Nghiên cứu sử dụng phụ gia rovo trộn xi măng và đất tại chỗ để làm kết cấu áo đường giao thông nông thôn

LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu sử dụng phụ gia Rovo trộn xi măng đất chỗ để làm kết cấu áo đường giao thông nông thôn” hoàn thành Trường Đại học Thuỷ Lợi Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Quốc Dũng TS Ngô Anh Quân tận tình hướng dẫn tác giả hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giảng viên Khoa Công Trình - Trường Đại học Thuỷ lợi, đồng nghiệp ngành cung cấp tài liệu phục vụ cho luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Nhà xuất bản, tổ chức, cá nhân cho phép sử dụng tài liệu cơng bố Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn đến lãnh đạo, đồng nghiệp Phòng nghiên cứu Địa Kỹ Thuật - Viện Thủy Công - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam; bạn bè gia đình tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả q trình thực hồn thành luận văn Trong nội dung luận văn tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận nhận xét đóng góp nhà chuyên môn Hà Nội, ngày 26 tháng 11 năm 2014 Tác giả Đinh Văn Thức LỜI CAM ĐOAN Tên Đinh Văn Thức Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố công trình khoa học Tác giả Đinh Văn Thức -1- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sự phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nói chung khoa học xây dựng nói riêng ngày tạo thêm nhiều hội thách thức cho chuyên gia xây dựng, đặc biệt giai đoạn phát triển ứng dụng khoa học công nghệ Nhiều cơng trình giao thơng nơng thơn để thi cơng nhanh giảm giá thành xây dựng, chất lượng tốt, tận dụng vật liệu địa phương, đòi hỏi phải sử dụng tiến khoa học công nghệ, giải pháp Trong điều kiện công nghệ thi công, vật liệu xây dựng điều kiện môi trường Việt Nam nay, nhiều hạng mục cơng trình giao thơng nói chung phát sinh ổ gà, vết nứt, lún, xuất hiện tượng xụt cơng trình (hố tử thần) Có nhiều nguyên nhân gây ngun nhân quan trọng cơng nghệ vật liệu Mặt khác, công tác vật liệu xây dựng cơng trình đường giao thơng, yêu cầu cấp thiết đặt cho hạng mục đắp áo đường cần tăng cường khả chịu lực, tăng độ đàn hồi Như vậy, có nhu cầu quan trọng là: Lựa chọn giải pháp công nghệ vật liệu sử dụng làm áo đường giao thông nông thôn Để giải vấn đề này, nhiều nơi sử dụng công nghệ để làm đường GTNT như: Sử dụng vật liệu chỗ (đất, đá) gia cố thêm chất kế dính vơ vơi, ximăng, tro bay, nhũ tương nhựa đường để làm kết cấu áo đường Cải thiện lớp phủ vật liệu gia cố (nửa cứng) lớp đá găm đá láng nhựa để chống thấm nước, chống bào mòn, chống bụi, … nhằm nâng cao tuổi thọ mặt đường Thực chủ trương đưa ximăng vào xây dựng đường GT nói chung, GTNT nói riêng có nghiên cứu sử dụng đá dăm đá cấp phối thiên nhiên gia cố ximăng làm lớp chịu lực cho cường độ cao Đồng thời nghiên cứu kết cấu Roller-Compacted Concrete (bê tông xi măng đầm lèn thiết bị lu) cho hiệu kinh tế kỹ thuật cao kết cấu áo đường bê tông thông thường Áo đường vật liệu nửa cứng nêu có cường độ cao, đáp ứng -2- yêu cầu chịu lực mặt đường, nhiên cần có lớp phủ mặt để khắc phục xâm thực nước mưa, tác động mài mòn, tác động xung kích phương tiện, … có nghiên cứu lớp phủ như: đá găm láng nhựa, công nghệ Otta Seals (láng nhũ tương), công nghệ Chip Seals Fog Seals (găm đá láng nhựa) Những kết thực nghiệm chứng minh hiệu kinh tế - kỹ thuật rõ ràng số công nghệ vật liệu làm áo đường GTNT là: - Mặt đường gia cố vôi - tro bay, mặt đường đất gia cố vôi - ximăng kết hợp láng nhựa, sử dụng phụ gia nhập ngoại: Con-aid, Stein, Pemazai, HRB, LSF, ISS, … Được thử nghiệm từ năm 1998 đến 2005 Bắc Ninh, Hà Nội, Hưng Yên, Lạng Sơn, Lào Cai, Thanh Hóa, Quảng Nam, Đồng Tháp, Bà rịa – Vũng Tàu, … - Đáng kể thử nghiệm kết cấu mặt đường Chương trình thử nghiệm mặt đường GTNT với hỗ trợ ngân hàng giới (WB) Quỹ hỗ trợ Vương quốc Anh (DFIT) cho dự án GTNT2 điều phối Ban đạo kỹ thuật thuộc Bộ GTVT, Tư vấn Intech – TRL Viện khoa học công nghệ giao thông vận tải Tại công nghệ làm áo đường GTNT kiểu không nhân rộng được, giá thành rẻ so với đường bê tơng ? - Chưa có nghiên cứu cụ thể, toàn diện hiệu qủa kinh tế, kỹ thuật công nghệ - Thiết bị thi công chun dụng khơng có, chủ yếu thiết bị phay trộn đất sử dụng máy nông nghiệp nên trộn không đều, khơng quy trình (khơng đạt độ ẩm tối ưu, gặp mưa, lu lèn không đủ, …); Thiếu tài liệu hướng dẫn tu, sửa chữa * Để khắc phục hạn chế nhược điểm cần phải có giải pháp công nghệ để phát triển công nghệ, mở rộng ứng dụng, cần thiết phải có đề tài nghiên cứu vấn đề này, cụ thể nghiên cứu sử dụng phụ gia Rovo pha trộn với Đất chỗ – Xi măng để làm kết cấu áo đường giao thông nông thôn Mặt khác, Rovo chất phụ gia có xuất xứ Châu Âu, nước tiên tiến áp dụng hiệu đề tài chọn phụ gia để nghiên cứu -3- Mục đích đề tài: + Nghiên cứu sử dụng phụ gia Rovo trộn xi măng đất chỗ để đáp ứng yêu cầu làm mặt đường giao thông nông thôn cho cơng trình cụ thể + Quy trình cơng nghệ thi công, kiểm tra nghiệm thu áo đường giao thơng nơng thơn có sử dụng phụ gia Rovo + Trong khuôn khổ luận văn, đề tài tập trung nghiên cứu tỷ lệ pha trộn hợp lý thành phần hỗn hợp: Đất – Xi Măng – Phụ gia Rovo đất chỗ Xi măng Vissai PCB40, ứng dụng cho công trình xây dựng đường giao thơng nơng thơn nhà máy mía đường Lam Sơn – Thanh Hố Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: - Cách tiếp cận: + Tiếp cận cơng nghệ nước ngồi qua tài liệu sách vở, qua kinh nghiệm công trình tương tự làm Việt Nam + Ứng dụng thí nghiệm cho cơng trình cụ thể - Phương pháp nghiên cứu: + Nghiên cứu lý thuyết: Cơ sở khoa học đặc trưng kết cấu áo đường giao thông nông thôn sử dụng phụ gia Rovo + Nghiên cứu thực nghiệm phòng: Đánh giá điều kiện địa chất đường đặc trưng đất chỗ dùng để đắp lớp áo đường Lấy đất chỗ trộn với xi măng phụ gia Rovo theo tỷ lệ, bảo dưỡng thí nghiệm mẫu sau 14 28 ngày tuổi Sử dụng thí nghiệm cần thiết để xác định đặc trưng hỗn hợp sau trộn: Cường độ kháng nén; cường độ kéo uốn; Modun đàn hồi; số CBR Từ lập mối quan hệ tỷ lệ trộn với tính chất lý đặc trưng Kết dự kiến đạt được: + Khả ứng dụng phụ gia tỷ lệ trộn hợp lý hỗn hợp: Phụ gia Rovo – Xi măng – Đất để đáp ứng yêu cầu làm mặt đường giao thơng nơng thơn cho cơng trình cụ thể + Quy trình thi cơng, kiểm tra nghiệm thu áo đường giao thơng nơng thơn có sử dụng phụ gia Rovo -4- CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG GTNT VÀ CÔNG NGHỆ ÁO ĐƯỜNG SỬ DỤNG XI MĂNG TRỘN ĐẤT TẠI CHỖ CÓ SỬ DỤNG PHỤ GIA 1.1 Khái quát đường GTNT Đường giao thông nông thôn phận giao thông địa phương nối tiếp với đường quốc lộ, đường tỉnh nhằm phục vụ sản xuất Nông – Lâm – Ngư nghiệp phục vụ giao lưu kinh tế - văn hóa - xã hội làng, xã, thơn xóm GTNT đường hiểu từ đường huyện trở xuống, bao gồm đường huyện, đường xã, đường thơn xóm đường đồng Các tiêu chí kỹ thuật đường GTNT quy định theo luật giao thông đường bộ; Nghị định số 11/2010/NĐ-CP phủ; Quyết định số 315/QĐBGTVT ngày 23/02/2011 GTVT việc ban hành hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường GTNT phục vụ chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nơng thơn mới; Thơng tư số 54/2009/TT- BNNPTNT tiêu chí quốc gia nơng thơn Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 800/QĐ-TTg ngày 04/06/2010 phê duyệt Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nơng thơn giai đoạn 2010-2020 Hồn thiện đường giao thơng đến trụ sở Ủy ban nhân dân xã hệ thống giao thông địa bàn xã Đến năm 2015: 35% số xã đạt chuẩn (các trục đường xã nhựa hóa bê tơng hóa) Đến năm 2020: 70% số xã đạt chuẩn (các trục đường thơn, xóm cứng hóa) Các loại đường GTNT: Theo định số 315/QĐ-BGTVT đường GTNT có 04 cấp sau: * Đường cấp AH đường nối trung tâm hành huyện với trung tâm hành xã, cụm xã trung tâm hành huyện lân cận Đường AH phân hai loại sau: - Địa hình đồng (AH): Tốc độ thiết kế 30km/h; xe; Chiều rộng mặt đường rộng 3,5m) - Địa hình miền núi (AHMN): Tốc độ thiết kế 20km/h; xe; Chiều rộng mặt -5đường rộng 3,5m) * Đường cấp A đường nối từ xã đến thôn, liên thôn cánh đồng, mục đích phục vụ phương tiện giao thơng giới loại trung Đường có u cầu thiết kế: Tốc độ thiết kế 10-15km/h; Tải trọng trục 6Tấn; Một xe; Chiều rộng mặt đường rộng 3,5m) * Đường cấp B đường nối từ xã đến thơn, liên thơn cánh đồng, mục đích phục vụ phương tiện giao thơng thơ sơ Đường có yêu cầu thiết kế: Tốc độ thiết kế 10-15km/h; Tải trọng trục 2,5Tấn; Một xe; Chiều rộng mặt đường rộng 3,5m) * Đường cấp C loại đường nối từ thơn đến xóm, liên xốm, từ xóm ruộng đồng, đường nối cánh đồng, mục đích phục vụ phương tiện giao thông thô sơ mô tô hai bánh Đường có yêu cầu thiết kế: Tốc độ thiết kế 10-15km/h; Tải trọng trục 2,5 Tấn; Một xe; Chiều rộng mặt đường rộng 2,0m) 1.2 Tổng quan xây dựng phát triển đường GTNT nước ta 1.2.1 Đường GTNT công đổi Trong năm qua, lãnh đạo Đảng điều hành Chính phủ sản xuất nông nghiệp, đời sống người nông dân sở hạ tầng giao thông nông thôn thay đổi đạt thành tựu to lớn Năng suất, chất lượng hiệu sản xuất nông nghiệp phát triển với tốc độ cao, bền vững; hàng hóa nơng sản phân phối rộng khắp vùng miền toàn quốc nhờ hệ thống sở hạ tầng đường có bước phát triển vượt bậc so với năm trước Tuy nhiên, đứng trước cơng cơng nghiệp hóa đại hóa nơng thơn nhiều thách thức đặt Phát triển sở hạ tầng giao thông nông thôn u cầu cấp thiết có tính chất sống cịn xã hội, để xóa bỏ rào cản thành thị nông thôn, rút ngắn khoảng cách phân hóa giàu nghèo góp phần mang lại cho nơng thôn mặt mới, tiềm để phát triển Nơng dân nơng thơn ln có vị trí chiến lược nghiệp xây dựng bảo vệ tổ quốc, sở lực lượng quan trọng để phát triển kinh tế-xã hội Hiện nay, nước ta 75% dân số sống nông thôn Giai đoạn tới nông nghiệp, nông thôn mở rộng nâng cao so với trước, nhằm đảm bảo an ninh lương thực, cung cấp dịch vụ bản, giúp trì lạm phát mức thấp cho kinh tế, ổn định kinh tế vĩ mô đời sống tối thiểu cho người lao động, kiểm sốt mơi -6- trường sinh thái Bằng Quyết định số 491/QĐ-TTg ngày 16/4/2009, Thủ tướng Chính phủ ban hành Bộ tiêu chí quốc gia nơng thơn mới, mục tiêu tiêu chí mà địi hỏi phải có phấn đấu cao độ giai đoạn tới xét thực trạng giao thông nông thôn có phát triển vượt bậc năm vừa qua Bộ tiêu chí quốc gia bao gồm 19 tiêu chí chia thành nhóm cụ thể: Nhóm tiêu chí quy hoạch, hạ tầng kinh tế - xã hội, kinh tế tổ chức sản xuất, văn hóa - xã hội - mơi trường hệ thống trị Riêng giao thông, đến năm 2020 tỷ lệ km đường trục xã, liên xã nhựa hóa bê tơng hóa đạt chuẩn theo cấp kỹ thuật Bộ GTVT tất Vùng phải đạt 100% Tỷ lệ km đường trục thơn, xóm cứng hóa đạt chuẩn tối thiểu 50% trung du, miền núi phía Bắc đồng sơng Cửu Long, cịn lại vùng khác phải đạt từ 70% đến 100% (đồng sông Hồng Đông Nam bộ) Tỷ lệ km đường ngõ, xóm khơng lầy lội vào mùa mưa phải đạt 100%, phấn đấu đến năm 2015 có 35% số xã đạt chuẩn (các trục đường xã nhựa hóa bê tơng hóa) đến 2020 có 70% số xã đạt chuẩn (các trục đường thơn, xóm cứng hóa) phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa Việt Nam Xây dựng nơng thôn thời kỳ đặt nhiều vấn đề cần tập trung nguồn lực Nhà nước nhân dân, giải vấn đề cấp bách, đồng thời tạo tiền đề cho giai đoạn tiếp theo, có việc phát triển hồn thiện kết cấu hạ tầng giao thơng nơng thơn nhiệm vụ trị quan trọng hàng đầu Những chủ trương đắn Đảng, Nhà nước, tâm cao Chính phủ, Bộ, ngành địa phương, kết cấu hạ tầng giao thông nông thôn chắn có phát triển góp phần thiết thực đưa đất nước bước vào giai đoạn – giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hóa xã hội góp phần thực thắng lợi Chiến lược phát triển giao thông nông thôn đến năm 2020, tầm nhìn 2030 Việt Nam Nhìn chung mười năm qua, chủ chương lớn Đảng việc thực liệt Chính phủ, hệ thống giao thơng nơng thốn có bước phát triển nhảy vọt, làm thay đổi không số lượng mà nâng cấp chất lượng đường tới tận thơn xóm tạo điều kiện thuận lợi phát văn hóa, xã -7- hội thu hút lĩnh vực đầu tư khu vực nông thôn, tạo cơng ăn việc làm, xóa đói, giảm nghèo, đảm bảo an sinh xã hội [8] 1.2.2 Tình hình phát triển xây dựng đường GTNT Đến đầu năm 2010, nước có khoảng 272.861 km đường GTNT (gồm ĐH, ĐX, đường thơn xóm, chưa tính đường đồng ruộng) chiếm 82% tổng chiều dài mạng đường bộ, ĐH 47.562km, chiếm 14,30%, ĐX 148.278km, chiếm 44,58%; ĐTX khoảng 77.022km, chiếm 23,16% Nếu tính riêng đường huyện đường xã có 195.840km, đường huyện chiếm 24,29%, đường xã chiếm 75,71% Theo số liệu thống kê, đến 01/7/2011 nước có 8940 xã, chiếm 98,6% tổng số xã nước có đường tơ đến trung tâm xã (tăng 2,3% so với năm 2006), lại mùa 8803 xã, chiếm 97,1% ( tăng 3,5% so với năm 2006); xã có đường ô tô đến trung tâm xã nhựa hóa, bê tơng hóa 7917 xã chiếm 87,3% (tăng 17,2% so với năm 2006) Một điều đáng ý không đường đến trung tâm huyện, xã trọng mà đường đến thôn, miền núi cấp quyền quan tâm đầu tư với số liệu ấn tượng có tới 89,5% số thơn, có đường tơ đến Điều góp phần thay đổi sống người dân nơi vùng cao vốn chịu nhiều thiệt thòi điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng văn hóa xã hội So với năm 2005, tổng số chiều dài km đường giao thông nông thôn tăng thêm 34.811km; số km đường huyện tăng thêm 1.563km, đường xã tăng 17.414km đường thơn xóm tăng 15.835km từ nguồn vốn đầu tư cho giao thông nông thôn đa dạng huy động từ nhiều nguồn: Ngân sách trung ương, ngân sách địa phương (chiếm khoảng 50% phần dành cho sở hạ tầng giao thông tỉnh); vốn ODA (các chương trình hạ tầng nơng thơn dựa vào cộng đồng WB, Chương trình giảm nghèo Miền trung ADB hay Giao thông nông thôn Ngân hàng giới WB); vốn huy động doanh nghiệp, tín dụng cộng đồng nhân dân Tuy có phát triển mạnh mẽ năm vừa qua song sở hạ tầng giao thông nông thôn tồn tại, bất cập thách thức: Xét mạng lưới: Hiện nước có 295 046km đường bộ, hệ thống giao thông nông thôn (đường huyện, đường xã, đường thôn) chiếm tới -8- 85% Nếu xét diện rộng, mật độ giao thơng nơng thơn nước cịn thấp (0,59km/km2); mật độ đường huyện 0,14km/km2 với tỷ trọng 0,55km/1000 dân; đường xã 0,45km/km2 1,72km/1000 dân Tại khu vực nông thôn đồng sông Hồng, mật độ có cao (khoảng 1,16km/km2) song cịn xa đạt tỷ lệ hợp lý (trung bình nước phát triển tỷ lệ chiều dài km đường nơng thơn diện tích khoảng 8,86km/km2) Thực tế hệ thống đường nơng thơn chưa theo kịp với tốc độ phát triển tiềm lực vùng kinh tế sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp Hệ thống đường giao thông nông thôn chưa phủ kín chưa có kết nối liên hồn từ hệ thống đường tỉnh, đường huyện xuống nông thôn vùng sâu, vùng xa, miền núi, biên giới, hải đảo Cịn 149 xã chưa có đường ô tô tới trung tâm xã, khu vực Tây Nguyên chiếm đa số, thấp lần so với khu vực đồng Tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, chủ yếu đường có 01 xe, an tồn giao thơng nơng thơn cịn nhiều bất cập thiếu hệ thống biển báo, tình trạng hành lang an tồn giao thơng đường bị lấn chiếm, phơi rơm rạ, bề rộng mặt đường hẹp, tầm nhìn người lái xe ngắn, nhiều dốc cao nguy hiểm, chất lượng cơng trình cịn thấp, tải trọng thấp, chưa đồng thiết cầu cống đường Chất lượng mặt đường giao thông nông thôn chưa cao Hiện nay, tỷ lệ mặt đường đất cấp phối chiếm tỷ lệ cao, gây khó khăn cho lại chuyển hàng hóa vào mùa mưa Đối với quy hoạch kết cấu hạ tầng nơng thơn hầu hết huyện tỉnh thành nước chưa có quy hoạch đồng mạng lưới giao thơng nên chưa xây dựng kế hoạch lâu dài để phát triển, điều làm cho việc đầu tư tự phát, chưa có tính định hướng, gây ảnh hưởng đến việc nâng cấp, cải tạo phát triển sau Về kết cấu mặt đường: Tỷ lệ rải mặt nhựa, BTXM đạt 28,08%, lại mặt đường đá dăm, cấp phối, đất; đặc biệt đường đất chiếm tỷ lệ cao khoảng 42,98% - Mặt đường nhựa chiếm tỷ lệ cao đường huyện đường xã thuộc vùng Đồng Sông Hồng, ven biển miền Trung, Đơng Nam Bộ Các vùng khó khăn Vùng núi Phía Bắc; Đồng Sơng Cửu long tỷ lệ thấp - 61 - Bước 3: Trộn Rovo Rovo phải trộn khô đảm bảo lẫn độ dày cần gia cố thiết kế Cuối bổ sung lượng nước cần thiết, cẩn thận nước thâm nhập vào khe rỗng rửa Rovo Sau trộn, đầm đất hỗn hợp máy đầm chân cừu cải thiện pha trộn Bước 4: Đưa xi măng vào Sau Rovo trộn lẫn với đất, khuôn đường cần gia cố định hình lần nữa, sau tiến hành rải xi măng Trong trường hợp lượng xi măng sử dụng lớn (>50kg/m2) nên rải xi măng làm hai lần Kiểm tra độ ẩm vô quan trọng thời gian trộn hỗn hợp phụ thuộc vào thời gian ninh kết xi măng nên không để lâu Bước 5: Trộn xi măng Xi măng phải trộn với thiết bị pha trộn thích hợp Nên trải xi măng làm hai lần để trộn, lớp với 2/3 độ dày cần gia cố phần thứ hai vào độ dầy thiết kế Sau đoạn trộn với diện tích phù hợp sử dụng đầm chân cừu tiến hành đầm Bước 6: Sau xi măng trộn lẫn cần kiểm tra để xác định xem có đủ lượng nước đất Nếu nước khơng có đủ phải bổ sung Bước 7: Sau hỗn hợp xi măng - phụ gia trộn vào đất có đủ lượng độ ẩm, lượng vật liệu sử dụng ghi vào sổ theo dõi Bước 8: San gạt mặt định hình khn đường ổn định sau phải đầm chặt Nén bề mặt nhẵn tùy thuộc vào độ ẩm, loại đất sét, đầm chặt thực động hay tĩnh Nhưng lần đầm cuối luôn sử dụng phương pháp đầm tĩnh Bước 9: Sau hoàn thành phải bảo dưỡng theo quy định Nếu làm khô nhanh hỗn hợp dẫn đến hình thành vết nứt co ngót Việc bảo dưỡng đường ngày quan trọng bốc hơi, giữ lượng ẩm ổn định thời gian ngày, che đậy bề mặt ngày Tuy nhiên cần cấm phương tiện giao thông 14-28 ngày Bước 10: Có thể rải lớp bảo vệ mỏng lên bề mặt sau kết thúc thời gian bảo dưỡng vài ngày Quan trọng khối gia cố phải khô loại vật liệu lỏng phủ lên bề mặt Làm bề mặt cách sử dụng máy nén khí, sau làm bề mặt lớp - 62 - gia cố, rải lên mặt lớp nhũ tương (Quy trình thi cơng tham khảo [16]) Bước 1: Nghiền tạo mặt Bước 4: Rải xi măng Bước 7: Đầm lèn Bước 2: Rải Rovo Bước 5: Trộn XM- đất - Rovo Bước 8: Bảo dưỡng Bước 3: Trộn R- đất Bước 6: Tạo khuôn đường Bước 9: Rọn bề mặt Bước 10: Láng lớp nhũ tương Hình 4.1: Hình ảnh minh hoạ cho bước thi cơng 4.2 Quy trình kiểm tra nghiệm thu Để kiểm tra xem tiêu chuẩn thiết kế đáp ứng lĩnh vực giám - 63 - sát thủ tục kiểm tra cần phải hoàn thành Kiểm tra cơng tác thực chia làm ba giai đoạn sau: * Trước cơng trình thi cơng - Kiểm tra đặc tính đất khu vực cần gia cố phịng thí nghiệm với tiêu cần thiết để biết tính chất vật liệu - Hơn cần thử nghiệm nên thực để xác định khả chịu tải đất Ngoài nên kiểm tra mực nước ngầm chỗ - Thiết kế thử nghiệm tỷ lệ trộn hỗn hợp X-R phù hợp với loại đất u cầu kỹ thuật cơng trình * Trong q trình thi cơng Các thơng số sau cần thực đầy đủ hiệu công đoạn tiến hành - Chất lượng thực hiện: Kiểm tra chủng loại vật liệu khối lượng theo yêu cầu hồ sơ Theo dõi quan sát kỹ khâu trộn hỗn hợp, độ dầy lớp, mức độ đầm lèn, độ ẩm … đảm bảo tính đồng vật liệu chất lượng xuốt trình Trong 1m2 sai lệch cho phép khối lượng Rovo là: -0,1 kg < R < 0,1 kg - Thủ tục trộn: thực theo bước quy trình thi công, hỗn hợp gia cố đảm bảo liều lượng tỷ lệ theo thiết kế - Kiểm tra chất lượng thực hiện: Tiến hành trình tự theo dẫn thiết kế thực phép thử nghiệm phù hợp trường - Độ ẩm: Khống chế độ ẩm thiết kế cho toàn bề dầy diện tích lớp hỗn hợp, trộn hỗn hợp phải thường xuyên kiểm tra độ ẩm đề phòng ảnh hưởng thời tiết nhân tố khách quan, độ ẩm sai lệch cần bổ sung nước, độ ẩm dao động khoảng: -2% < Wtu< 2% - Độ dày lớp: Đào để kiểm tra độ dầy lớp để đảm bảo hỗn hợp trộn đủ chiều dầy thiết kế độ dầy phân bố toàn tuyến Chiều dầy lớp cho phép dao động -2 cm < h < cm - Đầm: Công đầm phụ thuộc vào thành phần hạt hạt đất mà hồ sơ thiết kế dẫn, khoảng 200m tiến hành thí nghiệm kiểm tra độ chặt - 64 - * Sau cơng trình xây dựng Trong q trình theo dõi đề nghị mục sau đây: + Kiểm tra trường: - Kiểm tra vết nứt biến dạng mắt sau 28 ngày kể từ ngày đóng rắn - Kiểm tra lún độ ổn định lớp gia cố thí nghiệm kiểm tra cường độ nén mođun biến dạng với 10m điểm - Kiểm tra biến dạng đứt gẫy thí nghiệm xác định cường độ kéo uốn + Kiểm tra thí nghiệm phịng: Khoan lõi (Các lõi cần phải có đường kính tối thiểu 150mm) thực thí nghiệm sau: - Cường độ nén (sẽ xác định xét nghiệm sau 28 ngày kể từ ngày đóng rắn) - Mô đun đàn hồi (sẽ xác định xét nghiệm sau 28 ngày kể từ ngày đóng rắn) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt được: - Qua kết thí nghiệm xác định số tiêu 03 tỷ lệ pha trộn lựa chọn (X170; X170-R1.3; X200-R2.0) giá trị cường độ kháng nén; Cường độ chịu kéo uốn; Môđun đàn hồi tăng theo tỷ lệ pha trộn X-R thoả mãn yêu cầu kỹ thuật cơng trình ứng dụng đề tài Tuy nhiên, biến dạng chịu kéo - uốn mẫu hỗn hợp không tăng theo tỷ lệ pha trộn X-R, biến dạng uốn mẫu X170-R1.3 > X200-R2.0 tỷ lệ pha trộn hợp lý nằm khoảng tỷ lệ X170-R1.3 ÷ X200-R2.0 Có thể kết luận phụ gia Rovo có khả ứng dụng trộn với Xi măng – Đất chỗ để làm kết cấu áo đường GTNT Phạm vi áp dụng đề tài áp dụng cho loại đất sét pha sạn sỏi thực tế kết nghiên cứu ứng dụng cho xây dựng đoạn đường nhà - 65 - máy mía đường Lam Sơn, Thanh Hố với cơng trình GTNT khác điều kiện địa chất đất chỗ cơng trình có tính chất tương tự nội dung nghiên cứu - Đề tài xây dựng quy trình thi cơng, kiểm tra nghiệm thu lớp kết cấu áo đường sử dụng hỗn hợp trộn X-R-Đất chỗ - Đây chất phụ gia nghiên cứu nước kết đề tài bước khởi đầu cho việc nghiên cứu ứng dụng phụ gia cho mục đích khác Những tồn hạn chế Nghiên cứu khả ứng dụng phụ gia Rovo trộn với xi măng đất chỗ đa dạng phong phú có nhiều loại đất hàm chứa thành phần vật lý hố học khác nhau, cần có đầu tư nghiêm túc thời gian, kinh tế kiến thức chun mơn Do đó, nỗ lực nghiên cứu, song thời gian có hạn trình độ chun mơn cịn hạn chế nên luận văn dừng lại mức độ định - Trong trình nghiên cứu, điều kiện kỹ thuật, thiết bị thời gian có hạn, việc thí nghiệm tiêu để đánh giá chi tiết cho hỗn hợp pha trộn làm số tiêu với tỷ lệ trộn chưa làm nhiều tỷ lệ để so sánh nên việc đưa tỷ lệ trộn tối ưu chưa thực - Đây vấn đề mới, công nghệ chưa lĩnh vực nghiên cứu Việt Nam nên việc so sánh kiểm chứng tính phụ gia Rovo khó Việc đề xuất tỷ lệ trộn phải nghiên cứu kỹ lưỡng có giải pháp đối chứng qua thử nghiệm cơng trình để đưa kết luận cách khách quan việc bảo đảm đầy đủ yếu tố kỹ thuật lẫn kinh tế Kiến nghị hướng nghiên cứu Đất địa phương nguồn vật liệu dồi liên quan đến nhiều cơng trình xây dựng, đặc biệt giao thông Đề tài nghiên cứu thử nghiệm với loại đất khu vực đường tránh khu cơng nghệ cao nhà máy mía đường Lam Sơn, Thanh Hoá hỗn hợp phụ gia Rovo-Xi măng, với loại đất khác cần nghiên cứu đánh giá cụ thể khả ứng dụng trộn hỗn hợp X-R- - 66 - Đất chỗ làm kết cấu áo đường, để ứng dụng Rovo rộng rãi thực tế - Mẫu nghiên cứu dừng lại thời gian 28 ngày tuổi, cần nghiên cứu thời gian bảo dưỡng thêm tuổi 56, 90 ngày tuổi - Tiếp tục có nghiên cứu thêm tiêu môđun đàn hồi động, cường độ ép chẻ hỗn hợp gia cố để đánh giá chất lượng hỗn hợp X-R-Đ gia cố dùng để làm áo đường toàn diện - Cần nghiên cứu sâu đầy đủ tỷ lệ pha trộn tiêu thí nghiệm để lựa chọn giải pháp tối ưu áp dụng cho cơng trình Có thể nghiên cứu sử dụng phương pháp số - quy hoạch thực nghiệm trực giao tâm xoay bậc để tìm tỷ lệ trộn tối ưu cấp phối hỗn hợp - Công nghệ, thiết bị thi công nhân tố tích cực ảnh hưởng đến hiệu cơng tác cải tạo cần tận dụng áp dụng tiến khoa học kỹ thuật thiết bị công nghệ để làm gia tăng hiệu công tác gia cố Giải pháp nghiên cứu công nghệ thiết bị thi công áo đường giao thông hỗn hợp X-R trộn với đất chỗ công nghệ hứa hẹn mang lại hiệu cao, cần nghiên cứu thời gian - 67 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Bộ giao thông vận tải - Tuyển tập tiêu chuẩn nghành thí nghiệm cơng trình giao thơng [2] - Bùi Xn Cậy - Trường ĐHGTVT - Bài báo Phân tích ứng suất kéo uốn kết cấu mặt đường mềm có xét đến điều kiện bán dính lớp bê tơng asphalt [3] - Các tiêu chuẩn BS ASTM có liên quan tiêu thí nghiệm luận văn [4] - Cơ quan văn phòng đại diện DZ33 Việt Nam - Giới thiệu phụ gia DZ33 [5] - Công ty CP Thế Giới Thông Minh (2011) - Chất phụ gia làm đường giao thông DB500 [6] - Danh mục tiêu chuẩn thí nghiệm TCVN 2012 - Đất xây dựng, Nhà xuất xây dựng Hà Nội [7] - Vũ Đình Đầu, Bùi Danh Đại (2006), Chất kết dính vơ cơ, NXB xây dựng, Hà Nội [8] - Nguyễn Ngọc Đông (2012) - GTNT công xây dựng nông thơn đại hóa nơng thơn, Trang thơng tin Tổng cục đường Việt Nam [9] - Phạm Thị Ngọc Hà (2010) - Nghiên cứu ứng dụng chất phụ gia HRB để gia cố đất sét pha aQ2tb1 làm móng đường, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ Địa Chất [10] - Nguyễn Từ - Báo cáo kết nghiên cứu, sử dụng chất HRB làm móng mặt đường tơ, sân bay [11] - Vũ Văn Vịnh; Nguyễn Ngọc Trung - Nghiên cứu công đầm vật liệu cấp phối đồi cho đường GTNT miền núi, Báo Cáo khoa học, Trường đại học GTVT [12] - Quyết định 315-QD-BGTVT (2011) - Hướng dẫn lựa chọn quy mô đường GTNT, Bộ Giao thông Vận Tải [13] - Tổng cục đường Việt Nam (2011) - Chiến lược phát triển GTNT Việt Nam đến năm 2020 [14] - TCVN4054-2005 - Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế [15] - 22TCN59-84 - Hướng dẫn quy trình thí nghiệm đất gia cố chất kết dính vơi, xi măng - 68 - [16] - 22TCN81-84: Quy trình sử dụng đất gia cố chất kết dính vơ xây dựng đường [17] - 22TCN211-06: Áo đường mềm – yêu cầu dẫn thiết kế [18] - 22TCN210-9201 – Tiêu chuẩn thiết kế đường giao thơng nơng thơn [19] - 22TCN72-84: Quy trình thí nghiệm xác định môđun đàn hồi vật liệu đá gia cố chất kết dính vơ [20] - By Life Science Journal, 2012 - http://www.lifesciencesite.com: [21] - PowerCem Techonologies - Manual for working with Rovo [22] - PowerCem Techonologies - Labguide UK [23] - PowerCem Techonologies (2009) - Technical report - design Ntoum Cocobeach - 69 - PHỤ LỤC Phụ lục Một số hình ảnh cơng tác thí nghiệm mẫu Phụ lục Biểu thí nghiệm phân tích thành phần hạt Phụ lục Biểu thí nghiệm thành phần hố học đất Phụ lục Biểu thí nghiệm CBR Phụ lục Biểu thí nghiệm nén mẫu Phụ lục Biểu thí nghiệm kéo – uốn Phụ lục Biểu thí nghiệm Mơđun đàn hồi MỤC LỤC TRANG MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục đích đề tài: .3 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: Kết dự kiến đạt được: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG GTNT VÀ CÔNG NGHỆ ÁO ĐƯỜNG SỬ DỤNG XI MĂNG TRỘN ĐẤT TẠI CHỖ CÓ SỬ DỤNG PHỤ GIA 1.1 Khái quát đường GTNT .4 1.2 Tổng quan xây dựng phát triển đường GTNT nước ta 1.2.1 Đường GTNT công đổi 1.2.2 Tình hình phát triển xây dựng đường GTNT 1.2.3 Mục tiêu phát triển GTNT đến năm 2020 11 1.3 Tổng quan số tiến kỹ thuật kết cấu áo đường GTNT .12 1.4 Tổng quan kết cấu áo đường sử dụng Xi măng + Đất chỗ + Phụ gia làm Việt Nam 14 1.4.1 Chiến lược khai thác, sử dụng vật liệu chỗ phục vụ cho công tác phát triển đường GTNT …14 1.4.2 Một số công nghệ vật liệu làm kết cấu áo đường GTNT đất chỗ + phụ gia nghiên cứu ứng dụng 15 1.5 Tổng quan phụ gia Rovo 19 1.5.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng phụ gia Rovo giới 20 1.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng phụ gia Rovo Việt Nam 21 1.6 Kết luận chương 23 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHỤ GIA ROVO ĐỂ TRỘN VỚI ĐẤT TẠI CHỖ VÀ XI MĂNG ĐỂ LÀM KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN 25 2.1 Khả tương tác, phản ứng thủy hóa xi măng trộn với đất thúc đẩy thủy hoá sử dụng phụ gia Rovo .25 2.1.1 Đặc tính phụ gia Rovo 25 2.1.2 Cơ chế phản ứng thuỷ hoá Xi măng + Nước 26 2.1.3 Vai trò phụ gia Rovo kết hợp với Ximăng chế nâng cao độ bền chịu tác động áo đường 26 2.2 Tính chất lý hỗn hợp Đất – Xi măng – Phụ gia Rovo nghiên cứu qua cơng trình nước ngồi 29 2.3 Kết luận chương 32 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TỶ LỆ TRỘN HỢP LÝ GIỮA CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỖN HỢP ĐẤT – XI MĂNG – PHỤ GIA ROVO ĐỂ LÀM KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN 32 3.1 Đặt vấn đề .32 3.2 Yêu cầu chung kỹ thuật đoạn đường gia cố .33 3.3 Nghiên cứu đặc tính đất vật liệu sử dụng 34 3.3.1 Đất tự nhiên 34 3.3.2 Xi măng 39 3.3.3 Phụ gia Rovo 39 3.4 Nghiên cứu khả ứng dụng tỷ lệ trộn thành phần hỗn hợp 40 3.4.1 Cơ sở chọn phương án tỷ lệ xi măng phụ gia Rovo trộn với đất 40 3.4.2 Nghiên cứu số tiêu học hỗn hợp đất gia cố 41 3.4.2.1 Cơ sở lựa chọn tiêu nghiên cứu 41 3.4.2.2 Các tiêu cần thí nghiệm cho hỗn hợp 42 3.4.2.3 Số lượng mẫu thí nghiệm 42 3.4.3 Phương pháp tiến hành, quy trình thí nghiệm .43 3.4.3.1 Một số vấn đề cần lưu ý q trình chế bị thí nghiệm mẫu 43 3.4.3.2 Tính tốn khối lượng mẫu trộn 44 3.4.3.3 Chế bị mẫu thí nghiệm 45 3.4.3.4 Sơ quy trình thí nghiệm xác định tiêu học 46 3.4.4 Nghiên cứu độ ổn định nước nhiệt đất hỗn hợp gia cố 50 3.5 Kết thí nghiệm 52 3.5.1 Chỉ số CBR 52 3.5.2 Cường độ kháng nén 53 3.5.3 Cường độ chịu kéo uốn: .54 3.5.4 Mođun đàn hồi .57 3.6 Nhận xét đánh giá kết 58 3.7 Kết luận chương 59 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THI CƠNG, KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN 60 4.1 Quy trình thi cơng 60 4.2 Quy trình kiểm tra nghiệm thu 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .64 Những kết đạt được: 64 Những tồn hạn chế 65 Kiến nghị hướng nghiên cứu 65 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .67 PHỤ LỤC 69 MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số cơng trình xây dựng sử dụng phụ gia Rovo………….……… 20 Bảng 2.1: Thành phần hợp chất xi măng…………………… …………… 25 Bảng 2.2: Bảng tổ hợp mẫu thí nghiệm…………………………………… … 29 Bảng 2.3: Bảng kết cường độ kháng nén………………………………… 29 Bảng 2.4: Bảng kết thí nghiệm dung trọng………………………………… 29 Bảng 2.5: Kết thí nghiệm cường độ kháng cắt…………………………… 30 Bảng 2.6: Kết thí nghiệm mơđun đàn hồi………………………………… 30 Bảng 2.7: Kết thí nghiệm mơđun đàn hồi biến dạng……………………… 31 Bảng 2.8: Kết giới hạn đứt gãy…………………………………………… 31 Bảng 2.9: Kết giá trị chịu tác động 106 lần tải trọng tương đương 13Tấn, mẫu 28 ngày.…………………………………………………………… 31 Bảng 3.1: Khối lượng mẫu thí nghiệm đất tự nhiên 35 Bảng 3.2: Tổng hợp kết tiêu thí nghiệm mẫu đất 36 Bảng 3.3: Tổng hợp kết thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn: 38 Bảng 3.4: Tổng hợp tiêu thí nghiệm xi măng 39 Bảng 3.5: Tổng hợp thành phần hoá học Rovo 39 Bảng 3.6: Các tỷ lệ X-R trộn với đất cần gia cố cho 1m3 40 Bảng 3.7: Bảng khối lượng mẫu thí nghiệm 43 Bảng 3.8: Kết thí nghiệm độ ổn định nước đất đất gia cố 51 Bảng 3.9: Kết thí nghiệm độ ổn định nhiệt hỗn hợp X170 X170R1.3 52 Bảng 3.10: Bảng tổng hợp kết thí nghiệm số CBR 52 Bảng 3.11: Bảng tổng hợp kết thí nghiệm cường độ kháng nén 53 Bảng 3.12: Bảng tổng hợp kết thí nghiệm cường độ kháng kéo 54 Bảng 3.13: Bảng tổng hợp giá trị biến dạng vật liệu uốn 55 Bảng 3.14: Bảng tổng hợp kết giá trị Môđun đàn hồi 57 MỤC LỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Biểu đồ phân bố tỷ lệ rải mặt đường GTNT 10 Hình 1.2: Cơ chế hoạt động phụ gia DZ33 17 Hình 1.3: Một số hình ảnh thử nghiệm phụ gia Rovo Mộc Châu 2007 22 Hình 1.4: Đường sau hoàn thiện 22 Hình 2.1: Mơ kết cấu áo đường 25 Hình 2.2: Phản ứng xi măng truyền thống xi măng có Rovo 27 Hình 2.3: Tương tác hạt hạt Rovo tạo cấu trúc liên kết dạng sợi 28 Hình 2.4: Liên kết vật liệu tạo dùng phụ gia Rovo 28 Hình 2.5: Biểu đồ giá trị cường độ nén mẫu 14 28 ngày tuổi 30 Hình 3.1: Kết cấu áo đường thiết kế 33 Hình 3.2: Mô tác dụng cường độ kháng cắt 41 Hình 3.3: Mơ tác dụng môđun đàn hồi 41 Hình 3.4: Biểu đồ cường độ kháng nén tỷ lệ trộn X-R 53 Hình 3.5: Biểu đồ cường độ kháng kéo uốn tỷ lệ trộn X-R 55 Hình 3.6: Biểu đồ biến dạng chịu kéo uốn tỷ lệ trộn X-R 56 Hình 3.7: Biểu đồ giá trị mođun đàn hồi tỷ lệ trộn X-R 57 Hình 4.1: Hình ảnh minh hoạ cho bước thi công 62 BẢNG THỐNG KÊ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích BNNPTNT Bộ nơng nghiệp phát triển nông thôn GTNT Giao thông nông thôn GTVT Giao thông vận tải ĐH Đường huyện ĐX Đường xã ĐTX Đường thơn xóm BTXM Bê tơng xi măng X-R Xi măng – Phụ gia Rovo X-R-Đ Xi măng – Phụ gia Rovo – Đất chỗ X170 Trong 1m3 hỗn hợp mẫu trộn Xi măng + đất (Xi măng =170 kg) X170-R1.3 Trong 1m3 hỗn hợp mẫu trộn Xi măng + đất + Rovo (Xi măng =170 kg; Rovo = 1.3kg) X200-R2.0 Trong 1m3 hỗn hợp mẫu trộn Xi măng + đất + Rovo (Xi măng =200 kg; Rovo = 2.0kg)