BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN THANH THẢO KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CẤP PHỐI ĐÁ DĂM LÀM MÓNG ĐƯỜNG Ở ĐỒNG NAI VÀ KIẾN NGHỊ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG HỢP LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN THANH THẢO KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CẤP PHỐI ĐÁ DĂM LÀM MÓNG ĐƯỜNG Ở ĐỒNG NAI VÀ KIẾN NGHỊ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG HỢP LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ VĂN BÁCH Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài: - Cùng với trình cơng nghiệp hố, đại hố đất nước, ngành giao thông vận tải nước ta phát triển với tốc độ nhanh đạt thành tựu đáng kể Ngoài nổ lực thân, biết tiếp thu vận dụng cách hợp lý tiến mặt công nghệ, vật liệu xây dựng cơng trình, có việc sử dụng cấp phối đá dăm làm móng đường - Tuy nhiên sau gần hai thập niên sử dụng cấp phối đá dăm làm móng đường nước nói chung khu vực Đồng Nai nói riêng xảy nhiều vấn đề mà chúng cần phải xem xét Vì việc khảo sát đánh giá chất lượng cấp phối đá dăm làm móng đường kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý có ý nghĩa quan trọng việc thiết kế, thi công, nghiệm thu khai thác cơng trình địa bàn tỉnh II Mục tiêu nghiên cứu đề tài: - Khảo sát đánh giá lại chất lượng nguồn cấp phối đá dăm cung cấp cho cơng trình địa bàn Đồng Nai - Thông qua việc nghiên cứu thành phần hạt tiêu lý cấp phối đá dăm phịng thí nghiệm, đồng thời khảo sát thực tế cơng trình thi công địa bàn tỉnh Đồng Nai, kiến nghị đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý cấp phối đá dăm làm móng đường địa bàn tỉnh III Đối tượng nghiên cứu: - Nghiên cứu thành phần hạt tiêu lý cấp phối đá dăm địa bàn Đồng Nai - Nghiên cứu công nghệ thi công cấp phối đá dăm số cơng trình địa bàn Đồng Nai - Nghiên cứu giải pháp sử dụng hợp lý cấp phối đá dăm làm móng đường địa bàn Đồng Nai GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: IV Phạm vi nghiên cứu: - Điều tra khảo sát nguồn cung cấp xác định tiêu lý cấp phối đá dăm sử dụng địa bàn tỉnh Đồng Nai - Khảo sát xác định tiêu lý công nghệ thi công cấp phối đá dăm số cơng trình thực tế địa bàn Đồng Nai V Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu chất lượng cấp phối đá dăm mỏ đá cung cấp cho cơng trình cơng nghệ thi cơng cơng trình sử dụng cấp phối đá dăm làm móng đường địa bàn Đồng Nai - Trên cở sở phân tích, đánh giá thành phần hạt, tiêu lý cấp phối đá dăm, đồng thời tổng kết kinh nghiệm thực tế q trình thi cơng để đề giải pháp sử dụng hợp lý cấp phối đá dăm làm móng đường địa bàn tỉnh VI Kết cấu luận văn: Luận văn gồm chương: - Chương 1: Tình hình sử dụng cấp phối đá dăm làm móng đường địa bàn Đồng Nai - Chương 2: Điều tra, khảo sát nguồn cung cấp cấp phối đá dăm xác định tiêu cấp phối đá dăm sử dụng địa bàn Đồng Nai Khảo sát xác định tiêu lý cấp phối đá (0x4)cm công nghệ thi cơng số cơng trình thực tế địa bàn Đồng Nai - Chương 3: Nghiên cứu giải pháp sử dụng hợp lý cấp phối đá (0x4)cm khai thác sử dụng làm móng đường địa bàn Đồng Nai - Chương 4: Kết luận kiến nghị GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: CHƯƠNG TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CẤP PHỐI ĐÁ DĂM LÀM MÓNG ĐƯỜNG TRÊN ĐỊA BÀN ĐỒNG NAI 1.1 Giới thiệu chung cấu tạo phân loại áo đường: 1.1.1 Cấu tạo áo đường: Áo đường cơng trình xây dựng đường nhiều tầng lớp vật liệu có cường độ độ cứng lớn so với đất đường để phục vụ cho việc xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại thường xuyên phượng tiện giao thông nhân tố thiên nhiên (như mưa, thay đổi nhiệt độ ) Khi xe chạy, lực tác dụng lên áo đường gồm có thành phần: lực thẳng đứng tải trọng xe lực nằm ngang sức kéo, lực hãm, lực ngang (khi xe chạy đường cong); lực từ bề mặt áo đường truyền xuống theo sơ đồ (hình 1.1.1); bề mặt áo đường z = p (p áp lực thẳng đứng tải trọng bánh xe nặng truyền xuống qua diện tích vệt tiếp xúc lốp xe với áo đường) x = (0.2-:0.3)p xe chạy, (0.75-:-0.85)p xe hãm Cứ theo lực ngang chủ yếu tác dụng lên gần mặt áo đường mà không truyền sâu xuống lớp nên gây trạng thái ứng suất lớp kết cấu áo đường làm cho vật liệu bị xơ trượt, bong bật, bào mòn dẫn đến phá hoại Ngược lại, lực thẳng đứng truyền xuống sâu cho tới đất (trong phạm vị tác dụng đường) GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: x z z - ứ ng suất lực thẳng đứng x - ứ ng suất lực nằm ngang Hình 1.1.1a Sơ đồ phân bố ứng suất kết cấu áo đừơng theo chiỊu s©u Như vậy, mặt chịu lực kết cấu áo đường cần phải có nhiều tầng, lớp có nhiệm vụ khác để đáp ứng yêu cầu chịu lực khác theo chiều sâu nói (KÕt cấu tổng thể mặt đờng) (Subgrade) Lớp đáy móng (Capping layer) Kết cấu áo đờng Lớp móng dới (Sub-base) (Pavement structure) Lớp mặt (Surfacing) áo đờng (hay kết cấu áo đờng) Tầng mặt Lớp móng (Base) Khu vực tác dụng 80-100 cm Lớp tạo nhám (nếu có) TÇng mãng Trên thực tế kết cấu áo đường bao gồm tầng, lớp sau: (Hình 1.1.1b: Sơ đồ tầng, lớp kết cấu áo đường mềm kết cấu - áo đường) 1.1.2 Phân loại áo đường: GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: - Theo đặc tính phạm vi sử dụng áo đường phân thành cấp: cấp cao A1, A2; cấp thấp B1, B2: - Về vật liệu cấu trúc vật liệu tầng lớp áo đường gồm loại sau đây: + Các tầng lớp áo đường làm vật liệu đất, đá thiên nhiên có cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá nguyên lý cấp phối Điển hình theo nguyên lý đá chèn đá lớp áo đường đá macadam theo nguyên lý cấp phối lớp áo đường cấp phối đá dăm + Các tầng lớp áo đường làm vật liệu đất, đá thiên nhiên có trộn thêm chất kết dính vơ (xi măng, vơi ) loại cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá nguyên lý cấp phối có trộn thêm tỉ lệ xi măng vôi định dạng vữa (chất liên kết trộn trước với cát nước) dạng bột (chất liên kết trộn trực tiếp) + Các tầng lớp áo đường làm vật liệu đất, đá thiên nhiên có trộn thêm chất kết dính hữu (bitum, grudrong) loại cấu trúc theo nguyên lý đá chèn đá nguyên lý cấp phối có tưới trộn với tỉ lệ nhựa bitum grudrong dạng nhựa đặc đun nóng, nhựa lỏng, nhũ tương hay nhựa pha loãng - Về đặc điểm tính tốn cường độ áo đường người ta chia làm hai loại chính: áo đường cứng, áo đường mềm + Áo đường cứng loại kết cấu áo đường có độ cứng lớn, mơ đun đàn hồi cao hẳn so với đất đặc biệt có khả chịu uốn lớn Do làm việc theo nguyên lý đàn hồi phân bố áp lực tải trọng xe chạy xuống đất diện tích rộng + Áo đường mềm loại kết cấu áo đường với tất lớp có khả chịu uốn nhỏ (hoặc khơng có khả chịu uốn) tác dụng tải trọng xe chạy chịu nén chịu cắt trượt chủ yếu Ngoài cường độ khả GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: chống biến dạng thay đổi phụ thuộc vào thay đổi nhiệt độ độ ẩm 1.2 Giới thiệu chung cấu tạo yêu cầu vật liệu làm lớp móng áo đường: 1.2.1 Cấu tạo tầng móng: Như phân tích mục 1.1.1 xem tầng móng chịu lực thẳng đứng (lực ngang tắt nhanh phạm vi tầng mặt), đồng thời có chức phân bố ứng suất tải trọng xe gây xuống đất Vật liệu tầng móng dùng loại khơng có chất liên kết phải đảm bảo có độ cứng định đủ độ chặt để khơng tích lũy biến dạng dư có cường độ giảm dần theo chiều sâu, tầng móng thường gồm vài lớp vật liệu khác với vật liệu có cường độ thấp bố trí (có thể tận dụng vật liệu chỗ làm lớp móng dưới) Riêng trường hợp đường nhiều xe nặng, lưu lượng xe lớn đường cao tốc, lớp móng thường dùng loại vật liệu có sử dụng thêm chất liên kết (vô hữu cơ) 1.2.2 Một số nguyên tắc quan điểm chung thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường: - Phải tuân theo nguyên tắc thiết kế tổng thể mặt đường - Phải trọng tận dụng vật liệu chỗ - Chú trọng điều kiện thi công tu bảo dưỡng - Quan tâm đến chức chịu lực tác dụng nhân tố thiên nhiên - Các lớp kết cấu có bề dày thích đáng phù hợp với kích cỡ vật liệu (khơng bố trí bề dày lớp nhỏ 1,5 lần kích cỡ hạt cốt liệu lớn nhất, phù hợp với công nghệ thi công, phải đảm bảo chiều dày lớp móng lớn bề dày tối thiểu) 1.2.3 Lựa chọn vật liệu làm lớp móng đường: GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: Trong xây dựng đường ô tô nay, vật liệu làm lớp móng kết cấu áo đường đa dạng tình hình phân bố khác Có thể tổng hợp thành số loại sau: - Các loại móng đường đất gia cố chất liên kết vơ cơ: + Móng đường đất gia cố vơi + Móng đường đất gia cố xi măng + Móng đường cát gia cố xi măng - Các loại móng đường cấp phối đá khơng gia cố: + Móng đường cấp phối đá dăm + Móng đường cấp phối thiên nhiên (cấp phối sỏi sạn, cấp phối sỏi đỏ ) - Các loại móng đường đá dăm: + Móng đường đá dăm nước + Móng đường đá dăm kết đất dính; - Móng đường cấp phối đá gia cố chất liên kết vơ (xi măng, vơi, tro bay, xỉ lị cao …) - Các loại móng đường nhựa: + Móng đường đá dăm thấm nhập nhựa + Móng đường đá dăm thấm nhập nhũ tương + Móng đường cấp phối đá dăm trộn nhũ tương Có thể lựa chọn vật liệu làm móng sau: * Theo dẫn quy trình 22 TCN 211-06: Bảng 1.2.3 Lớp vật liệu làm móng Cấp phối đá dăm nghiền loại I (22 GVHD: TS Lê Văn Bách Phạm vi sử dụng thích hợp Vị trí móng Loại tầng mặt - Móng Cấp cao A1, A2 Điều kiện sử dụng Nếu dùng làm lớp móng cỡ hạt lớn Dmax Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: Lớp vật liệu làm móng TCN 334 -06) Phạm vi sử dụng thích hợp Vị trí móng Loại tầng mặt - Móng Cấp cao A1 Điều kiện sử dụng 25mm bề dày tối thiểu 15cm (khi số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ 15 năm nhỏ 0,1.106 tối thiểu dày 10cm) Cấp phối đá dăm nghiền loại II (22 TCN 334 -06) - Móng Cấp cao A1 - Móng Cấp cao A2 cấp thấp B1 Nếu dùng làm lớp móng Dmax=25mm; Nếu dùng làm lớp bù vênh Dmax=19mm Cấp phối thiên nhiên (22 TCN 304 03) - Móng Cấp cao A1, A2 - Móng Cấp cao A2 - Móng Như quy định 22 TCN 304 03 Cấp thấp B1, B2 (mặt) móng Đá dăm nước (22 TCN 06 -77) - Móng Cấp cao A2 - Móng Cấp thấp B1, B2 (mặt ) Phải có hệ thống rãnh xương cá nước q trình thi công sau đưa vào khai thác có khả thấm nước vào lớp đá dăm; Nên có lớp ngăn cách (vải địa kỹ thuật) lớp móng đá dăm nước với đất làm móng có tầng mặt cấp cao A2; Khơng dùng loại kích cỡ mở rộng trường hợp Bê tông nhựa rỗng theo 22 TCN GVHD: TS Lê Văn Bách - Móng Cấp cao A1 - Móng Cấp cao A2 Với loại hỗn hợp cuội sỏi, cát, trộn nhựa nguội chưa Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 94 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý 100% - - - Miền cấp phối Dmax = 25mm Miền cấp phối Dmax = 37,5mm (Theo 22 TCN 334 - 2006) Đường cong phân tích cấp phối * Hàm lượng hạt thoi dẹt = 16,77% Phần trăm trọn g lượn g lọt sàn g tích lũy (%) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0.010 0.100 1.000 100.000 10.000 0% Cỡ hạt tính bằn g milimet theo logarit (Hình 3.3.1d: Biểu đồ tiêu chuẩn CPĐD mỏ Xuân Hòa, Dmax= 50mm) Căn theo kết phân tích thể bảng 4.3.1a biểu đồ hình 4.3.1a,b,c,d rút nhận xét sau: a) Về đường cong cấp phối: Nhìn chung loại vật liệu cấp phối đá dăm sử dụng thực tế qua thí nghiệm cơng trình số mỏ cho thấy đường cong cấp phối có nhiều đoạn nằm xa so với đường cong cấp phối chuẩn Với Dmax = 50 mm, loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng: mỏ đá Tân Cang có thành phần hạt hồn tồn nằm đường cong cấp phối quy định, mỏ đá Đồi Chùa mỏ đá Xuân Hòa thừa thành phần hạt lớn, thiếu thành phần hạt nhỏ Với Dmax = 37,5 mm, loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng: mỏ đá SokLu có thành phần hạt hồn tồn nằm đường cong cấp phối quy định, mỏ đá Tân Cang thừa thành phần hạt lớn, mỏ đá Đồi Chùa mỏ đá Xuân Hòa thừa thành phần hạt lớn, thiếu thành phần hạt nhỏ GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 95 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Với Dmax = 25 mm, loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng: mỏ đá SokLu mỏ đá Tân Cang 3, mỏ đá Đồi Chùa mỏ đá Xuân Hòa nằm miền cấp phối quy định, thừa thành phần hạt lớn, thiếu thành phần hạt nhỏ b) Về đường kính Dmax: Tiêu chuẩn 22 TCN 334-06: đưa loại cấp phối với Dmax = 37,5 mm; Dmax = 25 mm Dmax = 19 mm Các loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng: mỏ đá Tân Cang 3, mỏ đá Đồi Chùa 2, mỏ đá Xn Hịa có Dmax = 50 mm; mỏ đá SokLu có Dmax = 37,5 mm 3.3.3 Nhận xét số LA, dung trọng khô, CBR, Eđh, hàm lượng hạt dẹt, hệ số rải, số công lu lèn: 3.3.3.1 Nhận xét số LA: Các quy định tiêu chuẩn vật liệu bảng 4.3.1b cho thấy số LA nhỏ chọn nằm khoảng (35 - 40)% Tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 quy định (loại I: LA = 35%, loại II: LA = 40%) Các loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng có giá trị nhỏ quy định, cụ thể: Mỏ đá SokLu có LA = 28,54%, mỏ đá Tân Cang có LA = 22,18%, mỏ đá Đồi Chùa có LA = 22,96%, mỏ đá Xn Hịa có LA = 25,32% Do khẳng định đá gốc dùng để chế tạo cấp phôi đá dăm đảm bảo yêu cầu 3.3.3.2 Nhận xét số CBR: Tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 quy định: CPĐD loại I CBR ≥ 100%, CPĐD loại II không quy định Các loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng: - Thí nghiệm phịng: Mỏ đá SokLu có CBR = 107,33 > 100%, mỏ đá Tân Cang có CBR = 105,33 > 100% phù hợp với CPĐD loại I tiêu chuẩn 22 TCN 334-06; mỏ đá Đồi Chùa CBR = 97,33 < 100%, mỏ đá Xuân Hòa có CBR = 99,67% < 100% phù hợp với CPĐD loại II tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 96 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Như vậy, giá trị CBR thí nghiệm phịng phù hợp với cấp phối đá dăm loại I, trừ mỏ đá đá Đồi Chùa 2, Xuân Hòa, phù hợp với cấp phối đá dăm loại II 3.3.3.3 Nhận xét dung trọng khô: Dung trọng khơ xác định phịng thí nghiệm: Mỏ đá SokLu có max = 2,306g/cm3; mỏ đá Tân Cang max = 2,293 g/cm3¸ mỏ đá Đồi Chùa có max = 2,294g/cm3, mỏ đá Xn Hịa có max = 2,290 g/cm3 Dung trọng khơ trung bình xác định ngồi trường Cơng trình Võ Dõng SokLu có max = 2,404 g/cm3 Như vậy, loại cấp phối dăm thực tế sử dụng dễ cho độ chặt đạt yêu cầu (K ≥ 0,98) loại đá có thành phần hạt tốt độ chặt đạt cao Cụ thể: max (mỏ đá SokLu ) = 2,306 g/cm3 > max (mỏ đá Tân Cang 3) = 2,293 g/cm3 > max (mỏ đá Đồi Chùa ) = 2,294 g/cm3 > max (mỏ đá Xuân Hòa ) = 2,290 g/cm3 3.3.3.4 Nhận xét mo đun đàn hồi: Tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 quy định: CPĐD loại I Eđh = 2500 - 3000 daN/cm2, CPĐD loại II Eđh = 2000 - 2500 daN/cm2 Các loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng: - Khi thí nghiệm phịng thí nghiệm: mỏ đá SokLu có Eđh = (2575 2703)daN/cm2, mỏ đá Tân Cang có Eđh = (2536 - 2606) daN/cm2, mỏ đá Đồi Chùa có Eđh = (2484 - 2652) daN/cm2, mỏ đá Xuân Hịa có Eđh = (2345 - 2635) daN/cm2 - Khi thí nghiệm trường: cơng trình Võ Dõng - SokLu có giá trị mơ đun đàn hồi trung bình Eđh = (2250 - 3450) daN/cm2 Như vậy, mô đun đàn hồi vật liệu CPĐD thí nghiệm phòng trường phù hợp với quy định tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 Tuy nhiên, mô đun đàn hồi trường đo lần thí nghiệm có thay đổi lớn 3.3.3.5 Nhận xét hàm lượng hạt dẹt: GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 97 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 quy định: hàm lượng hạt dẹt ≤ 15% Các loại cấp phối đá dăm thực tế sử dụng có hàm lượng hạt dẹt < 15% phù hợp với tiêu chuẩn 22 TCN 334-06; trừ mỏ đá Đồi Chùa 15,54% > 15%, mỏ đá Xuân Hòa 16,67% > 15% không phù hợp với tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 3.3.3.6 Nhận xét hệ số rải: Hệ số rải: hệ số rải tùy thuộc vào độ ẩm vật liệu tay nghề công nhân san, với độ chặt K ≥ 0,98 hệ số rải tương ứng Krải = 1,25 - 1,35 3.3.3.7 Nhận xét số ca lu lèn: - Thực tế thi công: thường sử dụng loại lu lu bánh sắt (8 – 10) lu rung 25 tấn, số ca lu thực tế sau: - Đối với đường làm mới: + Lu bánh sắt (8 – 10) tấn: (0,50 - 0,55) ca/100m2 + Lu rung 25 tấn: (0,15 - 0,18) ca/100m2 - Đối với đường nâng cấp cải tạo: + Lu bánh sắt (8 – 10) tấn: (1,4 - 1,6) ca/100m2 + Lu rung 25 tấn: (0,14 - 0,16) ca/100m2 Móng CPĐD dùng cho đường nâng cấp cải tạo thường vừa thi cơng vừa phải đảm bảo giao thơng phải dùng số ca lu tăng nhiều so với đường làm mới, cụ thể tăng công lu bánh sắt (8 – 10) 3.4 Giải pháp sử dụng hợp lý cấp phối đá dăm làm móng đường tơ (móng móng dưới) địa bàn T Đồng Nai: Qua khảo sát nhận thấy nguồn cung cấp cho cơng trình xây dựng địa bàn Đồng Nai mỏ SokLu Tân Cang Qua tổng kết thí nghiệm thấy nguồn đá SokLu 6, Tân Cang có thành phần cấp phối hạt chủ yếu nằm vùng cấp phối đá dăm loại II phần nằm vùng cấp phối đá dăm loại I tiêu chuẩn 22 TCN 334-06, nguồn đá Đồi Chùa Xuân Hòa có thành phần GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 98 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý cấp phối năm vùng cấp phối đá dăm loại I, II tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 Vì vậy, tiến hành thiết kế lại thành phần hạt nguồn cung cấp đá này: - Nguồn đá SokLu thiết kế lại với đường cong cách tăng thêm 9,4% hạt từ 9,5mm trở xuống (0,1% hạt 0,075, 4% hạt 0,425mm; 4,9% hạt 2,36mm, 0,4% hạt 9,5mm) để đường cong cấp phối nằm vùng loại I cấp phối đá dăm theo phân loại tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 (bảng 4.4.1a) Bảng 3.4.1a TL tích lũy % TL tích % TL lọt sàng lũy sàng tích (g) sàng lũy 0 0,00 100,00 37.5 0 0,00 100,00 25.0 1402 1402 12,03 87,97 19.0 1390 2792 23,95 76,05 12.5 2619 5411 46,42 53,58 9.5 1743 7154 61,37 38,63 4.8 1293 8490 72,83 27,17 2.36 1628 10118 86,79 13,21 0.425 1063 11350 97,36 2,64 0.075 202 11658 100,00 0,00 < 0.075 0 0,00 100,00 Kích thước lỗ Khối lượng sàng(mm) sàng bình quân (g) 50.0 (Bảng 3.4.1a: Thành phần hạt CPĐD mỏ đá Soklu thiết kế lại) GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 99 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Phaàn trăm trọn g lượn g lọt sàn g tích lũy (%) 100% - - - Miền cấp phối Dmax = 25mm Miền cấp phối Dmax = 37,5mm (Theo 22 TCN 334 - 06) Đường cong phân tích cấp phối * Hàm lượng hạt thoi dẹt = 12,05% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000 0% Cỡ hạt tính bằn g milimet theo logarit (Hình 3.4.1a: Biểu đồ đường cong cấp phối thiết kế lại theo 22 TCN 334-2006) - Nguồn đá Tân cang thiết kế lại với đường cong cách tăng thêm 24,2% hạt từ (2,36-:-25)mm (3,8% hạt 2,36mm; 8% hạt 4,75mm; 5% hạt 9,5mm; 3,2% hạt 19mm; 4,2% hạt 25mm); đồng thời loại bỏ 2,53% hạt 37,5mm để đường cong cấp phối nằm vùng loại I cấp phối đá dăm theo phân loại tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 (bảng 3.4.1b) (Bảng 3.4.1b: Thành phần hạt CPĐD mỏ đá Tân Cang thiết kế lại) TL tích lũy % TL tích % TL lọt sàng lũy sàng tích (g) sàng lũy 0 0,00 100,00 37.5 0 0,00 100,00 25.0 3013 3013 18,65 81,35 19.0 1933 4946 30,62 69,38 9.5 3033 7979 49,40 50,60 Kích thước lỗ Khối lượng sàng(mm) sàng bình quân (g) 50.0 GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 100 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý 4.8 2157 10136 62,75 37,25 2.36 1662 11798 73,04 26,96 0.425 2240 14038 86,91 13,09 0.075 1227 15265 94,51 5,49 < 0.075 887 16152 100,00 0,00 Phaàn trăm trọn g lượn g lọt sàn g tích lũy (%) 100% - - - Miền cấp phối Dmax = 25mm Miền cấp phối Dmax = 37,5mm (Theo 22 TCN 334 - 06) Đường cong phân tích cấp phối * Hàm lượng hạt thoi dẹt = 14,26% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000 0% Cỡ hạt tính bằn g milimet theo logarit (Hình 3.4.1b: Biểu đồ đường cong cấp phối thiết kế lại theo 22 TCN 334-2006) - Nguồn đá Đồi Chùa thiết kế lại với đường cong cách tăng thêm 1,9% hạt 0,425mm; đồng thời loại bỏ 2,9% hạt 37,5mm để đường cong cấp phối nằm vùng loại II cấp phối đá dăm theo phân loại tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 (bảng 4.4.1c) Bảng 3.4.1c Kích thước lỗ Khối lượng sàng TL tích lũy sàng(mm) bình qn (g) sàng (g) GVHD: TS Lê Văn Bách % TL tích % TL lọt lũy sàng tích sàng lũy Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 101 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý 50.0 0 0,00 100,00 37.5 0 0,00 100,00 25.0 1458 1458 13,55 86,45 19.0 1390 2848 26,47 73,53 9.5 2619 5467 50,82 49,18 4.8 1743 7210 67,02 32,98 2.36 1638 8848 82,25 17,75 0.425 1064 9912 92,14 7,86 0.075 634 10546 98,04 1,96 < 0.075 211 10757 100,00 0,00 (Bảng 3.4.1c: Thành phần hạt CPĐD mỏ đá Đồi Chùa thiết kế lại) Phần trăm trọng lượng lọt sàng tích lũy (%) 100% - - - Miền cấp phối Dmax = 25mm Miền cấp phối Dmax = 37,5mm (Theo 22 TCN 334 - 06) Đường cong phân tích cấp phối * Hàm lượng hạt thoi dẹt = 16,02% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000 0% Cỡ hạt tính bằn g milimet theo logarit (Hình 3.4.1b: Biểu đồ đường cong cấp phối thiết kế lại theo 22 TCN 334-2006) - Nguồn đá Xuân Hòa thiết kế lại với đường cong cách tăng thêm 13,7% hạt 0,425mm (2,4% hạt 0,075mm; 2,3% hạt 0,425mm; 2% hạt 2,36mm; 3% hạt 4,8mm; 1% hạt 9,5mm; 3% hạt 19mm); đồng thời loại bỏ 2,9% hạt 37,5mm để đường cong cấp phối nằm vùng loại II cấp phối đá dăm theo phân loại tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 (bảng 3.4.1d) GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 102 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Bảng3.4.1d % TL tích % TL lọt lũy sàng tích sàng lũy 0,00 100,00 0 0,00 100,00 25.0 2131 2131 18,53 81,47 19.0 1722 3852 33,51 66,49 9.5 2730 6582 57,24 42,76 4.8 2075 8656 75,29 24,71 2.36 1056 9713 84,47 15,53 0.425 892 10605 92,23 7,77 0.075 682 11287 98,17 1,83 < 0.075 211 11498 100,00 0,00 Kích thước lỗ Khối lượng sàng TL tích lũy sàng(mm) bình quân (g) sàng (g) 50.0 37.5 (Bảng 3.4.1d: Thành phần hạt CPĐD mỏ đá Xuân Hòa thiết kế lại) Phần trăm trọng lượng lọt sàng tích lũy (%) 100% - - - Miền cấp phối Dmax = 25mm Miền cấp phối Dmax = 37,5mm (Theo 22 TCN 334 - 06) Đường cong phân tích cấp phối * Hàm lượng hạt thoi dẹt = 17,06% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000 0% Cỡ hạt tính bằn g milimet theo logarit GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai Trang 103 kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý (Hình 3.4.1d: Biểu đồ đường cong cấp phối thiết kế lại theo 22 TCN 334-2006) Bảng 3.4.1e Bảng so sánh kết qủa thí nghiệm Các tiêu Tên mỏ Trước thiết kế lại thành Mỏ Đồi phần hạt Chùa Sau thiết kế lại thành phần hạt Trước thiết kế lại thành Mỏ Xuân phần hạt Hòa Sau thiết kế lại thành phần hạt ℽkmax Độ ẩm CBR Eđhvl (g/cm3) (%) (%) (kG/cm2) 2,294 6,260 97,33 2484 - 2652 2,296 6,267 101,23 2462 - 2722 2,290 6,267 99,67 2245 - 2635 2,295 6,277 102,00 2457 - 2790 Nhận xét: Sau thiết kế lại thành phần hạt nhận thấy tất tiêu cấp phối đá dăm tăng lên rõ rệt Như vậy, việc thiết kế lại thành phần hạt khả thi GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: 104 CHƯƠNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Những kết luận chung luận văn: - Cấp phối đá dăm loại vật liệu sử dụng làm móng mặt đường tốt sử dụng rộng rãi thực tế xây dựng đường ô tô tương lai - Trữ lượng cấp phối đá dăm cung cấp cho Đồng Nai dồi dào, chất lượng đá gốc tốt, khả khai thác tốt, tất mỏ thuận lợi đường vận chuyển - Quy trình sản xuất cấp phối đá dăm mỏ cung cấp cho Đồng Nai không theo quy định thống nhất, sản phẩm cấp phối đá dăm chủ yếu phế phẩm sau sản xuất đá 1x2, 2x4 quy trình chế tạo chưa chặt chẽ (thiếu khâu kiểm tra trước đưa sản phẩm sản xuất) dẫn đến sản phẩm tạo cho chất lượng không đồng đều, đơn giá cấp phối đá dăm mỏ khác cung cấp cho địa bàn T Đồng Nai tỉnh lân cận chênh lệch lớn - Cấp phối đá dăm sử dụng làm móng đường Đồng Nai vùng lân cận khơng có phân biệt rõ ràng, với tên gọi chung cấp phối (0x4)cm không thuộc loại I loại II theo cách phân loại tiêu chuẩn ngành 22 TCN 334-06 dùng chung cho lớp móng lẫn móng Như vậy, việc sử dụng cấp phối đá dăm không hợp lý - Trên thực tế đơn vị tư vấn thiết kế kết cấu áo đường mềm có sử dụng cấp phối (0x4)cm với chức thông số thiết kế khác Điều gây nhiều khó khăn thiết kế, thi công, kiểm tra nghiệm thu lớp cấp phối (0x4)cm Khi cơng trình xây dựng xong khơng thể thực toán - Đường cong cấp phối cấp phối đá dăm thực tế sử dụng địa bàn Đồng Nai: nhìn chung tiêu chuẩn vật liệu cấp phối đá dăm tiêu chuẩn 22 GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: 105 TCN 334-06 dựa sở lý thuyết cấp phối chặt Talbot với giá trị n khoảng 0,3-0,5 Các loại vật liệu cấp phối đá (0x4)cm sử dụng thực tế qua thí nghiệm cơng trình số mỏ thấy đường cong cấp phối có số kích cỡ hạt khơng phù hợp với đường cong cấp phối chuẩn Talbot so với tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 Đa số mỏ có thành phần hạt nằm gần miền cấp phối đá dăm loại II theo tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 - Các tiêu lý cấp phối đá dăm thực tế sử dụng địa bàn Đồng Nai: đa số nằm gần miền quy định cấp phối đá dăm loại II tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 - Công nghệ thi công cấp phối đá dăm thực tế sử dụng địa bàn Đồng Nai: thường dùng máy san để san vật liệu điều dẫn đến cấp phối đá dăm dễ bị phân tầng, chất lượng không đồng thay đổi lớn (chỉ tiêu lý đo trường có chênh lệch lớn điểm) Ngồi ra, để đảm bảo lu lèn đạt độ chặt yêu cầu cần phải tăng số ca lu so với thiết kế quy định 4.2 Những kiến nghị: - Kết thí nghiệm thành phần hạt tiêu lý cho thấy vật liệu cấp phối đá (0x4)cm sử dụng Đồng Nai thuộc cấp phối đá dăm loại II tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 Việc áp dụng tiêu cho cấp phối đá dăm cung cấp cho địa bàn Đồng Nai thiết kế, thi cơng nghiệm thu, tốn áp dụng theo quy định cấp phối đá dăm loại II (chỉ nên làm lớp móng dưới) - Đối với mỏ đá có sản phẩm khơng đạt theo tiêu chuẩn 22 TN 334-06 (tỷ lệ hạt to chiếm nhiều quy định) sử dụng đường cấp thấp, vùng có mực nước ngầm thấp dự án sử dụng tiêu chuẩn nước với yêu cầu vật liệu thấp (quy định miền cấp phối rộng hơn) cần ý tăng cường công tác lu lèn: tăng số công lu dùng lu có tải trọng lớn - Muốn sử dụng cấp phối đá (0x4)cm thực tế sử dụng theo tiêu chuẩn cấp phối đá loại I cần phải loại bỏ hạt thừa bổ sung vào thành phần hạt loại hạt thiếu (loại hạt to, bổ sung hạt nhỏ) thành phần hạt GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: 106 vật liệu Tức phải có quy định tiêu chuẩn cụ thể nhà sản xuất cấp phối đá dăm để tạo vật liệu cấp phối đá dăm theo phân loại tiêu chuẩn 22 TCN 334-06 nay, cần phải sử dụng tên gọi loại I loại II hồ sơ thiết kế, thi công, loại biên thiết kế, thi công, kiểm tra nghiệm thu, tốn - Trong qúa trình thi cơng việc sử dụng máy rải tổ hợp lu theo quy định tiêu chuẩn hầu hết đáp ứng công trường khu vực Đồng Nai Do sử dụng máy san tổ hợp lu khác để thay việc quan trọng cần có biện pháp tránh phân tầng cho vật liệu san đảm bảo độ chặt theo yêu cầu, khơng đảm bảo u cầu thiết phải dùng máy rải để rải vật liệu cấp phối đá dăm 4.3 Hướng nghiên cứu tiếp theo: Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng hạt mịn đến số tiêu lý cấp phối đá dăm GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thiết kế đường ô tô - Tập 2; GS TSKH Nguyễn Xuân Trục, GS TS Dương Ngọc Hải; NXB Giao thông vận tải Sổ tay thiết kế đường ô tô - Tập 2; GS TSKH Nguyễn Xuân Trục, GS TS Dương Ngọc Hải, PGS TS Vũ Đình Phụng; NXB Xây dựng, 2003 Thiết kế đường ô tô - Tập 2; KS Dỗn Hoa; NXB Xây dựng, 2000 Đường tô - Tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 4054 - 05), NXB Giao thơng vận tải, 2005 Quy trình thiết kế áo đường cứng 22 TCN 233 - 95, NXB Giao thơng vận tải, 2000 Giáo trình xây dựng mặt đường tơ; Trần Đình Bửu, Nguyễn Khải, Nguyễn Quang Chiêu, NXB Giao thông vận tải, 1975 Giáo trình xây dựng mặt đường; PGS TS Nguyễn Huy Khang, GS TS Nguyễn Quang Chiêu; NXB Giao thông vận tải, 2001 Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công nghiệm thu nền, mặt đường ô tô; NXB Giao thông vận tải, 2003 Tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình giao thông - Tập XII; NXB Giao thông vận tải, 2003 10 Tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình giao thơng - Tập XIII; NXB Giao thông vận tải, 2006 11 Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - Tập X - Phương pháp thử; NXB Xây dựng, 1997 12 Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam - Tập XI - Phương pháp thử; NXB Xây dựng, 1997 13 Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm cơng trình giao thông theo AASHTO 14 Cơ sở lý thuyết kế hoạch hóa thực nghiệm 15 Hồ sơ thiết kế khai thác kết thí nghiệm mỏ đá xây dựng SokLu 6; mỏ đá Tân Cang 3, mỏ đá Đồi Chùa 2, mỏ đá Xuân Hòa 16 Hồ sơ thiết kế vẽ thi cơng cơng trình Đường Võ Dõng - SokLu GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo Luận văn cao học: Khảo sát đánh giá chất lượng CPĐD làm móng đường Đồng Nai kiến nghị giải pháp sử dụng hợp lý Trang: 108 17 Tuyển tập báo cáo - Hội thảo khoa học xây dựng cầu đường Đồng sông Cửu Long, 2006 18 Luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật; Nguyễn Văn Du; Đại học giao thông vận tải sở 19 Cơng trình mặt đường; Lục Đỉnh Trung, Trình Gia Cân; Đại học Đồng Tế Thượng Hải - 1993 (Bản dịch tiếng Việt Dương Ngọc Hải Nguyễn Quang Chiêu dịch) - NXB Giao thông vận tải, Hà Nội, 1995 20 Đường ô tô vùng nhiệt đới sa mạc; BCEOM, CEBTP; dịch từ tiếng Pháp Nguyễn Xuân Mẫn Dương Ngọc Hải dịch - NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 1994 GVHD: TS Lê Văn Bách Học viên: Nguyễn Thanh Thảo