Học viên Nguyễn Khánh Sử Lớp XDDOTO K27B CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN TỤC Sự cần thiết Mặt đường BTXM cốt thép liên tục xây dựng Mỹ năm 1930 phát triển mạnh năm 1960 Hiện nay, công nghệ xây dựng mặt đường BTXM mối nối áp dụng phổ biến nhiều nước Những năm gần nước ta, loại mặt đường BTXM phân (JCP) sử dụng nhiều Quốc lộ, như: QL1A, QL3, QL18, QL12A, Đường Hồ Chí Minh, QL6, v.v Mặt đường BTXM phân tồn khe nối ngang ảnh hưởng lớn đến mực độ êm thuận xe chạy tốc độ cao Việc nghiên cứu phát triển xây dựng mặt đường BTXM sử dụng khe bỏ khe nối cần thiết VN Công nghệ mặt đường BTXMCTLT có ưu điểm vừa giảm bỏ khe nối ngang lại có công nghệ thi công thuận tiện, đơn giản, dễ kiểm soát chất lượng hướng nghiên cứu nước ta Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu BTXMCTLT để tìm hiểu, phát định hướng nghiên cứu ứng dụng vào thi công đường giao thông Đối tượng phạm vi nghiên cứu Bê tông xi măng cốt thép liên tục dùng thi công mặt đường Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu dựa lý thuyết chủ yếu Nội Dung 5.1 Giới thiệu mặt đường BTXMCTLT Mặt đường bê tông xi măng cốt thép liên tục (BTXMCTLT) loại mặt đường có khe ngang so với mặt đường BTXM thông thường, nên xe chạy êm thuận, giảm ồn, giảm hư hỏng mặt đường, v.v… 5.2 Nguyên lý, đặc điểm cấu tạo chung Cốt thép bố trí suốt chiều dài đường để chịu kéo uốn tải trọng bánh xe nhiệt độ gây mà để hạn chế việc phát sinh số lượng khe nứt hạn chế việc mở rộng khe nứt nhằm không cho nước thấm qua khe nứt bảo đảm mặt đường khai thác bình thường Do vậy, cốt thép dọc đặt vị trí với mặt đường BTXM lưới thép (1/3 - 1/2h kể từ mặt đường bê tông) 5.3 Tính toán mặt đường BTXMCTLT 5.3.1 Chiều dày Nhìn chung chiều dày với chiều dày BTXM mối nối thông thường Tính toán thiết kế tương tự mặt đường BTXM có mối nối thông thường 5.3.2 Cốt thép * Cốt thép dọc Lượng cốt thép dọc thường từ 0,5 – 0,7% diện tích tiết diện mặt đường BTXM, để khống chế phát sinh vết nứt ngang cách khoảng từ – 2,5 m Theo báo cáo tổng hợp Mỹ nước Châu Âu sử dụng loại mặt đường BTXMCTLT hàm lượng cốt thép dọc không nên 0,6% diện tích tiết diện BTXM Tại vùng có nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình hàng tháng nhỏ -120C hay nhỏ cần lượng cốt thép dọc 0,7% Cốt thép phải cốt thép có gờ tuân theo tiêu chuẩn AASHTO, khoảng cách cốt thép không nhỏ 10cm hay 5/2 lần đường kính cốt liệu lớn không lớn 23cm Cốt thép nên đặt khoảng 1/3 - 1/2 chiều dày mặt đường tính từ mặt đường xuống Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu 1,5 – 5cm Theo hướng dẫn thiết kế AASHTO 1993, hàm lượng thép dọc phải đảm bảo ba điều kiện: - Khoảng cách lớn khe nứt: 6,7 a max 1,15 R α 2,19 1,321 + ku 1 + bt (1 + Φ ) 1000 2α ct = 5,20 σw 4,6 1,79 + (1 + µ ) (1 + 1000z) 1000 - Độ mở rộng vết nứt: 6.53 R 2.19 0,009321 + ku (1 + Φ ) 1000 b= 4.91 σ 4.55 1 + w (1 + μ ) 1000 - Ứng suất cốt thép: 0,425 4,09 R ΔT 47,31 + 1 + ku 100 1000 σ ct = 3.14 σ 0,494 2,74 1 + w (1 + 1000z) (1 + μ ) 1000 * Cốt thép Ngang: Lượng cốt thép ngang thường 1/5 – 1/8 lượng cốt thép dọc Khoảng cách cốt thép ngang không nhỏ 90cm, không lớn 150cm * Dầm neo: Hệ dầm neo sử dụng cho mối nối khe dãn mối nối chuyển tiếp, thường gồm từ ÷ dầm ngang hình chữ nhật bê tông cốt thép Đầu dầm ngang chịu lực kéo cốt thép dọc Khoảng cách lớn dầm neo 200 ÷ 240m, hay hiểu cách khác chiều dài lớn BTXMCTLT 5.4 Công nghệ thi công BTXMCTLT Về tổng thể, công nghệ thi công mặt đường BTXMCTLT tương tự mặt đường BTXM, với điểm lưu ý sau: - Chuẩn bị mặt thi công phải đủ dài cho lần rải hợp lý để hạn chế mối nối thi công phát sinh vết rải định trước Điều tính toán phụ thuộc khả cấp liệu bê tông tươi, công tác chuản bị lưới cốt thép, công suất máy rải lực tổ chức thi công nhà thầu - Lưới cốt thép yêu cầu liên tục, phải thi công rải cốt thép trước trực tiếp công trường với kiểm soát nghiêm ngặt khoảng cách cốt thép khoảng cách lớp cốt thép lớp móng đường, mối nối cốt thép, vị trí néo giãn đặc biệt, vị trí chuyển tiếp mối nối dọc - Công tác bảo dưỡng mặt đường mặt đường BTXMCTLT khâu quan trọng đặc biệt quan tâm Khoảng cách vết nứt phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ rải nước thời điểm BTXM bắt đầu hình thành cường cường độ 5.5 Kiểm tra, đánh giá chất lượng Kiểm soát chất lượng thép với tiêu chuẩn khoảng cách cốt thép Chất lượng bê tông tương tự BTXM thông thường Kết luận chung: Ưu điểm mặt đường BTCTLT hoàn toàn bỏ khe nối ngang, không cần lớp cách ly Công thức tính khoảng cách khe nứt bề rộng khe nứt, xét đến yếu tố tải trọng bánh xe, không xét đến thay đổi nhiệt độ Trong đó, thay đổi nhiệt độ tấm, nguyên nhân phải bố trí cốt thép dọc mặt đường BTXMCTLT Còn yếu tố tải trọng bánh xe tính toán theo chiều dày tấm, mặt đường BTXM thông thường; Sự khác tính toán mặt đường BTXMCTLT, so với mặt đường BTXM thông thường, phải giải số toán, như: xác định khoảng cách khe nứt bề rộng khe nứt; xác định khoảng cách khe dãn; tính toán hệ dầm neo xác định lựa ma sát đáy với bề mặt móng đủ lớn để bỏ hệ dầm neo; - Nghiên cứu mặt lý thuyết cho thấy, nguyên nhân xuất khe nứt ngang, nhiệt độ giảm, làm cho bê tông co Sự co bê tông bị cản trở ma sát đáy với bề mặt móng, làm cho bê tông bị nứt ngang Khe nứt xuất từ đáy dần phát triển lên bề mặt phía Như vậy, cần bố trí cốt thép dọc vị trí nửa theo chiều dày bê tông, bố trí nửa theo cấu tạo Và sở để xác định khoảng cách khe nứt, bề rộng khe nứt, phải kể đến lực ma sát đáy với bề mặt móng thay đổi nhiệt độ tấm; - Khảo sát trạng ứng suất BTXMCTLT điều kiện khí hậu Việt Nam, móng đá dăm, chiều dài lớn 75m, khác nhiều so với kết nghiên cứu thực nghiệm nước Trong trường hợp này, chuyển vị mép cạnh 2,56mm, không cần thiết bố trí hệ dầm neo; - Những nghiên cứu mặt lý thuyết cho thấy đủ sở để tính toán thiết kế mặt đường BTXMCTLT Và rõ mâu thuẫn lý thuyết với thực nghiệm Chính vậy, cần phải tiếp tục nghiên cứu sâu mặt đường BTXMCTLT ứng dụng vào Việt Nam ... ngặt khoảng cách cốt thép khoảng cách lớp cốt thép lớp móng đường, mối nối cốt thép, vị trí néo giãn đặc biệt, vị trí chuyển tiếp mối nối dọc - Công tác bảo dưỡng mặt đường mặt đường BTXMCTLT khâu... thép phải cốt thép có gờ tuân theo tiêu chuẩn AASHTO, khoảng cách cốt thép không nhỏ 10cm hay 5/2 lần đường kính cốt liệu lớn không lớn 23cm Cốt thép nên đặt khoảng 1/3 - 1/2 chiều dày mặt đường. .. phụ thuộc khả cấp liệu bê tông tươi, công tác chuản bị lưới cốt thép, công suất máy rải lực tổ chức thi công nhà thầu - Lưới cốt thép yêu cầu liên tục, phải thi công rải cốt thép trước trực tiếp