Nghiên cứu tác động và giải pháp bước đầu hạn chế ảnh hưởng đến mặt đường ô tô do biến đổi khí hậu, nước biển dâng ở thành phố đà nẵng

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƢỜNGĐẠIHỌCGIAOTHƠNGVẬNTẢI NGUYỄNVĂNTƢƠI NGHIÊNCỨUTÁCĐỘNGVÀGIẢIPHÁPBƢỚCĐẦUHẠNC HEẢNHHƢỞNGĐENMẶTĐƢỜNGƠTƠ DOBIENĐOIKHÍHẬU,NƢỚCBIENDÂNGỞ THÀNHPHỐ ĐÀ NẴNG LUẬNÁNTIENSĨ KỸTHUẬT HÀNỘI-2016 NGUYỄNVĂNTƢƠI NGHIÊNCỨUTÁCĐỘNGVÀGIẢIPHÁPBƢỚCĐẦUHẠNC HEẢNHHƢỞNGĐENMẶTĐƢỜNGƠTƠ DOBIENĐOIKHÍHẬU,NƢỚCBIENDÂNGỞ THÀNHPHỐ ĐÀ NẴNG Ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Giao thơngChunngành:XâydựngđƣờngơtơvàđƣờngthànhphốM ãsố: 62580205 LUẬNÁNTIENSĨKỸ THUẬT NGƢỜIHƢỚNGDẪNKHOAHỌC: 1: GS.TS Phạm Huy Khang2:GS.TS.Bùi Xuân Cậy HÀNỘI- 2016 -i - LỜI CẢMƠN Luận án thực Bộ mơn Đƣờng bộ, Khoa Cơng trình, Trƣờng Đại họcGiao thơng vận tải dƣới hƣớng dẫn tận tình GS.TS Phạm Huy Khang vàGS.TS.BùiXuânCậy Ngh ên cứu s nh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Phạm Huy Khangvà GS.TS Bùi Xuân Cậy tận tình hƣớng dẫn khoa học suốt trình thựchiệnLuậnán Nghêncứusnhx nchânthànhcảmơnBanGiámhiệu,PhịngĐàotạ osauđại học,KhoaCơngtrình,cácthầycơgiáotrongBộmơnĐƣờngbộ-TrƣờngĐạihọcGiaothơng vậntảiđãgiúpđỡvà tạo điều kiệnđểhồnthànhLuậnán Ngh ên cứu s nh xin trân trọng cảm ơn Trƣờng Cao đẳng Giao thơng vậntải II, Phịng Thí nghiệm & Kiểm định - Trung tâm Kỹ thuật Đƣờng 3, Phịng thínghiệmTrƣờngĐạihọcBáchkhoaĐàNẵng, Phịngthíngh ệmVậtlệuxâydựng -Trƣờng Đạhọc G ao thơng vận tả , Trung tâm kỹ thuật t chuẩn đo lƣờng chấtlƣng2,đãtạođềuk ệngúpđỡnghêncứu snhthựchiệncácthínghiệm Ngh ên cứu s nh x n chân thành cảm ơn nhà khoa học ngồnƣớcđãg úpđỡthực h ệnthínghệmvàđ ngg pkếnchoLuậnán Cuối cùng, Ngh ên cứu s nh bày tỏ lòng cảm ơn đồng nghiệp, gia đình vàngƣờithânđãgiúpđỡ Nghêncứusnh trongsuốtquátrìnhhọctậpvànghiêncứu HàNội,ngày02tháng9năm2016 Nghn cứu snh NguyễnVănTƣơi -ii - CỘNGHÕAXÃHỘICHỦNGHĨAVIỆTNAM Độclập-Tựdo-Hạnhphúc Hà Nội, ngày02tháng 9năm2016 LỜI CAMĐOAN Ngh êncứu s nhxincam đoan làcơngtrìnhn g h i ê n c ứ u củabản t h â n Ngh ên cứu s nh Các kết nghiên cứu kết luận Luận án trungthựcvàchƣađƣcaicơngbốtrongbấtkỳcơngtrìnhnàokhác.Việcthamkhảocácnguồn tài liệu (nếu c ) đƣ c thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảođúngquyđịnh Nghn cứu snh NguyễnVănTƣơi -3- MỤCLỤC LỜICẢMƠN i LỜICAMĐOAN ii MỤCLỤC iii DANHMỤCCÁCBẢNG .viii DANHMỤCCÁCHÌNH xi DANHMỤCCÁCKÝHIỆU,CÁCCHỮVIETTẮT xiv MỞĐẦU CHƢƠNG1:TONGQUANVCÁCTÁCĐỘNGBIENĐOIKHÍHẬU,NƢỚCBIE NDÂNGĐỐIVỚIMẶTĐƢỜNGƠTƠVÀCÁCNGHIÊNCỨUCẢITHIỆNĐỘ BNCỦABÊTƠNGLÀMMẶTĐƢỜNGƠTƠ .3 1.1 CÁCBIỂUHIỆNVÀXUTHẾBIẾNĐỔIK H Í H Ậ U , N Ƣ Ớ C B I Ể N DÂN GTRÊNTHẾGIỚIVÀỞ VIỆTNAM 1.1.1 Kháiniệmvềbiếnđổikhíhậu 1.1.2 Biểuhiệncủabiếnđổikhíhậu,nƣớcbiểndângtrênthếgiới 1.1.3 Biểuhiệncủabiếnđổikhíhậu,nƣớcbiểndângởViệtNam 1.1.3.1 Biểuhiệncủabiếnđổikhíhậu,nƣớcbiểndângởViệtNam 1.1.3.2 Nhậnđịnh xuthếbiếnđổikhíhậu ởViệtNam 1.1.4 Biểuhiệnbiếnđổikhíhậu,nƣớcbiểndângởthànhphốĐàNẵng 1.1.4.1 Vị tríđịalc ủ a thànhphốĐàNẵng .7 1.1.4.2 Biểuhiện biến đổikhíhậuởthànhphốĐàNẵng 1.2 TÁCĐỘNGCỦABIẾNĐỔIKHÍHẬUĐỐIVỚIMẶTĐƢỜNGƠTƠ 10 1.2.1 Cáctổnthƣơngcủamặtđƣờngbêtơngnhựadobiếnđổikhíhậu 10 1.2.1.1 Ảnhhƣởngcủakhíhậuđốivớivậtliệubêtơngnhựa 10 1.2.1.2 Tácđộngcủakhíhậuđốivớikếtcấumặtđƣờngmềm 12 1.2.1.3 Tácđộngcủanƣớcbiểnđốivớiđộbềncủavậtliệubêtơngnhựa 14 1.2.2 Cáctổnthƣơngcủamặtđƣờngbêtơngximăngdobiếnđổikhíhậu 17 1.2.2.1 Nhiệtđộcao .17 1.2.2.2 Cácchấtch i xâmnhậpvàomặtđƣờngbêtơng 17 -4- 1.3 CÁCBIỆNPHÁPCẢITHIỆNĐỘBỀNCỦABÊTƠNGXIMĂNGVÀKẾTCẤ UBÊTƠNGXIMĂNGTRONGMƠITRƢỜNGXÂMTHỰCTRÊNTHẾGIỚ I VÀ ỞVIỆTNAM 18 1.3.1 Kháiniệmvềđộbềncủabêtôngxi măng .18 1.3.2 Cácbiệnphá pcả ithiệnđ ộbề n c bê t ôn g kế tcấ ubê tô ng môit rƣờngxâmthực 19 1.3.2.1 Giớithiệucácbiệnphápcảithiệnđộbềncủabêtôngvàkếtcấu bêtôngtrongmôitrƣờngxâmthực 19 1.3.2.2 Biệnphápcảith iệ n độ bềncủa bê tôngxim ă n g vàkếtcấ ubê tôngx imăngtrongmôitrƣờngxâmthựcbằnglựachọnthànhphầnvậtliệutốiƣu 19 1.4 XÁCĐỊNHVẤNĐỀNGHIÊNCỨU 27 1.5 NỘIDUNGVÀPHƢƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU .28 1.5.1 Nội dungnghiên cứu 28 1.5.2 Phƣơngphápnghiêncứu .28 1.5.3 Kếhoạchvànội dungthínghiệm 28 1.5.3.1 ĐốivớivậtliệuBTN 28 1.5.3.2 ĐốivớivậtliệuBTXM 29 1.6 KẾTLUẬNCHƢƠNG1 29 CHƢƠNG2THIETKEVÀLỰACHỌNTHÀNHPHẦNBÊTÔNGXIMĂNGT ỐIƢUVỚIPHỤGIAPUZƠLANQUẢNGNGÃI,THIETKE THÀNHPHẦNBÊTÔNGNHỰA 31 2.1 THIẾTKẾTHÀNHPHẦNBÊTƠNGXIMĂNGVỚIPHGIAPUZƠLANQ UẢNGNGI 31 2.1.1 Vậtliệusửdụngchếtạobêtơng xi măng .31 2.1.1.1 Xi măng 31 2.1.1.2 PhụgiakhoángPuzơlan 32 2.1.1.3 Cốtliệulớn(đádăm) 36 2.1.1.4 Cốtliệunhỏ (cát) .38 2.1.1.5 Phụgiahado 39 -5- 2.1.2 Thiết kếthànhphầncấpphốibêtôngximăng 40 2.1.2.1Yêucầuđốivớibêtôngximăngtrongxâydựngmặtđƣờngôtô 40 2.1.2.2 Thiếtkếthànhphầnbêtôngxi măng 41 2.1.2.3 Côngtácđúcvàbảodƣỡngcácmẫubêtôngximăng .48 2.1.2.4 Thínghiệmxácđịnhcƣờngđộnénvàkéouốn .49 2.1.2.5 Xácđịnhcƣờng độnénvàk é o u ố n đ ặ c t r ƣ n g c ủ a b ê t ô n g x i măng 50 2.1.2.6 Đốichiếuvớicácucầucủabêtơngdùngtrongxâydựngmặtđƣờngơt 57 2.2 THIẾT KẾTHÀNHPHẦN BÊTƠNGNHỰA 58 2.2.1 Vậtliệuchếtạo 58 2.2.2 ThiếtkếthànhphầnBTNC12.5vàBTNC19 59 2.3 KẾTLUẬNCHƢƠNG2 63 CHƢƠNG3 : N G H I Ê N C Ứ U T H Ự C N G H I Ệ M X Á C Đ Ị N H C Á C C H Ỉ TIÊUĐỘBNCỦABÊTÔNGTRONGMÔITRƢỜNGNƢỚCBIEN .64 3.1 XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU ĐỘ BỀN CỦA BÊ TÔNG XI MĂNGSD NGPHGIAPUZƠLANQUẢNG NGI 64 3.1.1 Đặt vấnđề 64 3.1.2 Thínghiệmxácđịnhđộbềncủabêtơngngâmtrongnƣớcbiển 65 3.1.2.1 Quansátbềmặtmẫubằngmắtthƣờng 67 3.1.2.2 Thínghiệmxácđịnhcƣờngđộnéncủacácloạibêtơngximăngtheothờigia nngâmtrongnƣớcbiển 71 3.1.2.3 Thínghiệmphântíchnhiệttrọnglƣng 76 3.1.2.4 ThínghiệmphântíchvicấutrúcSEM(ScanningElectronMicroscopy) 80 3.1.2.5 Thínghiệmđộthấmnƣớc 82 3.1.2.6 Thínghiệmđộthấmionclocủa loạibêtơng 86 3.1.2.7 Thínghiệmxácđịnhđộgiãnnởcủacácloạibêtơngximăng 88 3.2 NGHIÊNCỨU ĐỘBỀNCỦABÊTÔNGNHỰA 96 3.2.1 Phƣơngpháp,nộidungnghiêncứu .96 -6- 3.2.2 Kếtquảnghiêncứu .98 3.3 KẾTLUẬNCHƢƠNG3 100 CHƢƠNG4:ĐXUẤTVÀTÍNHTỐNMỘTSỐK E T C Ấ U M Ặ T ĐƢỜNGBÊT ÔNGXIM Ă N G S D Ụ N G P H Ụ G I A P U Z Ơ L A N K H U VỰCTHÀNHPH ỐĐÀNẴNG .101 4.1 TRÌNHTỰTÍNHTỐN,THIẾTKẾMẶTĐƢỜNGBTXM .101 4.2 MƠHÌNHTÍNHTỐN,TIÊUCHUẨN TRẠNGTHÁIGIỚIHẠN 102 4.2.1 Mơ hìnhtínhtốn 102 4.2.2 Cáctrạngtháigiớihạntínhtốn 102 4.2.3 Xácđ ịn hc ƣ n g đ ộ ké o u ố n t hi ế t kế y ê u c ầ u củat ấ m B TXM l p g 103 4.2.4 Hệsốđộtincậy  r 104 4.2.5 VịtrítấmBTXMdễbịpháhoạimặcđịnh .105 4.2.6 Tảitrọngtrụctiêuchuẩnđểtính mỏivà quyđổivềtrụctiêuchuẩn 105 4.2.7 TảitrọngtrụcđơnnặngnhấtthiếtkếPm 105 4.2.8 Trịsốgradiennhiệtđộlớnnhất Tg 105 4.3 TÍNHTỐNTẤM BTXMKHI LỚPM Ĩ N G T R Ê N B Ằ N G V Ậ T L I Ệ U HẠTGIA CỐ 106 4.3.1 Tínhtrị số pr 106 4.3.2 Tínhtrị số ps 107 4.3.3 Tínhtrị sốbpr 108 4.3.4 ỨngsuấtkéouốndotảitrọngnặngnhấtthiếtkếP mgâyratrongtấmBTXM 108 4.3.5 Ứngsuấtkéou ố n dogradiennhiệt độg â ymỏi tr 109 4.3.6 Tính hệsốứng suấtuốnvồngCL 110 4.4 ĐỀXUẤTCÁCPHƢƠNGÁNTHIẾTKẾCẤUTẠOKẾTCẤUMẶTĐƢỜ NGBTXM 111 4.4.1 Đƣờngcq u y mơgiaothơngthiếtkếcấptrungbình(ĐƣờngcấpIV) 111 4.4.1.1 Thuthậpsốliệuđầuvào 111 4.4.1.2 Đềxuấtcácphƣơngáncấutạokếtcấuáođƣờng 111 4.4.2 Đƣờngcq u y môgiaothôngthiếtkếcấpnặng(ĐƣờngcấpIII) .112 -7- 4.4.2.1 Thuthậpsốliệuđầuvào 112 4.4.2.2 Đềxuấtcácphƣơngáncấutạokếtcấuáođƣờng 113 4.5 KIỂMTOÁNCÁCPHƢƠNGÁNKẾTCẤUMẶTĐƢỜNGDOTẢITRỌNGXE CHẠYVÀGRADIENNHIỆT ĐỘGÂY RA 114 4.5.1 Đƣờngcq u y mơgiaothơngthiếtkếcấptrungbình(ĐƣờngcấpIV) .114 4.5.2 Đƣờngcq u y môgiaothôngthiếtkếcấpnặng(ĐƣờngcấpIII) .118 4.6 PHÂNTÍCH KẾTQUẢTÍNHTỐN .122 4.6.1 Phântíchkếtquảtínhtốncáckếtcấu mặtđƣờng 122 4.6.2 Phântíchhiệuquảkinhtếcủacácloạibêtơngxi măng 124 4.7 XÁCĐỊNHCHIỀUDÀYTỐITHIỂUCỦALỚPBÊTƠNGBẢOVỆĐẢMB ẢOTUỔITHỌSD NGYÊUCẦUCỦA MẶT ĐƢỜNGBTXM 125 4.8 KẾTLUẬNCHƢƠNG4 131 KETLUẬNVÀ KIENNGHỊ 132 DANHMỤCCƠNGTRÌNHCỦANGHIÊNCỨUSINH a TÀILIỆUTHAMKHẢO b -viii- DANHMỤCCÁCBẢNG TT Tnbảng Trang Bảng1.1.Mựcnƣớcbiểndâng(cm) sovớithờikỳ1980-1999 Bảng1.2.Kịchbảnnƣớcbiểndâng Bảng1.3.Hàmlƣngnhựađƣờngtốiƣucủacácloạihỗnhp .15 Bảng1.4 ĐộổnđịnhvàđộdoMarshallcủacácmẫuBTN .16 Bảng1.5 Hệsốkhuếchtánionclocủacácloạibêtông 23 Bảng1.6 KếhoạchvànộidungthínghiệmvớivậtliệuBTN 28 Bảng1.7 KếhoạchvànộidungthínghiệmvớivậtliệuBTXM 29 Bảng2.1.CácchỉtiêuchấtlƣngcủaximăngPC40 31 Bảng2.2 CáckhuđềxuấtthămdịphụgiakhốngpuzơlanởQuảngNgãi .34 Bảng2.3 Chỉsố hoạttínhcủapuzơlannúiĐầuVoi 35 Bảng2.4 Yêucầukỹthuậtvàkếtquảthí nghiệmcủaPuzơlannúiĐầuVoi 35 Bảng2.5.Chỉtiêucơlí ucầucủa cốtliệuthơđểxâydựngmặtđƣờngBTXM 37 Bảng2.6.Cácchỉtiêucơlícủađá dămDmax=19mmmỏđáHốcKhế 37 Bảng2.7 ThànhphầnhạtđádămHốcKhế- ĐàNẵng 38 Bảng2.8 CácchỉtiêucơlícủacátTúyLoan-ĐàNẵng 39 Bảng2.9.ThànhphầnhạtcủacátvàngTúyLoan-ĐàNẵng 39 Bảng2.10 Thông sốkỹthuậtcủaphụgia LotusR201 40 Bảng2.11 Cácchỉtiêu cơlc ủ a B T X M v độsụtcủahỗnhp BTXM[4] .41 Bảng2.12.Độsụt củahỗnhpbêtơng ximăngtheoloạikếtcấu .41 Bảng2.13.LƣngnƣớctrộnvàhàmlƣngkhơngkhícủaBTXMtƣơi 42 Bảng2.14.MốiquanhệgiữatỉlệN/CKDvàcƣờngđộnén 42 Bảng2.15.Thểtíchcủađádămđãđầmchặttrênmộtđơnvịthể tíchBTXM .43 Bảng2.16.Thànhphầnvậtliệucho1m3bêtơngxi măng .48 Bảng2.17.KếhoạchthínghiệmcácđặctrƣngcƣờngđộcủaBTXM 48 Bảng2.18.Hệsố(kn)chogiátrịđặctrƣng5% 51 Bảng2.19.Cƣờngđộnénđặctrƣngcủacácloạibêtôngximăng 51