Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu cấp phối đá dăm trộn cấp phối sỏi đỏ dùng cho móng đường khu vực phía nam

Việc sử dụng lớp các lớp cấp phối đá dăm loại I hoặc loại II trong kết cấu móng của mặt đường mềm cấp cao, bê tông nhựa BTN hay mặt đường cứng bê tông xi măng BTXM hiện nay là rất phổ bi

ĐẦU

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Sức chống cắt của vật liệu có ảnh hưởng đến cường độ của kết cấu móng, mặt đường ô tô, theo Morh-Coulomb, ta có quan hệ: τ = σ.tgϕ + c (1.1) Trong đó, góc ma sát trong ϕ và lực dính c mang tính chất quyết định ở trường hợp này

Lực dính trong cấp phối vật liệu được tạo bởi hai yếu tố:

Lực dính phân tử: Do lực dính của các hạt keo có kích thước rất nhỏ, lực này đảm bảo tính dính của cấp phối; nâng cao cường độ của cấp phối khi chịu lực đứng và lực ngang; lực này giảm khi cấp phối bị ẩm ướt

Lực dính tương hỗ: Do sự móc vướng vào nhau của các hạt có kích thước lớn hơn Lực này nâng cao cường độ cấp phối nhưng không chống được lực ngang; ít ảnh hưởng khi nhiệt độ và độ ẩm cấp phối thay đổi nhưng sẽ giảm khi cấp phối chịu tải trọng trùng phục

Góc ma sát trong của cấp phối: Do sự ma sát giữa các hạt có kích thước lớn hơn Cốt liệu càng sần sùi, sắc cạnh, kích thước cỡ lớn và đồng đều lực ma sát càng lớn Lực ma sát không phụ thuộc vào thời gian tác dụng lực nhưng sẽ giảm đi khi cấp phối bị ẩm ướt Đối với cấp phối đá dăm (CPĐD) gia cố chất vô cơ mà thường hay được sử dụng nhất là gia cố xi măng, dù là mặt đường cứng hay nửa cứng thì cũng có một nhược điểm lớn là bị nứt do bị co ngót; do chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt trên và dưới; hoặc vừa do ứng suất ngoại lực vừa do nhiệt độ,… Trường hợp là mặt đường nửa cứng, hư hỏng phổ biến nhất là hiện tượng nứt phản ánh (copy vết nứt)

Hiện tượng này sớm xuất hiện trong quá trình khai thác, sử dụng làm giảm tuổi thọ của lớp phủ (ASSHTO 1993) Vết nứt bắt đầu từ mặt tiếp xúc giữa lớp bê tông xi măng (BTXM) và Bê tông nhựa (BTN) và phát triển lên phía trên Các vết nứt xuất hiện do sự dịch chuyển của các khe và các vết nứt của lớp BTXM phía dưới do nhiệt độ khác nhau và tính không liên tục của hệ thống mặt đường Ngoài ra, tải trọng giao thông có thể gây ra các dịch chuyển thẳng đứng không đều (Roberts et al 1996) Các dịch chuyển này gây ra biến dạng trong lớp BTN và dẫn đến sự hình thành của vết nứt (PCS 1991) (Hình 1.1 bên dưới) Các vết nứt tạo ra đường thấm nước, dẫn đến các hư hỏng do nước như phùi nhựa và bong bật lớp nhựa Cho dù các hư hỏng này có thể được xử lý bằng các giải pháp xử lý nứt (Yoder và Witczak, 1975) [1], hoặc phải tăng chiều dày lớp phủ dẫn đến tốn kém không cần thiết

Hình 1.1 Một số vết nứt phản ánh (relective cracking) [1]

Hình 1.2 Biểu đồ cơ chế hình thành và phát triển vết nứt phản ảnh [1] Ở khu vực phía Bắc nước ta, mặt đường đá dăm tiêu chuẩn chèn chất kết dính có nguồn gốc đá vôi (trầm tích) với sự hỗ trợ của nước (còn gọi là mặt đường đá dăm nước – cường độ hình thành theo nguyên lý đá chèn đá) thì cường độ nén của đá không cao nhưng lực dính c trong kết cấu thì lớn Ở khu vực phía Nam thì đa số là đá Granite (Magma xâm nhập) hoặc nguồn gốc trầm tích cơ học nên có cường độ nén cao, nhưng lực dính trong kết cấu lại kém

Việc sử dụng lớp (các lớp) cấp phối đá dăm loại I hoặc loại II trong kết cấu móng của mặt đường mềm cấp cao, bê tông nhựa (BTN) hay mặt đường cứng bê tông xi măng (BTXM) hiện nay là rất phổ biến, có “TCVN 8859:2011 - Lớp móng cấp phối đá dăm trong kết cấu đường ô tô - Vật liệu, thi công và nghiệm thu” quy định và hướng dẫn sử dụng Loại móng - mặt đường CPĐD sử dụng nguyên lý “cấp phối”, sự hình thành cường độ chủ yếu là sự ma sát, chèn móc giữa các hạt và một phần nhờ lực dính phân tử do thành phần các hạt mịn tạo ra Lớp CPĐD có các ưu nhược điểm sau:

- Ưu điểm của lớp CPĐD: § Kết cấu chặt kín, cường độ cao (E đh = 2000 - 3000 daN/cm 2 ); § Sử dụng được các loại vật liệu địa phương; § Thi công đơn giản, công đầm nén nhỏ, có thể cơ giới hóa toàn bộ khâu thi công nên tốc độ thi công cao; § Tương đối ổn định nước, giá thành hợp lý

- Nhược điểm của CPĐD: § Chịu lực ngang kém, khi khô hanh cường độ giảm nhiều; § Hao mòn, sinh bụi nhiều khi khô hanh; § Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường nhỏ; § Cường độ giảm nhiều khi bị ẩm ướt (đặc biệt là CPĐD loại II) § Lực dính kém, chỉ số dẻo thấp

Việc sử dụng lớp cấp phối sỏi đỏ (CPSĐ) (thuộc cấp phối thiên nhiên) để làm móng dưới mặt đường loại A1, A2; móng trên cho mặt đường loại A2; làm các lớp móng và mặt đường cho mặt đường loại B1, B2 và lớp gia cố lề của các lớp kết cấu áo đường theo quy định tại 22 TCN 211-06 cũng được dùng ở các vùng có thể tận dụng được nguồn vật liệu địa phương sẵn có “TCVN 8867:2011 - Lớp kết cấu áo đường ô tô bằng cấp phối thiên nhiên - vật liệu, thi công và nghiệm thu” được áp dụng đối với lĩnh vực này Loại móng - mặt đường CPSĐ cũng sử dụng nguyên lý

“cấp phối”, sự hình thành cường độ chủ yếu là nhờ thành phần lực dính phân tử do đất dính tạo ra, một phần nhờ sự chèn móc và ma sát giữa các hạt lớn Lớp CPSĐ có các ưu - nhược điểm sau:

- Ưu điểm của lớp CPSĐ: § Kết cấu chặt kín, chịu lực ngang tương đối tốt; § Sử dụng được các loại vật liệu địa phương; § Thi công đơn giản, công đầm nén nhỏ, có thể cơ giới hóa toàn bộ quá trình thi công; § Giá thành thấp; § Lực dính tốt, chỉ số dẻo cao

- Nhược điểm của lớp CPSĐ: § Cường độ không cao lắm: (Eđh = 1600 - 2200 daN/cm 2 ); § Không ổn định cường độ: về mùa mưa cường độ giảm, mặt đường trơn trượt; về mùa khô hao mòn, sinh bụi nhiều; § Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường nhỏ

Sử dụng riêng lớp CPĐD hoặc lớp CPSĐ sẽ có một số ưu và nhược điểm như đã nêu trên; vấn đề đặt ra là có thể sử dụng những ưu điểm như tính kết dính cao của CPSĐ, tính ổn định và cường độ cao của CPĐD bằng cách trộn chúng với nhau với một tỷ lệ nhất định nhằm khắc phục phần nào nhược điểm của chúng khi chúng được sử dụng một mình: tăng cường độ do tăng lực dính trong kết cấu; ít phải bảo dưỡng bề mặt hơn khi làm mặt đường cấp thấp, mặt đường giao thông nông thôn, hoặc móng đường đầu tư phân kỳ, chờ một thời gian sau mới phủ lớp mặt đường cấp cao.

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài đó là xác định được tỷ lệ trộn hợp lý của CPSĐ vào CPĐD D max = 25 mm nhằm tăng tính ưu việt của lớp móng, mặt đường nhờ phối hợp các ưu điểm riêng của hai loại cấp phối vật liệu này; đồng thời đề xuất phương pháp trộn, phương thức thi công, và đưa ra những so sánh khả năng chịu lực từ các thí nghiệm cụ thể.

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Đề tài có các nhiệm vụ chínnh sau:

- Nghiên cứu vật liệu đầu vào của các loại CPĐD, CPSĐ;

- Xác định tỷ lệ CPSĐ trộn với CPĐD Dmax = 25 mm;

- Thử nghiệm 05 tỷ lệ pha trộn giữa 02 loại CPĐD và CPSĐ

- So sánh, đánh giá chất lượng, các chỉ tiêu kỹ thuật của CPSĐ trộn với CPĐD D max = 25 mm ứng với từng tỷ lệ trộn ở trên.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài kết hợp sử dụng lý thuyết kết hợp thực nghiệm để:

- Thí nghiệm một số tính chất của vật liệu CPĐD, CPSĐ: Thí nghiệm thành phần hạt, hàm lượng hạt thoi dẹt, độ hao mòn Los Angeles, giới hạn dẻo, giới hạn chảy theo phương pháp Casagrande, tích số dẻo, độ chặt đầm nén,…

- Thí nghiệm một số chỉ tiêu về khả năng làm việc của các cấp phối mới như: CBR, môđun đàn hồi, cường độ chịu kéo gián tiếp (ép chẻ)…

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

- Xác định thành phần cấp phối và các chỉ tiêu cơ lý của CPĐD Dmax 25 mm, CPSĐ sẽ được sử dụng;

- Xác lập tỷ lệ trộn giữa hai loại CPĐD Dmax = 25 mm và CPSĐ Thí nghiệm tìm độ ẩm tối ưu của từng tỷ lệ trộn

- Đánh giá và so sánh chất lượng của từng tỷ lệ trộn (CPĐD & CPSĐ) bằng một số thí nghiệm như CBR, mođun đàn hồi, ép chẻ Từ đó đề xuất tỷ lệ phối trộn tốt nhất cùng với độ ẩm tối ưu.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài được thực hiện gồm các chương chính sau:

- Chương 1: Mở đầu - Chương 2: Tổng quan - Chương 3: Thí nghiệm vật liệu - Chương 4: So sánh các chỉ tiêu kỹ thuật các hỗn hợp - Chương 5: Kết luận – Kiến nghị

Nội dung các chương được thể hiện thông qua hình 1.3 dưới đây

Hình 1.3 Nội dung nghiên cứu đề tài.

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU ĐẦU VÀO

1 Xác định thành phần hạt

2 Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt của CPĐD

3 Xác định Độ hao mòn Los-

4 Đầm nén xác định độ ẩm tối ưu và dung trọng khô lớn nhất

6 Xác định giới hạn dẻo & giới hạn nhão

1 Xác định thành phần hạt

2 Xác định Độ hao mòn Los- Angeles

3 Đầm nén xác định độ ẩm tối ưu và dung trọng khô lớn nhất

5 Xác định giới hạn dẻo & giới hạn nhão

TRỘN HỖN HỢP CPĐD & CPSĐ VỚI 5 TỶ LỆ KHÁC NHAU

Xác định các độ ẩm tối ưu và dung trọng khô lớn nhất

1 Xác định chỉ số CBR

2 Xác định môđun đàn hồi (không nở hông)

3 Xác định môđun đàn hồi (nở hông tự do) ĐỀ XUẤT TỶ LỆ TRỘN TỐI ƯU TRONG 5 SỰ PHỐI TRỘN

4 Xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ

THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÁC HỖN HỢP

QUAN

CẤP PHỐI ĐÁ DĂM - YÊU CẦU VẬT LIỆU

Theo TCVN 8859-2011 [2], định nghĩa cấp phối đá dăm (CPĐD) là hỗn hợp vật liệu đá dạng hạt có thành phần hạt tuân thủ nguyên lý cấp phối liên tục, ký hiệu là CPĐD

Cỡ hạt lớn nhất danh định (Nominal maximum size of aggregate): Là cỡ hạt có đường kính lớn nhất quy ước của một loại CPĐD, ký hiệu là D max Cỡ hạt danh định này nhỏ hơn so với đường kính của cỡ hạt lớn nhất tuyệt đối và tỷ lệ hàm lượng lọt qua sàng ứng với cỡ hạt danh định của một loại CPĐD thường chiếm từ 75 % - 95

2.1.2 Phân loại cấp phối đá dăm

CPĐD dùng làm móng đường được chia làm hai loại:

Loại I: là cấp phối hạt mà tất cả các cỡ hạt được nghiền từ đá nguyên khai

Loại II: là cấp phối hạt được nghiền từ đá nguyên khai hoặc sỏi cuội, trong đó cỡ hạt nhỏ hơn 2,36 mm có thể là vật liệu hạt tự nhiên không nghiền nhưng khối lượng không vượt quá 50 % khối lượng CPĐD Khi CPĐD được nghiền từ sỏi cuội thì ít nhất 75 % số hạt trên sàng 9,5 mm phải có từ hai mặt vỡ trở lên [2]

2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật đối với cấp phối đá dăm 2.1.3.1 Yêu cầu về loại đá

Các loại đá gốc được sử dụng để nghiền sàng làm CPĐD phải có cường độ nén tối thiểu phải đạt 60 MPa nếu dùng cho lớp móng trên và 40 MPa nếu dùng cho lớp móng dưới Không được dùng đá xay có nguồn gốc từ đá sa thạch (đá cát kết, bột kết) và diệp thạch (đá sét kết, đá sít)

2.1.3.2 Yêu cầu về thành phần hạt của vật liệu cấp phối đá dăm

Thành phần hạt của vật liệu CPĐD được quy định tại Bảng 2.1 của TCVN 8859:2011 [2]

Bảng 2.1 Thành phần hạt của CPĐD

Tỷ lệ lọt sàng, % theo khối lượng Kích cỡ mắt sàng vuông, mm

CPĐD có cỡ hạt Dmax = 37,5 mm

CPĐD có cỡ hạt Dmax = 25 mm

CPĐD có cỡ hạt Dmax = 19 mm

2.1.3.3 Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cấp phối đá dăm

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD được quy định trong bảng 2.2 sau đây

Bảng 2.2 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD [2]

Cấp phối đá dăm Chỉ tiêu

1 Độ hao mòn Los-Angeles của cốt liệu (LA), %

2 Chỉ số sức chịu tải CBR tại độ chặt K98, ngâm nước 96 h, %

3 Giới hạn chảy (W L ) 1) , % ≤ 25 ≤ 35 TCVN 4197:1995 4 Chỉ số dẻo (I P ) 1) , % ≤ 6 ≤ 6 TCVN 4197:1995 5 Tích số dẻo PP 2)

(PP = Chỉ số dẻo I P x % lượng lọt qua sàng 0,075 mm)

6 Hàm lượng hạt thoi dẹt 3) , % ≤ 18 ≤ 20 TCVN 7572 - 2006 7 Độ chặt đầm nén (K yc ), % ≥ 98 ≥ 98 22 TCN 333 06

1) Giới hạn chảy, giới hạn dẻo được xác định bằng thí nghiệm với thành phần hạt lọt qua sàng 0,425 mm

2) Tích số dẻo PP có nguồn gốc tiếng Anh là Plasticity Product

3) Hạt thoi dẹt là hạt có chiều dày hoặc chiều ngang nhỏ hơn hoặc bằng 1/3 chiều dài; Thí nghiệm được thực hiện với các cỡ hạt có đường kính lớn hơn 4,75 mm và chiếm trên 5 % khối lượng mẫu;

Hàm lượng hạt thoi dẹt của mẫu lấy bằng bình quân gia quyền của các kết quả đã xác định cho từng cỡ hạt.

CẤP PHỐI SỎI ĐỎ - YÊU CẦU VẬT LIỆU

Theo TCVN 8857:2011 [3], vật liệu cấp phối thiên nhiên được hiểu là một hỗn hợp vật liệu dạng hạt có sẵn trong tự nhiên theo nguyên lý cấp phối, (hạn chế thấp nhất việc gia công nghiền) CPSĐ là một dạng của loại cấp phối thiên nhiên

2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với CPSĐ khi làm móng áo đường

Thành phần hạt của vật liệu cấp phối thiên nhiên phải nằm trong vùng giới hạn của đường bao cấp phối quy định ở Bảng 2.3 (Thí nghiệm theo TCVN 7572–

2:2006, Phần 2: Xác định thành phần hạt) và các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu cấp phối thiên nhiên được quy định tại Bảng 2.4 [3]

Bảng 2.3 Yêu cầu về thành phần hạt của vật liệu cấp phối thiên nhiên

Lượng lọt qua sàng (sàng mắt vuông), % khối lượng Loại cấp phối

D – 100 60–100 50–85 40–70 25–45 5–20 Bảng 2.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với vật liệu cấp phối thiên nhiên

Mặt loại B1, B2, gia cố lề

1 Loại cấp phối sử dụng

2006 6 Tỉ lệ lọt qua sàng N o 200/N o 40

(* ) Xác định giới hạn chảy theo phương pháp Casagrande Sử dụng phần hạt nhỏ lọt qua sàng lưới mắt vuông kích cỡ 0,425 mm để thử nghiệm giới hạn chảy, giới hạn dẻo

(** ) CBR được xác định với độ chặt đầm nén bằng 98% độ chặt đầm nén cải tiến theo phương pháp D, ngâm mẫu 96 giờ theo tiêu chuẩn 22TCN 346–06.

TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ NỀN – MÓNG ÁO ĐƯỜNG

Theo GS Dương Ngọc Hải [4], mục tiêu của các phương pháp gia cố nền – móng đường là làm cho nền đất có đủ khả năng hoặc cải thiện khả năng chịu lực, chịu ứng suất của tải trọng xe cộ lên nền đường; khi mà tự bản thân của nó không đủ khả năng hoặc không thể đáp ứng được tải trọng cũng như lưu lượng xe tác động lên

Gia cố loại không dùng chất liên kết: Còn gọi là gia cố vật lý (hay cơ học), phương pháp này chủ yếu nhằm cải thiện thành phần hạt hoặc (và) tăng độ chặt (tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt) nhưng không thay đổi được cấu trúc vật liệu và không tạo được tính toàn khối cho đất và vật liệu hạt

Gia cố loại dùng các chất liên kết: Biến các vật liệu rời rạc, phân tán thành các vật liệu toàn khối có cường độ liên kết giữa các hạt tăng lên, độ ổn định nước cũng tăng lên bằng cách gia cố chúng với các chất liên kết khác nhau (vô cơ, hữu cơ, chất keo tụ, hỗn hợp, hoặc các chất khác )

2.3.2 Gia cố móng – mặt đường bằng các chất liên kết 2.3.2.1 Gia cố các loại vật liệu hạt bằng các chất liên kết vô cơ

Các loại vật liệu hạt (bao gồm đất các loại, cấp phối sỏi cuội, CPĐD, xỉ phế thải công nghiệp) bằng các chất liên kết vô cơ (vôi, xi măng, chất liên kết puzoland, tro bay ) [4]

Mặt đường đá dăm nước

Theo TCVN 9504:2012, mặt đường đá dăm nước là mặt đường dùng loại đá có cường độ cao, cùng loại, kích cỡ đồng đều, sắc cạnh rải theo nguyên lý đá chèn đá Loại mặt đường này do một kỹ sư người Anh tên là Macadam thí nghiệm thành công ở thế kỷ 19, và tốt nhất là nên dùng loại đá vôi có cường độ cao Mặt đường này có các yếu tố sau:

- Cường độ hình thành theo nguyên lý đá chèn đá, và bột đá hình thành trong quá trình lu lèn có vai trò làm chất kết dính bề mặt

- Ưu điểm: Cường độ cao (Eđh = 2500 daN/cm 2 – 3000 daN/cm 2 ), tận dụng nguồn vật liệu địa phương, giá thành rẻ, ít bị ảnh hưởng của ẩm ướt, thi công dễ dàng do không cần phải dùng thiết bị thi công phức tạp, đặc chủng,

- Nhược điểm: Không chịu được tải trọng động (do bị tròn cạnh đá); đá dễ bị bong bật dưới tác dụng đẩy ngang của bánh xe, hình thành ổ gà, lượn sóng nhất là vào mùa khô - nắng; tốn công lu; có thể tốn công gia công vật liệu đá [5]

Mặt đường đá dăm đất kết dính

- Dùng đất để lấp kín các khe hở của đá dăm tạo thành một lớp kết cấu có độ ổn định cao, công lu lèn ít hơn

- Cường độ hình thành theo nguyên lý đá chèn đá, và đất có vai trò làm chất kết dính bề mặt

- Ưu điểm: so với mặt đường đá dăm nước, thì mặt đường kín hơn, ít tốn công lu hơn, có thể dùng đá có cường độ thấp hơn

- Nhược điểm: do có đất nên dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm làm giảm cường độ; nếu thi công không đúng kỹ thuật sẽ làm cho mặt đường bị trơn lầy

Mặt đường CPĐD gia cố xi măng

Theo TCVN 8858-2011, CPĐD hoặc cuội sỏi (nghiền hoặc không nghiền) có cấu trúc thành phần hạt theo nguyên lý cấp phối chặt liên tục, rồi đem trộn với xi măng với một tỷ lệ nhất định (thường khoảng từ 3 % - 6 %) rồi lu lèn ở độ ẩm tốt nhất trước khi xi măng ninh kết Mặt đường này có các đặc điểm sau:

- Sự hình thành cường độ nhờ sự thủy hóa và kết tinh liên kết các cốt liệu thành một khối vững chắc có cường độ cao, có khả năng chịu nén và chịu kéo khi uốn

- Ưu điểm: Cường độ cao (E đh = 9000 daN/cm 2 – 11000 daN/cm 2 ), có khả năng chịu kéo khi uốn, ổn định nhiệt & nước, sử dụng nguồn vật liệu địa phương, giá thành tương đối rẻ do lượng xi măng dùng ít, có thể cơ giới hóa toàn bộ các khâu thi công

- Nhược điểm: Chịu tải trọng động kém, yêu cầu phải có thiết bị thi công chuyên dụng từ thiết bị trộn đến thiết bị rải, bị khống chế thời gian thi công (thường không được quá 02 giờ), không thông xe ngay được sau khi thi công vì phải có thời gian bảo dưỡng (tối thiểu 07 ngảy mới được thi công lớp áo đường trên nếu có, sau 14 ngày mới được thông xe hạn chế) [4],[6],[7]

Mặt đường đá dăm thấm nhập hoặc kẹp vữa xi măng

Theo Nguyễn Biên Cương [6], loại mặt đường này có các đặc điểm sau:

- Sử dụng nguyên lý đá chèn đá, vật liệu đá dăm tiêu chuẩn (4 x 6) cm, có thể chèn thêm đá dăm (2 x 4) cm Sau đó vữa xi măng cát được trộn và rải có thể bằng phương pháp khô hoặc ướt

- Sự hình thành cường độ nhờ sự ma sát và chèn móc giữa các hạt đá cùng với lực dính do vữa xi măng cát tạo nên, vữa này vừa có tác dụng là chất kết dính vừa để lấp đầy lỗ rỗng

- Ưu điểm: Cường độ cao (Eđh = 5000 daN/cm 2 – 7000 daN/cm 2 ), ổn định nhiệt và nước, sử dụng các vật liệu địa phương, thi công đơn giản không cần các thiết bị chuyên dùng, giá thành không cao

- Nhược điểm: Chịu tải trọng động kém, không thông xe ngay được sau khi thi công, cường độ phụ thuộc nhiều vào chất lượng ở các khâu thi công [6]

NGHIỆM VẬT LIỆU

THÍ NGHIỆM KIỂM TRA THÀNH PHẦN HẠT

Được thực hiện dựa trên TCVN 7572-2-2006 – Xác định thành phần hạt [13]

3.1.1 Đối với cấp phối đá dăm

- Thiết bị thử § Cân kỹ thuật có độ chính xác 1 %; § Bộ sàng tiêu chuẩn, kích thước mắt sàng: 0,075 mm; 0,425 mm; 2,36 mm; 4,75 mm; 9,5 mm; 19 mm; 25 mm; 37,5 mm; § Máy lắc sàng; bộ sàng tay; § Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ 105 o C đến 110 o C

Hình 3.1 Bộ máy lắc sàng

- Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử Lấy mẫu cốt liệu theo TCVN 7572-1:2006 Trước khi đem thử, mẫu được sấy đến khối lượng không đổi và để nguội đến nhiệt độ phòng thí nghiệm

- Tiến hành thử § Xếp chồng từ trên xuống dưới bộ sàng tiêu chuẩn theo thứ tự kích thước mắt sàng từ lớn đến nhỏ như sau: 37,5 mm; 25 mm; 19 mm; 9,5 mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 0,425 mm; 0,075 mm và đáy sàng; § Cân khoảng 15 000 g (m) cốt liệu và đổ cốt liệu đã cân vào sàng trên cùng và tiến hành sàng Dùng máy sàng và cả sàng lắc bằng tay Khi dùng máy sàng thì thời gian sàng khoảng 5 phút Khi sàng bằng tay thì thời điểm dừng sàng là khi sàng trong vòng 1 phút mà lượng lọt qua mỗi sàng không lớn hơn 0,1 % khối lượng mẫu thử; § Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1 g

- Tính kết quả § Lượng sót trên sàng có kích thước mắt sàng 37,5 mm (S 37,5 ), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác đến 0,1 %, theo công thức:

S = m × (3.1) trong đó: m 37,5 là khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng 37,5 mm, tính bằng gam (g); m o là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g) § Lượng sót riêng trên từng sàng kích thước mắt sàng i (a i ), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác đến 0,1 %, theo công thức: i 100 i a m

= m × (3.2) trong đó: m i là khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng i, tính bằng gam (g); m là tổng khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g) § Lượng sót tích lũy trên sàng kích thước mắt sàng i, là tổng lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng lớn hơn nó và lượng sót riêng bản thân nó

Lượng sót tích lũy (A i ), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 0,1 %, theo công thức:

A i = a i + + a 2,36 (3.3) trong đó: a i là lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng i, tính bằng phần trăm khối lượng (%); a 2,36 là lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng 2,36 mm, tính bằng phần trăm khối lượng (%) [9]

Bảng 3.1 Kết quả tính toán thí nghiệm thành phần hạt CPĐD

Kích cỡ mắt sàng vuông, mm

Khối lượng sót trên sàng, g

Tỷ lệ lọt sàng, % theo khối lượng

CPĐD có cỡ hạt danh định D max = 25 mm

Kích thước lỗ sàng vuông (mm)

Hình 3.2 Biểu đồ đường cong cấp phối hạt (CPĐD)

3.1.2 Đối với cấp phối sỏi đỏ

Làm tương tự như đối với cấp phối đá dăm, nhưng với bộ sàng 0,075 mm;

0,425 mm; 2 mm; 4,75 mm; 9,5 mm; 25 mm; 50 mm [13]

Bảng 3.2 Kết quả tính toán thí nghiệm thành phần hạt CPSĐ

Kích cỡ mắt sàng vuông, mm

Khối lượng sót trên sàng, g

Tỷ lệ lọt sàng, % theo khối lượng

Kích thước lỗ sàng vuông (mm)

Hình 3.3 Đường cong cấp phối hạt (CPSĐ).

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG HẠT THOI DẸT CỦA CPĐD

Thí nghiệm này dựa trên TCVN 7572-13:2006 - Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn [14]

- Thiết bị và dụng cụ § Cân kỹ thuật có độ chính xác tới 1 %; § Thước kẹp cải tiến (xem Hình 3.4); § Bộ sàng tiêu chuẩn theo TCVN 7572-2:2006; § Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ 105 o C đến 110 o C

Hình 3.4 Mô tả thước kẹp cải tiến Chú dẫn:

- Chuẩn bị mẫu thử § Mẫu được sấy tới khối lượng không đổi § Dùng bộ sàng tiêu chuẩn để sàng cốt liệu lớn đã sấy khô thành từng cỡ hạt § Tùy theo cỡ hạt, khối lượng mẫu được lấy ở đây là 5 kg

- Tiến hành thử § Hàm lượng hạt thoi dẹt của cốt liệu lớn được xác định riêng cho từng cỡ hạt Đối với cỡ hạt chỉ chiếm nhỏ hơn 5 % khối lượng vật liệu thì không cần phải xác định hàm lượng hạt thoi dẹt của cỡ hạt đó § Quan sát và chọn ra những hạt thấy rõ ràng chiều dày hoặc chiều ngang của nó nhỏ hơn hoặc bằng 1/3 chiều dài Khi có nghi ngờ thì dùng thước kẹp để xác định lại một cách chính xác, bằng cách đặt chiều dài viên đá vào thước kẹp để xác định khoảng cách L; sau đó cố định thước ở khoảng cách đó và cho chiều dày hoặc chiều ngang của viên đá lọt qua khe d Hạt nào lọt qua khe d thì hạt đó là hạt thoi dẹt § Cân các hạt thoi dẹt và cân các hạt còn lại, chính xác đến 1 g

= α § Hàm lượng hạt thoi dẹt của mỗi cỡ hạt trong cốt liệu lớn (T d ), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 1 %, theo công thức: m 100 m T m

= + (3.4) trong đó: m 1 là khối lượng các hạt thoi dẹt, tính bằng gam (g); m 2 là khối lượng các hạt còn lại, tính bằng gam (g) § Kết quả hàm lượng hạt thoi dẹt của mẫu là trung bình cộng theo quyền (bình quyền) của các kết quả đã xác định cho từng cỡ hạt [11]

XÁC ĐỊNH ĐỘ HAO MÒN LOS-ANGELES CỦA CỐT LIỆU (LA) 36 3.4 XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY VÀ GIỚI HẠN DẺO

Áp dụng cho cả CPĐD và CPSĐ Thí nghiệm này được thực hiện dựa vào TCVN 7572-12:2006 – Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy Los Angeles [15]

3.3.1 Đối với cấp phối đá dăm

- Phạm vi áp dụng Phần thí nghiệm này nhằm đánh giá sự hao mòn khối lượng của các hạt cốt liệu lớn khi chịu tác dụng va đập và mài mòn trong máy Los Angeles

- Thuật ngữ và định nghĩa Độ hao mòn (loss by abration and impacting): Tổn thất khối lượng của các hạt cốt liệu khi bị va đập và mài mòn trong thùng quay đựng mẫu cốt liệu và bi thép, tính bằng phần trăm khối lượng

- Thiết bị và dụng cụ § Máy Los Angeles, có kết cấu bằng thép, hình ống trụ rỗng, hai đầu bịt kín, có kết cấu cửa vững chắc ở thân ống để đưa cốt liệu vào Chiều dài lòng ống khoảng 500 mm, đường kính trong khoảng 700 mm, chiều dày thành ống không nhỏ hơn 12 mm Máy được đặt trên một trục nằm ngang, quay tròn quanh trục theo vận tốc xác định; § Bi thép, khối lượng mỗi viên khoảng 420 g; § Cân kỹ thuật độ chính xác 1 %; § Bộ sàng, kích thước 37,5 mm; 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm; 6,3 mm; 4,75 mm; 2,36 mm và 1,7 mm; § Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ sấy ổn định từ 105 o C đến 110 o C

- Chuẩn bị mẫu thử Lẫy mẫu cốt liệu lớn theo TCVN 7572-1:2006 Tùy theo cấp phối hạt, khối lượng mẫu thử được qui định trong Bảng 3.3 Ở đây lấy 5 kg mẫu cấp phối loại A

Bảng 3.3 Khối lượng mẫu cốt liệu lớn dùng để thử độ hao mòn va đập

Khối lượng các cỡ hạt, g

Cấp phối Kích thước mắt sàng mm

Tổng 5 000 ± 10 5 000 ± 10 5 000 ± 10 5 000 ± 10 Mẫu thử phải sạch và sấy đến khối lượng không đổi, sau đó sàng thành các cỡ hạt có cấp phối theo Bảng 3.3

- Tiến hành thử Cho mẫu thử và các viên bi thép vào máy thử Số lượng viên bi thép cho mỗi phép thử phụ thuộc vào cấp phối hạt của mẫu cốt liệu theo Bảng 3.4 Đối với CPĐD loại A dùng 12 bi thép

Bảng 3.4 Số lượng bi thép sử dụng trong máy Los Angeles

Cấp phối Số lượng bi thép Khối lượng tải của bi, g

D 6 2 500 ± 15 Cho máy quay 500 vòng với tốc độ từ 30 vòng đến 33 vòng trong 1 phút Sau đó lấy vật liệu ra khỏi máy, sàng sơ bộ qua sàng có kích thước lớn hơn 1,7 mm để loại bớt hạt to

Lấy phần lọt sàng để sàng tiếp trên sàng 1,7 mm Toàn bộ phần cốt liệu trên sàng 1,7 mm được rửa sạch, sấy đến khối lượng không đổi và cân với độ chính xác tới 1 g

Phần lọt sàng 1,7 mm được coi là tổn thất khối lượng của mẫu sau khi thí nghiệm

Hình 3.5 Sàng cỡ hạt CPĐD chuẩn bị cho thí nghiệm hao mòn Los Angeles

Hình 3.6 Các viên bi (12 viên) dùng để thí nghiệm

Hình 3.7 Cho cốt liệu và 12 viên bi vào máy và khởi động

Hình 3.8 Máy chạy 500 và tự dừng

- Tính kết quả Độ hao mòn khi va đập (H m ) là hao hụt khối lượng của mẫu trước và sau khi thử, tính bằng phần trăm khối lượng, theo công thức:

(3.5) trong đó: m là khối lượng mẫu ban đầu, tính bằng gam (g); m 1 là khối lượng mẫu sau khi thử, tính bằng gam (g) [10]

- Bảng kết quả Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm độ hao mòn Los Angeles CPĐD

KL đá (9-37,5) mm, g m 5000 KL đá lọt sàng 1,7 mm, g 1597.1 KL đá sau thí nghiệm, g m 1 3402.9 Độ hao mòn Los Angeles, % 31.942

- Làm tương tự như với cấp phối đá dăm, nhưng lấy 5 kg cấp phối ứng với loại D và dùng 6 viên bi để thí nghiệm

Hình 3.9 Các cỡ hạt CPSĐ chuẩn bị cho thí nghiệm hao mòn Los Angeles

Hình 3.10 Cho 6 viên bi sắt vào máy

Hình 3.11 Cho CPSĐ đã chuẩn bị thí nghiệm vào cùng với 6 viên bi sắt

Hình 3.12 Sau khi máy chạy 500 vòng

Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm độ hao mòn Los Angeles CPSĐ

KL đất (2,36-4,75) mm, g m 5000 KL đất lọt sàng 1,7 mm, g 4892.4 KL đất sau thí nghiệm, g m 1 107.6 Độ hao mòn Los Angeles, % 97.848

3.4 XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY VÀ GIỚI HẠN DẺO Áp dụng đối với các hạt lọt qua sàng 0,425 mm, quá trình thực hiện dựa theo

3.4.1 Xác định giới hạn chảy

Giới hạn chảy của đất theo phương pháp Casagrande là độ ẩm của bột đất nhào với nước, được xác định bằng dụng cụ quay đập Casagrande, khi rãnh đất được khít lại một đoạn gần 13 mm (0,5 inch = 12,7 mm) sau 25 nhát đập

Chú thích: Giới hạn chảy của đất xác định theo phương pháp Casngrande (W c ) lớn hơn giới hạn chảy của đất xác định bằng quả dọi thăng bằng (W L ) Quan hệ giữa W L và W c được thiết lập theo công thức:

Trong đó: a và b – các hệ số phụ thuộc vào loại đất Đối với đất có giới hạn chảy từ 20 đến l00% có thể lấy a = 0,73 và b = 6,47%,

W L và W c - giới hạn chảy của đất tương ứng, xác định bằng dụng cụ Casagrande, tính bằng phần trăm

- Dụng cụ thí nghiệm § Dụng cụ dùng để xác định giới hạn chảy theo Casagrande gồm một đĩa khum bằng đồng đựng mẫu có khối lượng 200g, được gắn vào trục tay quay và một đế có đệm cao su (có sức đàn hồi đẩy theo Sibol từ 35 đến 40% và có độ cứng bằng 70 theo Shere) Dùng tay quay, có thể nâng và hạ đĩa khum so với tấm đệm cao su

Chiều cao rơi xuống của đĩa khum đựng mẫu được điều chỉnh bằng các vít trên bộ phận điều chỉnh § Trước khi tiến hành thí nghiệm, phải đo và khống chế chiều cao rơi xuống của đĩa khum vừa đúng 11 mm (sai số điều chỉnh không lớn hơn 0,2 mm) § Một que gạt chuyên môn để tạo rãnh đất có chiều sâu 8 mm, chiều rộng 2 mm ở phấn dưới và 11 mm ở phần trên (hình 3.13) § Các dụng cụ khác

- Chuẩn bị mẫu đất Mẫu đất được chuẩn bị theo chỉ dẫn ở Điều l.6 và l.7 của TCVN 4197-1995 Ở đây lấy các hạt lọt qua sàng 0,425 mm để thí nghiệm

- Tiến hành thí nghiệm § Nhào trộn lại mẫu đất cho kỹ, tạo mẫu có độ ẩm thấp hơn giới hạn chảy; § Đặt dụng cụ Casagrande trên một vị trí vững chắc và cân bằng Dùng dao cho từ từ đất đã nhào trộn vào đĩa khum để tránh bọt khí bị lưu giữ trong mẫu

Không cho đất vào đầy đĩa mà để một khoảng trống ở phần trên chỗ tiếp xúc với móc treo chừng l/3 đường kính của đĩa, bảo đảm độ dày của lớp đất không nhỏ hơn l0 mm; § Dùng que gạt để rạch đất trong đĩa thành một rãnh dài khoảng 40 mm, vuông góc với trục quay Chú ý, khi rạch rãnh phải giữ cho que gạt luôn luôn vuông góc với mặt đáy của đĩa và miết sát đĩa Có thể gạt từ hai đến ba lần để rãnh được tạo ra; § Thẳng đứng và sát với đáy; § Quay đập đối với tốc độ 2 vòng trong l giây và đếm số lần đập cần thiết để phần dưới của rãnh đập vừa khép lại một đoạn dài 13 mm Rãnh đất phải được khép lại do đất chảy ra khi quay đập, chứ không phải do sự trượt của đất với đáy đĩa; § Lấy đất trong đĩa ra nhào lại với đất còn dư trong bát Sau đó lặp lại các bước trên và tiến hành xác định hai lần nữa Giữa các lần xác định, số lần đập không được khác nhau quá 1 Như vậy, sẽ có số lấn đập ứng với độ ẩm của đất đã được chuẩn bị; § Lấy khoảng l0 g đất ở vùng xung quanh rãnh đã khép kín cho vào hộp nhôm có nắp để xác định độ ẩm; § Lấy toàn bộ đất còn lại trong đĩa đựng mẫu ra và cho vào bát đất còn dư, đổ thêm nước rồi trộn đều để có độ ẩm cao hơn Tiến hành xác định lại theo các bước trên; § Cứ tiếp tục thí nghiệm như vậy với lượng nước thay đổi theo chiều tăng lên Xác định ít nhất bốn giá trị của độ ẩm ứng với số lần đập cần thiết trong khoảng từ 12 đến 35 để rãnh khép lại; § Căn cứ vào số liệu thí nghiệm, vẽ đồ thị quan hệ giữa số lần đập và độ ẩm tương ứng của đất trên tọa độ nửa logarit Để vẽ, trên trục hoành logarit biểu diễn số lần đập, còn trục tung biểu diễn độ ẩm (%) Quan hệ của chúng được xem xét như là một đường thẳng trong khoảng số lần đập đã nói trên; § Độ ẩm đặc trưng cho giới hạn chảy của đất theo phương pháp Casagrande được lấy tương ứng với số lần đập 25 trên đồ thị, với độ chính xác đến 0,1%; § Giới hạn chảy của đất xác định phương pháp quả dọi thăng bằng có thể tính được từ kết quả thí nghiệm bằng phương pháp Casagrande, theo công thức thực nghiệm ở trên

Hình 3.13 Dụng cụ thí nghiệm giới hạn chảy bằng phương pháp Casagrande

Hình 3.14 Mẫu thí nghiệm CPĐD

Hình 3.15 Dùng que gạt để rạch đất trong đĩa Casagrande

Hình 3.16 Rãnh đất khép lại sau các lần va đập đĩa Casagrande § Đối với CPĐD Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm giới hạn nhão của CPĐD

Số lần quay_N 16 21 27 m_lon (g) 4.259 11.080 11.704 m_lon+đất ẩm (g) 20.612 28.389 32.506 m_lon+đất khô(g) 17.047 24.668 28.086

Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm giới hạn nhão của CPSĐ

Số lần quay_N 15 21 28 m_lon (g) 11.428 11.584 11.743 m_lon+đất ẩm (g) 33.413 32.510 33.027 m_lon+đất khô(g) 28.105 27.569 28.190

3.4.2 Xác định giới hạn dẻo

Mẫu dùng để xác định giới hạn dẻo được lấy từ phần lọt qua sàng 0,425 mm

SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÁC HỖN HỢP

THÍ NGHIỆM ĐẦM NÉN

Tiến hành thí nghiệm đầm nén cấp phối đá dăm, cấp phối sỏi đỏ và các phối trộn trong phòng thí nghiệm

Cách xác định dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu bằng phương pháp đầm nén cải tiến II-D theo chỉ dẫn của 22 TCN 333–06 [16]

Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật tương ứng với phương pháp đầm nén cải tiến II-D

Phương pháp đầm nén - Chầy đầm: 4,54 kg - Chiều cao rơi: 457mm

STT Thông số kỹ thuật

1 Ký hiệu phương pháp II-D

2 Đường kính trong của cối đầm, mm 152,4

3 Chiều cao cối đầm, mm 116,43

4 Cỡ hạt lớn nhất khi đầm, mm 19,0

7 Khối lượng mẫu xác định độ ẩm, g 500 Ở đây dùng phương pháp đầm nén cải tiến với công đầm 2 700 kN.m/m 3 Với một loại vật liệu thí nghiệm, việc đầm theo phương pháp đầm nén cải tiến sẽ cho giá trị độ ẩm tốt nhất nhỏ hơn (và khối lượng thể tích khô lớn hơn) so với phương pháp đầm nén tiêu chuẩn

- Nội dung phương pháp § Vật liệu được hong khô đến khi có thể làm rơi vật liệu, sàng loại bỏ hạt quá cỡ, chia đều thành các mẫu; § Tính lượng nước thích hợp cho mỗi mẫu để độ ẩm các mẫu tăng dần; § Với mỗi mẫu đầm, vật liệu được cho vào cối chia thành 5 lớp, mỗi lớp được đầm với số chầy là 56 Sau khi đầm lớp cuối cùng, xác định giá trị độ ẩm, khối lượng thể tích ướt, khối lượng thể tích khô của mẫu; § Lập đồ thị quan hệ độ ẩm - khối lượng thể tích khô trên cơ sở số liệu thí nghiệm của các mẫu; § Xác định giá trị độ ẩm đầm chặt tốt nhất và khối lượng thể tích khô lớn nhất trên cở sở đồ thị quan hệ độ ẩm - khối lượng thể tích khô;

- Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ § Cối đầm (khuôn đầm): Cối lớn (có đường kính trong 152,4 mm) Cối đầm được chế tạo bằng kim loại, hình trụ rỗng, có kích thước như mô tả trên Trên cối có lắp một đai cối cao khoảng 60 mm để việc đầm mẫu được dễ dàng hơn Đai cối bằng kim loại hình trụ rỗng, có đường kính trong bằng đường kính trong của cối Cối cùng với đai có thể lắp chặt khít vào với đế cối Đế cối được chế tạo bằng kim loại và có bề mặt phẳng; § Cối lớn có đường kính trong là 152,40 ± 0,66 mm, chiều cao là 116,43 ± 0,13 mm (thể tích là 2124 ± 21 cm 3 ) (hình 4.1); § Chầy đầm: Chầy đầm cơ khí (đầm máy) có khối lượng 4,536 ± 0,009 kg; chiều cao rơi 457 ± 2 mm (hình 4.3) Tự động đầm mẫu, có bộ phận tự động xoay chầy sau mỗi lần đầm bảo đảm đầm đều mặt mẫu Có bộ phận đếm số lần đầm, tự động dừng đầm khi đến số lần đầm quy định trước; § Dụng cụ tháo mẫu: Dùng kích thủy lực hoặc dụng cụ tương đương dùng để tháo mẫu đã đầm ra khỏi cối; § Cân: Một chiếc cân có khả năng cân được đến 15 kg với độ chính xác ± 1 g (để xác định khối lượng thể tích ướt của mẫu); một chiếc có khả năng cân được đến 800 g với độ chính xác ± 0,01 g (để xác định độ ẩm mẫu); § Tủ sấy: Loại có bộ phận cảm biến nhiệt để có thể tự động duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức 110 ± 5 0 C dùng để sấy khô mẫu, xác định độ ẩm; § Sàng: Sàng lỗ vuông loại 19,0 mm; § Thanh thép gạt cạnh thẳng để hoàn thiện bề mặt mẫu; thanh thép có bề mặt phẳng, chiều dài khoảng 250 mm, có một cạnh được mài vát Thanh thép phải đủ cứng để đảm bảo bề mặt mẫu phẳng sau khi hoàn thiện mặt mẫu; § Dụng cụ trộn mẫu: Gồm một số dụng cụ như chảo, bay, dao… dùng để trộn đều mẫu với các hàm lượng nước khác nhau; § Dụng cụ làm tơi mẫu: Vồ gỗ, chầy cao su; § Hộp giữ ẩm được chế tạo từ vật liệu kim loại không gỉ, có dung tích đủ chứa khối lượng mẫu 500 g, không thay đổi khối lượng và biến đổi tính chất khi chịu tác động của nhiệt sau nhiều chu kỳ

Hình 4.1 Đế, đai, cối lớn dùng trong phương pháp đầm nén cải tiến II-D

Hình 4.3 Chày, máy đầm, bảng điều khiển

- Chuẩn bị mẫu § Làm khô mẫu: Nếu mẫu ẩm ướt, cần phải làm khô mẫu bằng cách phơi ngoài không khí hoặc cho vào trong tủ sấy, duy trì nhiệt độ trong tủ sấy không quá

60 0 C cho đến khi có thể làm tơi vật liệu Dùng vồ gỗ đập nhẹ để làm tơi vật liệu, dùng chầy cao su nghiền các hạt nhỏ để tránh làm thay đổi thành phần hạt cấp phối tự nhiên của mẫu; § Sàng mẫu: Mẫu thí nghiệm đầm nén phải được sàng để loại bỏ hạt quá cỡ Căn cứ phương pháp đầm nén quy định để sử dụng loại sàng thích hợp: Với phương pháp II-D: vật liệu được sàng qua sàng 19,0 mm; § Khối lượng mẫu cần thiết: Căn cứ phương pháp đầm nén quy định, khối lượng mẫu vật liệu tối thiểu cần thiết để thí nghiệm như sau: 35 kg (7 kg x 5 cối); § Tạo ẩm cho mẫu: Lấy lượng mẫu đã chuẩn bị chia thành 5 phần tương đương nhau Mỗi phần mẫu được trộn đều với một lượng nước thích hợp để được loạt mẫu có độ ẩm cách nhau một khoảng nhất định, sao cho giá trị độ ẩm đầm chặt tốt nhất tìm được sau khi thí nghiệm nằm trong khoảng giữa của 5 giá trị độ ẩm tạo mẫu Đánh số mẫu vật liệu từ 1 đến 5 theo thứ tự độ ẩm mẫu tăng dần Cho các phần mẫu đã trộn ẩm vào thùng kín để ủ mẫu, với thời gian ủ mẫu khoảng 4 giờ; § Việc chọn giá trị độ ẩm tạo mẫu đầu tiên và khoảng độ ẩm giữa các mẫu như sau: Với CPSĐ thì bắt đầu từ độ ẩm 8%, khoảng độ ẩm giữa các mẫu là 1%- 2% Với CPĐD: Bắt đầu từ độ ẩm 3%, khoảng độ ẩm giữa các mẫu từ 1% đến 1,5%

- Đầm mẫu § Chuẩn bị dụng cụ và chọn các thông số đầm nén như trên; § Trình tự đầm mẫu: Loạt mẫu đã chuẩn bị sẽ được đầm lần lượt từ mẫu có độ ẩm thấp nhất cho đến mẫu có độ ẩm cao nhất; § Chiều dày mỗi lớp và tổng chiều dày sau khi đầm: Căn cứ số lớp đầm quy định theo phương pháp đầm nén để điều chỉnh lượng vật liệu đầm 1 lớp cho phù hợp, sao cho chiều dày của mỗi lớp sau khi đầm tương đương nhau và tổng chiều dày của mẫu sau khi đầm cao hơn cối đầm khoảng 10 mm; § Đầm cối thứ nhất: Tiến hành với mẫu có độ ẩm thấp nhất theo trình tự sau:

•Xác định khối lượng cối, ký hiệu là M (g) Lắp cối chặt khít với đế cối;

•Đầm lớp thứ nhất: Đặt cối vào máy, vặn đai ốc cố định cối và đế

Cho một phần mẫu có khối lượng phù hợp vào cối, dàn đều mẫu và làm chặt sơ bộ bằng cách lấy chầy đầm hoặc dụng cụ nào đó có đường kính khoảng 50 mm đầm rất nhẹ đều khắp mặt mẫu cho đến khi vật liệu không còn rời rạc và mặt mẫu phẳng

Bật máy, chọn chế độ đầm 56 chày/lớp và cho máy chạy Đầm các lớp tiếp theo:

Lặp lại quá trình như lớp thứ nhất § Sau khi đầm xong, tháo đai cối ra và làm phẳng mặt mẫu bằng thanh thép gạt sao cho bề mặt mẫu cao ngang với mặt trên của cối Xác định khối lượng của mẫu và cối, ký hiệu là M 1 (g) § Lấy mẫu xác định độ ẩm: Đẩy mẫu ra khỏi cối và lấy một lượng vật liệu đại diện 500 g ở phần giữa khối đất, cho vào hộp giữ ẩm, sấy khô để xác định độ ẩm, ký hiệu là W (%) § Đầm các mẫu còn lại: Lặp lại quá trình đối với các mẫu còn lại (theo thứ tự độ ẩm mẫu tăng dần) cho đến khi hết loạt 5 mẫu

Ghi chú: Quá trình đầm sẽ kết thúc cho tới khi giá trị khối lượng thể tích ướt là γw của mẫu giảm hoặc không tăng nữa Thông thường, thí nghiệm đầm nén được tiến hành với 5 cối đầm Trường hợp khối lượng thể tích ướt là γw của mẫu thứ 5 vẫn tăng thì phải tiến hành đầm chặt thêm với cối thứ 6 và các cối tiếp theo

Hình 4.4 Chia mẫu 5 phần để thí nghiệm

Hình 4.5 Đầm từng lớp bằng máy, chày đầm tự động

Hình 4.6 Mẫu sau khi đầm sẽ đem cân

Hình 4.7 Sấy và cân mẫu để thí nghiệm độ ẩm

- Tính toán kết quả thí nghiệm § Độ ẩm của mẫu được xác định theo công thức sau:

W là độ ẩm của mẫu, %;

A là khối lượng của mẫu ướt và hộp giữ ẩm, g, cân chính xác đến 0,01 g;

B là khối lượng của mẫu khô và hộp giữ ẩm, sau khi sấy tại nhiệt độ 110 0 C ± 5 0 C đến khi khối lượng không đổi, g, cân chính xác đến 0,01 g;

C là khối lượng của hộp giữ ẩm, g, cân chính xác đến 0,01 g § Khối lượng thể tích ướt của mẫu được tính theo công thức sau:

(4.2) trong đó: γw là khối lượng thể tích ướt của mẫu, g/cm 3 ;

M 1 là khối lượng của mẫu và cối, g;

M là khối lượng của cối, g;

V là thể tích của cối, cm 3 § Khối lượng thể tích khô của mẫu được tính theo công thức sau:

(4.3) trong đó: γk là khối lượng thể tích khô của mẫu, g/cm 3 ; γw là khối lượng thể tích ướt của mẫu; g/cm 3 ; W là độ ẩm của mẫu, % § Vẽ đồ thị quan hệ độ ẩm - khối lượng thể tích khô; với loạt 5 mẫu đã đầm sẽ có loạt 5 cặp giá trị độ ẩm - khối lượng thể tích khô tương ứng Biểu diễn các cặp giá trị này bằng các điểm trên biểu đồ quan hệ độ ẩm - khối lượng thể tích khô, trong đó trục tung biểu thị giá trị khối lượng thể tích khô và trục hoành biểu thị giá trị độ ẩm Vẽ đường cong trơn đi qua các điểm trên đồ thị; § Xác định giá trị độ ẩm đầm chặt tốt nhất: Giá trị trên trục hoành ứng với đỉnh của đường cong được gọi là độ ẩm đầm chặt tốt nhất của vật liệu trong phòng thí nghiệm, ký hiệu là W opt ; § Xác định giá trị khối lượng thể tích khô lớn nhất: Giá trị trên trục tung ứng với đỉnh đường cong (điểm xác định độ ẩm đầm chặt tốt nhất) được gọi là khối lượng thể tích khô lớn nhất của vật liệu trong phòng thí nghiệm, ký hiệu là γkmax

4.1.1 Kết quả của cấp phối đá dăm

Bảng 4.2 Kết quả thí nghiệm đầm nén CPĐD

Số khuôn đầm Đơn vị 1 2 3 4 5

Khối lượng khuôn + đất ẩm g 11120 11355 11526 11600 11592 Khối lượng thể tích ướt g/cm 3 2.123 2.234 2.315 2.349 2.346

Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm đầm nén CPĐD (độ ẩm-thể tích khô)

Số hiệu hộp ẩm Đơn vị 1 2 3 4 5

Khối lượng hộp + đất ẩm g 530.3 578.5 561.3 532.3 528 Khối lượng hộp + đất khô g 511.1 553.71 530.5 496.1 486

Khối lượng hộp g 30.1 78.4 61.2 32.2 28 Độ ẩm % 3.992 5.216 6.563 7.803 9.170 Khối lượng thể tích khô g/cm 3 2.042 2.123 2.172 2.179 2.149

Dry density - KLTT khô (g/cm3)

Hình 4.8 Đường cong quan hệ W-γ k của CPĐD § Độ ẩm tốt nhất: 7,45 %; § Khối lượng thể tích khô: 2,181 g/cm 3

Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm đầm nén CPĐD

Bảng 4.5 Kết quả thí nghiệm đầm nén CPĐD (độ ẩm-thể tích khô)

Khối lượng hộp + đất ẩm g 532.2 578.4 561.2 529.6 529.6 Khối lượng hộp + đất khô g 491 532.2 510.3 473.4 468

Khối lượng hộp g 32.2 78.4 61.2 29.6 29.6 Độ ẩm % 8.980 10.181 11.334 12.663 14.051 Khối lượng thể tích khô g/cm 3 1.871 1.946 1.987 1.991 1.944

Hình 4.9 Đường cong quan hệ W-γk của CPSĐ § Độ ẩm tốt nhất: 12,15 %; § Khối lượng thể tích khô: 1,996 g/cm 3

4.1.3 Đối với hỗn hợp 70% CPĐD + 30% CPSĐ

Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm đầm nén 70% CPĐD + 30% CPSĐ

(độ ẩm-thể tích khô)

Khối lượng hộp + đất ẩm g

Khối lượng hộp + đất khô g

5.152 7.342 8.956 10.816 12.587 Khối lượng thể tích khô g/cm 3

Hình 4.10 Đường cong quan hệ W-γ k của 70% CPĐD + 30% CPSĐ § Độ ẩm tốt nhất: 9,4%; § Khối lượng thể tích khô: 2,142 g/cm 3

Khối lượng hộp + đất ẩm g 532.2 578.3 529.6 560.9 528 Khối lượng hộp + đất khô g 509.9 548.9 494.6 518.6 480.3

Khối lượng hộp g 32.2 78.3 29.6 60.9 28 Độ ẩm % 4.668 6.247 7.527 9.242 10.546 Khối lượng thể tích khô g/cm 3 2.057 2.121 2.149 2.148 2.116

Hình 4.11 Đường cong quan hệ W-γ k của 80% CPĐD + 20% CPSĐ § Độ ẩm tốt nhất: 8,4% § Khối lượng thể tích khô: 2,153 g/cm 3

Khối lượng hộp + đất ẩm g 529.6 578.4 532.2 528 561 Khối lượng hộp + đất khô g 514.3 550.7 497.6 486.4 513.3

Khối lượng hộp g 29.6 78.4 32.2 28 61 Độ ẩm % 3.1566 5.8649 7.4345 9.075 10.546

Khối lượng thể tích khô g/cm 3 2.0429 2.1396 2.1609 2.1539 2.1175

D ry de n sity - K L TT k hô ( g /c m3)

Hình 4.12 Đường cong quan hệ W-γ k của 90% CPĐD + 10% CPSĐ § Độ ẩm tốt nhất: 7,9 %; § Khối lượng thể tích khô: 2,163 g/cm 3

SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÁC HỖN HỢP

Cách xác định chỉ số CBR của vật liệu dựa trên Tiêu chuẩn ngành 22TCN 332:06 - Quy trình thí nghiệm xác định chỉ số CBR của đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm [17]

- Nội dung phương pháp thí nghiệm Chỉ số CBR của vật liệu trong Quy trình này được hiểu là giá trị CBR xác định qua thí nghiệm trong phòng, trên mẫu vật liệu đã được đầm nén trong cối với độ ẩm đầm nén tốt nhất, được ngâm mẫu trong nước trong thời gian quy định, tương ứng với độ chặt K quy định Việc thí nghiệm xác định chỉ số CBR của vật liệu được tiến hành theo trình tự sau: § Dựa vào các thí nghiệm theo Quy trình thí nghiệm đầm nén đất, đá dăm trong phòng 22 TCN 333 - 06 bên trên, đã xác định được độ ẩm tốt nhất để đầm tạo mẫu CBR và khối lượng thể tích khô lớn nhất để xác định độ chặt K của mẫu CBR; § Đầm nén tạo các mẫu trong cối CBR với độ ẩm tốt nhất (3 cối CBR), với công đầm nén khác nhau (qua số chầy đầm khác nhau trên 1 lớp: 10 chày/lớp, 30 chày/lớp, 65 chày/lớp); § Tính độ chặt K tương ứng của các mẫu CBR trên cơ sở đã biết khối lượng thể tích khô của mẫu và khối lượng thể tích khô của mẫu và khối lượng thể tích khô lớn nhất; § Sau khi ngâm mẫu với thời gian 96 giờ, tiến hành xác định giá trị CBR của các mẫu; § Thiết lập đường cong quan hệ giữa CBR của các mẫu và độ chặt K tương ứng Căn cứ đường cong quan hệ này, từ giá trị độ chặt K quy định (98 % theo quy trình đầm nén cải tiến II-D trong phòng thí nghiệm) sẽ xác định được chỉ số CBR tương ứng Đó là chỉ số CBR của vật liệu (được đầm nén ở độ ẩm tốt nhất, tương ứng với độ chặt K quy định nói trên)

- Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm § Thiết bị gia tải là một máy nén có khả năng tạo ra lực nén tới 44,5 kN với tốc độ dịch chuyển đều của đế nâng là 1,27 mm/phút, có tác dụng để đầu nén xuyên vào trong mẫu Đầu nén được làm bằng thép hình trụ, chiều dài không nhỏ hơn 102 mm, đường kính mặt cắt ngang là 49,63 ± 0,13 mm; § Đồng hồ đo biến dạng (thiên phân kế) dùng để đo chuyển vị khi đầu nén xuyên vào mẫu Hành trình tối đa của đồng hồ không được nhỏ hơn 25 mm (1 inch) và giá trị một vạch đo là 0,01mm (0,0005 inch); § Cối (khuôn) CBR bao gồm các bộ phận sau:

•Thân cối bằng thép hình trụ rỗng, đường kính trong 152,40 ± 0,66 mm; chiều cao 177,80 ± 0,46 mm;

•Đai cối bằng thép hình trụ rỗng, đường kính trong 152,40 ± 0,66 mm; cao khoảng 50 mm Đai cối được thiết kế để có thể lắp vừa vào cả hai đầu của thân cối;

•Đế cối là một tấm thép được khoét sâu với đường kính thích hợp (bằng đường kính ngoài của thân cối cộng thêm khoảng dung sai) để dễ cố định với thân cối khi lắp Tại vùng khoét sâu được đục các lỗ nhỏ đường kính 1,6 mm để nước dễ thấm vào mẫu khi ngâm mẫu trong nước § Tấm đệm là một khối thép hình trụ, đường kính 150,8 ± 0,8 mm, dày 61,37 ± 0,25 mm, thích hợp với thân cối cao 177,80 mm để mẫu sau khi đầm sẽ có chiều cao là 116, 43 mm; § Chày đầm máy như của Quy trình đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm 22 TCN 333 – 06; § Dụng cụ đo độ trương nở bao gồm các bộ phận sau (xem Hình 4.14); § Tấm đo trương nở là một đĩa bằng đồng hình tròn đường kính 149,2 ± 1,6 mm, trên đĩa có đục các lỗ nhỏ đường kính 1,6 mm, ở giữa đĩa có gắn một trục vuông góc với đĩa và có vít điều chỉnh được chiều cao của trục; § Giá đỡ thiên phân kế là giá kim loại gắn trực tiếp lên đai cối dùng để gắn đồng hồ thiên phân kế và có thể đặt vừa lên trên miệng cối § Tấm gia tải được làm bằng thép, có 3 loại tấm gia tải:

•Tấm gia tải hình vành khuyên khép kín, khối lượng 2,27 ± 0,04 kg, đường kính ngoài 149 ± 1,6 mm và đường kính lỗ là 54 mm;

•Tấm gia tải hình vành khuyên hở có cùng đường kính ngoài và đường kính lỗ như với loại tấm gia tải hình vành khuyên khép kín Mỗi tấm gia tải có khối lượng 2,27 ± 0,04 kg;

•Tấm gia tải loại nửa hình vành khuyên có cùng đường kính ngoài và đường kính lỗ như với loại tấm gia tải hình vành khuyên khép kín Mỗi đôi tấm gia tải có khối lượng 2,27 ± 0,04 kg § Bể ngâm mẫu là loại bể có dung tích thích hợp để ngâm mẫu thí nghiệm CBR và có thể duy trì mực nước luôn cao hơn bề mặt mẫu 25 mm; § Tủ sấy là loại có bộ phận cảm biến nhiệt để có thể tự động duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức 110 ± 5 0 C dùng để sấy khô mẫu; § Cân: Có 2 chiếc, một chiếc cân có khả năng cân được đến 15 kg với độ chính xác ± 1 g (để xác định khối lượng thể tích ẩm của mẫu); một chiếc có khả năng cân được đến 800 g với độ chính xác ± 0,01 g (để xác định độ ẩm mẫu); § Sàng: Dùng loại sàng lỗ vuông loại 19,0 mm; § Dụng cụ tháo mẫu là kích thủy lực hoặc dụng cụ tương đương dùng để tháo mẫu đã đầm ra khỏi cối; § Các dụng cụ khác: Giấy lọc, hộp đựng mẫu ẩm, chảo trộn, muôi xúc, thanh thép cạnh thẳng để hoàn thiện bề mặt mẫu

Bảng 4.12 Thống kê thiết bị, dụng cụ chủ yếu dùng cho thí nghiệm

TT Thiết bị, dụng cụ Số lượng

2 Cối đầm loại to (D = 152,4 mm) 1

8 Đồng hồ đo trương nở 3

9 Giá đở thiên phân kế 3

10 Tấm gia tải (2,27 kg), tối thiểu 6

Hình 4.13 Đế, cối, đai và máy đầm đúc mẫu CBR

Hình 4.14 Thiên phân kế, giá đỡ và thùng ngâm mẫu

- Chuẩn bị mẫu thí nghiệm § Vật liệu được làm khô bằng cách cho vào tủ sấy ở nhiệt độ không quá

60 0 C; § Sàng và gia công mẫu: Lấy các hạt vật liệu lọt qua sàng 19 mm để thí nghiệm; § Khối lượng mẫu thí nghiệm: 25 kg

- Trình tự đầm tạo mẫu thí nghiệm CBR § Chia 25 kg mẫu đã chuẩn bị thành 3 phần, mỗi phần khoảng 7 kg để đầm tạo mẫu CBR Tính lượng nước thích hợp cho vào 3 mẫu để đạt được độ ẩm tốt nhất; § Đầm mẫu: Được thực hiện trong cối CBR Công đầm quy định tương ứng với 3 mẫu là: mẫu 1: 65 chày/lớp; mẫu 2: 30 chày/lớp; mẫu 3: 10 chày/lớp;

•Đầm mẫu 1 Bước 1: Lắp chặt khít thân cối và đai cối vào để cối Đặt tấm đệm vào trong cối Đặt miếng giấy thấm lên trên tấm đệm;

Bước 2: Trộn mẫu vật liệu với lượng nước sao cho độ ẩm của mẫu đạt được giá trị độ ẩm đầm chặt tốt nhất;

Bước 3: Cho mẫu vào cối để đầm với 65 chày/lớp Trình tự đầm nén theo quy định của Quy trình đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm 22 TCN 333 - 06 với loại chày đầm và số lớp quy định (5 lớp bằng chày đầm cải tiến theo phương pháp II-D) Chiều dày các lớp sau khi đầm bằng nhau, chiều cao mẫu sau khi đầm cao hơn cối khoảng 10 mm;

Bước 4: Sau khi đầm xong, tháo đai cối ra, dùng thanh thép thẳng cạnh gạt bỏ phần mẫu dư trên miệng cối, nếu chỗ nào bị lõm xuống thì lấy hạt mịn để miết lại cho phẳng; nhấc cối ra khỏi đế cối, nhấc tấm đệm ra ngoài, đặt một miếng giấy thấm lên mặt đế cối; lật ngược cối (đã có mẫu đầm) và lắp lại vào cối sao cho mặt mẫu vừa được sửa phẳng tiếp xúc với mặt giấy thấm;

Bước 5: Lấy mẫu lấy 500 gam vật liệu rời (ở chảo trộn) để xác định độ ẩm;

Bước 6: Xác định khối lượng thể tích khô của mẫu đầm

•Đầm mẫu thứ 2 và mẫu thứ 3: Việc đầm mẫu, xác định độ ẩm, khối lượng thể tích khô được thực hiện theo trình tự như các bước trên, nhưng chỉ khác là mẫu thứ 2 được đầm với 30 chày/lớp, mẫu thứ 3 được đầm với 10 chày/lớp

Hình 4.15 Chuẩn bị đúc mẫu CBR

Hình 4.16 Đầm mẫu từng lớp/5 lớp (số chày khác nhau)

Hình 4.17 Sau khi đầm và lật ngược mẫu

- Ngâm mẫu thí nghiệm CBR § Ngâm mẫu: Tất cả các mẫu sau khi đã đầm trong cối CBR đều được ngâm trong nước trước khi thí nghiệm CBR Việc ngâm mẫu được tiến hành theo trình tự sau:

•Lấy tấm đo trương nở đặt lên mặt mẫu và đặt các tấm gia tải lên trên

Tổng khối lượng các tấm gia tải là 4,54 kg;

•Đặt giá đỡ thiên phân kế có gắn đồng hồ thiên phân kế để đo trương nở lên trên miệng cối Điều chỉnh để chân đồng hồ đo trương nở tiếp xúc ổn định với đỉnh của trục tấm đo trương nở Ghi lại số đọc trên đồng hồ, ký hiệu là số đọc đầu, S 1 (mm);

•Cho mẫu vào trong bể nước để ngâm mẫu Duy trì mực nước trong bể luôn cao hơn mặt mẫu 25 mm Thời gian ngâm mẫu thường quy định là 96 giờ (4 ngày đêm) Sau thời gian ngâm mẫu, ghi lại số đọc trên đồng hồ đo trương nở, ký hiệu là số đọc cuối, S 2 (mm);

•Xác định độ trương nở: Độ trương nở, tính theo đơn vị %, được xác định như sau: Độ trương nở (%) =S S 1 2 100

S 1 là số đọc trên đồng hồ thiên phân kế trước khi ngâm mẫu, mm;

S 2 là số đọc trên đồng hồ thiên phân kế sau khi ngâm mẫu, mm;

H là chiều cao mẫu trước khi ngâm: 116,43 mm

•Lấy mẫu ra khỏi bể nước, nghiêng cối để tháo nước trên mặt mẫu và để nước thoát trong vòng 15 phút Sau đó, bỏ các tấm gia tải và tấm đo trương nở ra ngoài Cần thao tác cẩn thận để không làm xáo động bề mặt mẫu

Hình 4.18 Lắp tấm đo trương nở và các tấm gia tải

Hình 4.19 Ngâm mẫu 96 giờ đồng thời đo độ trương nở

Kết luận

Có nhiều phương pháp gia cố nền, móng, mặt đường như gia cố bằng chất liên kết vô cơ: Mặt đường đá dăm nước; đá dăm đất kết dính; cấp phối đá dăm gia cố xi măng; đá dăm thấm nhập vữa xi măng; đất gia cố vôi; tro bay gia cố vôi; đất đá gia cố tro bay và vôi; hoặc các mặt đường gia cố chất hữu cơ như nhựa lỏng, nhựa đường, nhũ tương nhựa, v.v đặc biệt ở đường Tôn Đức Thắng - Hòa Thành - Tây Ninh có sử dụng mặt đường đá dăm tiêu chuẩn kẹp 22 % đất sỏi đỏ Trước nay chưa thấy có nghiên cứu về sự phối trộn giữa cấp phối đá dăm và cấp phối sỏi đỏ, dù hệ thống đường nội bộ của Khu dân cư Phước Đông giai đoạn 1 – Quốc lộ 50 – Cần Đước – Long An cũng có sử dụng mặt đường cấp phối đá dăm trộn đất sỏi đỏ, nhưng đơn vị thiết kế không thể hiện tỷ lệ phối trộn (sau đó quyết định là 20 %) và cũng không có thông số gì để kiểm tra và nghiệm thu

Luận văn với mục tiêu tìm ra sự phối trộn phù hợp giữa cấp phối đá dăm và cấp phối sỏi đỏ, các thí nghiệm chỉ tiêu kỹ thuật đã được thực hiện với cùng điều kiện thí nghiệm và cùng nguồn vật liệu đá ở Tân Cang – Đồng Nai và cấp phối sỏi đỏ ở vùng Nhơn Trạch – Đồng Nai Thông qua các nội dung đã thực hiện trong Luận văn, các kết luận được rút ra như sau:

- Độ ẩm tối ưu thay đổi theo từng tỷ lệ phối trộn với dạng đường cong bậc hai, tăng dần theo sự tăng của tỷ lệ của cấp phối sỏi đỏ Trong khi đó, dung trọng khô lớn nhất thì thay đổi theo hướng ngược lại so với độ ẩm tối ưu

- Chỉ số CBR có xu hướng giảm đi theo sự tăng dần tỷ lệ cấp phối sỏi đỏ cũng theo dạng đường cong bậc hai

- Mođun đàn hồi trong cả hai trường hợp nén nở hông tự do và hạn chế nở hông đều tỷ lệ nghịch với sự tăng của cấp phối sỏi đỏ theo dạng đường cong bậc hai

- Cường độ chịu kéo khi ép chẻ thì ngược với mođun đàn hồi, tăng dần lên khi tỷ lệ cấp phối sỏi đỏ tăng lên Bản thân cấp phối đá dăm là rời rạc, chịu kéo rất kém

Tổng hợp các kết luận thông qua các thí nghiệm xác định khả năng làm việc của năm hỗn hợp cấp phối, thấy được đề xuất hỗn hợp 90% CPĐD + 10% CPSĐ là có khả thi, có thể áp dụng dùng cho móng đường khu vực phía nam Việt Nam Với tỷ lệ trộn này, độ ẩm tối ưu là 7.9 %, dung trọng khô lớn nhất khoảng 2.163 g/cm 3 , chỉ số CBR khoảng 92.3 %, Mođun đàn hồi trường hợp hạn chế nở hông khoàng 153.282 MPa, mođun đàn hồi trường hợp nở hông tự do khoảng 145.239 MPa, cường độ chịu kéo gián tiếp (ép chẻ) là 0.106 MPa.

Kiến nghị

Trong quá trình thực hiện đề tài cùng những kết quả thực tế có được, tác giả có kiến nghị sau:

- Đề tài này chỉ mới dừng ở kiểm tra, thí nghiệm ở vài tỷ lệ trộn giữa cấp phối đá dăm và cấp phối sỏi đỏ, khoảng cách giữa các tỷ lệ hơi lớn Kiến nghị ở các lần nghiên cứu sau sẽ thử nghiệm với các tỷ lệ trộn cấp phối sỏi đỏ chênh nhau khoảng 3%-5% để có các số liệu đánh giá, so sánh một cách tốt hơn, chính xác hơn

- Đề xuất nghiên cứu trộn thêm chất khác có vai trò là phụ gia hoặc xúc tác nhằm tăng thêm khả năng chịu lực của hỗn hợp cấp phối đá dăm và cấp phối sỏi đỏ

[1] Nguyễn Văn Thành, Lưu Ngọc Lâm (2013) “Kết cấu mặt đường nửa cứng và định hướng áp dụng tại Việt Nam,” Tạp chí Giao thông vận tải

[2] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2011) TCVN 8859-2011 – Lớp móng cấp phối đá dăm trong kết cấu áo đường ô tô – Vật liệu, thi công và nghiệm thu

[3] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2011), TCVN 8857:2011 - Lớp kết cấu áo đường ô tô bằng cấp phối thiên nhiên - vật liệu, thi công và nghiệm thu , Hà Nội

[4] Dương Học Hải 2006) Giáo trình xây dựng mặt đường ô tô, tập I Hà Nội: Nhà xuất bản giáo dục

[5] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2012), TCVN 9504-2012 – Lớp kết cấu áo đường đá dăm nước – Thi công và nghiệm thu, Hà Nội

[6] Nguyễn Biên Cương (2006), Bài giảng xây dựng mặt đường ô tô, Đà Nẵng

[7] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2013), TCVN 8858:2011 – Móng cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng trong kết cấu đường ô tô – Thi công và nghiệm thu, Hà Nội

[8] Tiêu chuẩn ngành (1998), 22TCN 246:1998 – Quy trình thi công và nghiệm thu lớp cát gia cố xi măng trong kết cấu áo đường ô tô, Hà Nội

[9] Công ty TNHH Phú Thiện Phát, “ Giới thiệu chung về chất kết dính thủy hóa đường - Hydraulic Road Binder (HRB).”

Internet: http://www.phuthienphat.com/vn/index.php?option=com_content&view=a rticle&id=5&Itemid&lang=vi (truy cập tháng 10/2015)

[10] Nguyễn Từ “Báo cáo kết quả nghiên cứu, sử dụng chất HRB làm móng và mặt đường ô tô, sân bay.”

Internet: http://www.phuthienphat.com/vn/index.php?option=com_content&view=a rticle&id%3Ahoi-thao&catid=4%3Atin-cong-ty&Itemid&lang=vi (truy cập tháng 10/2015) [11] Viện kỹ thuật xây dựng hạ tầng (Civil Engineering Institute), “Dự án Cải tạo đường 2-9 Đà Nẵng.” Internet: http://www.cei.com.vn/pages/NewsDetail.aspx?groupdf3b0fa-d44b-4249-b8c8 - b03ea83bac18&newsid638e67-8300-4bf3-a1a8-9c995bb769b5 (truy cập tháng 10/2015)

[12] Trần Minh Đăng (09-01-2013 ), “Vệ sinh bề mặt đá dăm kẹp sỏi đỏ.” Iternet: http://bmt-asphalt.com/tin-tuc/ve-sinh-be-mat-mong-da-dam-kep-dat-soi-do/ (truy cập tháng 10/2015)

[13] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2006), TCVN 7572-2:2006 – Xác định thành phần hạt, Hà Nội

[14] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2006), TCVN 7572-13:2006 – Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn, Hà Nội

[15] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2006), TCVN 7572-12:2006 – Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy Los Angeles, Hà Nội

[16] Bộ Giao thông Vận tải (2006), Tiêu chuẩn ngành 22TCN 333:06 - Quy trình đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm, Hà Nội

[17] Bộ Giao thông Vận tải (2006), Tiêu chuẩn ngành 22TCN 332:06 - Quy trình thí nghiệm xác định chỉ số CBR của đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm, Hà Nội

[18] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (1995), TCVN 4197:1995 – Đất xây dựng – Phương pháp xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm, Hà Nội

[19] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2011), TCVN 8862-2011 - Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo khi ép chẻ của vật liệu hạt liên kết bằng các chất kết dính, Hà Nội

[20] Bộ Giao thông Vận tải (2006), Tiêu chuẩn ngành TCN 211-06 – Áo đường mềm – Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế, Hà Nội.

Tiêu đề	Nghiên cứu cấp phối đá dăm trộn cấp phối sỏi đỏ dùng cho móng đường khu vực phía nam
Tác giả	Phạm Tấn Quốc
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Mạnh Tuấn
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp. HCM
Chuyên ngành	Xây dựng đường ô tô và đường thành phố
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	103
Dung lượng	1,38 MB