XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ part 4 docx

- 62 - Bảng 4-15 Tính năng của một số máy ủi Các chỉ tiêu đơn vị D-315 D-259 D-290 D50A-16 D65A-6 D80A-18 D85A-18 Nớc sản xuất Nga Nhật Chiều dài lỡi ủi m 3.5 4.1 4.52 Chiều cao lỡi ủi Theo dây cung m 0.8 1.1 - Chiều nâng cao lớn nhất của lỡi ủi so với met tựa của bánh xích m 0.6 1.1 1.25 Độ ăn sâu lớn nhất của lỡi ủi so với met tựa của xích m 0.17 1.0 1.0 Góc cắt của dao lỡi ủi ( 0 ) 60 44-56 - 55 52 55 Tốc độ nâng lỡi ủi m 0.2 0.5 0.4 Tốc độ hạ lỡi ủi m 0.2 1-1.5 1-1.5 Góc đặt lỡi ủi trên met bằng m/s 90 62-90 62-90 Góc đặt lỡi ủi trong mạt phẳng đứng m/s 5 5-6 5 Điều khiển bằng Thủy lực Cáp Cáp Máy kéo DT- 55 C-80 DT- 40 Sức kéo KN 123 156.2 240 Hao tổn nhiên liệu Kg/h 8 12 17 Dài m 5.1 5.45 6.9 4.55 5.135 5.75 Rộng m 3.5 4.1 4.6 2.34 2.39 2.62 Kích thớc Cao m 2.33 2.72 2.8 2.86 3.015 3.395 Mã lực 54 80 140 Công suất động cơ KW 110 140 220 Trọng lợng máy ủi: - Không có máy kéo và bộ phận điều khiển. - Có máy kéo và bộ phận điều khiển Tấn Tấn 1.8 8 2.5 14.2 18.9 11.65 15.53 23.31 23.61 - 63 - Bảng 4-16 Tính năng của một số máy san Các chỉ tiêu D-144 D-265 D-395 GD37-6H D-600R-1 GD-750-1 Nớc sản xuất Liên xô (cũ) KOMATSU (Nhật) Loại Loại điều khiển Kích thớc của lỡi dao (m) Chiều cao theo dây cung Góc quay của lỡi dao Góc cắt Góc cực đại để gọt ta luy Độ nâng cao cực đại so với mạt tựa của bánh xe (m) Độ sâu xắn đất (m) Bộ phận sới đất Chiều rộng sới (m) Số răng (cái) Độ sâu sới (m) Động cơ: - Mã hiệu - Công suất Tốc độ km/h Số lợng bánh xe Số bánh xe chủ động Bánh xe quay theo bánh trớc ở phía ngoài (m) Kích thớc: - Dài (m) - Rộng (m) - Cao (m) Trọng lợng (tấn) Nặng Cơ học 3.7 0.54 360 45-90 75 0.42 0.2 0.18 2 11 0.2 KDM-46 93 2.25-26.7 6 4 16 8.2 2.46 2.77 13.4 Trung Cơ học 3.05 0.51 29-90 25-70 80 0.32 0.15 1.2 7 0.15 D54 54 1.2-32 6 4 14 7.55 2.3 2.66 8.7 Nặng Cơ học 3.7 0.7 360 35-90 - - 0.5 1.25 5 0.2 1D6 165 3.5-28.5 8+4 10.1 2.65 2.7 17.6 Thủy lực NH220 106(KW) 3.9-32.7 12.19 8.065 2.35 12.1 Thủy lực NH220 106(KW) 4.3-46.3 13.05 8.37 2.4 13.05 Thủy lực NT06 169(KW) 5.9-48.5 19.3 8.57 2.45 19.3 - 64 - Chơng 5 ĐầM NéN ĐấT NềN đờng 5.1.Khái niệm chung Trớc đây khi xây dựng nền đờng ngời ta không đầm nén đến độ chặt yêu cầu mà thờng dựa vào tác dụng của các nhân tố tự nhiên và tác dụng của xe chạy làm cho nền đờng trở nên ổn định, rồi mới tiến hành xây dựng mặt đờng. Do phải để cho nền đờng ổn định nh vậy nên thời gian xây dựng đờng bị kéo dài và khó đảm bảo cho mặt đờng xây dựng trên đó đạt đợc ổn định cần thiết. Mấy chục năm gần đây, để giảm bớt những khó khăn của việc chạy xe trên nền đất mới đắp, để giảm bớt độ lún của nền đờng sao cho có thể xây dựng tốt mặt đờng ngay sau khi đắp xong nền đất ngời ta tiến hành đầm nền đờng bằng máy móc hoặc nhân công cho đến độ chặt yêu cầu. Mục đích của công tác đầm nén đất nền đờng là để cải thiện kết cấu của đất, đảm bảo nền đờng đạt độ chặt cần thiết, ổn định dới tác dụng của trọng lợng bản thân, của tải trọng xe chạy và của các nhân tố khí hậu thời tiết. Ngoài ra công tác đầm nén đất nền đờng còn có tác dụng: - Nâng cao cờng độ của nền đờng, làm cho các lớp trên của nền đờng có môđun biến dạng cao nhất, giảm bớt chiều dày mặt đờng mà không ảnh hởng tới cờng độ của nó; - Tăng cờng sức kháng cắt của đất, nâng cao độ ổn định của taluy nền đờng, làm cho nền đờng khó sụt lở; - Giảm nhỏ tính thấm nớc của đất, nâng cao độ ổn định của đất đối với nớc, giảm nhỏ chiều cao mao dẫn, giảm nhỏ độ co rút của đất khi bị khô hanh. Cần chú ý rằng giá thành của công tác đầm nén đất khá rẻ cho nên dùng biện pháp đầm chặt đất để tăng cờng độ và độ ổn định của nền đờng có thể mang lại những hiệu quả kinh tế nhất định do tiết kiệm vật liệu làm mặt đờng hoặc giảm bớt khối lợng đất đắp taluy. Tuy nhiên để khẳng định điều này cần tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng trờng hợp cụ thể. Quá trình đầm nén đất nền đ ờng là quá trình tác dụng của tải trọng tức thời và tải trọng chấn động để sắp xếp các hạt trong đất, đẩy các hạt nhỏ lấp đầy khe hở các hạt lớn, làm tăng bề mặt tiếp xúc của các hạt lên. Quá trình đầm nén đất xẩy ra với hiệu quả và tốc độ khác nhau tuỳ thuộc vào loại đất (thành phần hạt của đất); trạng thái của đất (chủ yếu là độ ẩm khi đầm nén), phơng tiện và phơng pháp đầm nén. Vì vậy khi tiến hành công tác đầm nén đất cần nắm đợc lý luận đầm nén, biết đợc đặc điểm và phạm vi sử dụng của các loại máy đầm lèn và trên cơ sở đó mà chọn loại máy và phơng pháp làm việc hợp lý của nó trong từng trờng hợp cụ thể. Ngoài ra vấn đề kiểm tra chất lợng công tác đầm nén ở hiện trờng cũng là một công - 65 - tác khá phức tạp, cần phải đợc giải quyết tốt để có thể kiểm tra nhanh chóng, kịp thời và đảm bảo tôt chất lợng công tác đầm nén. Chất lợng công tác đầm nén đất nền đờng thờng đợc quy định theo sơ đồ phân bố ứng suất theo chiều sâu nền đờng (hình 5-1) theo sơ đồ này thì độ chặt yêu cầu của lớp trên nền đờng là lớn nhất (các bảng 5-2, 5-3). 5.2.Thí nghiệm proctor Khi đầm nén một cách giống nhau các mẫu đất cùng loại ở các độ ẩm khác nhau ta thấy dung trọng khô thay đổi và đi qua một cực đại. Dung trọng khô cực đại này thu đợc ở một độ ẩm xác định gọi là độ ẩm tốt nhất. Thí nghiệm Proctor nhằm xác định độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất ứng với một công đầm nén cho trớc. Thí nghiệm gồm việc đầm chặt mẫu đất nghiên cứu trong một cối tiêu chuẩn theo một trình tự quy định rồi xác định độ ẩm và dung trọng khô của đất sau đầm lèn. Thí nghiệm đợc lặp đi lặp lại nhiều lần với các mẫu đất có độ ẩm tăng dần. Nh vậy sẽ đợc nhiều điểm của đờng cong biểu diễn mối quan hệ giữa độ chặt (dung trọng khô) và độ ẩm (hình 5-4). Đờng cong này có một cực đại mà hoành độ là độ ẩm tốt nhất và tung độ là độ chặt lớn nhất. Thí nghiệm Proctor đợc tiến hành với hai công đầm nén khác nhau. Tuỳ theo công đầm nén sử dụng mà thí nghiệm sẽ đợc gọi là: thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn hoặc thí nghiệm Proctor cải tiến. Thí nghiệm Proctor đợc tiến hành trong cối đờng kính 152mm (cối CBR) hoặc trong cối có đờng kính 101,6mm (cối Proctor) nếu vật liệu hoàn toàn lọt qua sàng 5mm. Đất có chứa hạt trên sàng 20mm thì phải sàng bỏ (các hạt còn lại trên sàng 20mm) rồi mới thí nghiệm. Phải điều chỉnh kết quả theo tỉ lệ các hạt quá cỡ đó. Cối Proctor gồm một ống kim loại đờng kính 101.6mm cao 117mm có đáy và nắp tháo đợc. Đầm để làm thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn nặng 2490g, chiều cao thả đầm 305mm (hình 5-2). Cối CBR gồm một ống kính kim loại đờng kính trong 152mm, cao 152mm có đáy và nắp tháo lắp đợc. Ngoài ra còn thêm một đĩa phân cách có cùng đờng kính va cao 25.4mm. Đầm để làm thí nghiệm Proctor cải tiến có quả đầm nặng 4335g, chiều cao thả đầm 457mm (hình 5-3). Mẫu thí nghiệm khi sử dụng cối Proctor lấy khoảng 15kg, khi sử dụng cối CBR là 33kg. Đất chỉ có các hạt nhỏ hơn 5mm thì có thể thí nghiệm trong cối Proctor hoặc trong cối CBR. Nên cố gắng thí nghiệm trong cối CBR. Với đất có chứa hạt trên 5mm thì tiến hành thí nghiệm trong cối CBR, khi đất không chứa các hạt 20mm thì tiến hành thí nghiệm luôn. Nếu có chứa hạt 20mm thì phải sàng qua sàng 20mm và làm thí nghiệm với nhóm lọt qua sàng. - 66 - Hình 5-1:Sự phân bố ứng suất theo chiều sâu nên đờng 1)ứng suất do trọng lợng bản thân 2)ứng suất do tải trọng động 3)ứng suất tổng cộng Có thể tóm tắt các đặc trng của hai thí nghiệm Proctor trong bảng 5-1 và hình 5-5. Bảng 5-1 Các đặc trng của thí nghiệm Proctor Cối Proctor D=101,6mm , H=117mm Thí nghiệm Các đặc trng của thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn Proctor cải tiến Trọng lợng quả đầm 2490g 4535g Đờng kính quả đầm 51mm 51mm Chiều cao thả đầm 305mm 457mm Số lớp 3 5 Số lần đàm mỗi lớp 25 25 Trọng lợng gần đúng của mỗi lớp 650g 400g Cối CBR D=152mm , H=152mm, có đĩa ngăn cách H=127mm Trọng lợng quả đầm 2490g 4535g Đờng kính quả đầm 51mm 51mm Chiều cao thả đầm 305mm 457mm Số lớp 3 5 Số lần đàm mỗi lớp 55 55 Trọng lợng gần đúng của mỗi lớp 1700g 1050g - 67 - H×nh 5-2: ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm Proctor tiªu chuÈn H×nh 5-3: ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm Proctor c¶i tiÕn cèi CBR - 68 - Hình 5-4: Đờng cong điển hình cho quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất Hình 5-5a: Thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn Hình 5-5b: Thí ngshiệm Proctor cải tiến Trình tự thí nghiệm nh sau: a) Thí nghiệm trong cối Proctor - Chuẩn bị cối: Cân cối, lắp nắp cối vào và cố định chắc cối vào đế. - Cho lớp thứ nhất vào cối: hoặc là 650g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc là 400g (thí nghiệm Proctor cải tiến). - Đầm lớp thứ nhất bằng đầm Proctor tiêu chuẩn hoặc cải tiến, mỗi lớp 25 lần đầm phân bố đều trên toàn tiết diện cối trong 6 chu kì liên tiếp. - Lần lợt cho tiếp lớp 2 và thứ 3 vào mỗi lớp 650g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc 4 lớp mỗi lớp 400g (thí nghiệm Proctor cải tiến) và lặp lại cùng các thao tác đầm nh trên. - Sau khi đầm lớp cuối cùng thì lấy nắp cối lên, gạt phần đất thừa ngang đỉnh cối và cân toàn bộ cối đợc trọng lợng P 1 . -Lấy hai mẫu đất nhỏ: một mẫu ở mặt trên, một mẫu ở đáy cối để thí nghiệm độ ẩm. Nh vậy đợc điểm N o 1 trên đờng cong. Lặp lại thí nghiệm sau khi thêm vào khoảng 50g, 100g, 150g, 200g nớc để tìm các điểm N o 2, N o 3, N o 4, N o 5 và vẽ đờng cong quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất nh hình 5-4: b) Thí nghiệm trong cối CBR. Chuẩn bị cối và đế, lắp nắp cối và đĩa ngăn cách vào, cố định chắc cối và đế - Cho lớp thứ nhất vào cối khoảng 1700g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc 1050g (thí nghiệm Proctor cải tiến). - 69 - - Dùng đầm Proctor tiêu chuẩn hoặc cải tiến đầm lớp th nhất 55 lần (đầm đều trên toàn mặt cối) bằng cách lặp lại 8 chu kì, 6 lần liền nhau ở mép cối và lần thứ 7 ở giữa chu kì cuối không có lần ở giữa. - Lần lợt cho tiếp hai lớp khác mỗi lớp 1700g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc 4 lớp mỗi lớp1050g (thí nghiệm Proctor cải tiến) và lặp lại cùng các thao tác đầm nén nh trên. - Sau khi đầm xong lớp cuối thì tháo nắp cối gạt phần đất thừa ngang đỉnh cối và cân toàn bộ đợc trọng lợng P 1 . -Dùng bay lấy 2 mẫu đất (một ở trên mặt một ở đáy cối) để thí nghiệm độ ẩm. Nh vậy điểm N o 1 của đờng cong, lặp lại các thao tác trên sau khi cho thêm 110, 220, 330 và 400g nớc ta đợc các điểm N o 2, N o 3, N o 4, N o 5 của đờng cong và vẽ đợc đờng cong quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất nh ở hình 5-4: Tìm dung trọng ẩm của mẫu đất theo công thức: V pp 21 = Với : P 1 - trọng lợng toàn bộ mẫu đất, thân cối dới và đế cối xác định ở trên. P 2 trọng lợng của thân cối và đế cối. V thể tích của thân cối dới. Từ dung trọng ẩm và độ ẩm đã tìm đợc xác định dung trọng khô theo công thức: w1 w + = Với : dung trọng khô của đất; w dung trọng ẩm của đất; w - độ ẩm của đất Độ chặt cần thiết của đất đảm bảo cho nền đờng ổn định gọi là độ chặt yêu cầu. Nếu có điều kiện thì nên đầm nén cho độ chặt yêu cầu bằng hoặc xấp xỉ với độ chặt tốt nhất. Tuy nhiên để đầm nén đến độ chặt tốt nhất phải tốn rất nhiều công, vì vậy thông thờng chỉ đầm nén nền đờng đến độ chặt yêu cầu yc nhỏ hơn độ chặt tốt nhất o một ít. Nh vậy độ ổn định và cờng độ sẽ giảm xuống một ít. Trị số yc tính theo công thức: yc = K o (5-8) Với K hệ số đầm nén mà trị số của nó có thể tham khảo ở bảng 5-2 (Số liệu Việt Nam theo TCVN 4201-05 theo thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn). Trị số K đợc quy định trên cơ sở khảo sát độ chặt của đất trong những nền đờng cũ đã sử dụng lâu năm mà vẫn ổn định, trong các điều kiện khác nhau về địa hình, loại đất loại mặt đờng và khu vực khí hậu. - 70 - Bảng 5-2 Độ chặt quy định của nền đờng (đầm nén tiêu chuẩn theo 22 TCN 333 05) Độ chặt K Loại công trình Độ sâu tính từ đáy áo đờng xuống, cm. Đờng ô tô từ cấp I đến cấp IV. Đờng ô tô cấp V, cấp VI. Khi áo đờng dày trên 60cm 30 0,98 0,95 Khi áo đờng dày dới 60cm 50 0,98 0,95 Đất mới đắp 0,95 0,93 Nền đắp Bên dới chiều sâu kể trên Đất nền tự nhiên Cho đến 80 0,93 0,90 30 0,98 0,95 Nền đào và nền không đào không đắp (đất nền tự nhiên) 30-80 0,93 0,90 5.3.CáC NHÂN Tố ảNH hởng đến công tác đầm nén nền đờng 5.3.1. Độ ẩm Độ ẩm hay lợng nớc chứa trong đất là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hởng đến quá trình đầm nén đất đắp nền đờng. Để thấy rõ ảnh hởng của độ ẩm đến quá trình đầm nén hãy phân tích đờng cong điển hình biểu diễn quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất đắp nền trong điều kiện tiêu hao công đầm nén nh nhau tìm đợc qua thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn (hình 5-4). Nhìn hình 5-4 lúc đầu khi độ ẩm tăng thì độ chặt tăng cho đến điểm cực B, nếu cứ tiếp tục tăng độ ẩm lên nữa thì độ chặt đất sẽ giảm xuống. Tại điểm B ta có độ chặt lớn nhất. Độ chặt lớn nhất đó phụ thuộc vào công đầm nén và nh đã nói ở trên gọi là độ chặt lớn nhất, độ ẩm tơng ứng với độ chặt đó gọi là độ ẩm tốt nhất. Nh vậy trong điều kiện hao phí số công đầm nén nh nhau thì đầm nén ở độ ẩm tốt nhất sẽ cho ta độ chặt lớn nhất. Tăng độ ẩm đến một mức độ nhất định để tăng độ chặt của đất là phát huy tác dụng của nớc trong đất. Khi đó nớc bao quanh đất có tác dụng nh dầu mỡ, làm giảm sức ma sát giữa các hạt đất với nhau và tạo điều kiện có lợi nhất để đảm bảo cho việc đầm nén đợc rễ dàng. Nếu tăng độ ẩm của đất lên nữa thì nớc có thể chiếm hết các lỗ rỗng trong đất, khi đó áp lực của công cụ đầm nén sẽ không trực tiếp truyền lên các hạt đất mà lại tác dụng lên hạt nớc. Do đó muốn đầm nén chặt hơn nữa thì phải làm cho nớc bị đẩy ra khỏi các lỗ rỗng trong đất. Điều đó phải nhờ vào tác dụng lâu dài của tải trọng chứ không thể dạ vào tác dụng tức thời của công cụ đầm nén mà thực hiện đợc. Khi thay đổi số công đầm nén thì trị số độ ẩm tốt nhất và độ chặt lớn nhất của cùng một loại đất cũng thay đổi. Ví dụ: khi đầm nén đất á cát với búa nặng 2,5kg rơi từ độ cao 25cm thì W 0 =12,2% và =1,82 g/cm 3 , khi tăng số lần rơi búa lên đến 60 lần thì W 0 - 71 - giảm xuống còn 11% và ) thì tăng lên đến 1,93g/cm 3 . Nh vậy để đầm chặt cùng một loại đất, nếu tăng số công đầm nén lên thì W ) sẽ giảm xuống còn ) thì tăng lên. Nếu tăng trọng lợng búa và giữ nguyên số lần búa rơi thì cũng đợc các kết quả tơng tự (hình 5- 6a và 5-6b). Độ ẩm tốt nhất của đất xác định theo phơng pháp đầm nén tiêu chuẩn rất gần với độ ẩm ở giới hạn dẻo (xác định theo thí nghiệm lăn tay). ở độ ẩm này nớc trong đất đều nằm dới dạng nớc liên kết. Vì vậy khi đầm nén đất nền đờng có độ ẩm tốt nhất cho đến độ chặt lớn nhất thì nền đờng rất khó thấm nớc, do đó rất ổn định dới tác dụng của nớc. Hình 5-6: a) Đờng biểu diễn ảnh hởng của một số công đầm nén với W o và o (Giữ nguyên trọng lợng búa,thay đổi số lần rơi búa) b) ảnh hởng của công đầm nén đối với W o và o (thay đổi trọng lợng búa, giữ nguyên số lần rơi búa) Trên hình vẽ 5-7 trình bày sự thay đổi độ chặt (hình 5-7a) và sự thay đổi mô đun biến dạng (hình 5-7b) của đất trớc và sau khi làm ẩm. Qua hình vẽ trên ta thấy ở độ ẩm tốt nhất W O = 0,6F (F - giới hạn nhão), độ chặt và mô đun biến dạng của đất giảm ít nhất sau khi bị ẩm. Nếu đất có độ ẩm W < W O mà đợc đầm nén đến trị số max (đờng 1 trên hình 5-7a) thì sau khi bị ẩm độ chặt của đất bị giảm xuống rất nhiều (đờng 2 hình 5-7a). Hình 5-7:Sự thay đổi độ chặt (kg/cm3)và mô đun biến dạngE, (KG/cm2) của đất trớc và sau khi bị ẩm 1.Trớc khi ẩm; 2.Sau khi ẩm [...]... 15-20cm chú ý đầm nén đồng đều, không đợc bỏ sót - 75 - Bảng 5 -4 Phạm vi thích dụng của các công cụ đầm nén Tên công cụ đầm nén Số lần đầm nén Bề dày lớp Đất đất đầm nén Đất không (tơi xốp), m dính dính Bánh nhẵn 0,10-0,15 Lu kéo . chặt quy định của nền đờng (đầm nén tiêu chuẩn theo 22 TCN 333 05) Độ chặt K Loại công trình Độ sâu tính từ đáy áo đờng xuống, cm. Đờng ô tô từ cấp I đến cấp IV. Đờng ô tô cấp V, cấp VI Trọng lợng (tấn) Nặng Cơ học 3.7 0. 54 360 45 -90 75 0 .42 0.2 0.18 2 11 0.2 KDM -46 93 2.25-26.7 6 4 16 8.2 2 .46 2.77 13 .4 Trung Cơ học 3.05 0.51 29-90 25-70. 106(KW) 4. 3 -46 .3 13.05 8.37 2 .4 13.05 Thủy lực NT06 169(KW) 5.9 -48 .5 19.3 8.57 2 .45 19.3 - 64 - Chơng 5 ĐầM NéN ĐấT NềN đờng