Nghiên cứu các chỉ tiêu kỹ thuật của đá dăm tiêu chuẩn mở rộng kết hợp với cấp phối đá dăm dùng trong thiết kế, thi công và nghiệm thu kết cấu áo đường ở tây ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HUỲNH HỮU KHANG HY KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TỈNH TÂY NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Tp Hồ Chí Minh - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HUỲNH HỮU KHANG HY KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TỈNH TÂY NINH NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ: 60.58.02.05.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Tiến sĩ NGUYỄN MẠNH HÙNG Tp Hồ Chí Minh - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng cá nhân tôi, không chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng số tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang website theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2016 Tác giả ii LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn tận tình hướng dẫn, bảo suốt thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Trường Đại Học Giao thông vận tải tận tâm truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho suốt thời gian học tập vừa qua Những lời cảm ơn sau xin dành cho bố mẹ, anh, chị, em gia đình, bạn bè, hết lịng quan tâm động viên để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả Huỳnh Hữu Khang Hy iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU NINH 1.1 Tổng quan điều kiệ ịa chất, thủy văn loại vật liệu làm đường Tây Ninh 1.2 Tổng quan công nghệ sản xuất sử dụng vật liệu thi công lớp áo đường Tây Ninh 1.2 : 1.2.2 : 10 1.2.3 : 13 23 2.1 Kết cấu áo đường mềm Tây Ninh 23 2.1.1 Tổng quan hệ thống giao thông vận tải 23 2.1.2 Hiện trạng kết cấu hạ tầng giao thông 24 2.1.3 Kết cấu áo đường mềm Tây Ninh 27 36 iv 37 38 2.2 Thực trạng thiết kế 39 2.3 Thực trạng thi công 43 2.3.1 Tiêu chuẩn, quy định áp dụng: 43 2.3.2 Quá trình thi công nghiệm thu: 44 2.4 Đánh giá kết luận 67 2.4.1 Đánh giá: 67 2.4.2 Kết luận 69 CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CẦN THIẾT PHỤC VỤ CHO THIẾT KẾ, THI CƠNG VÀ NGHIỆM THU MĨNG ĐƯỜNG ĐÁ DĂM 4X6 KÍCH CỠ MỞ RỘNG 70 3.1 Thí nghiệm phịng 70 3.1.1 Đầm nén tiêu chuẩn với cối cải tiến đường kính 152,4mm ( 22 TCN 3332006) 70 3.1.2 Phương pháp xác định trị số mô đun đàn hồi Eo cách thử nghiệm phòng: 79 3.2 Thí nghiệm ngồi trường (dạng máng thí nghiệm) 85 3.2.1 Thi công Thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật thi công đất đường 85 3.2.2 Thi cơng thí nghiệm tiêu kỹ thuật lớp cấp phối sỏi đỏ 93 3.2.3 Thi cơng thí nghiệm tiêu kỹ thuật lớp móng đá dăm 4x6 kích cở mở rộng kết hợp với cấp phối đá dăm 101 3.3 Tính tốn, xử lý số lıệu, đề xuất tıêu kỹ thuật dùng thıết kế móng đá 4x6 kích cở mở rộng kết hợp vớı cấp phốı đá dăm 110 3.3.1 Tính tốn theo tiêu chuẩn ngành 211-06: 110 3.3.2 Tính tốn có kết đo cơng trình: 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hiện trạng mạng lưới đường tỉnh Tây Ninh 25 Bảng 2.2 Thống kê trạng đường tỉnh 33 Bảng 2.3 Hiện trạng hệ thống đường huyện 36 Bảng 2.4 Thống kê trạng đường xã tỉnh Tây Ninh 37 Bảng 2.5 Thống kê trạng đường thị tỉnh Tây Ninh 38 Bảng 2.6 Các tiêu lý quy định cho cốt liệu thô 44 Bảng 2.7 Phân loại, phạm vi sử dụng yêu cầu kích cỡ cốt liệu thô 45 Bảng 2.8 Yêu cầu kích cỡ thành phần hạt vật liệu chèn dùng để thi công 46 Bảng 2.9 Định mức cốt liệu thô loại vật liệu chèn dùng để thi cơng lớp móng đá 4x6 kích cỡ mở rộng dày 15 cm diện tích 10 m2 46 Bảng 2.10 Định mức cốt liệu thô loại vật liệu chèn dùng để thi cơng lớp móng dưới/ móng trên/ lớp mặt đường đá 4x6 kích cỡ mở rộng dày 12 cm diện tích 10 m2 47 Bảng 2.11 Định mức cốt liệu thô loại vật liệu chèn dùng để thi cơng lớp móng dưới/ móng trên/ lớp mặt đường đá 4x6 kích cỡ mở rộng dày 10 cm diện tích 10 m2 48 Bảng 2.12 Yêu cầu kỹ thuật nghiệm thu lớp kết cấu áo đường đá dăm nước 61 Bảng 3.1 Khối lượng mẫu thí nghiệm 72 Bảng 3.2 Các thông số tính tốn mặt lớp kết cấu: 111 Bảng 3.3 Các thơng số tính tốn mặt lớp kết cấu: 112 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Tây Ninh Hiện trạng mỏ Long Giang huyện Bến Cầu 11 12 12 13 Hình 1.6 Sơ đồ tổng quát mỏ lộ thiên .14 Hình 1.7 Các sơ đồ xúc máy xúc thuỷ lực số mỏ Tây Ninh 15 Hình 1.8 Xúc bóc máy xúc gầu (xe đào) 16 Hình 1.9 Sơ đồ trao đổi xe gương xúc 16 Hình 1.10 Sơ đồ công nghệ khai thác số mỏ đá Tây Ninh 17 Hình 1.11 Một số bãi thải số mỏ đá Tây Ninh 18 Hình 1.12 Máy bốc mỏ .18 Hình 2.1 Bản đồ trạng GTVT tỉnh Tây Ninh 26 Hình 2.2 Một số kết cấu áo đường mềm hữu tỉnh lộ 35 Hình 2.3 Một số kết cấu áo đường mềm hữu đường huyện .36 Hình 2.4 Kết cấu áo đường thiết kế có lớp đá 4x6 tỉnh Tây Ninh .42 Hình 2.5 Một số loại đá 4x6 kích cỡ mở rộng 49 Hình 2.6 Hư hỏng cục đường BourBon ĐT.784B 57 Hình 2.7 Hư hỏng trình sửa chữa đường ĐT.795 57 Hình 2.8 Mặt đường bị đùn, trồi nhựa móng đường bị lún 58 Hình 2.9 Mặt đường QL22 chằng chịt hư hỏng cục 58 Hình 2.10 Thi cơng đường ĐT.782, ĐT.784 đường Đường K48 59 Hình 3.1 Khích thước dụng cụ thí nghiệm sơ đồ đầm nén 75 Hình 3.2 Các mẩu thí nghiệm 82 Hình 3.3a Mẩu đúc xong rót vữa xi măng tự chèn 82 Hình 3.3b Kết thí nghiệm mẩu đất phịng .89 Hình 3.4 Kết thí nghiệm độ chặt đất trường 92 vii Hình 3.5 Cơng tác thi công trường .94 Hình 3.6 Kết thí nghiệm sỏi đỏ phòng 96 Hình 3.7 Thí nghiệm đo độ chặt sỏi đỏ 97 Hình 3.8 Công tác thi công sỏi trường 98 Hình 3.9 Cơng tác đo mô đun đàn hồi sỏi đỏ trường 99 Hình 3.10 Cơng tác lu lèn mặt đá trường 107 Hình 3.11 Kết thí nghiệm ta tính cường độ đàn hồi 109 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đá 4x6 sử dụng làm vật liệu lớp móng (mặt) đường đá dăm Macadam (đá dăm nước), đá có hình dạng sần sùi, sắc cạnh, kích cỡ tương đối đồng xếp cách có hệ thống để tạo thành kết cấu có cường độ cao lực ma sát (chèn móc) hịn đá lèn chặt với lực dính kết bột đá trộn với nước tạo nên Đây loại kết cấu ổn định nước, thích hợp việc sử dụng làm lớp móng (mặt) đường tơ cho tuyến đường cấp thấp, tải trọng nhỏ có lưu lượng xe thấp Loại kết cấu sử dụng phổ biến nhiều tỉnh thành phía Bắc, nơi có nhiều núi đá vơi thập niên 80 Tuy nhiên, loại đá dăm đồng kích cỡ thích hợp để làm móng (mặt) đường đá dăm nước (theo nguyên lý đá chèn đá), chủ yếu sản xuất thủ công, khối lượng nhỏ không đáp ứng (cả chất lẫn lượng) tốc độ đầu tư cở sở hạ tầng nước ta thời kỳ hội nhập Bên cạnh đó, thời gian gần đây, đá dăm chủ yếu sản xuất máy nghiền sàng khó đáp ứng yêu cầu để làm lớp đá dăm nước Vì vậy, nước giới nước ta phổ biến dùng cấp phối đá dăm thay cho đá dăm Macadam Ở phía Nam, đặc thù đá gốc chủ yếu loại đá granit, cứng nên sau sản xuất viên đá khó đảm bảo độ sần sùi, sắc cạnh khơng tạo chèn móc viên đá, nên sử dụng chủ yếu hai dạng vật liệu theo nguyên lý đá chèn đá để làm móng (mặt) đường ô tô như: Một là, sử dụng đá 4x6 5x7 làm đá kết hợp với chất kết dính đất cấp phối tự nhiên; Hai là, sử dụng đá 4x6 đá 5x7 chèn 22% cấp phối đá 0x4, hai dạng vật liệu vận dụng quy trình kỹ thuật thi cơng nghiệm thu mặt đường đá dăm nước (TCVN 9504 :2012) làm sở để thi công nghiệm thu, 102  Chuẩn bị xe máy, thiết bị thi công: Khi thi công giới cần chuẩn bị đội xe máy thiết bị gồm: - Xe quét chải mặt đường, - Xe phun tưới nước, - Thiết bị tưới nước cầm tay, - Máy rải đá thiết bị rải đá lắp vào ô tô, - Ky đá, bàn trang, chổi quét - Lu nhẹ từ T đến T lu bánh sắt từ 10T đến 12 T, - Ba-rie chắn đường, biển báo … đầy đủ theo quy định hành  Khi thi công thủ cơng:Ở cơng trình nhỏ, nơi vùng sâu vùng xa chưa có điều kiện thi cơng giới, dùng thiết bị dụng cụ thủ cơng, cải tiến nửa giới để làm lớp đá dăm nước gồm:  Thiết bị tưới nước cầm tay,  Xe cải tiến chở đá  Ky đá, bàn trang, chổi quét,  Lu nhẹ từ T đến T lu bánh sắt từ 10 T đến 12 T,  Ba-rie chắn đường, biển báo … đầy đủ theo quy định hành  Tùy theo thi công giới hay thủ công, việc tổ chức thi cơng cơng nghệ thi cơng có khác nhau; hai trường hợp phải tính tốn lập tiến độ thi công bảo đảm phối hợp nhịp nhàng khâu vận chuyển vật liệu rải cốt liệu thô, rải vật liệu chèn, tưới nước, lu lèn ca làm việc  Trước thi công đại trà, phải tổ chức thi công thử đoạn đường dài tối thiểu 100m để xác định cụ thể thơng số dây chuyền thi cơng nói thông số việc thi công đầm nén tương ứng với trang thiết bị đơn vị thi công  Số liệu thu sau thi công thử sở để điều chỉnh (nếu có) chấp nhận để thi cơng đại trà Các số liệu chấp thuận bao gồm: Định mức xác cốt liệu thô vật liệu chèn dùng để thi công; chiều dày rải cốt liệu thô chưa lu lèn; sơ đồ lu lèn loại lu khác nhau, số lượt lu cho giai đoạn; tốc 103 độ lu lèn; lượng nước sử dụng cho giai đoạn lu lèn; nhận xét tình trạng hư hỏng, vỡ đá lu lèn; độ phẳng; độ chặt sau thi cơng 3.2.3.2 Trình tự thi cơng  Bố trí thành chắn cốt liệu hai mép mặt đường  Để thi công lớp đá dăm nước, trước hết phải bố trí thành chắn cốt liệu hai mép mặt đường Thành chắn cốt liệu hai mép mặt đường thi công nhiều cách: trồng đá vỉa kết hợp đắp đất dải lề đường đầm chặt phía ngồi đá vỉa, mở rộng lịng đường để rải đá dăm dư thêm bên 10 cm Trong trường hợp trồng đá vỉa chiều cao đá vỉa độ dày lớp mặt cộng thêm 10 cm Đá vỉa làm đá bê tông  Rải cốt liệu thô - Cốt liệu thô phải rải đều, phẳng bề mặt chuẩn bị sẵn theo định mức Bảng 4/ Bảng 5/ Bảng từ khu vực tập kết cốt liệu thô trực tiếp từ máy rải đá Không bên đổ cốt liệu thô thành đống mặt đường vị trí thi cơng làm cho mặt đường không phẳng lu lèn Cốt liệu thô phải rải lần đến độ dày quy định theo cữ đặt mặt đường cách 6m Nơi có điều kiện, nên sử dụng máy rải đá để rải cốt liệu thô nhằm đảm bảo thật đồng Sau rải phát chỗ thiếu bề dày phải bù phụ cốt liệu loại - Đá dăm nước thi công lớp với độ dày đầm nén theo quy định 5.1.5 Từng lớp phải kiểm tra độ dày cữ - Thông thường cốt liệu thô rải đoạn có chiều dài khơng q chiều dài trung bình ngày làm việc trước bao gồm lu lèn hoàn thiện  Lu lèn cốt liệu thô - Sau rải, cốt liệu thô phải lu lèn toàn chiều ngang Giai đoạn đầu giai đoạn lèn xếp Yêu cầu giai đoạn lèn ép tạm ổn định, giảm bớt độ rỗng, đá trước bánh lu xê dịch, gợn sóng Giai đoạn phải dùng lu nhẹ từ T đến T, tốc độ lu tối đa không 1,5 km/h để tránh vỡ đá Lượng 104 nước sử dụng giai đoạn khoảng đến L/m2, riêng ba lượt lu đầu không tưới nước Trong giai đoạn phải tiến hành xong việc bù cốt liệu thô vào chỗ thiếu để lớp đá hạt mui luyện theo yêu cầu - Việc lu lèn mép đường, lu di chuyển tiến lùi mép đường mép đường đầm chặt Sau lu di chuyển dần từ mép đường vào tim đường, song song với tim đường, vệt lu sau đè lên vệt lu trước nửa bánh lu sau Việc lu lèn tiếp tục khơng cịn tượng tương đá lượn sóng trước bánh lu lu qua không để lại vết hằn rõ rệt mặt lớp đá dăm kết thúc giai đoạn - Chỗ mặt đường có siêu cao, cần lu từ mép thấp mặt đường dần phía mép cao mặt đường (từ bụng đường cong đến lưng đường cong) - Giai đoạn giai đoạn lèn chặt Yêu cầu giai đoạn làm cho cốt liệu thô chèn chặt với nhau, tiếp tục làm giảm khe hở viên đá Một phần đá mạt bột đá hình thành trình vỡ đá lu lèn chèn chặt vào khe hở viên đá Giai đoạn phải dùng lu bánh sắt từ 10 T đến 12 T để lu lèn Tốc độ lu km/h ba bốn lượt lu đầu sau tăng lên không km/h không để xảy vỡ đá Việc tưới nước trình lu lèn phải đảm bảo mặt đá ẩm, không tưới nhiều làm sũng nước lòng đường Lượng nước tưới giai đoạn khoảng đến L/m2 Việc lu lèn tiếp tục khơng cịn vệt bánh xe lu qua, đá không di động khơng có tượng lượn sóng bề mặt lớp đá trước bánh lu; để đá mặt đường, cho lu qua, đá bị vỡ vụn khơng bị ấn xuống Nếu độ chặt chưa đủ đá bị ấn vào lớp đá dăm - Việc lu lèn khơng thể hồn thiện đường yếu, lún lõm bị dồn sóng móng đường Nếu bề mặt lu lèn khơng phẳng, có khe hở lớn 15 mm đo thước m, mặt đường không chặt cần bổ sung bớt cốt liệu trước lu lại mặt đường phẳng, đảm bảo độ dốc theo thiết kế Mặt đường phải kiểm tra mui luyện, 105 sai lệch phải điều chỉnh mô tả phần Không dùng vật liệu chèn để bù phụ chỗ lồi lõm - Tại chỗ tiếp giáp dọc ngang vệt thi công phải tăng cường thêm số lần lu lèn phải lu chồng lên vệt rải trước nửa bánh lu sau - Cốt liệu thô bị vỡ nhiều trình lu lèn phải thay cốt liệu loại  Rải lu lèn vật liệu chèn - Sau cốt liệu lu lèn theo quy định 8.3, vật liệu chèn rải dần để chèn kín khe hở mặt đường Việc lu lèn khô thực bắt đầu rải vật liệu chèn Trong giai đoạn khơng tưới nước q trình lu lèn vật liệu chèn Hiệu ứng lèn ép lu đẩy vật liệu chèn bịt kín khe hở hạt cốt liệu thô Đây giai đoạn hình thành lớp vỏ cứng mặt đường Vật liệu chèn không đổ thành đống mà phải rải dần lớp mỏng thủ công ky đá, xe rải đá rải trực tiếp từ xe cải tiến Xe rải vật liệu chèn di chuyển bề mặt cốt liệu thô phải trang bị bánh lốp, vận hành êm để không làm xáo trộn, ảnh hưởng đến cốt liệu thô - Vật liệu chèn phải rải dần lượng nhỏ ba lần tùy theo cần thiết Lượng vật liệu chèn lần rải khoảng L/m2 Việc rải phải đồng với việc lu lèn khô quét lùa vật liệu chèn vào khe hở Quá trình tải, lu lèn khô quét lùa vật liệu chèn tiếp tục lèn thêm vật liệu chèn vào khe hở thực thủ cơng chổi máy quét Không rải vật liệu chèn mau dày thành bánh thành đống mặt đường khiến cho vật liệu chèn khó bịt kín khe hở ngăn cản bánh lu đè trực tiếp lên mặt cốt liệu thô Việc rải, lu lèn quét lùa vật liệu chèn phải làm gọn cho đoạn hồn thành ngày Khơng sử dụng vật liệu chèn bị ẩm ướt để thi công  Tưới nước tạo vữa: Sau rải lu lèn khô vật liệu chèn, mặt đường tưới đủ nước lu lèn tiếp lu bánh sắt từ 10 T đến 12 T Có thể dùng chổi quét lùa vật liệu chèn thấm nước vào khe hở cho phẳng 106 Tiếp tục phun nước, quét lùa vật liệu, lu lèn bổ sung vật liệu chèn chỗ thiếu cốt liệu thô chêm chèn chặt, vững lớp vữa tạo vật liệu chèn nước hình thành phía trước bánh lu Mặt đường sau lu lèn phải phẳng, đảm bảo mui luyện, lu qua không để lại vết hằn, để đá điều kiện, lu qua, đá bị vỡ vụn mà không bị ấn vào lớp đá Phải ý để đường móng đường khơng bị hư hại trường hợp tưới nhiều nước lu lèn  Sử dụng vật liệu dính kết: Sau sử dụng vật liệu chèn theo quy định 8.4 8.5, vật liệu dính kết sử dụng (xem 5.3) rải dần lượng nhỏ thành lớp mỏng hai lần Sau lần rải vật liệu dính kết, mặt đường phun tưới đủ nước, lớp vữa tạo thành quét lùa vào khe hở chổi, máy quét hai Sau dùng lu 10 T đến T để lu lèn, trình lu làm bánh lu nước bị dính vữa  Hồn thiện để khơ - Sau hoàn tất việc đầm chặt cốt liệu, lớp đá dăm nước để khô qua đêm Sáng hơm sau, chỗ cịn lỗi lõm tiếp tục bù phụ vật liệu chèn vật liệu dính kết, phun nhẹ chút nước cần thiết lu lèn Không cho phép thông xe lớp đá dăm nước khô vững - Trường hợp lớp đá dăm nước dùng làm lớp móng phía có lớp mặt nhựa lớp mặt nhựa thi công lớp đá dăm nước khơ hồn tồn trước khơng cho phép thơng xe  Bảo trì mặt đường đá dăm nước: Chất lượng phục vụ tốt mặt đường đá dăm nước phụ thuộc vào cơng tác bảo trì theo thời gian Cơng việc bảo trì mặt đường đá dăm nước bao gồm nội dung: Thường xuyên vá ổ gà, xử lý vệt lún bánh xe, chỗ lún lõm; trám vá khe nứt mặt đường khôi phục lớp hao mịn, bảo vệ mặt đường Các cơng việc phải thực theo quy định tiêu chuẩn 22TCN 306-03 107 Hình 3.10 Cơng tác lu lèn mặt đá trường 3.2.3.3 Thí nghiệm mơ đun đàn hồi lớp đá 4x6 kết hợp cấp phối đá dăm Thí nghiệm kiểm tra mơ đun đàn hồi lớp đá 4x6 chèn đá dăm theo phụ lục D phần D.1 tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 cụ thể: Trong trường hợp mô đun đàn hồi vật liệu xác định theo công thức: π p.D(1  μ ) E ; (MPa ) l (D-1) Trong đó: l biến dạng hồi phục đo thực nghiệm tương ứng với cấp tải trọng p Khi thực nghiệm thường dùng p=0,5  0,6 MPa trường hợp đo ép mặt lớp vật liệu D đường kính ép, điều kiện cho phép dùng ép cứng đường kính từ 30-40cm đất vật liệu (nếu có điều kiện nên dùng ép đường kính 76cm) m hệ số Poisson, lấy 0,25 vật liệu 3.2.3.4 Kết thí nghiệm Kết đo mô đun đàn hồi thực tế đoạn đường thí nghiệm cơng trình đường cầu Bến Đình Tây Ninh 108 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN XÂY DỰNG PHÚC KIẾN PHUC KIEN CONSTRUCTION CONSULTANT JOINT STOCK COMPANY PHÒNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU VÀ KHẢO SÁT XÂY DỰNG LAS - XD 968 Địa : số 176 - Đường Nguyễn Trãi - Phường IV - Thành phố Tây Ninh - Tây Ninh ĐT : 066.646555 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔĐUN ĐÀN HỒI Số: /9/12/ /16/KQTN Cơ quan yêu cầu : DNTN Hải Đăng Khoa Công trình : Đường Bến Đình Hạng mục : Mặt đường đá 4x6 chèn đá dăm - lớp Địa điểm xây dựng : huyện Gò Dầu, tỉnh Tây Ninh Nội dung yêu cầu : Xác định môđun đàn hồi Phương pháp kiểm tra : Theo TCVN 8861-2011 15/2016/HĐ-TNXD Tư vấn giám sát A: Ngày thí ngiệm : Ngày 08 tháng 12 năm 2016 Người thí nghiệm : Khang; Lợi; Tuấn; Quân CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT Dụng cụ đo : Cần Ben Kenman tỷ lệ : 2/1, thiên phân kế có độ xác 0,01mm Xe thử tải : xe tải Các thông số khác: -Tải trọng nén tối đa: 5130 daN - Hệ số Poisson: 0,35 - Đường kính nén: D - Áp lực nén tối đa: P = = 33,00 6,00 cm daN/cm2 KẾT QUẢ ĐO MÔĐUN ĐÀN HỒI Áp lực STT Lý trình Vị trí Độ lệch Độ lún Môđun nén Không Số đọc TPK Có Ra vạch đàn hồi đàn hồi daN/cm2 tải tải tải (0,01mm) (0,01mm) daN/cm2 Km4 + 900 Traùi + 0.7m 6,00 145 210 166 44 88 1550 Km4 + 950 Phaûi + 0.9m 6,00 48 112 69 43 86 1586 Km5 + 000 Tim 6,00 46 105 63 42 84 1624 Km5 + 050 Traùi + 0.9m 6,00 41 108 64 44 88 1550 Km5 + 102 Phaûi + 0.7m 6,00 143 215 171 44 88 1550 Km5 + 149 Tim 6,00 48 118 75 43 86 1586 Km5 + 200 Traùi + 0.9m 6,00 157 230 186 44 88 1550 Km5 + 250 Phaûi + 1.0m 6,00 51 126 84 42 84 1624 Tim Km5 + 300 6,00 52 129 86 43 86 1586 10 Km5 + 350 Traùi + 0.7m 6,00 256 329 284 45 90 1515 11 Km5 + 400 Phaûi + 0.9m 6,00 58 117 75 42 84 1624 12 Km5 + 450 Tim 6,00 256 330 287 43 86 1586 13 Km5 + 500 Traùi + 0.6m 6,00 151 212 169 43 86 1586 14 Km5 + 550 Phaûi + 0.8m 6,00 53 118 75 43 86 1586 15 Km5 + 600 Tim 6,00 259 324 279 45 90 1515 16 Km5 + 650 Traùi + 0.7m 6,00 61 137 95 42 84 1624 17 Km5 + 700 Phaûi + 0.8m 6,00 267 340 297 43 86 1586 18 Km5 + 750 Tim 6,00 74 236 192 44 88 1550 19 Km5 + 800 Traùi + 0.9m 6,00 179 245 202 43 86 1586 20 Km5 + 850 Phaûi + 0.8m 165 265 221 44 88 1550 Mơ đun đàn hồi trung bình: 6,00 1575,70 daN/cm2 Tây Ninh, Ngày 09 tháng 12 năm 2016 ĐD Thí nghiệm TRƯỞNG PHÒNG KS Phạm Trung Quân KS Đoàn Hồ Duy 109 Từ kết thí nghiệm ta có mơ đun đàn hồi chung trung bình lớp đá 4x6 kích cở mở rộng kết hợp với cấp phố đá dăm 1575,70 daN/cm2 =157,57 Mpa 3.2.3.5 Kết thí nghiệm số cơng trình thi cơng nghiệm thu: + Kết đo mô đun đàn hồi đoạn đường tỉnh 788 Tây Ninh Hình 3.11 Kết thí nghiệm mơ dun đàn hồi đá 4x6 110 + Từ kết thí nghiệm ta tính mơ đun đàn hồi chung trung bình 1223,2daN/cm2 =122,32 Mpa 3.3 Tính tốn, xử lý số lıệu, đề xuất tıêu kỹ thuật dùng thıết kế móng đá 4x6 kích cở mở rộng kết hợp vớı cấp phốı đá dăm 3.3.1 Tính tốn theo tiêu chuẩn ngành 211-06: Tính tốn kiểm tra cường độ chung kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi tính qua bước sau: a/ Việc đổi tầng lớp từ lên thực theo biểu thức: 1  k t 1/  Etb '  E1    1 k  Với k= (3.1) ; Htb = h1 + h2; với h2 h1 chiều dày lớp lớp t = áo đường; E2 E1 mô đun đàn hồi vật liệu lớp lớp Việc đổi hệ nhiều lớp hệ lớp tiến hành từ lên, có hai lớp vật ' liệu quy đổi lớp bề dày H’ = h1 + h2 có trị số mơ đun đàn hồi E tb tính theo (3.1) b/ Xết đến hệ số điều chỉnh β = f( ): Với = Từ giá trị tra Bảng 3.6 TCN 211-06 xác định β Vậy kết cấu nhiều lớp đưa kết cấu lớp có mơ đun đàn hồi trung bình E tbdc = β Etb’ (Mpa) c/ Tính Ech kết cấu: sử dụng tốn đồ Hình 3.1 TCN 211-06 = a (hằng số) ; = = b (hằng số) Từ tỷ số tra tốn đồ Hình 3-1 TCN 211-06: Ta = c (hằng số) ; Ech= (Mpa) 3.3.2 Tính tốn có kết đo cơng trình: 3.3.2.1 Cơ sở tính tốn: Từ cơng thức Trong đó: = c (hằng số) ta suy E1= Ech/c (Mpa) 111 E1 cường độ vật liệu lớp kết cấu áo đường tính Ech làcường độ đo lớp kết cấu áo đường Tính số c cơng thức trên: sử dụng tốn đồ Hình 3.1 -TCN 211-06 = a (hằng số) ; = b (hằng số), Trong đó: Htb: chiều dày tồn kết cấu D: đường kính vệt bánh xe E0: cường độ đường đo từ thí nghiệm trường cường độ vật liệu kết cấu điều chỉnh 3.3.2.1 Tính tốn từ kết đo thực tế: 3.3.2.1.1 Tính tốn cơng trình thí nghiệm thực tế: Theo kết đo thực tế mục 3.2.2.2 từ hồ sơ thiết kế vẽ thi cơng cơng trình Đường cầu Bến Đình ta có thông số đầu vào: - Htb: 40cm - D: đường kính vệt bánh xe 33cm - E0: 66,3 Mpa (kết thí nghiệm trường) - cường độ vật liệu kết cấu điều chỉnh - Echtn: 157,57 Mpa (kết thí nghiệm trường) a./ Tính Ech với cường độ vật liệu kết cấu điều chỉnh ( giả thuyết 250Mpa, 260Mpa, 270Mpa, 280Mpa, 300Mpa Bảng 3.2 Các thơng số tính tốn mặt lớp kết cấu: Lớp kết cấu Ech= c (Mpa) (Mpa) Đá 4x6 chèn đá dăm với 250Mpa 1,1212 0,2652 0,6167 250 154,18 Đá 4x6 chèn đá dăm với 260Mpa 1,1212 0,2550 0,6069 260 157,79 Đá 4x6 chèn đá dăm với 270Mpa 1,1212 0,2368 0,5972 270 161,24 Đá 4x6 chèn đá dăm với 280Mpa 1,1212 0,2368 0,5876 280 164,53 Đá 4x6 chèn đá dăm với 300Mpa 1,1212 0,2210 0,5702 300 171,06 c 112 b./ Tính E1 với cường độ vật liệu kết cấu điều chỉnh ( giả thuyết 250Mpa, 260Mpa, 270Mpa, 280Mpa, 300Mpa, Echtn: 157,57 Mpa (kết thí nghiệm trường) Bảng 3.3 Các thơng số tính tốn mặt lớp kết cấu: Lớp kết cấu c Echtn E1= Echtn /c (Mpa) (Mpa) Đá 4x6 chèn đá dăm với 250Mpa 1,1212 0,2652 0,6167 157,57 255,51 Đá 4x6 chèn đá dăm với 260Mpa 1,1212 0,2550 0,6069 157,57 259,63 Đá 4x6 chèn đá dăm với 270Mpa 1,1212 0,2368 0,5972 157,57 263,86 Đá 4x6 chèn đá dăm với 280Mpa 1,1212 0,2368 0,5876 157,57 268,16 Đá 4x6 chèn đá dăm với 300Mpa 1,1212 0,2210 0,5702 157,57 276,34 c./ Nhận xét: Qua kết tính tốn với cường độ vật liệu (Evl) từ 250 Mpa đến 260 Mpa mơ đun đàn hồi chung ( Ech) tính tốn thí nghiệm trường phù hợp 3.3.2.2 Tính tốn cho cơng trình thi cơng nghiệm thu Tây Ninh: Từ hồ sơ thiết kế vẽ thi công kết đo mô đun đàn hồi trường (mục 3.2.3) cơng trình ĐT 788 ta có thơng số đầu vào: - Htb: 35cm - D: đường kính vệt bánh xe 36cm - E0: 50 Mpa - cường độ vật liệu kết cấu điều chỉnh - Ech: 122,32 Mpa (kết thí nghiệm trường) a./ Tính Ech với cường độ vật liệu kết cấu Evl thí nghiệm 250,7Mpa, 260,7Mpa Kết tính tốn lập thành bảng như: 113 Lớp kết cấu Ech= c (Mpa) (Mpa) Đá 4x6 chèn đá dăm với Evl 250,7 Mpa 0,922 0,1994 0,4850 250,7 121,60 Đá 4x6 chèn đá dăm với E vl 260,7 Mpa 0,922 0,1918 0,4747 260,7 123,75 c b./ Nhận xét: Qua kết tính tốn với cường độ vật liệu (Evl) từ 250,7 Mpa đến 260,7 Mpa mơ đun đàn hồi chung ( Ech) có giá trị từ 121,6 Mpa đến 123,75 Mpa So sánh với Ech thí nghiệm trường có giá trị 122,32 Mpa phù hợp 3.4 Kết luận chương Từ kết thí nghiệm phịng ngồi trường cho phép nhận xét: Trị số modul đàn hồi vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm đạt khoảng Evl = 250 Mpa đến 260 Mpa hợp lý 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Luận văn tổng hợp tình hình nghiên cứu, phân tích tiêu kỹ thuật vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm để dùng thiết kế, thi công nghiệm thu kết cấu áo đường Tây Ninh Kết cấu móng, mặt đường vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm mở hướng việc thiết kế kết cấu áo đường cấp cao có khả chịu tải trọng nặng, hay cho tuyến đường thường xuyên chịu tác động chế độ thủy nhiệt bất lợi khu vực tỉnh Tây Ninh nói riêng Việt Nam nói chung - Qua nghiên cứu phân tích, sử dụng tiêu mô đun đàn hồi vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm dùng tính tốn khoảng 250 – 260 Mpa - Cơng nghệ thi cơng lớp móng mặt đường cấp phối đá đá dăm tiêu chuẩn mở rộng kết hợp với cấp phối đá dăm khơng phức tạp Có thể sử dụng thiết bị máy móc sẵn có khu vực tỉnh Tây Ninh trình lu lèn đầm chặt sử dụng xe máy lu tương tự thi công lớp cấp phối đá dăm Kiến nghị - Có thể sử dụng vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm làm lớp móng cho tuyến đường ô tô cấp cao A1, đường cao tốc, đường cấp I, cấp II lớp móng đường cấp III, cấp IV lớp mặt có láng nhựa - Để nâng cao hiệu sử dụng vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm, dùng vữa xi măng tự chèn lắp đầy rỗng lớp vật liệu Hỗn hợp tạo thành lớp liền khối, có cường độ chịu nén Rn, độ bền chịu ép chẻ Rech , mô đun đàn hồi Evl cao Vật liệu phù hợp dùng làm móng cho đường tơ cấp cao A1, đờng cao tốc, đường cấp I, cấp II đường có tải trọng nặng - Trường hợp dự án đường cấp cao phải đầu tư phân kỳ thi cơng đến lớp móng vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm vữa xi măng 115 tự chèn láng thêm lớp láng nhựa tạo êm thuận cho xe lưu thông Khi có kinh phí, tiếp tục thi cơng hồn thiện dự án * Ý nghĩa khoa học đề tài: Trên sở thí nghiệm phịng ngồi trường, đề tài đưa số liệu cụ thể vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm, đồng thời đề xuất giải pháp áp dụng loại vật liệu thiết kế , thi công nghiệm thu kết cấu mặt đường Tây Ninh Các liệu phản ánh kết cấu áo đường sử dụng đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm thi công đến phù hợp Kết đề tài đạt góp phần nâng cao chất lượng quản lý thiết kế, thi công nghiệm thu hệ thống xây dựng đường ô tô Tây Ninh Đồng thời mở hướng cho việc lựa chọn loại vật liệu địa phương để xây dựng tuyến đường phù hợp chịu tải trọng nặng * Những tồn hướng nghiên cứu tiếp đề tài  Những tồn đề tài: Đề tài nghiên cứu thực thí nghiệm phịng ngồi trường với số lượng mẩu chưa đủ lớn nên mang tính chất tham khảo Do bị hạn chế thời gian nghiên cứu nên chưa có kết đánh giá trình phát triển cường độ vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm với vữa xi măng tự chèn  Hướng nghiên cứu tiếp đề tài: Tiếp tục nghiên cứu vật liệu đá 4x6 mở rộng kết hợp cấp phối đá dăm với vữa xi măng tự chèn 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ GTVT (2006), 22 TCN 211:06, Áo đường mềm - yêu cầu dẫn thiết kế, NXB GTVT, Hà Nội Bộ GTVT (2006), TCVN 4054:2005, Đường ô tô – yêu cầu thiết kế NXB GTVT, Hà Nội Bộ GTVT (2006), Quy trình đầm nén đất, đá dăm phịng thí nghiệm, Tiêu chuẩn ngành giao thông, Hà Nội Bộ GTVT (2006), Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 332:06, Quy trình thí nghiệm xác định số CBR đất, đá dăm phịng thí nghiệm Nguyễn Quang Chiêu, Phạm Huy Khang (2009), Xây dựng mặt đường ôtô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguồn trang điện tử tỉnh Tây Ninh Quy hoạch tổng thể giao thông vận tải tỉnh Tây Ninh đến năm 2020 tầm nhìn 2030 Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 9504:2012, Lớp kết cấu áo đường đá 4x6 kích cỡ mở rộng - Thi cơng nghiệm thu, Hà Nội, Việt Nam Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 8861:2011, Áo đường mềm – xác định mô đun đàn hồi đất lớp kết cấu áo đường ép cứng, Hà Nội, Việt Nam 10 Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 8857:2011, Lớp kết cấu áo đường ô tô cấp phối thiên nhiên – Vật liệu, thi công nghiệm thu, Hà Nội, Việt Nam