Nghiên cứu, đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng mặt đường bê tông xi măng trong thi công trên địa bàn tỉnh đồng nai luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN XUÂN QUẢNG NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG THI CÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN XUÂN QUẢNG NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG THI CÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG NAI CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ VÀ ĐƢỜNG THÀNH PHỐ Mã số :60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN VĂN DU TP HỒ CHÍ MINH - 2020 i CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Tác giả luận văn Học viên: Nguyễn Xuân Quảng ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, tác giả trân trọng cảm ơn quan tạo điều kiện giúp đỡ: Trƣờng Đại học Giao thông vận tải, Phân hiệu Trƣờng Đại học Giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh, Phịng Đào tạo Sau đại học, Phịng Đào tạo Đại học, Khoa Cơng trình, Bộ mơn Đƣờng bộ, Sở Giao thông Vận tải tỉnh Đồng Nai, Sở Xây dựng tỉnh Đồng Nai Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy hƣớng dẫn TS Nguyễn Văn Du tận tình giúp đỡ, góp ý định hƣớng nghiên cứu cho tác giả Xin cảm ơn đến thầy cô Bộ môn Đƣờng bộ, thầy cô Phân hiệu, nhà khoa học, học viên cao học nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ trình nghiên cứu Tác giả xin chân thành cám ơn nhiều ngƣời bạn, ngƣời đồng nghiệp quan nhận xét, góp ý, tìm kiếm cung cấp nhiều tài liệu quý giá Cảm ơn gia đình bạn bè, ngƣời thân ln bên tơi Biên Hịa, Đồng Nai - 2020 iii MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan công nghệ xây dựng mặt đƣờng bê tông xi măng 1.1.1 Sự phát triển mặt đƣờng bê tông xi măng giới 1.1.2 Phân loại ƣu nhƣợc điểm mặt đƣờng bê tông xi măng 1.1.2.1 Phân loại mặt đường bê tông xi măng 1.1.2.2 Ưu điểm mặt đường bê tông xi măng .9 1.1.2.3 Nhược điểm mặt đường bê tông xi măng 1.1.3 Phạm vi áp dụng mặt đƣờng bê tông xi măng 10 1.1.4 Những đặc điểm cần lƣu ý thiết kế, thi công mặt đƣờng bê tông xi măng 10 1.2 Xu hƣớng phát triển mặt đƣờng bê tông xi măng Việt Nam 13 1.3 Thực trạng thiết kế, thi công, nghiệm thu khai thác mặt đƣờng bê tông xi măng Việt Nam 13 1.3.1 Thực trạng thiết kế mặt đƣờng bê tông xi măng Việt Nam 13 1.3.2 Công nghệ thi công mặt đƣờng bê tông xi măng Việt Nam .16 1.3.2.1 Tiêu chuẩn thi công mặt đường cứng 16 1.3.2.2 Tiêu chuẩn: Quy định tạm thời Thi công nền, móng truớc thi cơng tầng mặt BTXM theo QĐ số 1951/QĐ-BGTVT 17 1.3.2.3 Công nghệ thi công mặt đường BTXM 20 1.3.3 Đánh giá chất lƣợng số đoạn mặt đƣờng BTXM sử dụng Việt Nam 24 1.4 Phân tích khả áp dụng loại mặt đƣờng bê tông xi măng Việt Nam 27 1.4.1 Mặt đƣờng bê tông xi măng cốt thép .27 1.4.2 Mặt đƣờng bê tông xi măng lƣới thép 28 1.4.3 Mặt đƣờng bê tông xi măng phân 28 1.4.4 Mặt đƣờng bê tông xi măng cốt thép liên tục 28 1.5 Kết luận đề xuất 29 CHƢƠNG 2: HIỆN TRẠNG VÀ CÁC VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI TRONG THI CƠNG MẶT ĐƢỜNG BTXM TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG NAI 31 2.1 Giới thiệu chung đặc điểm tự nhiên tỉnh Đồng Nai 31 2.1.1 Điều kiện địa hình tỉnh Đồng Nai 31 2.1.2 Điều kiện khí hậu, thủy văn tỉnh Đồng Nai 33 2.1.2.1 Về khí tượng .33 iv 2.1.2.2 Nhiệt độ khơng khí 33 2.1.2.3 Độ ẩm khơng khí 34 2.1.2.4 Lượng mưa .34 2.1.2.5 Nắng - Gió 34 2.1.2.6 Thủy văn 34 2.1.2.7 Nguồn nước .35 2.1.3 Điều kiện địa chất tỉnh Đồng Nai 37 2.2 Thực trạng thi công mặt đƣờng bê tông xi măng địa bàn tỉnh Đồng Nai 39 2.2.1 Các dạng kết cấu mặt đƣờng bê tông xi măng cơng trình địa bàn tỉnh Đồng Nai .39 2.2.1.1 Đường chuyên dùng Phường Phước Tân, thành phố Biên Hòa .39 2.2.1.2 Đường 6-8 xã Thanh Sơn 42 2.2.1.3 Đường 120 43 2.2.1.4 Đường nối 118-120 xã Phú Tân 44 2.2.2 Nguồn vật liệu sử dụng 44 2.2.2.1 Cốt liệu nhỏ (cát) 44 2.2.2.2 Cốt liệu thô (đá dăm 5x20) 46 2.2.2.3 Xi măng 48 2.2.2.4 Cốt thép .49 2.2.2.5 Vật liệu chèn khe .50 2.3 Đánh giá thực trạng thi công mặt đƣờng bê tông xi măng địa bàn tỉnh Đồng Nai 50 2.3.1 Ƣu điểm .50 2.3.2 Các vấn đề tồn 51 2.4 Kết luận chƣơng 54 CHƢƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG THI CÔNG MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH ĐỒNG NAI 56 3.1 Quản lý chất lƣợng nguồn vật liệu để sản xuất bê tông xi măng 56 3.1.1 Cốt liệu nhỏ (Cát) .56 3.1.2 Cốt liệu lớn (Đá) .59 3.1.3 Xi măng .63 3.1.4 Phụ gia .65 3.1.5 Nƣớc 69 v 3.1.6 Vật liệu chèn khe 70 3.1.7 Thanh truyền lực 71 3.1.8 Nhựa đƣờng 71 3.1.9 Chất tạo màng bảo dƣỡng bê tông 72 3.1.10 Vật liệu làm lớp ngăn cách 72 3.2 Quản lý thiết bị, vận hành thiết bị thi công, kiểm tra chất lƣợng 72 3.2.1 Máy rải bê tông 76 3.2.2 Thiết bị đầm bê tông 77 3.2.3 Thiết bị hoàn thiện bề mặt 77 3.2.4 Dụng cụ hoàn thiện xách tay 77 3.2.5 Thiết bị chèn khe 78 3.2.6 Thiết bị tạo nhám bề mặt bê tông xi măng 78 3.2.7 Thiết bị dùng cho công tác bảo dƣỡng 78 3.3 Quản lý mặt tổ chức thi công 79 3.3.1 Ván khuôn .81 3.3.2 Thi công lớp ngăn cách 82 3.3.3 Thi công truyền lực kết cấu khe nối .82 3.3.4 Sản xuất vận chuyển bê tông .82 3.3.5 Thi công mặt đƣờng 85 3.3.6 Bảo dƣỡng bê tông 87 3.3.7 Tháo dỡ ván khuôn 89 3.4 Các công tác kiểm tra đảm bảo chất lƣợng, bảo dƣỡng mặt đƣờng bê tông xi măng .90 3.5 Các thiết bị thi công thiết bị kiểm định chất lƣợng 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 vi DANH MỤC VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN BGTVT: Bộ Giao thông Vận tải BXD: Bộ Xây dựng GTNT: Giao thông nông thôn BTXM: Bê tông xi măng BTN: Bê tông nhựa CPĐD: Cấp phối đá dăm Tp: Thành phố TX: Thị xã TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam QL: Quốc lộ QCVN: Quy chuẩn Việt Nam QCXDVN: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam UBND: Ủy ban Nhân dân CHC: Cất hạ cánh vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Độ lún cho phép lại sau đắp xong đường 30 năm 17 Bảng 1.2 Các trang thiết bị đồng công nghệ ván khuôn trượt 21 Bảng 2.1: Bảng tổng hợp tiêu kỹ thuật tuyến đường chuyên dùng 40 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật đường 6-8 xã Thanh Sơn 42 Bảng 2.3 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm cát vàng 45 Bảng 2.4 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm đá (5x20) 46 Bảng 2.5 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm xi măng 48 Bảng 3.1 Thành phần cấp phối yêu cầu cốt liệu nhỏ 57 Bảng 3.2 - Thành phần hạt cốt liệu lớn 60 Bảng 3.3 Các tiêu yêu cầu cốt liệu thô dùng làm mặt đường bê tông xi măng 60 Bảng 3.4 Cường độ nén cường độ kéo uốn xi măng dùng làm mặt BTXM (phương pháp thử 6010:2011) 63 Bảng 3.5 - Các yêu cầu tính lý 66 Bảng 3.6 - Yêu cầu độ đồng phụ gia hóa học 68 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 : Mặt đường bị nứt tuyến GTNT 25 Hình 1.2 : Mặt đường bị nứt dài tuyến tránh thị trấn Khe Tre 25 Hình 1.3 : Mặt đường bị nứt, lún đường Khu CN Hố Nai 26 Hình 1.4 : Mặt đường bị trơ đá đường Khu CN Biên Hịa 27 Hình 3.1: Khu vực đá lẫn cát kho vật liệu 63 98 Mô đun độ lớn Mđl= 2,08 2/ Xác định khối lƣợng riêng; khối lƣợng thể tích độ hút nƣớc: (TCVN 7572-4 : 2006) Khối lƣợng KL Khố Khối Khối Khói Khối KL thể Khối KL thể Độ mẫu trạng mẫu (ở i lƣợng lƣợng lƣợng lƣợng thể tích lƣợng tích hút thái bão hịa trạng lƣợ riêng riêng riêng tích trạng thể tích trạng nƣớc trung trạng thái thái trạng thái Wh (%) bình γaTB bão hịa bão hịa thái khơ (g/cm3) γvbh (g/ trung khơ trung bình γvk nƣớc m2 (g) thái ng bão mẫu hịa) khơ môi nƣớc γn γa (g/cm ) (g/cm ) m1 cm ) γvbhTB (g) bình (g/cm ) (g/cm3) trƣờng Độ hút nƣớc trung bình WhTB (%) γvkTB (g/cm3) nƣớc m3 (g) 505,07 531,34 307,43 322,97 498 524 2,611 2,606 2,608 2,556 2,550 2,553 2,521 2,515 2,518 1,37 1,38 1,38 99 Phụ Lục II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM – KHỐI LƢỢNG THỂ TÍCH XỐP – ĐỘ ẨM HÀM LƢỢNG BÙN, BỤI, SÉT – HÀM LƢỢNG TẠP CHẤT HỮU CƠ - Địa điểm : Biên Hòa, Đồng Nai - Hạng mục công việc : Mẫu vật liệu đầu vào để thiết kế BTXM - Nguồn gốc mẫu : Cát sông Đồng Nai - Ngày lấy mẫu : - Ngày thí nghiệm : 3/ Xác định khối lƣợng thể tích xốp: (TCVN 7572-6: 2006) Lần thí nghiệm Thể tích thùng Khối lƣợng thùng đong m1 đong V (m ) (kg) 0,001 1,038 Khối lƣợng thùng đong + Khối lƣợng thể tích cốt liệu m2 (kg) xốp γx (kg/m ) 2,379 1,341 2,378 1,340 Khối lƣợng thể tích xốp trung bình γxTB (kg/m3) 1,341 4/ Xác định độ ẩm: (TCVN 7572-7 : 2006) Lần thí nghiệm Khối lƣợng mẫu thử trƣớc sấy Khối lƣợng mẫu thử sau sấy khô m1 (g) khô m2 (g) 560,89 545,83 2,76 592,78 577,84 2,59 5/ Xác định hàm lƣợng bùn, bụi sét: (TCVN 7572-8 : 2006) Độ ẩm W (%) Độ ẩm trung bình WTB (%) 2,67 100 Hàm lƣợng Khối lƣợng mẫu khô trƣớc rửa Khối lƣợng mẫu khô sau rửa m (g) m1 (g) 1111,14 1079,33 2,86 1307,83 1270,43 2,86 Lần thí nghiệm bùn, bụi, sét Sc Hàm lƣợng bùn, bụi sét trung bình (%) ScTB (%) 2,86 6/ Xác định hàm lƣợng tạp chất hữu cơ: (TCVN 7572-9 : 2006) Lần thí nghiệm Kết thí nghiệm (Bằng phƣơng pháp so sánh màu chuẩn) Ngang màu chuẩn Ngang màu chuẩn Kết luận Ngang màu chuẩn 101 Phụ Lục III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN HẠT – KHỐI LƢỢNG RIÊNG; KHỐI LƢỢNG THỂ TÍCH – ĐỘ HƯT NƢỚC – KHỐI LƢỢNG THỂ TÍCH XỐP - Địa điểm : Biên Hịa, Đồng Nai - Hạng mục cơng việc : Mẫu vật liệu đầu vào để thiết kế BTXM - Nguồn gốc mẫu : Lấy mỏ đá Tân Cang, Phƣớc Tân - Ngày lấy mẫu : - Ngày thí nghiệm : 1/ Xác định thành phần hạt: (TCVN 7572-2 : 2006) Đƣờng kính Khối lƣợng tích % Khối lƣợng tích Yêu cầu kỹ thuật mắt sàng lũy sàng lũy sàng theo TCVN 7572 : 2006 40 0 20 199,61 3,84 0-10 10 3001,96 57,75 40-70 5116,59 98,43 90-100