng khác nhau phát hiện được phải đem thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác định các đặc tính cơ lý. Các đặc tính tại hiện trường như tỷ trọng, cường độ, các đặc tính cố kết,....cần được xác định từ những mẫu nguyên dạng. Điều quan trọng nhất là mỗi mẫu phải tiêu biểu cho một loại đất vật liệu mà không phải là một hỗn hợp của nhiều loại vật liệu.

7.1.4.6 Thí nghiệm tại chỗ: các hố khoan, đào hoặc cả hai loại đều cần được thí nghiệm sức chịu tải tại chỗ, lấy mẫu nguyên dạng, đưa lên bản đồ các lớp đất biến đổi. Loại điều tra đất bổ trợ này cần được tiến hành khi đòi hỏi độ chính xác cao hoặc khi điều kiện đất phức tạp cần điều tra mở rộng.

Hình 2 - Sơ đồ mặt cắt lỗ khoan điển hình

7.1.5 Yêu cầu thí nghiệm cường độ của đất

Việc phân loại đất với mục đích xây dựng cho biết tính chất của đất làm nền cho mặt đường. Tuy nhiên tính chất này chỉ là gần đúng. Tính chất đất có thể khác với tính chất dự báo do nhiều nguyên nhân như độ lèn chặt, độ bão hoà, chiều cao của mặt đường phía trên. Có thể khắc phục phần lớn sự khác biệt đó bằng cách thí nghiệm hiện trường và trong phòng thí nghiệm cường độ của đất, hệ số nền, mô đun biến dạng, mô đun đàn hồi theo yêu cầu của phương pháp tính.

Thông thường dùng 3 thí nghiệm xác định từng chỉ tiêu cần thiết cho mỗi loại đất chính khác nhau.

Khảo sát lớp đất sơ bộ sẽ phát hiện có bao nhiêu loại đất khác nhau cần thí nghiệm. Giá trị thiết kế phải được lựa chọn một cách hợp lý. Nói chung chọn giá trị thiết kế nhỏ hơn giá trị trung bình tiêu chuẩn theo các quy trình thí nghiệm.

7.2 Yêu cầu thí nghiệm móng đường

Vật liệu cấu tạo móng được thí nghiệm xác định thành phần hạt, cường độ, mô đun đàn hồi tùy thuộc vào loại mặt đường và móng đường thiết kế.

7.3 Yêu cầu thí nghiệm mặt đường

7.3.1 Yêu cầu thí nghiệm đánh giá mặt đường bao gồm thí nghiệm xác định các chỉ tiêu theo yêu cầu thiết kế xây dựng cải tạo mặt đường:

- Mác bê tông sử dụng trong xây dựng mặt đường;

- Cường độ chịu nén và kéo khi uốn của mẫu bê tông mặt đường;

- Mô đun đàn hồi của bê tông;

- Loại thép và cường độ chịu kéo của thép làm cốt và thanh truyền lực;

- Mô đun đàn hồi của thép.

7.4 Yêu cầu tổng thể

7.4.1 Yêu cầu thí nghiệm đánh giá mặt đường đã và đang khai thác được thực hiện theo quy trình đánh giá sức chịu tải mặt đường sân bay.

7.4.2 Yêu cầu thí nghiệm vật liệu xây dựng nền móng và mặt đường sân bay theo các quy trình thí nghiệm trong công tác thi công và nghiệm thu mặt đường sân bay.

8 Mặt đường mềm sân bay

8.1 Cấu tạo mặt đường mềm sân bay

8.1.1 Nguyên tắc cấu tạo

Mặt đường mềm sân bay cùng với móng nhân tạo thiết kế thành nhiều lớp với cường độ giảm dần từ trên xuống dưới.

8.1.2 Cấu tạo các lớp

Mặt đường mềm gồm các lớp cấu tạo như sau:

- Lớp mặt bằng BTN, đá dăm thấm nhập, hoặc lớp đá trộn nhựa, lớp cấp phối, mặt đường đất và mặt đường cỏ;

- Lớp móng được làm từ các lớp có cấu trúc và cường độ nhỏ hơn lớp mặt, bê tông nghèo (cường độ nén từ 75 kG/cm² đến 150 kG/cm²), cấp phối đá dăm gia cố xi măng;

- Lớp mặt và móng cũng có thể gồm nhiều lớp.

8.1.2.1 Chiều dày tối thiểu cho phép của các lớp kết cấu (ở trạng thái đã đầm chặt) của mặt đường mềm và móng nhân tạo lấy theo Bảng 13. Chiều dày lớp kết cấu trong tất cả các trường hợp không nhỏ hơn 1,5 kích thước hạt lớn nhất của vật liệu khoáng sử dụng cho lớp đó.

Bảng 13 - Chiều dày tối thiểu cho phép của các lớp kết cấu

8.1.2.2 Rải các lớp trên cho mặt đường BTN bằng hỗn hợp BTN chặt, các lớp dưới dùng hỗn hợp BTN chặt hoặc rỗng.

Mác và chủng loại BTN đối với các lớp trên của mặt đường tương ứng với mác nhựa đường và lấy theo tiêu chuẩn mặt đường BTN phụ thuộc và cấp tải trọng tiêu chuẩn các thành phần sân bay và vùng khí hậu đường.

8.2 Tính toán mặt đường mềm xây dựng mới

8.2.1 Cơ sở tính toán

Mặt đường mềm sân bay được tính toán theo trạng thái độ võng giới hạn tương đối. Tính toán trạng thái giới hạn đối với mặt đường mềm sân bay như sau:

- Loại cấp cao - trạng thái giới hạn theo độ võng tương đối tất cả kết cấu và theo cường độ các lớp BTN;

- Loại cấp thấp - trạng thái giới hạn theo độ võng tương đối toàn kết cấu.

8.2.2 Các hệ số tính toán

Các hệ số liên quan đến tải trọng tính toán mặt đường mềm như hệ số động k_d và hệ số giảm tải g_f (tính đến vận hành trên mặt đường của máy bay với tốc độ cao) cho tất cả các nhóm khu vực sân bay lấy theo Bảng 3.

8.2.3 Tính toán mặt đường mềm xây dựng mới

8.2.3.1 Tính toán mặt đường mềm sân bay theo độ võng tương đối giới hạn theo điều kiện:

l_d ≤ g_cl_u                        (4)

trong đó:

l_d là độ võng tương đối tính toán của mặt đường do tải trọng tác dụng, xác định theo Điều 8.2.3.2;

g_c là hệ số điều kiện làm việc, lấy đối với các nhóm khu vực mặt đường sân bay (xem Hình 1): A: 1; B và C: 1,05; D: 1,1;

l_u là độ võng tương đối giới hạn của mặt đường, xác định theo Điều 8.2.3.3.

Nếu trong kết quả tính toán, tổng chiều dày mặt đường mềm vượt quá 50 cm, mô đun đàn hồi đất dính bằng 24 MPa (240 kG/cm²) và nhỏ hơn, thì nên tăng thêm độ võng tương đối giới hạn:

khi chiều dày kết cấu từ 51 cm đến 75 cm tăng thêm 5%;

khi chiều dày kết cấu từ 76 cm đến 100 cm tăng thêm 10%;

khi chiều dày kết cấu từ 101 cm đến 125 cm tăng thêm 15%;

khi chiều dày kết cấu lớn hơn 125 cm tăng thêm 20%.

8.2.3.2 Độ võng tương đối tính toán của mặt đường do tải trọng tác dụng xác định theo công thức:

                                 (5)

trong đó:

p_a là áp suất bánh hơi máy bay (MPa);

E_ed là mô đun đàn hồi tương đương của kết cấu mặt đường mềm, trong đó gồm cả nền đường (MPa);

E_ed = E_mt . Ψ_k;               (6)

E_mt là mô đun đàn hồi trung bình của kết cấu nhiều lớp (MPa), gồm cả mặt đường và lớp đáy móng:

Ψ_k là hệ số xác định theo biểu đồ Hình G.7

E₁, E₂,..., E_n là mô đun đàn hồi tính toán của từng lớp kết cấu (MPa);

t₁, t₂,..., t_n là chiều dày từng lớp kết cấu (m);

t_tot là tổng chiều dày các lớp kết cấu (m);

E là mô đun đàn hồi của đất nền thiên nhiên (MPa);

D_e là đường kính (m) vệt bánh máy bay, xác định theo Điều 8.2.3.5.

8.2.3.3 Độ võng giới hạn tương đối của mặt đường l_u lấy theo đồ thị Hình G.8, phụ thuộc vào loại đất, áp suất bánh hơi máy bay và trùng phục tải trọng N_r, tính theo Điều 8.2.3.6.

Trị số võng giới hạn tương đối của mặt đường l_u lấy theo Hình G.8, cần tăng lên 20% cho mặt đường quá độ từ vật liệu đá dăm cấp phối gia cố chất dính kết vô cơ hoặc hữu cơ.

8.2.3.4 Cường độ các lớp BTN của kết cấu mặt đường mềm sân bay cần thỏa mãn điều kiện:

σ_r ≤ g_c. R_d ;                    (9)

σ_r = σ_r . p_a .                   (10)

trong đó :

σ_r là ứng suất kéo tối đa khi uốn ở lớp xem xét do tải trọng tính toán (MPa);

g_c là hệ số điều kiện làm việc của BTN lấy phụ thuộc vào khu vực mặt đường sân bay: A-1; B và C- 1,1; D- 1,2;

R_d là cường độ tính toán kéo khi uốn của BTN (MPa), lấy theo Bảng F.2;

 là ứng suất kéo đơn vị khi uốn xác định theo biểu đồ Hình G.9.

trong đó :

E_ab là mô đun đàn hồi trung bình các lớp BTN (MPa), tính như E_mt, xác định tương tự công thức (7);

E_e là mô đun đàn hồi tương đương móng đường dưới BTN, gồm cả nền đất (MPa):

E_e = E_m Ψ_k ;                   (12)

E_m là mô đun đàn hồi trung bình các lớp móng dưới BTN (không tính đến nền đất), (MPa), xác định tương tự công thức (7);

Ψ_k là hệ số xác định theo biểu đồ Hình G.7, lấy thay trị số E_mt và E_ed tương ứng trị số E_m và E_e:

D_ei là đường kính đường tròn có diện tích bằng vệt bánh xe (m) dưới tải trọng bánh đơn tương đương đối với các lớp BTN xác định theo Điều 8.2.3.5.

Khi tính toán mặt đường BTN hai lớp hoặc ba lớp thì tính theo cường độ kéo khi uốn cho lớp dưới, trước tiên quy đổi BTN nhiều lớp về một lớp với mô đun đàn hồi trung bình E_ab.

8.2.3.5 Đường kính đường tròn có diện tích bằng diện tích vệt bánh xe dưới tải trọng bánh đơn tương đương tính theo công thức:

trong đó :

F_e là tải trọng bánh đơn tương đương (kN) thay cho tác dụng của tải trọng càng nhiều bánh, lấy bằng F_d (kN) khi t_tot ≤ ; F_n khi t_tot ≥ 2a_d, còn các trường hợp còn lại xác định theo công thức:

F_d,n_k - xem Điều 9.2.3.2;

p_a,F_n - xem Điều 5.2.1;

a là khoảng cách nhỏ nhất giữa các bánh gần nhất của càng chính (m):

a_t,a_d - tương ứng khoảng cách giữa các trục bánh máy bay gần nhất ở càng và khoảng cách lớn nhất giữa các bánh xe ở càng chính (m), lấy theo Hình G.10, phụ thuộc vào sơ đồ bố trí bánh trên càng;

t_tot là tổng chiều dày các lớp kết cấu mặt đường mềm (m) để xác định F_e (t_tot lấy bằng tổng chiều dày kết cấu (m), khi tính toán cường độ theo độ võng giới hạn tương đối và tổng chiều dày các lớp BTN khi tính toán cường độ kéo khi uốn).

8.2.3.6 Khi tính toán cường độ mặt đường chịu tải trọng của nhiều loại máy bay khác nhau thì cần quy đổi tác dụng của trùng phục của tải trọng thực sang tác dụng của tải trọng trùng phục tương đương tính toán N_r. Trong đó chỉ lấy những máy bay mà tải trọng trên càng chính lớn hơn hoặc bằng một nửa (1/2) trị số tải trọng trên càng chính máy bay tính toán. Trị số N_r xác định theo công thức:

trong đó:

N_i là số lần cất cánh trung bình ngày của máy bay i lấy ở năm cuối của thời hạn trong thiết kế mặt đường, lấy bằng 10 năm cho loại mặt đường cấp cao và 5 năm cho loại mặt đường cấp thấp;

n_j là số lượng loại máy bay trong tính toán;

n_a là số lượng trục ở càng chính; trong tính toán cường độ theo độ võng giới hạn tương đối lấy n_a = 1;

k_n là hệ số quy đổi tải trọng, xác định theo biểu đồ Hình G.11, phụ thuộc vào tỷ số: và ;

D_ei, D_ed là đường kính vệt bánh xe dưới tải trọng bánh đơn tương đương tương ứng máy bay i và máy bay tính toán. Trị số D_ei và D_ed xác định theo công thức (14) riêng cho tính toán các lớp BTN chịu kéo khi uốn và tính toán cường độ kết cấu theo độ võng giới hạn tương đối;

p_ai, p_d là áp suất bánh hơi tương ứng máy bay i và máy bay tính toán.

8.3 Thiết kế cải tạo mặt đường mềm cũ

8.3.1 Đánh giá chất lượng mặt đường cũ và các thông số tính toán

Cải tạo mặt đường có thể có hai cấp độ:

- Sửa chữa hư hỏng: Đây là mức độ cải tạo nhẹ, yêu cầu cải tạo chỉ là phục hồi khả năng chịu lực của mặt đường đáp ứng yêu cầu khai thác đã được thiết kế do mặt đường bị hư hỏng không đáp ứng yêu cầu khai thác theo thiết kế;

- Tăng cường mặt đường: Đây là mức độ cải tạo tăng cường nhằm nâng cao khả năng chịu tải của mặt đường theo yêu cầu khai thác mới.

Khi cải tạo mặt đường mềm cần đánh giá chất lượng mặt đường mềm cũ theo định tính và định lượng.

Các thông số thiết kế định lượng được xác định bằng thí nghiệm mẫu.

8.3.2 Cơ sở thiết kế và các hệ số tính toán

Thiết kế cải tạo tăng cường mặt đường mềm cũ có thể bằng mặt đường mềm hoặc mặt đường cứng. Các thông số thiết kế phụ thuộc vào kết quả thí nghiệm và giải pháp tăng cường mặt đường cũ bằng mặt đường mềm hoặc mặt đường cứng, các hệ số tính tải trọng tương tự như khi thiết kế mặt đường mới.

8.3.3 Nguyên tắc tính toán cải tạo tăng cường mặt đường mềm cũ

Khi cải tạo tăng cường mặt đường mềm bằng mặt đường cứng thì coi mặt đường mềm như móng của mặt đường cứng và tính toán theo phương pháp tính toán mặt đường cứng.

Khi cải tạo tăng cường mặt đường mềm bằng mặt đường mềm thì coi mặt đường mềm cũ là các lớp dưới của mặt đường mềm mới và tính toán theo phương pháp tính toán mặt đường mềm với các thông số theo thí nghiệm đánh giá hiện trạng.

9 Mặt đường cứng sân bay

9.1 Cấu tạo mặt đường cứng sân bay

9.1.1 Nguyên tắc cấu tạo

Thiết kế mặt đường cứng sân bay gồm hai phần: Cấu tạo các lớp và tính toán chiều dày các lớp mặt đường

- Cấu tạo mặt đường có nghĩa là bố trí các lớp cấu tạo từ trên xuống dưới đảm bảo truyền tải hợp lý xuống nền đất phù hợp với biểu đồ phân bố ứng suất theo chiều sâu.

- Tính toán chiều dày tấm bê tông có nghĩa là tính chiều dày tấm và các lớp móng trên nền đất cụ thể chịu được tải trọng thiết kế sao cho tấm bê tông, nền đất và từng lớp móng cấu tạo không phải chịu ứng suất hoặc biến dạng vượt quá yêu cầu khai thác cho phép và khả năng chịu tải tương ứng của chúng.

9.1.2 Cấu tạo các lớp

9.1.2.1 Mặt đường cứng được cấu tạo gồm các lớp:

- Mặt đường bằng tấm bê tông một hoặc hai lớp rải trên lớp ngăn cách bằng giấy dầu, pegamin, màng polime hoặc vật liệu thích hợp khác;

- Móng cát gia cố xi măng, đá gia cố xi măng, bê tông nghèo hoặc các loại mặt đường mềm , nó có thể gồm một hoặc nhiều lớp;

- Nền đất cấp phối, hoặc đá dăm, sỏi gia cố. Lớp này có thể không có nếu nền đất tự nhiên đủ sức chịu tải.

Toàn bộ kết cấu trên được đặt trên nền đất tự nhiên. Khi nền đất tự nhiên kém, trên mặt nó có thể rải vải địa kỹ thuật hoặc các lớp ngăn cách có tác dụng chống nước hoặc đất xâm nhập từ dưới lên.

9.1.2.2 Chiều dày yêu cầu các lớp BTXM đổ tại chỗ xác định theo tính toán, nhưng không nhỏ hơn 16 cm. Khi tăng cường mặt đường bê tông hoặc bê tông lưới thép thì chiều dày nhỏ nhất lấy bằng 20 cm.

9.1.2.3 Theo nguyên tắc, nên thiết kế mặt đường cứng mới có một lớp. Có thể áp dụng mặt đường hai lớp chỉ khi khả năng kỹ thuật không rải được một lớp bê tông có chiều dày tính toán hoặc khi tăng cường mặt đường hiện hữu, dựa trên các tính toán kinh tế - kỹ thuật.

9.1.2.4 Chiều dày lớp bảo vệ ở mặt đường bê tông cốt thép đổ tại chỗ không nhỏ hơn 40 mm đối với cốt thép lớp trên và 30 mm - lớp dưới.

9.1.2.5 Mặt đường bê tông lưới thép, khi chiều dày tấm đến 30 cm nên dùng lưới thép với thanh thép có đường kính từ 10 mm đến 14 mm, khi chiều dày tấm lớn hơn 30 cm - đường kính từ 14 mm đến 18mm. Lưới thép được bố trí cách bề mặt tấm bê tông xi măng 1/3 đến 1/2 chiều dày tấm.

Tỷ lệ cốt thép dọc của tấm từ 0,10% đến 0,15%, bước cốt thép từ 15 cm đến 40 cm, phụ thuộc vào chiều dài tấm và đường kính thanh cốt thép.

Cốt thép ngang - thép cấu tạo; khoảng cách giữa các cốt thép ngang lấy bằng 40 cm.

9.1.2.6 Dùng thép với đường kính từ 12 mm đến 18 mm ở dạng lưới hàn cho mặt đường bê tông cốt thép không ứng suất trước. Diện tích cần thiết của tiết diện cốt thép xác định theo tính toán, tỷ lệ phần trăm cốt thép không được nhỏ hơn 0,25. Cốt thép cần được phân bố theo hướng dọc và ngang ở lớp trên và lớp dưới tiết diện tấm tương ứng với trị số momen uốn.

Khoảng cách giữa các thanh thép phụ thuộc vào diện tích yêu cầu của cốt thép và đường kính cốt thép, lấy từ 10 cm đến 30 cm.

9.1.2.7 Mặt đường hai lớp, theo nguyên tắc, nên thiết kế trùng khe ở các lớp. Trong trường hợp riêng cho phép thiết kế mặt đường hai lớp không trùng khe (mặt đường không trùng khe nghĩa là các khe dọc và khe ngang ở lớp trên và lớp dưới nằm lệch nhau một khoảng cách lớn hơn 2t_sup, với t_sup - chiều dày lớp trên).

Khi thiết kế mặt đường trùng khe phải xem xét lệch khe ở hai hướng từ 1,5 đến 2,0 t_sup. Ở mặt đường trùng khe, độ cứng lớp dưới không được lớn hơn 2 lần so với độ cứng lớp trên.

9.1.2.8 Đối với mặt đường hai lớp phải rải lớp cách ly bằng giấy dầu, vật liệu polime hoặc các vật liệu có tính năng giảm ma sát khác. Ở mặt đường không trùng khe sử dụng giấy dầu 2 lớp làm lớp cách ly, ở mặt đường trùng khe - có thể rải một lớp.

9.1.2.9 Phần lề giáp với mặt đường CHC, ĐL, SĐ máy bay và chỗ đỗ máy bay cần có mặt đường chịu tác dụng của luồng khí phụt của động cơ máy bay cũng như tải trọng của các loại xe khai thác sân bay.

Khi xây dựng lề bằng bê tông nhựa cần phải đáp ứng các yêu cầu ở Điều 6.7.3.

Chiều dày mặt đường ở lề lấy theo tính toán, nhưng không nhỏ hơn chiều dày cấu tạo cho phép của các lớp vật liệu.

9.1.2.10 Mặt đường ở khu vực bảo hiểm đầu giáp đầu đường CHC nhân tạo cần đạt các yêu cầu như mặt đường phần lề.

9.1.2.11 Giữa các tấm mặt đường cứng đổ tại chỗ và móng nhân tạo cần rải lớp cách ly giấy dầu, pergamin, vật liệu polime hoặc các vật liệu có tính năng giảm ma sát khác. Không dùng lớp cách ly đối với mặt đường lắp ghép.

Xây dựng mặt đường lắp ghép bằng tấm bê tông cốt thép ứng suất trước đặt trên móng móng cát xi măng, trừ móng cát.

9.1.2.12 Khi thiết kế móng nhân tạo từ vật liệu hạt thô, rải trực tiếp trên đất sét và bụi, cần xem xét lớp chống mao dẫn bằng vật liệu không bị trạng thái dẻo khi ẩm ướt (cát, đất tại chỗ gia cố bitum và v.v.), để tránh hiện tượng đất chui vào móng bằng vật liệu hạt thô rỗng khi bị ẩm.

Chiều dày lớp chống mao dẫn không nhỏ hơn kích thước hạt lớn nhất của vật liệu sử dụng ở đó, nhưng không nhỏ hơn 5 cm.

9.1.2.13 Khi nền đất tại chỗ là đất không thấm (sét, á sét, á sét bụi và á cát bụi) trong kết cấu móng nhân tạo nên làm lớp thấm từ cát hạt thô và hạt trung với hệ số thấm không nhỏ hơn 7 m/s và chiều dày tương ứng theo Bảng 14.

Bảng 14 - Chiều dày tối thiểu lớp thấm nước đối với vùng khí hậu đường sá

9.1.3 Kích thước tấm và cấu tạo khe

9.1.3.1 Mặt đường cứng sân bay chia ra các tấm riêng biệt bởi những khe biến dạng. Kích thước tấm phụ thuộc vào điều kiện khí hậu từng nơi cũng như công nghệ thi công. Các loại khe và điều kiện sử dụng được trình bày trong Bảng 15.

9.1.3.2 Khoảng cách giữa các khe co, đối với mặt đường đổ tại chỗ không vượt quá:

- Bê tông có chiều dày nhỏ hơn 25 cm. ............................................4,0 m

- Bê tông có chiều dày từ 25 cm đến 35 cm .....................................4,5 m

- Bê tông có chiều dày từ 35 cm đến 40 cm .....................................5,5 m

- Bê tông có chiều dày từ 40 cm và lớn hơn......................................6,0 m

- Bê tông cốt thép. .………….............................................................20 m

- Bê tông lưới thép khi biên độ dao động nhiệt độ trung bình ngày đêm:

45 °C và lớn hơn .............................................................10 m

Nhỏ hơn 45 °C ....................................................................15 m

Đối với sân bay nằm trong những khu vực có điều kiện địa chất công trình phức tạp thì kích thước tấm bê tông cốt thép và bê tông lưới thép không lớn hơn 10 m.

Ở mặt đường bê tông đổ tại chỗ, khe dọc (do công nghệ thi công) được coi là khe co hoặc giãn.

Đối với các dải kề nhau của mặt đường (khe ngăn cách giữa 2 công trình) xem như khe ngang.

CHÚ THÍCH 1: Biên độ dao động nhiệt độ trung bình ngày đêm trong năm được tính như chênh lệch nhiệt độ trung bình của không khí giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất..

CHÚ THÍCH 2: Khe thi công do chiều rộng của máy rải bê tông (khe dọc) và do ngừng thi công.

CHÚ THÍCH 3: Khoảng cách tối thiểu giữa các khe giãn (m) có thể tính theo công thức: L=b/(β.α.Δt.100). Trong đó b (cm) là chiều rộng khe giãn, β là hệ số ép co của vật liệu chèn khe, đối với mattic nhựa lấy bằng 2, α=0,00001 là hệ số giãn nở của bê tông, Δt (°C) là hiệu số nhiệt độ không khí cao nhất của địa phương và nhiệt độ khi đổ bê tông.

Bảng 15 - Các loại khe và điều kiện sử dụng

9.1.3.3 Đối với mặt đường lắp ghép bằng các tấm bê tông ứng suất trước có liên kết truyền lực, cản trở sự xê dịch dọc của tấm, cần có khe co.

Khoảng cách (m) giữa các khe biến dạng dọc cũng như khe biến dạng ngang ở sân đỗ máy bay và chỗ đỗ máy bay không vượt quá giá trị sau, khi biên độ nhiệt độ trung bình tháng trong năm (°C):

Lớn hơn 45..........................................................................................12 m

Từ 30 đến 45.......................................................................................18 m

Nhỏ hơn 30..........................................................................................24 m

- Không cần đặt khe co dọc ở mặt đường lắp ghép trên đường CHC và đường lăn.

9.1.3.4 Khoảng cách giữa các khe co ở lớp dưới mặt đường bê tông hai lớp không vượt quá 10 m.

9.1.3.5 Ở khe co của mặt đường một lớp cần phải bố trí các thanh thép để truyền tải từ tấm này sang tấm khác và cho phép tấm chuyển dịch dọc theo hướng thẳng góc với khe. Có thể thay thanh truyền lực bằng cách tăng cường cốt thép ở cạnh tấm hoặc tăng chiều dày tấm và có thể đặt tấm đệm cho hai tấm kề nhau.

9.1.3.6 Mặt đường hai lớp trùng khe nên có liên kết truyền lực ở khe dọc và ngang. Liên kết truyền lực chỉ cần đặt ở lớp trên, nhưng các thông số của nó lấy như đối với tấm một lớp có độ cứng bằng tổng số độ cứng các lớp.

9.1.3.7 Ở mặt đường hai lớp không trùng khe thì chỉ bố trí liên kết truyền lực ở khe ngang (khe thi công). Tại khu vực dưới của lớp trên cần xem xét bố trí thép gia cường trên khe của lớp dưới hoặc tăng thêm chiều dày lớp trên.

9.1.3.8 Cạnh tấm được tăng cường cốt thép hoặc tăng dày cạnh tấm đủ kích thước rộng bằng kích thước lớn hơn trong hai kích thước sau: 1 m hoặc 0,8l, trong đó l là đặc tính đàn hồi của tấm, theo công thức tính trong Điều 9.2.3.2. Tấm đỡ dưới khe rộng bằng hai lần kích thước chọn ở trên.

9.1.3.9 Cốt thép tăng cường cạnh tấm phụ thuộc vào chiều dày tấm theo cấu tạo như Bảng 16.

Với tấm dày trên 30 cm, có thể kiểm tra bằng tính toán nhưng diện tích cốt thép không nhỏ hơn giá trị trong Bảng 16.

Bảng 16 - Cốt thép tăng cường cạnh tấm và chiều dày tấm

9.2 Tính toán thiết kế mặt đường cứng xây dựng mới

9.2.1 Cơ sở tính toán thiết kế

9.2.1.1 Mặt đường sân bay tính toán theo trạng thái giới hạn do tác dụng thẳng đứng của tải trọng máy bay lên kết cấu mặt đường nằm trên nền đàn hồi.

Tính theo trạng thái giới hạn đối với những tiết diện:

- Bê tông và bê tông lưới thép - trạng thái giới hạn theo cường độ;

- Bê tông cốt thép - trạng thái giới hạn theo cường độ và mở rộng vết nứt;

- Bê tông cốt thép có ứng suất trước - trạng thái giới hạn hình thành vết nứt.

9.2.1.2 Mặt đường sân bay tính toán theo tải trọng như Điều 5.2.1.

Bảng 17 - Hệ số điều kiện làm việc của mặt đường cứng

9.2.2 Các hệ số tính toán

9.2.2.1 Mặt đường sân bay có thể được chia ra làm nhiều nhóm khu vực theo Hình 1 phụ thuộc vào tính chất tác dụng của tải trọng máy bay và khả năng chịu tải của mặt đường.

9.2.2.2 Khi tính toán cường độ mặt đường cứng sân bay, hệ số động k_d và hệ số giảm tải g_f (tính đến vận hành trên mặt đường của máy bay với tốc độ cao) cho tất cả các nhóm khu vực sân bay lấy theo Bảng 3.

Hệ số điều kiện làm việc của mặt đường g_c, phụ thuộc vào khu vực sân bay tính toán lấy theo Bảng 17.

9.2.3 Trình tự tính toán mặt đường cứng một lớp

9.2.3.1 Khi tính toán mặt đường cứng sân bay theo cường độ và xuất hiện vết nứt cần thỏa mãn điều kiện:

m_d ≤ m_u                            (18)

trong đó:

m_d là momen uốn tính toán ở tiết diện xem xét của tấm mặt đường, được xác định ở Điều 9.2.3.2;

m_u là momen uốn giới hạn ở tiết diện xem xét của tấm mặt đường, được xác định ở Điều 9.2.3.4.

9.2.3.2 Trị số tính toán momen uốn md, (kN.m/m) trên đơn vị chiều rộng tiết diện mặt đường cứng một lớp tất cả loại xác định theo công thức:

m_d = m_c,max kk_Nk_x(y)(19)

trong đó:

m_c.max là momen uốn tối đa khi đặt tải trọng ở giữa tấm (kN.m/m), tính như momen tổng lớn nhất tạo nên bởi các bánh máy bay ở tiết diện tính toán của tấm, thẳng góc trục x hoặc y (Hình 3), trong đó cần loại trừ các bánh cho trị số momen âm trong diện tính toán:

k là hệ số chuyển từ momen uốn do tải trọng tác dụng ở tâm đến momen uốn do tải trọng tác dụng ở mép tấm, hệ số đó lấy bằng:

- đối với mặt đường bê tông và bê tông lưới thép với liên kết truyền lực hoặc gia cường cốt thép cạnh tấm - 1,2;

- đối với mặt đường bê tông và bê tông lưới thép không có liên kết truyền lực và gia cường cốt thép cạnh tấm - 1,5;

- đối với mặt đường lắp ghép từ những tấm bê tông cốt thép ứng suất trước - 1,0;

- đối với mặt đường bê tông cốt thép - theo Hình G.1.

k_N là hệ số tính đến tích lũy biến dạng dư ở móng từ vật liệu không gia cố chất kết dính và lấy bằng 1,1 cho nhóm khu vực A và chỗ đỗ máy bay;

Đối với móng vật liệu gia cố chất kết dính, cũng như không phụ thuộc vào loại móng, đối với nhóm khu vực B (ngoại trừ chỗ đỗ máy bay), C và D lấy k_N = 1,0;

k_x(y) là hệ số tính đến phân bố nội lực ở tấm bất đẳng hướng với độ cứng khác nhau B_x và B_y hướng dọc và hướng ngang lấy theo đồ thị Hình G.2;

Đối với mặt đường bê tông, bê tông lưới thép và bê tông cốt thép không ứng suất trước lấy k_x(y) = 1,0;

m₁ là momen uốn do tác dụng của bánh máy bay có tâm vệt bánh trùng với tiết diện tính toán (kN.m/m):

m₁ = F_d . f_(α)                    (21)

n_k là số lượng bánh trên càng;

mx(y)i là momen uốn do tác dụng của bánh máy bay i nằm ngoài tiết diện tính toán của tấm,

F_d là tải trọng tính toán trên bánh máy bay (kN)

f_(α) là hàm số momen do tác động của bánh xe chính với trị số lấy ở Bảng G.1;

R_e là bán kính đường tròn có diện tích bằng diện tích vệt bánh máy bay (m):

p_a là áp suất bánh hơi máy bay (MPa);

F_n là tải trọng tiêu chuẩn trên càng chính của máy bay tính toán (kN);

l - đặc trưng đàn hồi của tấm (m);

K_d, g_f là hệ số động và hệ số giảm tải, xác định theo Bảng 3;

K_s là hệ số nền tính toán của nền đất đồng nhất (MN/m³) xác định theo Phụ lục C. Đối với nền đất nhiều lớp cũng như nền nhân tạo không gia cố chất dính kết, trong tính toán đưa vào trị số nền tương đương K_se, được xác định theo Phụ lục D;

 - momen uốn đơn vị ở tiết diện tính toán, do tác dụng của bánh xe i của càng máy bay xác định theo Bảng G.2, phụ thuộc vào tọa độ:

 và ;

y_i, x_i là tọa độ đặt lực F_d tính từ gốc tọa độ (xem Hình 3):

B là độ cứng tiết diện tấm mặt đường (kN.m²/m), trên đơn vị chiều rộng tiết diện và được xác định theo Điều 9.2.3.3.

CHÚ THÍCH: Đối với càng nhiều bánh trong tính toán cần tìm một bánh trong số các bánh trong càng mà dưới vệt của nó xuất hiện momen uốn lớn nhất.

F₁ Tải trọng tính toán trên bánh xe chính.

F₂, F₃, F₄ Tải trọng của các bánh xe còn lại.

Hình 3 - Sơ đồ tính toán càng máy bay

9.2.3.3 Độ cứng tiết diện của tấm mặt đường B được xác định trên một đơn vị chiều rộng tiết diện theo các công thức sau:

- Đối với tiết diện tấm bê tông, bê tông lưới thép và bê tông cốt thép ứng suất trước:

B=0,085E_bt³ ;                 (27)

- Đối với tiết diện tấm bê tông cốt thép không có ứng suất trước:

trong đó:

E_s là mô đun đàn hồi cốt thép (MPa);

E_b là mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông (MPa), lấy theo Bảng F.1;

A_s là diện tích tiết diện cốt thép chịu kéo trên đơn vị chiều rộng tiết diện tấm (m²/m);

ψ_b là hệ số tính đến sự làm việc của bê tông giữa các vệt nứt của vùng chịu kéo và lấy bằng 0,2 khi tính theo cường độ, lấy bằng 1 khi tính theo mở rộng vết nứt;

h_o là chiều cao làm việc của tiết diện (m);

h₀=t - t_{p r} - d/2                             (29)

t là chiều dày tấm (m);

x là chiều cao vùng chịu nén của bê tông ở tiết diện tính (m);

d là đường kính cốt thép (m);

ψ_c là hệ số tính đến sự phân bố không đều biến dạng vùng nén của tiết diện, phụ thuộc vào tỷ lệ khoảng cách đặt cốt thép l_s và chiều dày tấm t.

Đối với tiết diện cốt thép không ứng suất trước ở tấm bê tông ứng suất trước thì hệ số Ψ_c lấy bằng 0,6;

Bảng 18 - Hệ số Ψ_c

μ là hệ số đặt cốt thép:

t_pr là chiều dày lớp bảo vệ (m).

9.2.3.4 Momen uốn giới hạn m_u, (kN.m/m), trên đơn vị chiều rộng tiết diện xác định theo công thức:

- Đối với mặt đường bê tông và bê tông lưới thép:

- Đối với mặt đường bê tông cốt thép không có ứng suất trước:

m_u=g_c.A_s. R_s (h_o - x/3);                            (32)

- Đối với mặt đường bê tông cốt thép ứng suất trước:

m_u=g_c.(R_btb,ser (t²/6)ku+m_r)).                      (33)

trong đó:

g_c là hệ số điều kiện làm việc của mặt đường, lấy theo Bảng 17;

R_btb, R_btb.ser là cường độ tính toán của bê tông chịu kéo khi uốn (MPa), lấy theo Bảng F.1;

R_s là cường độ tính toán của cốt thép chịu kéo (MPa);

k_u là hệ số tính đến số lần trùng phục tải trọng của máy bay trong thời gian sử dụng mặt đường, xác định theo biểu đồ Hình G.3. Thời gian thiết kế sử dụng mặt đường cứng trong tính toán lấy bằng 20 năm.

m_r là momen (MN.m/m), của tổng hợp lực N_F ở cốt thép dự ứng lực phía dưới và phía trên, trên đơn vị chiều rộng tiết diện, so với trục xuyên qua điểm lõi, cách xa nhất vùng tiết diện tạo vết nứt; m_r xác định theo các phương pháp tính kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước [14].

9.2.3.5 Số lần tính toán trùng phục tải trọng U xác định theo công thức:

trong đó:

U_ei là số lần tương đương trùng phục tải trọng càng của máy bay i, quy đổi về số lần trùng phục tải trọng của càng máy bay tính toán, xác định theo biểu đồ Hình G.4;

U_ei=f(U_i; (m_ci/m_cd ));                      (35)

n_j là số loại máy bay được tính;

m_ci; m_cd là momen tương ứng tải trọng máy bay i và máy bay tính toán, xác định theo Điều 9.2.3.2;

U_i = n_aN_i là số lần trùng phục tải trọng của càng máy bay i;

n_a là số lượng trục trên càng chính máy bay;

N_i là số lần cất cánh máy bay trong thời gian khai thác mặt đường;

Cho phép xác định số lần tính toán trùng phục tải trọng theo công thức:

Trong đó k_n là hệ số, lấy theo biểu đồ G.5, phụ thuộc vào tỷ số tải trọng tính toán trên bánh F_di của máy bay i và tải trọng tính toán lớn nhất trên bánh F_max. Trị số F_di và F_max tính theo 9.2.3.2 như tính F_d.

9.2.3.6 Khi tính toán mặt đường bê tông cốt thép không có ứng suất trước khi mở rộng vết nứt theo điều kiện sau:

a_crc ≤ 0,3                                   (37)

trong đó:

a_crc là chiều rộng vệt nứt ở tiết diện tính toán của tấm (mm), xác định theo Điều 9.2.3.7.

9.2.3.7 Chiều rộng vệt nứt a_crc (mm) ở tiết diện tính toán của tấm với cốt thép không ứng suất trước, xác định theo công thức:

a_crc =1000(σ_S/E_S).a_c(38)

trong đó:

σ_S là trị số ứng suất trong cốt thép chịu kéo (MPa):

a_c là khoảng cách giữa các vết nứt (m):

a_c = k_c (As_s/U_s)(E_s/E_b). η_j;                        (40)

U_s là chu vi tiết diện cốt thép trên một đơn vị chiều rộng tiết diện tấm (m);

η₁ là hệ số lấy bằng 0,7 cho cốt thép vằn; bằng 1,25 lưới hàn từ thép kéo nguội.

9.2.3.8 Tính toán chiều dày móng nhân tạo theo Phụ lục D, nếu lớp móng không gia cố và Phụ lục H nếu lớp móng gia cố chất dính kết.

9.3 Thiết kế mặt đường hai lớp và tăng cường mặt đường cứng cũ

9.3.1 Đánh giá chất lượng mặt đường cũ và các thông số tính toán

Cải tạo mặt đường cứng cũng có hai cấp độ tương tự như cải tạo mặt đường mềm đã trình bày.

9.3.1.1 Đánh giá chất lượng mặt đường cũ khi sửa chữa sân bay dựa trên cơ sở cấp hạng sân bay và cấp tải trọng tiêu chuẩn, cũng như phụ thuộc vào tình trạng mặt đường hiện hữu, nền móng thiên nhiên và nhân tạo và hệ thống thoát nước, điều kiện địa chất thuỷ văn tại chỗ, tính chất vật liệu của mặt đường hiện hữu và móng đường, cao độ của mặt đường so với cao độ xung quanh.

9.3.1.2 Cấp hạng hư hỏng mặt đường cứng hiện hữu xác định tương ứng theo Bảng 19.

9.3.1.3 Phương án thiết kế tăng cường mặt đường phải xem xét việc xử lý móng và khôi phục mặt đường bị hư hỏng, trong đó có việc làm phẳng mặt đường hiện hữu do mặt bị bóc, nứt, vỡ sâu trên 2 cm, cũng như khôi phục lại và phát triển mạng lưới thoát nước, trong trường hợp thiếu hệ thống đó thì cần phải xây dựng lại.

Bảng 19 - Phân cấp hư hỏng mặt đường cứng

9.3.2 Cơ sở thiết kế và các hệ số tính toán

9.3.2.1 Mặt đường bê tông và bê tông lưới thép đổ tại chỗ được tăng cường bằng bê tông, bê tông lưới thép, bê tông cốt thép đổ tại chỗ, tấm bê tông cốt thép lắp ghép ứng suất trước hoặc BTN.

Mặt đường bê tông cốt thép được tăng cường bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ hoặc BTN.

Mặt đường lắp ghép từ các tấm bê tông cốt thép ứng suất trước cần được tăng cường bằng các tấm bê tông cốt thép ứng suất trước lắp ghép hay BTN; Không cho phép tăng cường trên nó bằng bê tông đổ tại chỗ hoặc bê tông lưới thép.

Khi tăng cường mặt đường lắp ghép bằng các tấm lắp ghép, các khe của lớp tăng cường không nên trùng nhau mà phải lệch nhau theo chiều dọc không nhỏ hơn 0,5 m và theo chiều ngang -1 m.

Khi tăng cường mặt đường cứng xây dựng nơi có điều kiện địa chất thuỷ văn không thuận lợi, bằng bê tông đổ tại chỗ hoặc bê tông lưới thép thì kích thước tấm tăng cường lấy theo hướng dẫn Điều 9.1.3.4.

9.3.2.2 Khi tăng cường mặt đường cứng đổ tại chỗ bằng bê tông, bê tông lưới thép hay bê tông cốt thép cần thỏa mãn các yêu cầu đối với mặt đường hai lớp theo hướng dẫn Điều 9.1.2.7, 9.1.2.8, 9.1.3.4, 9.1.3.6, 9.1.3.7. Khi số lượng các lớp lớn hơn hai thì lớp dưới xem như lớp nằm trực tiếp dưới lớp trên, còn các lớp còn lại được xem như móng nhân tạo.

Khi tăng cường mặt đường cứng bằng các tấm bê tông cốt thép ứng suất trước lắp ghép thì giữa mặt đường hiện hữu, và các tấm lắp ghép, không phụ thuộc vào độ bằng phẳng của mặt đường hiện hữu, cần xem xét việc rải một lớp làm phẳng mặt bằng vữa cát xi măng chiều dày trung bình không nhỏ hơn 3 cm, trong trường hợp này không rải lớp cách ly.

9.3.2.3 Chiều dày tối thiểu của lớp BTN tăng cường mặt đường cứng sân bay trong điều kiện nhiệt độ của Việt Nam lấy theo Bảng 20.

Khi tăng cường mặt đường cứng cần phải sử dụng hỗn hợp BTN chặt ở tất cả các lớp.

Bảng 20 - Chiều dày tối thiểu của các lớp bê tông nhựa

9.3.2.4 Tăng cường mặt đường mềm có thể dùng mặt đường mềm và mặt đường cứng tất cả các loại.

Tăng cường mặt đường mềm bằng mặt đường cứng cần rải lớp cách ly, trong trường hợp cần thiết làm lớp tạo phẳng, tương ứng theo hướng dẫn ở Điều 9.3.1.3.

9.3.2.5 Làm cốt cho lớp BTN tăng cường bằng lưới polime hoặc sợi thủy tinh (sản xuất riêng cho mục đích này) được đặt ở bên dưới lớp trên của BTN. Loại này được sử dụng cho các khu vực có nhiều vết nứt suốt.

Khi tăng cường mặt đường cứng bằng BTN không phụ thuộc vào trạng thái của chúng nên xem xét làm cốt bằng lưới cho lớp tăng cường:

- Ở những nơi thường xuyên kiểm tra và thử động cơ máy bay;

- Ở những khu vực đường lăn giáp với đường CHC;

- Trên toàn bộ chiều rộng khu vực đầu đường CHC với chiều dài 150 m;

- Trên toàn bộ chiều rộng chỗ đỗ tập thể dọc đường đi của càng chính và động cơ máy bay, trong đó gồm vùng tác động luồng khí phụt.

9.3.2.6 Phương án thiết kế tăng cường mặt đường cứng hiện hữu bằng BTN nên xem xét các biện pháp (làm cốt, cắt khe biến dạng) để giảm khả năng tạo vết nứt ở lớp tăng cường.

9.3.3 Nguyên tắc tính toán mặt đường cứng hai lớp và kết cấu tăng cường

9.3.3.1 Trình tự tính toán mặt đường cứng hai lớp tương tự như mặt đường cứng một lớp tại Điều 9.2.3.

9.3.3.2 Khi tính toán mặt đường cứng hai lớp cần thỏa mãn điều kiện công thức (18) cho tấm lớp trên và tấm lớp dưới.

Momen uốn giới hạn mu xác định theo công thức (31), trong đó momen uốn ở tấm lớp dưới tính theo công thức đó cần phải nhân với hệ số tra bảng k_m, xác định theo biểu đồ Hình G.6.

Momen uốn tính toán ở tấm lớp trên và lớp dưới của mặt đường hai lớp m_{d,sup (inf)} (kN.m/m) trên đơn vị chiều rộng tiết diện tấm xác định theo công thức:

Ở tấm lớp trên của mặt đường trùng khe:

Ở tấm lớp dưới của mặt đường trùng khe:

m_{d, inf} = k'.m_{c, max} - m_{d, sup} ;                         (43)

Ở tấm lớp trên của mặt đường không trùng khe:

Ở tấm lớp dưới của mặt đường không trùng khe:

trong đó:

m_c.max là momen uốn tối đa (kN.m/m) khi đặt tải trọng ở tâm của tấm một lớp với độ cứng B_inf + B_sup tính theo Điều 9.2.3.2;

B_sup, B_inf. là độ cứng của tấm tương ứng lớp trên và lớp dưới tính theo Điều 9.2.3.3;

k’ là hệ số lấy bằng 1,5 khi không có liên kết truyền lực cả lớp trên và lớp dưới; lấy 1,4 khi có liên kết truyền lực chỉ ở lớp dưới; lấy 1,2 khi có liên kết truyền lực ở cả lớp trên và lớp dưới hoặc chỉ ở lớp trên, nhưng với các thông số lấy theo chiều dày mặt đường được tính với độ cứng tổng cộng các lớp;

k₁ là hệ số có tính đến tập trung momen uốn ở lớp trên mặt đường hai lớp nơi góc và cạnh tấm lớp dưới, lấy theo Bảng 21.

Khi tăng cường mặt đường bê tông xi măng hoặc bê tông xi măng lưới thép bằng BTXM hoặc BTXMLT cần tuân theo các điều kiện trong 9.3.3.2 theo tính toán mặt đường hai lớp không trùng khe.

Bảng 21 - Hệ số k₁

Khi xác định độ cứng và momen uốn của lớp BTXM và BTXMLT tăng cường mặt đường, chiều dày mặt đường hiện hữu tính toán t_pd được lấy phụ thuộc vào cấp hư hỏng thiết lập trong Bảng 19 và chiều dày mặt đường hiện hữu t_ex với cấp hư hỏng:

I                       t_pd= t_ex

II                       t_pd= 0,9t_ex

III                      t_pd= 0,8t_ex

Mặt đường cứng hiện hữu có cấp hư hỏng IV trong tính toán được coi là móng nhân tạo với hệ số nền K_s= 600 MPa/m³.

9.3.3.3 Chiều dày lớp BTN t_ab cần thiết để tăng cường mặt đường cứng hiện hữu được tính theo công thức:

Trong đó:

t_en là chiều dày mặt đường BTXM một lớp (m) yêu cầu đối với tải trọng tính toán đã cho;

t_ed là chiều dày mặt đường BTXM tương đương về khả năng chịu tải của mặt đường hiện hữu, được lấy đối với:

BTXM:              t_ed = t_pd;

BTXMLT:           t_ed = 1,1t_pd;

Bê tông cốt thép, khi tỷ lệ phần trăm cốt thép là:

0,25                  t_ed = 1,1t_pd;

0,30                  t_ed = 1,21t_pd;

0,35                  t_ed = 1,32t_pd;

0,40                  t_ed = 1,41t_pd.

t_{ab, min} là chiều dày tối thiểu của lớp BTN tăng cường lấy theo Điều 9.3.2.3;

E_b, E_ab là mô đun đàn hồi của BTXM và BTN lấy theo Bảng F.1 và F.2.

9.3.3.4 Khi xác định chiều dày yêu cầu của mặt đường BTXM một lớp:

Tính chất vật liệu, loại khe co giãn và thanh truyền lực lấy giống như của mặt đường hiện hữu; Giá trị hệ số động k_d được giảm đi 15% so với số liệu lấy từ Bảng 3 nhưng không nhỏ hơn 1;

Hệ số làm việc g_c được thiết lập có tính đến hệ số điều chỉnh km xác định theo Hình G.6.

Phụ lục A

(Quy định)

Khu vực khí hậu đường phục vụ thiết kế mặt đường sân bay

Trong thiết kế mặt đường sân bay, phân loại khu vực khí hậu đường như sau:

Khu vực I. Khu vực có nguồn ẩm thừa do mưa nhiều, nước mặt bốc hơi kém, mực nước ngầm cao. Lượng nước ngấm xuống đất nhiều hơn lượng nước bốc hơi trong cùng thời kỳ từ 1,5 đến 2 lần. Đặc trưng cho khu vực này là vùng đồng bằng ven biển và các khu vực tương tự.

Khu vực II. Bao gồm những miền ẩm thừa thay đổi theo mùa, lượng nước ngầm vào đất và bốc hơi tương đương nhau. Đặc trưng cho khu vực này là các vùng cao của đồng bằng trung du, đất bị ảnh hưởng của độ ẩm và các khu vực tương tự.

Khu vực III. Khu vực thiếu ẩm, độ ẩm bề mặt đất phía trên thấp vì lượng nước bốc hơi cao hơn lượng nước mưa tới hai lần, nước ngầm ở khá sâu không ảnh hưởng đến lớp chịu lực của mặt đường. Đặc trưng cho khu vực này là trung du đồi núi, đất không bị ảnh hưởng của độ ẩm và các khu vực tương tự.

Phụ lục B

(Quy định)

Phân loại đất

Bảng B.1: Phân loại đất theo Hàm lượng hạt của đất và Chỉ số dẻo I_P

Phụ lục C

(Quy định)

Các chỉ tiêu tính toán của đất

Bảng C.1: Hệ số nền tính toán K_s và Mô đun đàn hồi E của đất

Phụ lục D

(Tham khảo)

Xác định hệ số nền tương đương

Phụ lục này dùng để tính toán các lớp nền thiên nhiên, cũng như nền nhân tạo từ vật liệu mà cường độ tính toán theo kéo uốn không đưa vào tiêu chuẩn.

D.1 Đối với các lớp móng mặt đường cứng ở giới hạn chiều dày chịu nén Hc hệ số nền tương đương K_se (MN/m³) xác định theo công thức:

trong đó:

K_s1, K_s2, K_s3 là trị số hệ số nền tính toán (MN/m³), tương ứng với các lớp (tính từ trên) một, hai, ba của nền tự nhiên hay móng nhân tạo từ đất đồng nhất và vật liệu ở trạng thái khác nhau trong đó gồm các lớp thấm lấy theo Phụ lục C và F (Bảng F.6);

t₁, t₂ là chiều dày tương ứng các lớp một và hai của nền (móng) (m);

D_r là đường kính quy ước truyền tải trọng trên móng (m), lấy bằng:

- Đối với mặt đường bê tông đổ tại chỗ tính cho cấp tải trọng:

- Ngoại hạng và cấp I:   3,6 m.

- Cấp II:                         3,2 m.

- Cấp III:                        2,9 m.

- Cấp IV:                       2,4 m.

- Cấp V và cấp VI:         2,2 m.

- Đối với mặt đường lắp ghép    dày 14 cm:                    1,40 m.

dày 18 cm:                    1,75 m.

Đối với kết cấu gồm một lớp móng và một lớp nền, trị số t₂ và α₂ lấy bằng không.

D.2 Nếu kết cấu móng và nền lớn hơn 3 lớp, kết cấu đưa về 3 lớp, bằng cách hợp nhất các lớp mỏng nhất lại và khi tính hệ số nền tương đương sử dụng các chỉ số (chiều dày t_red và trị số nền tính đổi K_sr) lớp hợp nhất, xác định theo công thức:

trong đó:

t_i, K_si - Tương ứng chiều dày (m), và hệ số nền (MN/m³), từ các lớp hợp nhất (xem Bảng F.6, Phụ lục F.6).

D.3 Khi sử dụng ở móng (trong giới hạn lớp chịu nén) lớp đất không đầm nén với hệ số độ rỗng e > 0,8, hệ số nền tính theo Phụ lục C (có tính đến CHÚ THÍCH 2).

Hình D-1 Biểu đồ xác định hệ số K_h lớp cứng. Số trên đường cong là hệ số nền lớp móng K_sr (MN/m³), nằm trên lớp cứng

D.4 Hệ số nền tương đương K_se của móng cứng (đá phiến) xác định theo công thức:

K_se = K_sr. K_h                                                             (D.4)

K_st là hệ số nền tính đổi của các lớp móng thiên nhiên và nhân tạo trên lớp cứng (MN/m³), lấy theo công thức (D.3).

K_h là hệ số ảnh hưởng đến lớp cứng lấy theo biểu đồ phụ thuộc vào chiều sâu tương đối d_B/D_r từ dưới mặt đường và hệ số nền K_st;

d_B là chiều sâu lớp đất cứng (m).

Phụ lục E

(Quy định)

Xác định ứng suất nén trong đất do tải trọng khai thác và tải trọng bản thân kết cấu

E.1 Ứng suất nén trong đất do trọng lượng bản thân của đất và mặt đường sân bay σ_zq (kPa), xác định theo công thức:

trong đó:

t_ci là chiều dày lớp kết cấu (m);

ρ_di là dung trọng vật liệu lớp cấu tạo (t/m³);

a_z là khoảng cách từ mặt nền đến điểm xác định ứng suất trong nền đất (m);

g=9,81 m/s² là gia tốc trọng trường;

ρ_do - Dung trọng của đất (t/m³).

E.2 Ứng suất nén trong đất do tải trọng khai thác σ_zp, kPa, xác định theo công thức:

σ_zp=k_z p_k (E.2)

trong đó:

p_k là trị số tối đa áp lực trên mặt nền đất (kPa).

E.3 Giá trị tối đa áp lực p_k (kPa) đối với mặt đường cứng xác định theo công thức:

- Đối với càng một bánh:

- Đối với càng nhiều bánh:

trong đó:

F_d là tải trọng tính toán, (kN), xác định theo công thức (23);

l là đặc trưng đàn hồi của tấm mặt đường, lấy bằng 1,0 m, khi tính toán mặt đường cứng đổ tại chỗ và 0,5 m khi tính toán mặt đường lắp ghép;

a_i là khoảng cách từ trọng tâm diện tích tiếp xúc tất cả các bánh của càng máy bay đến trung tâm diện tích tiếp xúc bánh máy bay i (m);

n_k là số lượng bánh ở càng chính;

k_p là hệ số, giá trị của nó bằng:

5,0 - đối với càng 1 bánh;

3,5 - đối với càng 2 bánh;

2,0 - đối với càng 4 bánh và nhiều hơn.

k_z là hệ số phụ thuộc vào tỷ số ứng suất trong đất ở điểm xem xét và áp lực trên mặt nền.

E.4 Giá trị tối đa áp lực p_k (kPa), đối với mặt đường mềm xác định theo công thức:

trong đó:

p_a là áp suất bánh hơi (kPa);

k_p- xem Điều E.3;

p_k là áp lực đơn vị trên mặt nền đất, xác định theo biểu đồ Hình E.1 phụ thuộc vào các tỷ số và;

E là mô đun đàn hồi của nền đất (MPa);

E_mt là mô đun đàn hồi trung bình kết cấu mềm (MPa);

t_tot là tổng chiều dầy kết cấu mềm (m);

D_e là đường kính (m) diện tích tiếp xúc một bánh máy bay do tải trọng tương đương, gây ra.

E.5 Giá trị hệ số k_z xác định theo Bảng E.1, phụ thuộc vào tỷ số khoảng cách tương đương a_e từ điểm xem xét đến đáy tấm và đường kính quy ước diện tích truyền tải từ tấm đến móng D_r đối với mặt đường cứng và tỷ số biểu thức  đối với mặt đường mềm.

E.6 Khoảng cách tương đương ae (m), xác định theo công thức:

trong đó:

a_z - xem Điều E.1;

t_i là chiều dầy lớp kết cấu i móng nhân tạo (m);

k_oi là hệ số xác định theo Bảng E.2;

Hình E.1 - Biểu đồ xác định áp lực đơn vị p_k trên mặt nền đất mặt đường mềm

Bảng E.1: Xác định giá trị hệ số k_z

Bảng E.2: Hệ số k_oi của vật liệu cấu tạo móng nhân tạo mặt đường cứng

E.7 Đường kính quy ước diện tích truyền tải trọng từ tấm mặt đường trên móng nhân tạo của mặt đường cứng và mặt đường mềm D_r (m) xác định theo công thức:

trong đó:

F_d là tải trọng tính toán trên càng máy bay (kN).

Phụ lục F

(Quy định)

Đặc tính vật liệu cấu tạo mặt đường sân bay

Bảng F.1 Đặc tính vật liệu BTXM

Bảng F.2: Đặc tính vật liệu BTN

Bảng F.3: Đặc tính vật liệu BT làm móng nhân tạo mặt đường cứng

Bảng F.4: Đặc tính vật liệu móng nhân tạo

Bảng F.5: Đặc tính vật liệu đất và hỗn hợp ở móng nhân tạo

Bảng F.6: Đặc tính vật liệu, đất, hỗn hợp cho móng nhân tạo mặt đường cứng và mềm

Phụ lục G

(Quy định)

Biểu đồ và các bảng tính mặt đường sân bay

Hình G.1: Giá trị hệ số chuyển đổi k

Hình G.6: Biểu đồ xác định hệ số km khi tính toán chiều dày tăng cường mặt đường bê tông

Hình G.7: Biểu đồ xác định hệ số ψ_K đối với mặt đường mềm

a) Á sét, sét, á cát (gồm có đất sỏi sạn).

b) Cát hạt bụi.

c) Cát hạt trung to và mịn.

CHÚ THÍCH

1) Các số trên đường biểu đồ chỉ áp suất bánh hơi máy bay p_a (MPa (kG/cm²))

Hình G.8: Biểu đồ xác định độ võng giới hạn tương đối l_u (m) của mặt đường mềm sân bay trên nền đất

Hình G.9: Biểu đồ xác định ứng suất kéo đơn vị khi võng ở bê tông nhựa

Hình G.10: Khoảng cách tính toán a, a_t và a_d giữa các bánh ở càng máy bay

Hình G.11: Toán đồ xác định hệ số đổi tải trọng kn đối với mặt đường mềm

Bảng G.1 - Giá trị hàm ƒ(α)

Bảng G.2: Tính ảnh hưởng các bánh xe khác

Bảng G.2: Tính ảnh hưởng các bánh xe khác

Bảng G.2: Tính ảnh hưởng các bánh xe khác (kết thúc)

Phụ lục H

(Tham khảo)

Tính toán móng nhân tạo dưới mặt đường cứng bằng vật liệu gia cố chất kết dính

Ở phụ lục này nói đến các lớp từ vật liệu gia cố chất kết dính, các lớp đó có cường độ kéo uốn tính toán.

H.1 Khi thiết kế mặt đường bê tông và bê tông lưới thép trên móng bằng vật liệu gia cố chất kết dính, trị số tính toán momen uốn (kN.m/m) trong mặt đường xác định theo công thức:

Đối với mặt đường một lớp:

Đối với lớp trên của mặt đường hai lớp trùng khe:

Đối với lớp trên của mặt đường hai lớp trùng khe:

Đối với lớp trên của mặt đường hai lớp trùng khe:

Đối với lớp trên của mặt đường hai lớp trùng khe

trong đó:

B là độ cứng của tấm mặt đường một lớp (kNm²/m) tương ứng đơn vị chiều rộng tiết diện;

B_sup, B_inf là độ cứng tương ứng với lớp trên và lớp dưới của mặt đường hai lớp (kNm²/m) đối với một đơn vị chiều rộng tiết diện;

B_f là độ cứng lớp móng gia cố chất kết dính (kNm²/m);

B_tot=B_sup+B_inf+B_f, (kNm²/m);

mc,max là momen uốn khi đặt tải ở tấm (kNm/m), tính toán như đối với tấm một lớp có độ cứng B+B_f. Khi tính toán mặt đường hai lớp, momen uốn m_c,max xác định như đối với tấm một lớp có độ cứng B_tot;

ρ=1-0,167θ0;

θ₀ - Trị số xác định theo biểu đồ Hình H.1 phụ thuộc vào trị số:

 - đối với công thức (H.1);

 - đối với công thức (H.2) và (H.3);

 - đối với công thức (H.4);

k là hệ số chuyển đổi, xác định theo Điều 9.2.3.2;

k’, k_l là các hệ số xác định theo Điều 9.3.3.2.

Với mặt đường hai lớp không trùng khe cần thỏa mãn điều kiện ρ.k₁≥1. Nếu điều kiện đó không thỏa mãn thì lấy ρ.k_l=1.

Hình H.1 - Biểu đồ xác định θ₀

H.2 Chiều dày cần thiết móng nhân tạo t_f, (m), từ vật liệu gia cố chất kết dính, đối với mặt đường bê tông cốt thép đổ tại chỗ và lắp ghép xác định theo công thức:

t_f = D_r / (D_r / t_f )                            (H.6)

trong đó:

 là tỷ số xác định theo biểu đồ Hình H.2, phụ thuộc vào trị số  và

K_sd, l_d là trị số tương ứng hệ số nền yêu cầu (MN/m³), và đặc trưng đàn hồi của tấm (m), tuân theo điều kiện cường độ mặt đường (xem công thức H.1);

K_s, l là trị số tương ứng hệ số nền yêu cầu (MN/m³), và đặc trưng đàn hồi của tấm (m), nằm trên nền đất;

D_r là đường kính quy ước diện tích truyền tải từ tấm mặt đường trên móng nhân tạo (m):

E_c - mô đun đàn hồi vật liệu móng (MPa) lấy theo Phụ lục C;

k_w - hệ số lấy bằng:

K_α là hệ số lấy phụ thuộc vào tỷ số bán kính đường tròn R_e bằng diện tích vệt bánh của càng máy bay và đặc trưng đàn hồi tấm ld:

Hình H.2 - Biểu đồ xác định

Phụ lục I

(Tham khảo)

Các thông số cốt thép xây dựng

Bảng I.1: Các đặc trưng cơ học của cốt thép

Bảng I.2: Cường độ tiêu chuẩn, cường độ tính toán và Mô đun đàn hồi của một số nhóm thép

Phụ lục J

(Tham khảo)

Các loại khe

KHE GIÃN

CHÚ THÍCH:

1) Phần khe tô đậm chèn bằng chất trám khe

Hình J.1 - Các loại khe mặt đường cứng và các chi tiết

KHE CO

CHÚ THÍCH:

1) Phần khe tô đậm chèn bằng chất trám khe

Hình J.1 - Các loại khe mặt đường cứng và các chi tiết (tiếp theo)

CHÚ THÍCH:

1) Chất trám khe có khả năng chống thấm nước, dễ rót dễ đổ tạo hình và ổn định theo yêu cầu trong khai thác.

2) Vật liệu gioăng chèn khe phải phù hợp với chất trám khe, có kích thước và hình dạng dễ chèn theo kích thước khe.

3) Chất chèn khe ngang vuông góc với đường CHC lõm 10-13 mm để thoát nước.

4) Làm vát cạnh khe như chi tiết 2,3 khi mặt đường chịu mật độ chuyển động cao.

Hình J.1 - Các loại khe mặt đường cứng và các chi tiết (kết thúc)

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] 22TCN 333-06 Quy trình đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm.

[2] TCCS 02 : 2009 /CHK Quy trình thiết kế mặt đường sân bay.

[3] Đề tài cấp Cục “Qui trình thiết kế mặt đường cứng sân bay” năm 2000-2001.

[4] 06 TCN 363 - 87 Sân bay quân sự cơ bản- Tiêu chuẩn thiết kế.

[5] AC 150/5320-6 Airport Pavement Design and Evaluation của Cục Hàng không Liên bang Mỹ.

[6] AC 150/5370 -10 Standards for Specifying Construction of Airport.

[7] AC 150/ 5320- 6C Planning the State airport System - June 1978.

[8] AC No: 150/5380-6A Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements (Thông tư số: 150/5380-6A Hướng dẫn và Quy trình bảo dưỡng duy tu mặt đường sân bay của Cục Hàng không Liên bang Mỹ).

[9] AC No: 150/5370-11 Use of Nondeductive Testing Devices to the Evaluation of Airport Pavements (Sử dụng phương pháp thử nghiệm không phá huỷ để đánh giá mặt đường sân bay của Cục hàng không liên bang Mỹ).

[10] Planning and design of airport - by Frank McKelvey - 1986.

[11] Planning and design of airport - by Robert Horonieff and Frank McKelvey - 1996.

[12] Cтроительные Hормы и Правила - Аэродромы - CHиП 3.06.06-88 (Tiêu chuẩn và Nguyên tắc xây dựng sân bay CHUΠ 3.03.06.88).

[13]CH 121-73 Cтроительные Hорм - Указания по Производству и Приемке Аэродромно - Строительных Работ (CH 121-73 Tiêu chuẩn xây dựng - Chỉ dẫn thi công và nghiệm thu các công việc xây dựng sân bay).

[14] СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.

[15] ГОСТ 23558-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства.

[16] Изыскания и Проэктирование Аэродромов - Москва 1982 (Khảo sát và thiết kế sân bay - Matxcơva 1982).

[17] Изыскания и Проектирование Аэродроммов - Справочник- Москва 1979 (Khảo sát và thiết kế sân bay - Sổ tay hướng dẫn - Matxcơva 1979).

MỤC LỤC

Lời nói đầu ............................................................................................................................

1 Phạm vi áp dụng ................................................................................................................

2 Tài liệu viện dẫn..................................................................................................................

3 Thuật ngữ và định nghĩa.....................................................................................................

4 Ký hiệu và chữ viết tắt .......................................................................................................

5 Những nội dung thiết kế mặt đường sân bay ....................................................................

5.1 Yêu cầu thiết kế ..............................................................................................................

5.2 Tải trọng trên mặt đường ................................................................................................

5.3 Các lớp cấu tạo mặt đường ............................................................................................

5.4 Phân loại mặt đường ......................................................................................................

5.5 Phân chia khu vực mặt đường .......................................................................................

6 Vật liệu cấu tạo mặt đường sân bay và các chỉ tiêu thiết kế .............................................

6.1 Bê tông xi măng ..............................................................................................................

6.2 Cốt thép ..........................................................................................................................

6.3 Thanh truyền lực.............................................................................................................

6.4 Vật liệu chèn khe ...........................................................................................................

6.5 Vật liệu ngăn cách .........................................................................................................

6.6 Vật liệu cấu tạo móng mặt đường cứng ........................................................................

6.7 Vật liệu cấu tạo mặt đường mềm....................................................................................

6.8 Nền đường .....................................................................................................................

7 Yêu cầu khảo sát và thí nghiệm.........................................................................................

7.1 Yêu cầu khảo sát và thí nghiệm nền đất.........................................................................

7.2 Yêu cầu thí nghiệm móng đường ..................................................................................

7.3 Yêu cầu thí nghiệm mặt đường .....................................................................................

7.4 Yêu cầu tổng thể.............................................................................................................

8 Mặt đường mềm sân bay...................................................................................................

8.1 Cấu tạo mặt đường mềm sân bay .................................................................................

8.1.1 Nguyên tắc cấu tạo .....................................................................................................

8.1.2 Cấu tạo các lớp............................................................................................................

8.2 Tính toán mặt đường mềm xây dựng mới .....................................................................

8.2.1 Cơ sở tính toán ............................................................................................................

8.2.2 Các hệ số tính toán.......................................................................................................

8.2.3 Tính toán mặt đường mềm xây dựng mới ...................................................................

8.3 Thiết kế cải tạo mặt đường mềm cũ ...............................................................................

8.3.1 Đánh giá chất lượng mặt đường cũ và các thông số tính toán ...................................

8.3.2 Cơ sở thiết kế và các hệ số tính toán ..........................................................................

8.3.3 Nguyên tắc tính toán cải tạo tăng cường mặt đường mềm cũ .....................................

9. Mặt đường cứng sân bay ..................................................................................................

9.1 Cấu tạo mặt đường cứng sân bay....................................................................................

9.1.1 Nguyên tắc cấu tạo........................................................................................................

9.1.2 Cấu tạo các lớp ............................................................................................................

9.1.3 Kích thước tấm và cấu tạo khe......................................................................................

9.2 Tính toán thiết kế mặt đường cứng xây dựng mới ..........................................................

9.2.1 Cơ sở tính toán thiết kế ................................................................................................

9.2.2 Các hệ số tính toán ......................................................................................................

9.2.3 Trình tự tính toán mặt đường cứng một lớp .................................................................

9.3 Thiết kế mặt đường hai lớp và tăng cường mặt đường cứng cũ.....................................

9.3.1 Đánh giá chất lượng mặt đường cũ và các thông số tính toán.....................................

9.3.2 Cơ sở thiết kế và các hệ số tính toán ...........................................................................

9.3.3 Nguyên tắc tính toán mặt đường cứng hai lớp và kết cấu tăng cường ........................

Phụ lục A (Quy định) Khu vực khí hậu đường phục vụ thiết kế mặt đường sân bay.............

Phụ lục B (Quy định) Phân loại đất.........................................................................................

Phụ lục C (Quy định) Các chỉ tiêu tính toán của đất ..............................................................

Phụ lục D (Tham khảo) Xác định hệ số nền tương đương.....................................................

Phụ lục E (Quy định) Xác định ứng suất nén trong đất do tải trọng khai thác và tải trọng bản thân kết cấu .............................................................................................................................

Phụ lục F (Quy định) Đặc tính vật liệu cấu tạo mặt đường sân bay ......................................

Phụ lục G (Quy định) Biểu đồ và các bảng tính mặt đường sân bay.....................................

Phụ lục H (Tham khảo) Tính toán móng nhân tạo dưới mặt đường cứng bằng vật liệu gia cố chất kết dính ...........................................................................................................................

Phụ lục I (Tham khảo) Các thông số cốt thép xây dựng.........................................................

Phụ lục J (Tham khảo) Các loại khe .......................................................................................

Thư mục tài liệu tham khảo ....................................................................................................