Nghiên cứu khả năng sử dụng bê tông đầm lăn dùng vật liệu địa phương trong xây dựng đường giao thông nông thôn ở bến tre luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THễNG VN TI Phạm anh thuận Nghiên cứu khả sử dụng bê tông đầm lăn dùng vật liệu địa ph-ơng xây dựng đ-ờng giao thông nông thôn BÕn Tre LUËN V¡N TH¹C SÜ Kü THUËT TP Hồ Chí Minh - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI Ph¹m anh thn Nghiên cứu khả sử dụng bê tông đầm lăn dùng vật liệu địa ph-ơng xây dựng đ-ờng giao thông nông thôn Bến Tre chuyên ngành: xây dựng đ-ờng ôtô đ-ờng thành phố mà số: 60.58.02.05.01 LUậN V¡N TH¹C SÜ Kü THT h-íng dÉn khoa häc: TS Ngun ph-íc minh TP Hồ Chí Minh - 2016 LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật với đề tài “Nghiên cứu khả sử dụng bê tông đầm lăn dùng vật liệu địa phương xây dựng đường giao thông nông thôn Bến Tre” đƣợc thực với kiến thức tác giả thu thập suốt trình học tập trƣờng Cùng với cố gắng thân giúp đỡ, động viên q thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp gia đình suốt trình học tập thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Bộ môn đƣờng bộ, ngƣời cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập cơng tác Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Phƣớc Minh, ngƣời thầy nhiệt tình hƣớng dẫn, động viên tơi suốt q trình thực luận văn Cuối cùng, tơi xin cảm ơn đến gia đình động viên tạo điều kiện tốt cho tinh thần thời gian năm tháng học tập trƣờng Luận văn đƣợc hồn thành nhƣng khơng thể tránh khỏi thiếu sót hạn chế Rất mong đƣợc đóng góp q thầy cơ, bạn bè đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện Tp, Hồ Chí Minh, ngày …/…/ 2016 Phạm Anh Thuận LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu thân xuất phát từ yêu cầu phát sinh cơng việc để hình thành hƣớng nghiên cứu, đƣợc thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Nguyễn Phƣớc Minh Các số liệu luận văn có nguồn gốc rõ ràng, tuân thủ nguyên tắc kết thu thập đƣợc trình nghiên cứu trung thực, chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả Phạm Anh Thuận MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƢỜNG Ô TÔ 1.1 Tình hình phát triển kinh tế xã hội Bến Tre 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Cơ sở hạ tầng 1.1.3 Kế hoạch phát triển hệ thống đƣờng đƣờng giao thông nông thôn giai đoạn 2016 – 2020 1.2 Giới thiệu Bê tông đầm lăn 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Phạm vi ứng dụng 1.2.3 So sánh ƣu nhƣợc điểm với bê tông xi măng truyền thống 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng Bê tơng đầm lăn giới Việt Nam: 1.3.1 Trên giới 1.3.2 Ở Việt Nam 1.4 Khả ứng dụng bê tông đầm lăn xây dựng kết cấu áo đƣờng ô tô Việt Nam 11 1.5 Kết luận chƣơng 12 CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT, VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 14 2.1 Một số lý thuyết thành phần hạt cốt liệu bê tông 14 2.1.1 Lý thuyết cấp phối lý tƣởng Fuller-Thompson 14 2.1.2 Lý thuyết cấp phối hạt Talbol 14 2.1.3 Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tƣởng 14 2.2 Thành phần vật liệu yêu cầu chế tạo bê tông đầm lăn 15 2.2.1 Xi măng 15 2.2.2 Cốt liệu lớn 16 2.2.3 Cốt liệu nhỏ 16 2.2.4 Phụ gia khoáng 18 2.2.5 Phụ gia hóa học 18 2.3 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu cho BTĐL 19 2.3.1 Thí nghiệm xác định độ cứng Vebe 19 2.3.2 Thí nghiệm xác định cƣờng độ nén 20 2.3.3 Thí nghiệm cƣờng độ chịu kéo uốn: 21 2.3.4 Thí nghiệm cƣờng độ uốn bửa (ép chẻ): 22 2.3.5 Thí nghiệm mơ đun đàn hồi nén tĩnh: 23 2.4 Phƣơng pháp thiết kế cấp phối BTĐL 24 2.4.1 Phƣơng pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn theo Hiệp hội quân Mỹ USACE 25 2.4.2 Phƣơng pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn Bộ xây dựng Nhật Bản 26 2.4.3 Phƣơng pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn theo ACI 28 2.5 Một số nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng Bê tông đầm lăn 30 2.5.1 Ảnh hƣởng thành phần hạt cốt liệu 30 2.5.2 Ảnh hƣởng phụ gia hoạt tính phụ gia hóa dẻo 32 2.5 Kết luận chƣơng 35 CHƢƠNG : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƢƠNG CHO BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN Ở BẾN TRE 36 3.1 Giới thiệu vật liệu địa phƣơng sử dụng cho BTĐL 36 3.1.1 Hiện trạng nguồn vật liệu cát Bến Tre 36 3.1.2 Tình hình chất lƣợng vật liệu cát khu vực Tây Nam Bộ 37 3.1.3 Hiện trạng nguồn vật liệu tro bay 37 3.2 Xác định tiêu kỹ thuật vật liệu xây dựng cho BTĐL Bến Tre 38 3.2.1 Thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật xi măng 39 3.2.2 Thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật cát mịn 39 3.2.3 Thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật đá mi bụi 40 3.2.4 Thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật đá 5x10mm 41 3.2.5 Thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật đá 5x20mm 42 3.3 Thiết kế cấp phối cốt liệu sử dụng cho BTĐL 42 3.3.1 Thông số đầu vào 42 3.3.2 Tính tốn thành phần Bê tơng đầm lăn 44 3.4 Chế tạo mẫu BTĐL 45 3.4.1 Phối trộn thành phần cốt liệu 45 3.4.2 Công tác chế tạo mẫu bê tông đầm lăn 48 3.5 Kết thực nghiệm 55 3.5.1 Cƣờng độ nén (Rn) 55 3.5.2 Cƣờng độ chịu kéo uốn (Ru) 56 3.5.3 Cƣờng độ ép chẻ (Rech) 59 3.5.4 Mô đun đàn hồi (E) 60 3.5.5 Mối tƣơng quan cƣờng độ nén cƣờng độ chịu uốn 60 3.5.6 Mối tƣơng quan cƣờng độ chịu nén mô đun đàn hồi 61 3.5.7 Nhận xét 61 3.7 Hiệu kinh tế sử dụng BTĐL làm mặt đƣờng dùng vật liệu địa phƣơng Bến Tre 62 3.8 Công nghệ thi công mặt đƣờng Bê tông đầm lăn sử dụng vật liệu địa phƣơng xây dựng đƣờng giao thông nông thôn Bến Tre 65 3.8.1 Sơ đồ trộn Bê tông đầm lăn 65 3.8.2 Một số thiết bị yêu cầu sản xuất thi công BTĐL 66 3.8.3 Thi công Bê tông đầm lăn 67 3.9 Kết luận chƣơng 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM HẢO 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các nƣớc có số lƣợng đập BTĐL >10 đập[5] Bảng 2.1: Các tiêu chất lƣợng xi măng poóc lăng hỗn hợp (PCB) 15 Bảng 2.2: Thành phần hạt đá theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 .16 Bảng 2.3: Thành phần hạt cát theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 17 Bảng 2.4: Hàm lƣợng tạp chất cát theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 .17 Bảng 2.5: Chỉ tiêu kỹ thuật PGK cho BTĐL theo ASTM C618 18 Bảng 2.6: Hệ số đổi cƣờng độ mẫu khác chuẩn cƣờng độ chuẩn 20 Bảng 2.7: Hệ số tính đổi γ cho mẫu dầm thử kéo uốn .21 Bảng 2.8: Hàm lƣợng nƣớc, cốt liệu vữa theo đƣờng kính cốt liệu .26 Bảng 3.1: Miền cấp phối tiêu chuẩn BTĐL [20], [21] 38 Bảng 3.2: Các tiêu vật lý Xi măng 39 Bảng 3.3: Các tiêu kỹ thuật cát mịn 39 Bảng 3.4: Thành phần hạt cát mịn 40 Bảng 3.5: Các tiêu vật lý đá mi bụi 40 Bảng 3.6: Thành phần hạt đá mi bụi 41 Bảng 3.7: Các tiêu vật lý đá 5x10mm 41 Bảng 3.8: Thành phần hạt đá 5x10mm .41 Bảng 3.9: Các tiêu vật lý đá 5x20mm 42 Bảng 3.10: Thành phần hạt đá 5x20mm .42 Bảng 3.11: Thành phần cấp phối cốt liệu cho BTĐL .46 Bảng 3.12: Thành phần vật liệu chế tạo BTĐL cƣờng độ nén 35Mpa .47 Bảng 3.13: Thống kê số lƣợng mẫu cần chế tạo .48 Bảng 3.14: Các kết thực nghiệm Bê tông đầm lăn 55 Bảng 3.15: Chi phí vật tƣ (đã bao gồm VAT) BTXM cƣờng độ 35 MPa 62 Bảng 3.16: Chi phí vật tƣ (đã bao gồm VAT) BTĐL cƣờng độ 35 MPa không sử dụng tro bay thay xi măng 63 Bảng 3.17: Chi phí vật tƣ (đã bao gồm VAT) BTĐL cƣờng độ 35 MPa sử dụng 10% tro bay thay xi măng 63 Bảng 3.18: Chi phí vật tƣ (đã bao gồm VAT) BTĐL cƣờng độ 35 MPa sử dụng 20% tro bay thay xi măng 63 Bảng 3.19: Chi phí vật tƣ (đã bao gồm VAT) BTĐL cƣờng độ 35 MPa sử dụng 30% tro bay thay xi măng 64 Bảng 3.20: Chênh lệch chi phí vật tƣ BTĐL BTXM thơng thƣờng 64 Bảng 3.21: Các thiết bị dụng cụ cầm tay [2] 67 Bảng 3.22: Các thông số trộn hỗn hợp BTĐL tùy theo loại máy trộn[2] 68 Bảng 3.23: Bố trí nhân lực nội dung cơng việc dây chuyền thi công BTĐL[2] 69 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 : Đập Willow Creek – Một đập xây dựng BTĐL Hình 1.2: Xây dựng lề gia cố đƣờng I-285 thành phố Atlanta –Mỹ, 2004 .9 Hình 1.3: Đập thủy điện Định Bình tỉnh Bình Định 10 Hình 1.4 : Sửa chữa nâng cấp đƣờng lộ Giồng xã Tam Hiệp tỉnh Tiền Giang BTĐL 11 Hình 2.1: Minh họa cƣờng độ chịu kéo uốn .21 Hình 2.2: Minh họa cƣờng độ uốn bửa .22 Hình 2.3: Minh họa mơ đun đàn hồi nén tĩnh .23 Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế thành phần BTĐL 27 Hình 3.1: Cấp phối cốt liệu BTĐL 47 Hình 3.2: Cân đong cốt liệu cát mịn 49 Hình 3.3: Cân đong cốt liệu đá mi bụi 49 Hình 3.4: Cân đong cốt liệu đá 5x10mm 50 Hình 3.5: Cân đong xi măng .50 Hình 3.6: Cân đong tro bay .51 Hình 3.7: Thí nghiệm độ cứng Vebe 51 Hình 3.8: Hỗn hợp bê tông sau trộn xong 52 Hình 3.9: Cơng tác đầm mẫu bê tông 52 Hình 3.10: Thí nghiệm cƣờng độ chịu nén .53 Hình 3.11: Thí nghiệm cƣờng độ chịu kéo uốn 53 Hình 3.12: Thí nghiệm cƣờng độ uốn bửa (ép chẻ) 54 Hình 3.13: Thí nghiệm mơ đun đàn hồi nén tĩnh .54 Hình 3.14: Biểu đồ mức tăng cƣờng độ chịu nén BTĐL theo thời gian 55 Hình 3.15: Mối quan hệ cƣờng độ chịu nén hàm lƣợng tro bay tuổi 56 ngày 56 Hình 3.16: Biểu đồ mức tăng cƣờng độ chịu kéo uốn BTĐL theo thời gian .57 Hình 3.17: Mối quan hệ cƣờng độ chịu uốn hàm lƣợng tro bay tuổi 28 ngày 57 72 Đối với phần mở rộng mép phía tiếp giáp với vệt rải bê tơng kế tiếp: Sau bê tông đông cứng, sử dụng máy cắt máy đục bê tông loại bỏ phần bê tông thừa (phần mở rộng thêm) tiếp tục thi cơng vệt bê tơng Vị trí tiếp giáp vệt rải bê tông lần trƣớc vệt rải bê tông lần (lần sau) đƣợc gọi mối nối khơ đƣợc bố trí trùng với khe dọc đƣờng hai xe 3.8.3.4.3 Thao tác rải Kiểm tra thiết bị tự động chỉnh độ cao rải với chuẩn trƣớc thi công Tổ chức khởi động chạy thử tất thiết bị trƣớc rải Điều chỉnh cao độ bề mặt rải bê tông: Máy lu rung thƣờng phải qua lại nhiều lần phần vệt rải theo mặt cắt ngang nên phần vệt rải cần đƣợc rải cao phần biên (gọi lƣợng vồng lên) Lƣợng vồng lên thay đổi tùy theo tính công tác hỗn hợp bê tông, chiều rộng thi công máy lu nên thi công cần điều chỉnh cho phù hợp Lƣợng vồng lên thƣờng lấy 5mm Khi máy rải sử dụng san thay đổi đƣợc chiều dài lƣợng bê tơng rải phụ thêm (cao bề mặt rải dự kiến) thay đổi tùy theo thành phần bê tông độ dày vệt rải Với độ dày vệt rải 150÷200mm, lƣợng bê tơng rải phụ thêm nên lấy 5÷6%, với độ dày vệt rải 250mm lƣợng bê tơng rải phụ thêm nên lấy 12÷14% Khi máy rải sử dụng san cố định, lƣợng bê tơng rải phụ thêm nên lấy 8÷10% ứng với độ dày vệt rải 150mm; 10÷12% ứng với độ dày vệt rải 200mm 12÷14% ứng với độ dày vệt rải 250mm Tuy nhiên cần phải tiến hành thi công thử nghiệm để xác định lại lƣợng đắp thêm trƣớc thi công Hạn chế việc rải bê tơng vào ngày nắng nóng (trên 350C) Nếu thi cơng vào ngày nắng nóng có nhiệt độ 350C, cần có biện pháp che nắng phun sƣơng nƣớc bề mặt bê tông tránh nƣớc 3.8.3.4.3 Điều chỉnh, sửa chữa bề mặt sau rải BTĐL sau lu lèn chặt khó điều chỉnh, sửa chữa khuyết tật cao độ độ phẳng bề mặt Do vậy, sau rải, cần phải kiểm tra phát vị trí chƣa đạt yêu cầu độ dày (cao độ) độ phẳng, lồi 73 lõm cục lớp BTĐL để kịp thời có sửa chữa khắc phục trƣơc lu lèn Trƣờng hợp bề mặt cục lớp BTĐL sau cao so với yêu cầu, cần sử dụng xẻng cào sắt loại bơt phần bê tông thừa san phẳng bàn trang vỗ nhẹ cho phẳng đồng với độ chặt chung lớp vừa rải máy trƣớc lu lèn Trƣờng hợp bề mặt cục lớp BTĐL vị trí sát ván khn sau rải thấp so với yêu cầu, cần sử dụng cào sát cày xới bề mặt lớp bê tông (sâu khoảng cm) bổ sung cho đủ hỗn hợp BTĐL vừa rải (có thể lấy từ phễu máy rải), san phằng bàn trang vỗ nhẹ bề mặt cho phẳng đồng với độ chặt chung lớp vừa rải máy trƣớc lu lèn 3.8.3.5 Lu lèn bê tông 3.8.3.5.1 Thời gian lu lèn thích hợp BTĐL cần đƣợc rải kết thúc lu lèn xi măng chƣa bắt đầu đông kết Thời gian đơng kết xi măng đƣợc thí nghiệm, muốn kéo dài thời gian thi công cần phải bổ sung phụ gia chậm đông kết Đối với mặt đƣờng, móng đƣờng đƣợc rải lu lèn làm nhiều vệt (vệt rải) Khi thời gian rải lu lèn hai vệt liên tiếp không 60 phút xem nhƣ hai vệt rải tạo thành lớp đồng Vị trí tiếp giáp hai vệt rải đƣợc gọi mối nối ƣớt trùng với khe dọc mặt đƣờng hai xe có u cầu thiết kế 3.8.3.5.2 Trình tự lu lèn Trình tự lu: Sau rải BTĐL, lu sơ lu tĩnh hai lƣợt, lu chặt lu rung đến độ chặt bê tông đạt yêu cầu thiết kế, lu hoàn thiện lu bánh lốp Lu sơ lu tĩnh 02 lƣợt điểm cho BTĐL tƣơng đối ổn định đến lu rung, thƣờng 04 lƣợt điểm Số lƣợt lu rung cần thiết để BTĐL đạt độ chặt quy định cần phải tham khảo từ thi công đoạn thử nghiệm Trình tự lu cần đƣợc thực lần để có tổng cộng bốn lƣợt lu rung vệt rải trƣớc kiểm tra độ chặt Nếu kiểm tra thấy BTĐL chƣa đạt độ chặt quy 74 định, lặp lại sơ đồ lu rung Sau hai lƣợt lu rung tiến hành kiểm tra lại độ chặt Trong trình lu, phải cẩn thận trì cao trình bề mặt, mức độ phẳng bề mặt khu vực sát ván khuôn, không làm vỡ, biến dạng cục cạnh mép BTĐL Sau lƣợt lu rung đầu tiên, phải tiếp tục kiểm tra độ phẳng, cao độ mặt đƣờng Xử lý khuyết tật trƣớc tiến hành lƣợt lu Có thể sử dụng đầm cóc đầm bàn để đầm bổ sung vị trí mép BTĐL (sát ván khn) vị trí cần sửa chữa khuyết tật Đối với vị trí chật hẹp: Khi san trải tay, cần chia làm nhiều lớp, lớp khoảng 5÷10cm Từng lớp đƣợc đầm nhẹ xẻng đầm cóc đầm nhẹ để bê tông ổn định Cần phun lƣợng nƣớc nhỏ lên bề mặt bê tông lớp dƣới trƣớc rải lớp Sử dụng máy lu rung cỡ nhỏ đầm cóc, đầm bàn để đầm nén bê tơng đến đạt độ chặt yêu cầu Trƣờng hợp thi cơng khơng sử dụng ván khn phần mở rộng 200÷400mm phía lề đƣờng nên sử dụng máy lu cỡ nhỏ để tiến hành lu chặt, phần mở rộng 200÷400mm phía (sẽ khe dọc đƣờng hai xe) có tác dụng thay thể ván khuôn sau cắt bỏ nên không cần kiểm soát độ chặt Sau lu lèn đạt độ chặt thiết kế, tiến hành lu hoàn thiện lu bánh lốp để làm phảng bề mặt, xóa vệt bánh xe, lỗ rỗng vết nứt vng góc với hƣớng di chuyển lu bề mặt đầm nén lu rung Một vị trí phải đƣợc lu tối thiểu hai lƣợt 3.8.3.5.3 Sơ đồ lu lèn Sơ đồ lu sơ lu chặt: Tùy theo điều kiện thi cơng áp dụng ba sơ đồ tƣơng ứng với ba phƣơng án sau đây: - Trƣờng hợp thi công theo vệt rải riêng biệt có sử dung ván khn: Lu sơ lu chặt bê tông dọc theo biên vệt rải trƣớc lần lƣợt dịch chuyển vào phía Lƣợt lu đầu tiên, mép trống lu nên cách ván khn khoảng 25÷50mm để BTĐL dần ổn định tránh ván khuôn bị xô lệch Những lƣợt lu tiếp theo, mép trống lu cần bám sát theo ván khuôn để độ chặt bê tông đƣợc đồng theo chiều 75 ngang vệt rải Luôn theo dõi dịch chuyển ván khn để có xử lý kịp thời, tránh sau lệch cao độ, kích thƣớc độ chặt lớp BTĐL - Trƣờng hợp thi công theo vệt rải riêng biệt không sử dung ván khuôn: Lu sơ lu chặt bê tông dọc theo biên vệt rải trƣớc lần lƣợt dịch chuyển vào phía Lƣợt lu đầu tiên, yêu cầu mép trống lu phải chờm phía ngồi mép rải bê tơng 25÷50mm nhằm giảm chuyển dịch ngang bê tơng Có thể sử dụng gỗ vật dụng thích hợp vỗ nhẹ vào bên hơng vệt rải để tăng ổn định cho bê tông lu lèn - Trƣờng hợp thi công liên tục vệt rải liền kề không sử dụng ván khuôn: Lu sơ lu chặt bê tông lần lƣợt dọc theo biên phía ngồi vệt rải đến dọc theo biên phía vệt rải (vị trí đƣợc thi công liên tục vệt rải liền kề tiếp theo) Đối với biên phía ngồi cùng, lƣợt lu đầu tiên, yêu cầu mép trống lu phải chờm phía ngồi mép rải phía ngồi 25÷50mm nhằm giảm chuyển dịch ngang bê tông Đối với biên phía trong, lu sơ lu chặt, yêu cầu mép trống lu phải cách mép rải bên từ 300÷450mm Chiều cao lớp bê tơng chƣa lu lèn đƣợc sử dụng để xác định chiều dày rải bê tông vệt rải Chiều rộng chƣa lu lèn đảm bảo cho việc rải đổ bê tông vệt rải không ảnh hƣởng đến trình lu lèn vị trí mối nối ƣớt hai lƣợt rải đƣợc lu lèn đồng thời Tiếp tục lu sơ lu chặt lần lƣợt phần lại chƣa đƣợc đầm chặt vệt rải (xem hình 3.24 ) Cần kiểm tra độ chặt sau hai lƣợt lu, thấy cần thiết, phải lu thêm mối nối ƣớt để đảm bảo độ phẳng độ chặt đồng - Lu hoàn thiện: Sơ đồ lu hoàn thiện tƣơng tự nhƣ sơ đồ lu sơ lu chặt tƣơng ứng với trƣờng hợp Cần lƣu ý lu hồn thiện khơng cần lu chờm khỏi bề mặt phần BTĐL đầm chặt phải kết thúc trƣớc bê tơng đơng kết - 76 - Hình 3.24: Sơ đồ lu lèn đường công nghệ BTĐL 3.8.3.5.4 Vận hành máy lu Sau lu tĩnh phải quan sát thấy lớp bê tông tƣơng đối ổn định vận hành lu chế độ rung Nếu bê tông ƣớt khơ bị dịch chuyển nhiều lu lèn phải điều chỉnh lại độ lƣợng nƣớc trạm trộn Trong suốt q trình lu rung, trống lu khơng đƣợc dừng lại bề mặt bê tông chế độ rung Thiết bị tạo rung đƣợc hoạt động sau trống lu chuyển động phải đƣợc tắt cách điểm dừng 300÷600mm trƣớc trống lu dừng di chuyển Bố trí điểm dừng vệt lu so le để tránh tạo thành rãnh vùng trũng bề mặt BTĐL Tốc độ, biên độ tần số trống lu phải hoạt động chế độ thích hợp để đạt đƣợc kết quar đầm nén tối ƣu Lu lèn với biên độ lớn tần số thấp kết hợp với vận tốc lu lèn không 3,2 km/giờ cho kết lu lèn tốt 77 3.8.3.6 Thi công khe nối dọc 3.8.3.6.1 Khe dọc Vị trí khe dọc đƣợc quy định theo thiết kế Đối với mặt đƣờng lớn 4,5m đƣờng hai xe, khe dọc đƣợc bố trí trùng với tim đƣờng Thi công lắp đặt thép liên kết khe dọc nhƣ sau: - Trƣờng hợp lắp đặt thép liên kết với q trình lắp đặt ván khn: Thanh thép liên kết đƣợc luồn qua lỗ ván khuôn cố định Sử dụng giá đỡ thép cố định thép liên kết trƣớc rải BTĐL Giá đỡ phải đƣợc định vị xác cố định chắn móng Thanh thép liên kết đƣợc đặt vị trí 1/2 chiều dày song song với mặt đƣợc đặt buộc chắn vào giá đỡ dây thép Phải đƣa bê tơng vào phía dƣới liên kết dọc đầm chặt trƣớc rải bê tông lu lèn - Trƣờng hợp lắp đặt thép liên kết khơng với q trình lắp đặt ván khuôn Sau lắp ván khuôn, tiến hành rải bê tông ván khuôn vệt rải trƣớc, lu sơ bộ, lu chặt bê tông rải khoảng lƣợt điểm, sử dụng búa (có thể búa rung) đóng thép liên kết vào phần bê tơng lu lèn vị trí thiết kế ( vị trí lỗ kht ván khn), hƣớng vng góc với ván khn Sử dụng giá đỡ kê đầu cịn lại liên kết (sẽ liên kết với vệt rải sau) cách chắn lu lèn bê tông đến độ chặt yêu cầu 3.8.3.6.2 Khe dừng thi công Khe dừng thi công theo chiều ngang đƣờng đƣợc làm hết ngày làm việc dừng cố đột xuất Vị trí khe dừng thi cơng nên trùng với vị trí khe co ngang thiết kế phải thẳng góc với tim đƣờng Có phƣơng pháp thi công khe dừng thi công: sử dụng ván khuôn không sử dụng ván khuôn: - Trƣờng hợp có sử dụng ván khn: Trƣớc dừng thi cơng, đặt ván khn vào vị trí định trƣớc sử dụng chống cố định ván khn xng móng đƣờng Rải lu lèn chặt bê tông đến hết phạm vi có ván khn (có thể sử dụng đầm cóc đầm bàn hỗ trợ) Cần ý công tác đầm mép sát ván khuôn tránh trƣờng hợp sau tháo ván khuôn, 78 bê tông không đạt độ chặt u cầu Khi bê tơng lần trƣớc đóng rắn, tháo khuôn thi công lần - Trƣờng hợp không sử dụng ván khuôn: Trƣớc dừng thi công, phần cuối vệt rải, dài khoảng 300÷400cm, vuốt dốc bê tơng tạo góc nghiêng với mặt đứng khoảng từ 50÷750C Lu lèn chặt bê tơng kể phần vuốt dốc Sau bê tông lần trƣớc đóng rắn, phần vuốt dốc tiến hành cắt đục bỏ phần bê tơng phía đến độ sâu 1/3÷1/2 độ dày lớp bê tơng thi công lần Cần ý rằng: Tại vị trí giao đợt đổ bê tơng cũ thiết phải dừng chế độ rung máy rung chạy phần thi công xong (bê tơng cũ) Sử dụng gỗ dán lót phần bê tông cũ để bảo vệ bề mặt 3.8.3.6.3 Khe co ngang Vị trí khe co ngang đƣợc quy định theo thiết kế Các khe co ngang đƣợc hình thành từ việc cắt sau bê tơng đóng rắn Thời điểm cắt khe co ngang cần đƣợc xác định xác thi cơng thử nghiệm Khuyến nghị thời điểm cắt khe thuộc vào chênh lệch nhiệt độ ngày đêm thi công nhƣ sau: Chênh lệch nhiệt độ ngày đêm thi công 150C thời điểm cắt khe từ 10h đến 16h; chênh lệch nhiệt độ ngày đêm thi công từ 150C đế 100C thời điểm cắt khe từ 14h đến 20h; chênh lệch nhiệt độ ngày đêm thi công dƣới 100C thời điểm cắt khe không lớn 24h Khoảng cách khe co ngang lớp mặt đƣờng BTĐL có chiều dày từ 200÷250mm khoảng 8÷10m; lớp mặt đƣờng BTĐL có chiều dày từ 160÷200mm khoảng 6÷7m Đối với BTĐL làm móng đƣờng khơng cần có khe co ngang trừ có dẫn khác thiết kế Độ sâu khe co ngang không nhỏ 1/4 độ dày lớp BTĐL bề rộng khoảng 3÷6mm Trình tự thi cơng khe co ngang: Trên bề mặt BTĐL, cần vẽ đánh dấu trƣớc vị trí cần phải tạo khe co ngang Sử dụng máy cƣa bê tông để cắt khe co ngang vào thời điểm cắt khe đƣợc tính tốn xác định thi công thử nghiệm 79 Theo dõi kiểm tra vết nứt theo chiều đứng lớp bê tông chỗ tạo khe co ngang theo dõi vết nứt phụ thêm có tồn mặt đƣờng BTĐL để có điều chỉnh thời gian cắt khe khoảng cách khe co ngang cho đoạn 3.8.3.7 Bảo dưỡng Việc bảo dƣỡng ẩm cần đƣợc tiến hành sớm sau kết thúc lu lèn cách phun hợp chất chống khô bề mặt phủ bảo dƣỡng kết hợp với phun nƣớc Thời gian bảo dƣỡng đảm bảo theo yêu cầu TCVN 8828:2011 Đối với đoạn đƣờng có độ dốc, cần tiến hành phun nƣớc nhiều lần lên phần cao đoạn dốc Trong thời gian nắng nóng cần sử dụng vật liệu khơng thấm nƣớc để che phủ cần tăng số lần phun nƣớc Tùy theo u cầu cụ thể thơng qua thí nghiệm cƣờng độ bê tông tuổi sớm để định thời điểm cho thiết bị phục vụ thi công chay qua BTĐL bảo dƣỡng thơng xe Trƣờng hợp khơng có phụ gia tăng nhanh cƣờng độ, thơng xe sau ngày nhƣng cần hạn chế tốc độ điều phối luân chuyển khắp xe 3.8.3.8 Chèn khe Sau kết thúc thời gian bảo dƣỡng cần tiến hành chèn khe kịp thời Trƣớc rót chất chèn khe vào khe cần làm khe thiết bị ép Chỉ đƣợc rót chất chèn khe khe khơ, Rót chất chèn dần từ dƣới lên, phải đồng suốt chiều sâu khe Phải đảm bảo nhiệt độ đun nóng vật liệu chèn khe, nhiệt độ lúc rót cách rót chèn theo dẫn nhà sản xuất 3.9 Kết luận chƣơng Giới thiệu vật liệu địa phƣơng sử dụng cho BTĐL, tiến hành thí nghiệm tiêu kỹ thuật vật liệu thành phần BTĐL Từ lấy số liệu thiết kế thành phần bê tông đầm lăn theo ACI, sau tiến hành phối trộn cốt liệu nhỏ bao gồm đá mi bụi cát mịn tự nhiên, cốt liệu lớn đá 5x10mm đá 5x20mm Lần lƣợt thay đổi hàm lƣợng loại vật liệu để tìm tỷ lệ thành phần cấp phối hợp lý nằm miền tiêu chuẩn quy định nhƣng đảm bảo tổng thể tích hồn tồn đặc vật liệu 1m3 bê tơng 1000 lít 80 Khi hàm lƣợng tro bay nhiều tính chất bê tông rắn ngày đầu phát triển chậm, nhƣng sau phát triển tỉ lệ thuận với hàm lƣợng tro bay; tuổi ngày có Rn đạt từ 64 ÷ 74%, Ru đạt từ 65÷78%, Rech đạt từ 61 ÷ 79% so với tuổi 28 ngày, tuổi 56 ngày tăng so với tuổi 28 ngày Rn tăng 14 ÷ 20%, Ru tăng 15 ÷ 20%, Rech tăng 14 ÷ 28% Khi hàm lƣợng tro bay chiếm 40% tính chất bê tông giảm đáng kể; tuổi ngày có Rn đạt 59%, Ru đạt 71%, Rech đạt 72% so với BTĐL không sử dụng tro bay, cịn tuổi 28 ngày có Rn đạt 71%, Ru đạt 86%, Rech đạt 91% so với BTĐL khơng sử dụng tro bay Chi phí vật tƣ để sản xuất BTĐL thấp BTXM thông thƣờng hàm lƣợng tro bay tăng chi phí vật tƣ sản xuất BTĐL giảm; chi phí vật tƣ BTĐL sử dụng 10÷30% tro bay thay xi măng so với chi phí vật tƣ BTXM thơng thƣờng giảm lần lƣợt 27%, 29%, 31% Từ cho thấy việc sử dụng BTĐL cho đƣờng giao thông nơng thơn làm giảm chi phí xây dựng đƣờng khoảng từ 27 ÷ 31% (chỉ tính chi phí vật tƣ) 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận + Qua tham khảo tài liệu để thực đề tài tác giả biết đƣợc tình hình nghiên cứu ứng dụng BTĐL giới nhƣ Việt Nam Nghiên cứu phƣơng pháp thiết kế thành phần BTĐL số quốc gia giới số nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng BTĐL, từ lựa chọn phƣơng pháp thiết kế thành phần BTĐL cho đề tài đánh giá tiêu kỹ thuật BTĐL + Qua kết thực nghiệm cho thấy BTĐL sử dụng 10÷30% tro bay thay xi măng có cƣờng độ chịu uốn, cƣờng độ ép chẻ mô đun đàn hồi phù hợp để làm mặt đƣờng giao thông nông thôn Tuy nhiên sử dụng đến 40% tro bay thay xi măng cƣờng độ giảm đáng kể + Qua đề tài “Nghiên cứu khả sử dụng bê tông đầm lăn dùng vật liệu địa phƣơng xây dựng đƣờng giao thông nông thôn Bến Tre” nhận thấy sử dụng bê tông đầm lăn làm đƣờng giao thơng nơng thơn giúp giảm đƣợc chi phí đáng kể giàm đƣợc lƣợng xi măng dùng bê tông + Hiện nguồn tro bay thải từ nhà máy nhiệt điện lớn gây ô nhiễm mơi trƣờng, phủ có sách khuyến khích sử dụng tro bay vào xây dựng để giảm bớt ô nhiễm cho môi trƣờng nhức nhói Vì sử dụng BTĐL thay cho BTXM truyền thống làm đƣờng giao thông nông thôn vừa giảm đƣợc chi phí xây dựng vừa giải đƣợc vấn đề ô nhiễm môi trƣờng Kiến nghị + Thử nghiệm BTĐL sử dụng vật liệu địa phƣơng Bến Tre đoạn đƣờng giao thông nông thôn Bến Tre để đánh giá chất lƣợng khai thác loại mặt đƣờng + Sử dụng 10÷30% hàm lƣợng tro bay thay xi măng thành phần BTĐL để làm mặt đƣờng giao thông nông thôn * Dự kiến hướng nghiên cứu + Tiếp tục nghiên cứu thêm mác khác phục vụ cho làm móng đƣờng, mặt đƣờng cấp cao tỉnh Bến Tre 82 + Nghiên cứu dùng puzolan thay phần xi măng xác định tính chất bê tông + Mở rộng nghiên cứu sử dụng BTĐL vùng miền khu vực Tây Nam Bộ 83 TÀI LIỆU THAM HẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Quang Bình (2015), Nghiên cứu sử dụng tổ hợp phụ gia khống hoạt tính phụ gia hóa dẻo nhằm nâng cao tính chống thấm bê tơng đầm lăn cơng trình thủy lợi, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, trƣờng Đại học Giao thông Vận tải [2] Bộ Giao thơng Vận tải (2015), Quy trình tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đường bê tơng đầm lăn xây dựng cơng trình giao thông, kèm theo định số 4452/QĐ-BGTVT [3] Bộ Nông nghiệp PTNN (2006), Bê tông đầm lăn – Tài liệu kỹ thuật cơng trình hướng dẫn thiết kế tổng cục kỹ thuật Quân đội Mỹ phê chuẩn áp dụng (Roller Compacted Concrete – Technical engineering and design guides as adapted from the us army corps of engineering, No.5) [4] Nguyễn Hữu Duy cộng (2014), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thi công kết cấu mặt đường bê tông đầm lăn cho hạ tầng giao thông, Đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ xây dựng, Tổng công ty VLXD số (Fico) [5] Lƣơng Văn Đài (2007), Báo cáo tóm tắt tình hình xây dựng đập bê tơng đầm lăn giới Việt Nam nay, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Công nghệ bê tông đầm lăn thi công đập thủy điện Việt Nam, EVN [6] Nguyễn Quang Hiệp (2005), Nghiên cứu bê tông đầm lăn cho đập đường điều kiện Việt Nam, Luận văn tiến sĩ kỹ thuật, Viện KHCNXD [7] Nguyễn Quang Hiệp (2005), Cơng nghệ BTĐL tình hình sử dụng giới triển vọng ứng dụng Việt Nam, Tuyển tập báo cáo Hội thảo kỹ thuật sử dụng bê tông đầm lăn xây dựng, Hội đập lớn Việt Nam, Viện KHCNXD [8] Phạm Duy Hữu, Đào Văn Đông, Phạm Duy Anh, Nguyễn Thanh Sang, Mai Đình Lộc (2011), Cơng nghệ bê tơng kết cấu bê tông, Nhà xuất GTVT, Hà Nội [9] Liên hiệp khoa học cơng nghệ địa chất khống sản (2014), Tóm tắt báo cáo điều chỉnh, bổ sung quy hoạch thăm dò, khai thác sử dụng tài nguyên cát 84 lịng sơng tỉnh Bến Tre năm 2010 định hướng đến năm 2020, Sở Tài nguyên môi trƣờng [10] Lê Minh, Hồng Phó Un, Nguyễn Tiến Trung, Nguyễn Quang Bình (qua năm), Nghiên cứu biện pháp nâng cao tính chống thấm bê tơng đầm lăn cơng trình thủy lợi, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ, Bộ NN PTNT [11] Lê Minh (2010), Nghiên cứu nguồn phụ gia khoáng Việt Nam để làm chất độn mịn cho bê tông đầm lăn, Báo cáo đề tài cấp Bộ, Viện Khoa học Thủy Lợi [12] Nhà xuất Thủy Lợi – Thủy điện (1984), Bê tông đầm lăn khối lớn, Tủ sách thi công cơng trình thủy lợi thủy điện, Ngƣời dịch Nguyễn Ngọc Bách, Lê Duy Hàm từ tài liệu Ủy ban công tác hội phổ cập Khoa học Thủy lợi Trung Quốc tháng [13] Nguyễn Thanh Sang (số 7/2013), Nghiên cứu thực nghiệm bê tông đầm lăn làm kết cấu mặt đường tơ, Tạp chí GTVT, Hà Nội [14] Nguyễn Đức Trọng (2015), Nghiên cứu khả sử dụng bê tông đầm lăn dùng hỗn hợp cát mịn tự nhiên cát nghiền khu vực Đông Nam Bộ xây dựng kết cấu áo đường ô tô, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng, Đại học Giao thông vận tải [15] Tiêu chuẩn Việt Nam (2006), TCVN 7570:2006 – Cốt liệu cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật, Việt Nam [16] Ủy ban nhân dân tỉnh Bến Tre (2012), Kế hoạch việc tổ chức thực chiến lược phát triển giao thông nông thôn đến năm 2030 địa bàn tỉnh Bến Tre, số 5419/KH-UBND Tiếng Anh [17] ACI 207.5R99 (2002), America Concrete Institute Manual of Concrete Practice, Roller Compacted Concrete [18] ACI 325.10R95 (2001), Report on Roller Compacted Concrete Pavement, Reapparoved 2001 [19] ASTM C33, ASTM D1073 (2002), Standard Specification for concrete aggregates 85 [20] Dunstan (2004), State of the Art of RCC Dams throughout the world with reference to the Son La project in Vietnam, Trong tuyển tập báo cáo Hội nghị công nghệ bê tông đầm lăn thi công đập thủy điện Việt Nam, EVN, Hà Nội [21] Harrington D.E., (2010), Guide for roller compacted concrete pavement Ames, IA: CP Tech center and PCA [22] Kennet D H., William G R., (1991), Roller Compacted Concrete Dams, pp 15-61 [23] Luhr D R., Design and construction of roller compacted concrete pavements for container terminal, Skokie, IL: PCA [24] Naik T R., Ramme B W., (1997), Roller compacted no fines concrete for roadbase course, Third CANMET/ACI International Symposium on Advances in Concrete Technology, Detroit, MI [25] USACE (1994), Roller compacted concrete – Technical engineering and Design Guide PHỤ LỤC