Nghiên cứu sử dụng cấp phối đá dăm gia cố xi măng và tro bay trong xây dựng móng và mặt đường ô tô ở đồng nai luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

NGUYỄN PHAN QUỲNH NHƯ * LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT * Ngành: xây dựng đƣờng ôtô đƣờng thành phố * 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NguyÔn phan quúnh nh- Nghiên cứu sử dụng cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay xây dựng móng mặt đ-ờng ô tô Đồng Nai LUậN VĂN THạC SÜ Kü THUËT 110 trang – bìa – màu đỏ dơ TP Hồ Chí Minh - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Ngun phan qnh nh- Nghiªn cøu sư dơng cÊp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay xây dựng móng mặt đ-ờng ô tô Đồng Nai chuyên ngành: xây dựng đ-ờng ôtô đ-ờng thành phố mà số: 60.58.02.05.01 LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THT h-íng dÉn khoa häc: TS Ngun ®øc träng TP Hồ Chí Minh - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Tác giả Nguyễn Phan Quỳnh Như LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tác giả nhận nhiều giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn, nhà khoa học, bạn đồng nghiệp quan liên quan Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám đốc sở II, Khoa Sau Đại học, Khoa Cơng trình, Bộ mơn Đường bộ, Trường Đại học Giao thông Vận tải giúp đỡ tác giả trình học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn Thầy Cơ, bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến thiết thực quý báu Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Đức Trọng tận tình giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Trong khn khổ luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắn chưa đáp ứng đầy đủ vấn đề đặt thân cịn nhiều hạn chế nên tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tác giả MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: MẠNG LƢỚI GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC ĐỒNG NAI 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Đồng Nai 1.1.1 Giới thiệu chung vị trí địa lý tình hình kinh tế - xã hội 1.1.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực Đồng Nai 1.1.3 Giới thiệu địa chất tỉnh Đồng Nai 1.2 Mạng lƣới giao thông đƣờng tỉnh Đồng Nai 11 1.3 Thực trạng xu hƣớng sử dụng nguồn vật liệu xây dựng móng đƣờng tơ Đồng Nai 16 1.3.1 Nguồn đá dăm Đồng Nai 17 1.3.2 Nguồn cấp phối thiên nhiên Đồng Nai 22 1.3.3 Xu hướng sử dụng vật liệu Đồng Nai 23 1.3.4 Ưu, nhược điểm móng, mặt đường cấp phối đá dăm gia cố 24 1.4 Kết luận chƣơng 25 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIA CỐ VẬT LIỆU BẰNG CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ VÀ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 26 2.1 Đặt vấn đề 26 2.2 Nguyên lý hình thành cƣờng độ vật liệu gia cố chất liên kết vô 26 2.2.1 Nguyên lý hình thành cường độ đất gia cố chất liên kết vô 26 2.2.2 Nguyên lý hình thành cường độ CPĐD gia cố chất liên kết vô 30 2.3 Cơ sở lý thuyết cấp phối đá dăm gia cố chất kết dính vơ 33 2.4 Nghiên cứu thực nghiệm 35 2.4.1 Giới thiệu chung 35 2.4.2 Yêu cầu tính chất lý vật liệu chế tạo 35 2.4.3 Tính chất lý vật liệu chế tạo CPĐD gia cố xi măng tro bay 36 2.4.4 Kế hoạch phương pháp thực nghiệm 40 2.4.5 Kết thí nghiệm đánh giá 44 2.5 Kết luận chƣơng 56 CHƢƠNG 3: KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CẤP PHỐI ĐÁ DĂM GIA CỐ XI MĂNG VÀ TRO BAY TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ TẠI ĐỒNG NAI 57 3.1 Đặt vấn đề 57 3.2 Các yêu cầu kỹ thuật cấp phối đá dăm gia cố chất liên kết vô 58 3.3 Nghiên cứu khả sử dụng cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay xây dựng móng mặt đƣờng tơ Đồng Nai 61 3.4 Đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật 69 3.5 Biện pháp thi công 72 3.5.1 Chất lượng vật liệu đầu vào 72 3.5.2.Trình tự ý thi công CPĐD gia cố xi măng tro bay 74 KẾT LUẬN VĂN KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bảng thống kê lượng mưa tháng khu vực tỉnh Đồng Nai từ năm 2009 đến năm 2013 Bảng 1.2: Danh mục dự án đầu tư giai đoạn 2011-2020 định hướng 2025 12 Bảng 1.3: Trữ lượng số mỏ khoáng sản Đồng Nai 16 Bảng 1.4: Bảng thông kế trữ lượng số mỏ đá tỉnh Đồng Nai 17 Bảng 1.5: Tính chất lý mỏ đá Hóa An [9] 18 Bảng 1.6: Tính chất lý mỏ đá Tân Hạnh [9] 19 Bảng 1.7: Kết thí nghiệm tiêu lý đá Phước Tân [9] 19 Bảng 1.8: Kết qủa thí nghiệm tính chất lý số mỏ đá [7] 20 Bảng 1.9: Bảng tiêu kỹ thuật cấp phối sỏi đỏ mỏ khu vực Đông Nam [10] 23 Bảng 2.1: Các tiêu lý xi măng Holcim PCB40 37 Bảng 2.2: Kết thí nghiệm tiêu lý mẫu cấp phối đá dăm mỏ đá Phước Tân, Biên Hòa 37 Bảng 2.3: Kết thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn mẫu cấp phối đá dăm gia cố xi măng 42 Bảng 2.4: Kết thí nghiệm Rn, Rech, Evl cấp phối đá dăm gia cố 5% xi măng 14, 28, 56 ngày tuổi 48 Bảng 2.5: Kết thí nghiệm Rn, Rech, Evl cấp phối đá dăm gia cố 6% xi măng 14, 28, 56 ngày tuổi 48 Bảng 2.6: Kết thí nghiệm Rn, Rech, Evl cấp phối đá dăm gia cố 5%XM+1%TB 14, 28, 56 ngày tuổi 48 Bảng 2.7: Kết thí nghiệm Rn, Rech, Evl cấp phối đá dăm gia cố 4%XM+2%TB 14, 28, 56 ngày tuổi 49 Bảng 2.8: Kết thí nghiệm Rn , Rech CPĐD gia cố xi măng tro bay 14 28 ngày tuổi 54 Bảng 2.9: Kết thí nghiệm Rn E CPĐD gia cố xi măng tro bay 55 Bảng 3.1: Yêu cầu thành phần hạt CPĐD dùng để gia cố xi măng [14] 58 Bảng 3.2: Yêu cầu cường độ cấp phối gia cố xi măng [14] 60 Bảng 3.3: Kết cấu áo đường lựa chọn để đánh giá hiệu kỹ thuật CPĐD gia cố xi măng tro bay hàm lượng khác 69 Bảng 3.4: Bảng tính giá vật tư lớp CPĐD loại I (bề rộng b= 11m, chiều dài l= 1.000m, chiều dày h=0,24m) 70 Bảng 3.5: Bảng tính giá vật tư lớp CPĐD gia cố 4%XM+2%TB (bề rộng b= 11m, chiều dài l= 1.000m, chiều dày h=0,12m) 71 Bảng 3.6: Bảng tính chênh lệch chi phí vật tư Kết cấu áo đường có lớp móng CPĐD CPĐD gia cố 4%XM + 2%TB 71 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản đồ hành tỉnh Đồng Nai Hình 1.2: Thành phần hạt mẫu CPĐD mỏ đá Hóa An [7] 21 Hình 1.3: Thành phần hạt mẫu CPĐD QL51 – Đồng Nai [7] 22 Hình 2.1: Độ chặt độ ẩm tốt CPĐD gia cố xi măng 39 Hình 2.2: Biểu đồ thành phần hạt cấp phối đá dăm mỏ đá Phước Tân 39 Hình 2.3: Máy nén 300KN 41 Hình 2.4: Máy nén đa 50KN 41 Hình 2.5: Đầm nén tiêu chuẩn mẫu cấp phối đá dăm gia cố % xi măng 42 Hình 2.6: Đầm nén tiêu chuẩn mẫu cấp phối đá dăm gia cố 4%XM+2%TB Phương pháp xác định tiêu CPĐD gia cố xi măng 43 Hình 2.7: Cân xi măng tro bay 45 Hình 2.8: Mẫu CPĐD gia cố xi măng tro bay sau chế tạo 45 Hình 2.9: Mẫu thí nghiệm tập kết để tiến hành bảo dưỡng 46 Hình 2.10: Thí nghiệm cường độ chịu nén 46 Hình 2.11: Thí nghiệm cường độ ép chẻ 47 Hình 2.12: Thí nghiệm mơ đun đàn hồi 47 Hình 2.13: Mức tăng cường độ chịu nén mẫu CPĐD gia cố chất kết dính (CKD) theo thời gian 49 Hình 2.14: Biểu diễn cường độ chịu nén CPĐD gia cố chất kết dính (XM TB) với hàm lượng khác 50 Hình 2.15: Mức tăng cường độ ép chẻ mẫu CPĐD gia cố chất kết dính (CKD) theo thời gian 51 Hình 2.16: Biểu diễn cường độ ép chẻ CPĐD gia cố chất kết dính (XM TB) với hàm lượng khác 51 Hình 2.17: Mức tăng mô đun đàn hồi mẫu CPĐD gia cố chất kết dính (CKD) theo thời gian 52 Hình 2.18: Biểu diễn mơ đun đàn hồi CPĐD gia cố chất kết dính (XM TB) với hàm lượng khác 53 Hình 2.19: Mối quan hệ Rech Rn 54 Hình 2.20: Mối quan hệ E Rn 55 Hình 3.1: Cấu tạo kết cấu áo đường ô tô 57 Hình 3.2 : Sơ đồ công nghệ vận chuyển thi công lớp CPĐD ngồi cơng trường [7] 64 Hình 3.3: Kết cấu áo đường mềm truyền thống 64 Hình 3.4: Kết cấu áo đường nửa cứng sử dụng CPĐD gia cố 4%XM+2%TB làm móng đường tơ 67 Hình 3.5: Kết cấu áo đường cứng sử dụng CPĐD gia cố 4%XM+2%TB làm móng mặt đường BTXM 68 Hình 3.6: Kết cấu áo đường sử dụng CPĐD gia cố 4% XM+ 2%TB dùng làm lớp mặt có láng nhựa thay cho lớp CPĐD loại I 68 Hình 3.7: Làm ẩm lớp mặt trước thi công 75 Hình 3.8: Trạm trộn CPĐD gia cố xi măng tro bay 76 Hình 3.9: Vận chuyển vật liệu ô tô tự đổ đến công trường 77 Hình 3.10: Quá trình san rải hỗn hợp CPĐD gia cố xi măng tro bay 78 Hình 3.11: Quá trình lu lèn lớp CPĐD gia cố xi măng tro bay 79 70 gia cố xi măng tro bay làm lớp móng chiều dày kết cấu 54cm, giảm 12cm * Về hiệu kinh tế Ví dụ: Với quy mô đường cấp III, chiều dài tuyến đường: L= 1.000m, bề rộng mặt đường 11m - Kết cấu áo đường có lớp móng CPĐD loại I Bảng 3.4: Bảng tính giá vật tư lớp CPĐD loại I (bề rộng b= 11m, chiều dài l= 1.000m, chiều dày h=0,24m) STT MHĐM HẠNG MỤC ĐVT ĐỊNH KHỐI MỨC LƢỢNG CÔNG TÁC ĐƠN THÀNH GIÁ TIỀN 225.000 843.480.00 Làm móng lớp trn AD.11212 phối đá cấp dăm 100m3 26,40 loại I- Đường làm Cấp dăm phối đá 0,075- m3 142 3.748,8 50mm TỔNG CỘNG 843.480.000 - Kết cấu áo đường có lớp móng CPĐD gia cố 4%XM + 2%TB 71 Bảng 3.5: Bảng tính giá vật tư lớp CPĐD gia cố 4%XM+2%TB bề rộng b= 11m, chiều dài l= 1.000m, chiều dày h=0,12m) STT MHĐM GTT HẠNG MỤC CÔNG TÁC ĐỊNH KHỐI ĐƠN THÀNH MỨC LƢỢNG GIÁ TIỀN Làm móng lớp ĐVT CPĐD gia cố 4%XM + 100m3 13,2 2%TB- Đường làm CPĐD m3 Xi măng 4% kg 8.075,2 106.592,6 Tro bay 2% kg 4.037,6 142 1874,4 225.000 421.740.000 1.550 165.218.530 53.296,3 900 TỔNG CỘNG 47.966.688 634.925.218 Bảng 3.6: Bảng tính chênh lệch chi phí vật tư Kết cấu áo đường có lớp móng CPĐD CPĐD gia cố 4%XM + 2%TB Phương án Đường cấp III Sử dụng CPĐD 843.480.000 Sử dụng CPĐD gia cố XM&TB 634.925.218 Chênh lệch 208.554.782 Với quy mơ làm lớp móng đường cấp III có chiều dài tuyến 1.000m, rộng 11m chi phí vật tư sử dụng CPĐD gia cố 4%XM 2%TB giảm 208.554.782 đồng so với sử dụng CPĐD loại I Như kết luận rằng: việc sử dụng kết cấu áo đường có lớp móng mặt đường lớp vật liệu cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay thay 72 cho lớp kết cấu cấp phối đá dăm sử dụng hồn tồn khả thi Khơng giải vấn đề khan nguồn vật liệu (CPĐD) mà cịn cịn giảm chi phí đáng kể xây dựng đường ô tô 3.5 Biện pháp thi công 3.5.1 Chất lượng vật liệu đầu vào Chất lượng cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay phụ thuộc vào yếu tố sau: * Ch t l ợng t liệu: Để đảm bảo lớp móng cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay có đủ khả chịu lực Trước hết nguồn cấp phối đá dăm tuý phải đạt yêu cầu thông qua số tiêu đánh giá: + Cường độ đá gốc để sản xuất hỗn hợp đá thông qua cường độ chịu nén phải đạt yêu cầu + Đường cong cấp phối hạt + Độ mài mòn Los Angeles (LA) + Hàm lượng hạt thoi dẹt có hỗn hợp + Giới hạn chảy, giới hạn dẻo số dẻo + Hàm lượng sét đương lượng cát + Thí nghiệm xác định dung trọng khơ độ ẩm tốt + Thí nghiệm xác định CBR + Thí nghiệm mơ đun đàn hồi hỗn hợp đá * Ch t l ợng ph i hợp t liệu ng ong p ph i: Cấp phối đá dăm sử dụng để làm móng đường ô tô nên phải đảm bảo đủ khả chịu lực tác động xe chạy điều kiện bất lợi Lựa chọn thành phần vật liệu cho đáp ứng với yêu cầu cường 73 độ độ ổn định cơng trình Nhìn chung cấp phối đá dăm phải đảm bảo thoả mãn điều kiện sau: - Đá dăm phải phối hợp để tạo nên cấp phối chặt, liên tục để tạo nên kết cấu có độ rỗng nhỏ, nhằm tăng khả chịu lực độ ổn định - Hàm lượng hạt nhỏ (0,075) ảnh hưởng đáng kể đến độ rỗng kết cấu Nếu hàm lượng hạt nhỏ 2% độ rỗng hỗn hợp cao dễ dẫn tới khả xuất vệt hằn tác dụng xe nặng Nếu hàm lượng hạt nhỏ lớn 12% cấp phối nhạy cảm với thay đổi độ ẩm thi công dẫn tới móng khó đạt độ chặt trường hợp thời tiết nắng to sau mưa - Chỉ số dẻo (với cỡ hạt nhỏ 0,50mm) có ảnh hưởng đến ổn định cường độ kết cấu áo đường Tuy nhiên, tiêu liên quan đến giá thành sản xuất hỗn hợp cấp phối đá Do điều kiện thực tế mỏ đá, không tránh khỏi tượng cấp phối cốt liệu khai thác có lẫn hàm lượng bụi sét định Việc loại trừ bụi sét cách rửa sản phẩm đá cấp phối dẫn tới giá thành tăng Chính vậy, cần phải khống chế chặt chẽ khâu lựa chọn mỏ đá chấp nhận mức độ bụi sét điều kiện cân nhắc * Ch t l ợng ph trộn i măng, tro y, n với t liệu: Phải thiết kế biện pháp cân đong thành phần hỗn hợp đem trộn tỷ lệ thiết kế đề Dựa vào điều kiện thi công điều kiện máy móc, thiết bị thi cơng mà định phương pháp pha trộn Đối với loại hình vật liệu cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay phương pháp pha trộn hữu hiệu trộn tập trung trạm trộn chở đường san rải lu lèn Hỗn hợp trộn tập trung trạm trộn có chất lượng dễ khống chế phải đảm bảo từ thời gian trộn đến thi công khoảng thời gian ninh kết xi 74 măng Độ ẩm hỗn hợp sau trộn thấp độ ẩm tốt 1% để thuận tiện cho cơng tác rải lu lèn 3.5.2 Trình tự ý thi công CPĐD gia cố xi măng tro bay * Để thi công lớp vật liệu cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay ta thực theo bước sau: - Thi cơng lịng đường, xử lý mặt đường cũ (nếu có) - Chuẩn bị cấp phối đá dăm gia cố thi công đoạn thử nghiệm - Trộn, vận chuyển cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay - San, rải cấp phối đá dăm gia cố - Lu lèn : Lu sơ bộ, lu chặt lu rung lu hoàn thiện - Bảo dưỡng * Để móng cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay có chất lượng cao, cần phải ý đến yếu tố sau: + Chất lượng lớp móng phía dưới: Để hạn chế tượng lún không hồi phục tác dụng tải trọng trùng phục móng phía phải ổn định Tức móng phía lớp đá dăm gia cố phải lu lèn đủ độ chặt phải nghiệm thu đảm bảo chất lượng + Chất lượng thi công: rải, lu lèn, bảo dưỡng: - Trước rải hỗn hợp cấp phối đá dăm gia cố đường phải tiến hành tưới nước lên bề mặt lớp dưới, làm cho bề mặt có độ ẩm đồng - Cường độ lớp móng cấp phối đá dăm gia cố phụ thuộc đáng kể vào chất lượng lu lèn Việc lựa chọn loại lu giai đoạn lu, sơ đồ lu, độ ẩm thích hợp thi cơng cần phải kiểm tra chặt chẽ phải thi cơng thí điểm trước đoạn 75 - Sau lu lèn xong, phải tiến hành bảo dưỡng cách trì độ ẩm định để đảm bảo trình phát triển cường độ hỗn hợp cấp phối đá dăm gia cố Bảo dưỡng bề mặt cấp phối đá dăm gia cố nhằm tránh ảnh hưởng nhân tố khí hậu (nắng to, mưa lớn) ảnh hưởng xe cộ lại trình thi cơng cần thiết nhằm đảm bảo cho kết cấu không bị phá hoại trước thi công lớp bên Thông thường sau thi công xong lớp cấp phối đá dăm gia cố cần thiết phải tưới lớp nhựa tưới thấm nhũ tương nhựa đường nhựa lỏng Loại nhựa tưới thấm phải lựa chọn cho đảm bảo đạt điều kiện sau: làm cứng tăng cường độ bề mặt lớp móng dính kết hạt đá với nhau, đủ thấm nhập sâu xuống phía lớp móng, tăng liên kết lớp mặt lớp móng a) Thi cơng lịng đƣờng Lịng đường phải kích thước hình học (chiều rộng, chiều sâu), cao độ, độ dốc dọc, dốc ngang, độ chặt, độ phẳng lịng đường ,làm lớp móng xử lý mặt đường cũ (nếu có), phải tưới đẫm nước lớp móng trước rải lớp cấp phối đá dăm gia cố Hình 3.7: Làm ẩm lớp mặt trước thi công 76 b) Chuẩn bị cấp phối Cấp phối phải gia công tập kết bãi vật liệu trạm trộn, phải lấy mẫu thí nghiệm cấp phối, đạt tiêu lý quy định, đúc tổ mẫu để xác định hàm lượng xi măng tro bay dùng để gia cố Hỗn hợp cấp phối đá dăm gia cố phải trộn trạm trộn cưỡng bức, sai số cho phép trình trộn cốt liệu ±2%, với xi măng tro bay ±0,5% với nước ±1% theo khối lượng loại Phải kiểm tra tính xác thiết bị cân đong Phải kiểm tra độ ẩm cấp phối đá dăm hàng ngày để điều chỉnh lượng nước, đảm bảo cấp phối độ ẩm tốt nhất, đường vận chuyển thiết bị vận chuyển phải đảm bảo cho thời gia trộn, chuyên chở, rải đầm nén vòng 120 phút Hình 3.8: Trạm trộn CPĐD gia cố xi măng tro bay 77 c) Thi công đoạn thử nghiệm Thi cơng đoạn thử nghiệm có chiều dài 100 m Từ số liệu thí nghiệm xác định dung trọng khô lớn độ ẩm tốt cấp phối đá dăm gia cố (cối proctor cải tiến) Thiết kế đoạn đầm nén thử nghiệm trình Tư Vấn Giám Sát Chủ Đầu Tư Thi công đoạn thử nghiệm theo hồ sơ duyệt; ghi chép lại số liệu q trình thi cơng thử nghiệm, tính tốn xác định xác cơng nghệ thi cơng thử nghiệm trước đem thi công đại trà như: Thời gian vận chuyển vật liệu, thời gian kết thúc lu lèn, đổ ẩm vật liệu, hệ số rải, công nghệ lu lèn, chế độ bảo dưỡng… khoan lấy mẫu xác định cường độ cấp phối đá dăm gia cố d) Vận chuyển vật liệu: Dùng ô tô tự đổ xe chuyên dụng có bạt phủ thùng xe để chuyên chở hỗn hợp, khối lượng cấp phối đá dăm gia cố phải tính tốn đầy đủ với hệ số rải xác định xác đoạn thi công thử nghiệm, cấp phối đá giăm gia cố đổ trực tiếp vào phễu chứa máy rải Cứ 1000 hỗn hợp lấy mẫu phễu trút trạm trộn để đúc mẫu thí nghiệm tiêu lý: 01 tổ mẫu xác định cường độ chịu nén, 01 tổ mẫu xác định cường độ chịu ép chẻ Hình 3.9: Vận chuyển vật liệu ô tô tự đổ đến công trường 78 e) Rải cấp phối: Hỗn hợp vật liệu CPĐD gia cố rải máy rải chuyên dụng, phải làm ván khn phía vệt rải, thường xun kiểm tra độ ẩm cấp phối đá dăm gia cố xi măng trước rải, phải đảm bảo chiều dày vệt rải, độ phẳng độ dốc ngang thiết kế Hình 3.10: Quá trình san rải hỗn hợp CPĐD gia cố xi măng tro bay Nếu phát hỗn hợp rải bị phân tầng phải loại bỏ thay hỗn hợp tốt, phải xử lý tốt mối nối: xáo xới phạm vi 60cm trộn thêm 50% hỗn hợp f) Lu lèn Độ ẩm lu lèn xấp xỉ Wo (sai số -1%), tối đa sau 30 phút rải cấp phối phải tiến hành lu lèn, việc hoàn thiện bề mặt lớp gia cố thực song song trình lu lèn Chỉ gạt chỗ lồi, không bù chỗ lõm; vật liều thừa trình phải bỏ Trường hợp có vệt lõm lớn, chiều sâu vệt lõm lớn 1cm phải cho cày xới khu vực vệt lõm, bù phụ vật liệu san phẳng trước lun lèn 79 Quá trình lu sơ nên dùng lu vừa bánh cứng lu lượt/điểm, lu chặt dùng lu rung lu 6÷10 lượt/điểm lu lốp lu 15÷20 lượt/điểm Kết thúc giai đoạn lu lèn chặt phải kiểm tra độ chặt phương pháp rót cát, khơng đạt độ chặt phải tiếp tục lu lèn Hình 3.11: Quá trình lu lèn lớp CPĐD gia cố xi măng tro bay Ở đoạn thi công vệt rải phải kiểm tra độ chặt lần, tiếp tục lu lèn hoàn thiện lu nặng bánh cứng, phải kết thúc lu lèn trước xi măng bắt đầu ninh kết g) Hoàn thiện bảo dƣỡng Sau 4h kể từ lu lèn xong (nếu nhiệt độ khơng khí ngồi trời lớn 30oC sau 2h) phải tiến hành phủ kín bề mặt lớp cấp phối đá dăm gia cố để bảo dưỡng cách sau: + Tưới nhũ tương lượng 0,8÷1 kg/m2 phủ kín phải quét kín bờ vách chỗ nối tiếp dọc ngang + Phủ 5cm cát bề mặt lớp tưới nước giữ cho cát ẩm liên tục vòng ngày Sau tối thiểu 14 ngày thi công lớp áo đường (nếu có), cho xe lưu thơng với tốc độ khơng 30 km/h Thu gom cát, vật liệu rơi vãi, hoàn thiện bề mặt lớp cấp phối lề đường, nạo vét rãnh biên 80 KẾT LUẬN VĂN KIẾN NGHỊ Kết luận - Luận văn tổng hợp tình hình nghiên cứu, ứng dụng vật liệu gia cố giới Việt Nam Phân tích nguyên lý hình thành cường độ đánh giá chất lượng nguồn cấp phối đá dăm khu vực Qua phân tích cho thấy sử dụng cấp phối đá dăm mỏ đá Phước Tân, Biên Hòa tỉnh Đồng Nai để gia cố xi măng tro bay dùng xây dựng đường ô tô - Kết thực nghiệm cho thấy cường độ chịu nén, ép chẻ CPĐD gia cố xi măng tăng nhanh thời gian đầu (14 ngày tuổi), sử dụng thêm hàm lượng tro bay thành phần chất kết dính nhiều cường độ CPĐD gia cố tăng chậm thời gian đầu (14 ngày tuổi) sau (56 ngày tuổi) mức tăng cường độ chịu nén, ép chẻ, mô đun đàn hồi tăng cao hàm lượng sử dụng tro bay nhiều; Khi sử dụng xi măng tro bay để gia cố CPĐD cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ, mô đun đàn hồi mẫu CPĐD gia cố tuổi 14 ngày so với tuổi 28 ngày đạt 82.0 ÷ 83.1%; 76.7 ÷ 79.2%; 94.2 ÷ 97.3%, cịn cường độ chịu nén, ép chẻ, mơ đun đàn hồi tuổi 56 ngày tăng nhiều so với tuổi 28 ngày 14.5 ÷ 18.8 %; 41.5 ÷ 57.3 %; 4.7 ÷ 8.2 % Ở tuổi 14 ngày cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay 5%XM+1%TB, 4%XM+2%TB đạt 8.80 - 9.35MPa, 0.537- 0.565MPa thỏa mãn yêu cầu cần thiết xây dựng móng đường tơ loại - Thiết lập phương trình tương quan sau: +) Phương trình tương quan Rech ~ Rn CPĐD gia cố xi măng tro bay tuổi từ 14 ngày đến 28 ngày sau: Rech = 0.035 × Rn1.2516 R2=0.9806 81 +) Phương trình tương quan E ~ Rn CPĐD gia cố xi măng tro bay sau: E = 734,01 × Rn0,3239 R2 = 0,8335 Việc sử dụng xi măng tro bay để gia cố cấp phối đá dăm cải - thiện cường độ, tăng khả chịu tải, giảm chiều dày kết cấu áo đường, kéo dài tuổi thọ cơng trình cách đáng kể Có thể sử dụng thiết bị máy móc sẵn có khu vực tỉnh Đồng Nai - gồm sử dụng trạm trộn bê tông xi măng để chế tạo vật liệu CPĐD gia cố, san rải vật liệu máy rải, trình lu lèn đầm chặt sử dụng xe máy lu tương tự thi công lớp cấp phối đá dăm Kiến nghị Nghiên cứu sử dụng móng cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay (chiều dày kết cấu phụ thuộc vào cấp hạng kỹ thuật đường) để thi công cho cơng trình bị khống chế cao độ thiết kế (như giao với đường sắt, cầu vượt cạn hay dự án nâng cấp cải tạo tuyến đường qua khu vực thành thị dân cư bị khống chế cao độ…) * Ý nghĩa khoa học đề tài: Trên sở nghiên cứu thực tiễn, đề tài nêu số liệu cụ thể vật liệu cấp phối đá dăm gia cố xi măng tro bay, đồng thời đưa nhận định mang tính định hướng cao cho việc áp dụng vật liệu việc thiết kế thi công kết cấu mặt đường sử dụng vật liệu cấp phối đá dăm gia cố Kết mà đề tài đạt góp phần số liệu đánh giá vật liệu đá dăm cấp phối gia cố xi măng tro bay khu vực Đồng Nai, giúp hồn thiện thơng số phục vụ cho công tác thiết kế kết cấu áo đường có sử dụng cấp phối đá dăm gia cố Đồng thời mở hướng việc lựa chọn loại vật liệu để thiết kế cho kết cấu áo đường phù hợp với quy mơ loại cơng trình 82 * Những tồn hƣớng nghiên cứu tiếp đề tài  Những tồn đề tài: Đề tài thực nghiên cứu phịng thí nghiệm mà chưa có điều kiện để áp dụng cơng trình thực tế thi cơng để ban hành văn hướng dẫn sử dụng hợp lý  Hướng nghiên cứu tiếp đề tài: - Nghiên cứu thêm cấp phối đá dăm gia cố xi măng kết hợp tro bay với hàm lượng gia cố khác để đánh giá hiệu vật liệu gia cố - Tiến hành thi cơng thí điểm trường để có kết số liệu thực tế so sánh với số liệu phịng thí nghiệm để đưa kết luận xác - Mở rộng phạm vi nghiên cứu xác định tiêu lý loại cấp phối đá dăm gia cố xi măng nhiều nơi địa bàn tỉnh Đồng Nai 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ GTVT (2006), 22 TCN 211:06, Áo ng mềm - y u ầu hỉ ẫn thiết kế, NXB GTVT, Hà Nội [2] Bộ GTVT (2006), TCVN 4054:2005, ng t – y u ầu thiết kế NXB GTVT, Hà Nội [3] Bộ GTVT (2006), Quy trình ầm nén t, ăm phịng thí nghiệm, Tiêu chuẩn ngành giao thơng, Hà Nội [4] Bộ GTVT (2006) , Ti u huẩn ngành 22 TCN 332-06, Quy trình thí nghiệm ịnh hỉ s CBR ủ t, ăm phịng thí nghiệm [5] Bộ mơn đường (2010), Bài gi ng ng nghệ gi vật liệu r i, ĐH.GTVT, Hà Nội [6] Nguyễn Quang Chiêu, Phạm Huy Khang (2009), X y ng m t ng ôtô, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội [7] Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Văn Du (2010), s n u t, s ng p ph i nh gi s tồn ăm làm m ng ng t Tp Hồ Chí Minh ề u t gi i ph p khắ ph , Đề tài nghiên cứu khoa học cấp thành phố, Thành phố Hồ Chí Minh [8] Phân viện Khoa học GTVT Phía Nam, Tài liệu nghi n us ính kết v ể ng o kết qu ng nguồn vật liệu ị ph ơng hổ, gi y ng ng t [9] Nguyễn Đức Trọng (2013), Nghi n nhi n khu v o n với h t ồng ằng s ng C u Long us ng N m Bộ làm m t ng hỗn hợp ng t y- tt t ng i măng y ng t , Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, trường ĐH.GTVT, Hà Nội [10] Nguyễn Đức Trọng (2009), Một s v n ề vật liệu s ị ph ơng khu v ng N m Bộ vào Khoa học GTVT, số 25 – 03/2009, trang 83 y ng ng ng vật liệu t , Tạp chí 84 [11] Nguyễn Xuân Trục, Dương Ngọc Hải, Vũ Đình Phụng (2001), Sổ t y thiết kế ng t , Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [12] Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 8858-2011, M ng p ph i thi n nhi n gi i măng kết p ph i u o ng ăm t – thi ng nghiệm thu, Hà Nội, Việt Nam [13] Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 8859-2011, Lớp m ng ăm kết u o ng ô tô – vật liệu, thi p ph i ng nghiệm thu, Hà Nội, Việt Nam [14] Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 8862-2011, Quy trình thí nghiêm xác inh ng ộ kéo ép hẻ ủ vật liệu hạt li n kết ằng dính, Hà Nội, Việt Nam h t kết