BÀI GIẢNG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG

Lớp mặt bằng bê tông nhựa có thể chỉ là một lớp hoặc 2 lớp và được gọi là lớp bê tông nhựa trên, bê tông nhựa dưới; nếu sức liên kết của vật liệu không đủ so với tác dụng của xe chạy khi

Chương 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.1 Khái niệm chung

1.1.1 Khái niệm

Mặt đường là một kết cấu gồm một hoặc nhiều lớp vật liệu khác nhau làm trênnền đường để đáp ứng yêu cầu chạy xe về cường độ, độ bằng phẳng và độ nhám đồngthời mặt đường còn góp phần hạn chế các tác động xấu do xe chạy gây ra đối với môitrường xã hội và môi trường thiên nhiên ở hai bên đường Mặt đường là một bộ phậnrất quan trọng của đường ô tô Mặt đường tốt hay xấu thỏa mãn các yêu cầu nói trênnhiều hay ít sẽ trực tiếp ảnh hưởng tới việc chạy xe an toàn, êm thuận và kinh tế

1.1.1.1 Yêu cầu đối với mặt đường

Mặt đường chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng xe chạy, của các nhân tố tự nhiênnhư mưa, nắng, sự thay đổi nhiệt độ, Nên để bảo đảm đạt được các chỉ tiêu khaithác- vận doanh có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng kết cấu mặt đường phảiđạt được các yêu cầu sau:

- Đủ cường độ: kết cầu mặt đường phải có đủ cường độ chung và tại mỗi điểm riêng

trong từng tầng, lớp vật liệu Nó biểu thị bằng khả năng chống lại biến dạng thẳngđứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn khi chịu kéo-uốn hoặc do nhiệt độ

- Ổn định với cường độ: cường độ phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết, khí hậu.

- Độ bằng phẳng: mặt đường phải đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản

lăn, giảm sóc khi xe chạy Do đó nâng cao được chất lượng chạy xe, tốc độ xe chạy,giảm tiêu hao nhiên liệu, kéo dài tuổi thọ của xe Yêu cầu này được đảm bảo bằngviệc chọn vật liệu thích hợp, vào biện pháp và chất lượng thi công

- Đủ độ nhám: mặt đường phải có đủ độ nhám để nâng cao hệ số bám giữa bánh xe và

mặt đường, tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn với tốc độ cao và trong những trườnghợp cần thiết có thể dừng xe nhanh chóng Yêu cầu này chủ yếu phụ thuộc vào việcchọn vật liệu làm lớp trên mặt và nó cũng hoàn toàn không có mẫu thuẫn gì với yêucầu về độ bằng phẳng

- Ít bụi: bụi là do xe cộ phá hoại, bào mòn vật liệu làm mặt đường Bụi gây ô nhiễm

môi trường, giảm tầm nhìn…

1.1.1.2 Phân loại kết cấu mặt đường

- Mặt và móng đường làm bằng các loại đất, đá tự nhiên không dùng chất liên kết

- Mặt và móng đường làm bằng các loại đất, đá gia cố chất liên kết vô cơ

- Mặt và móng đường làm bằng các loại đất, đá gia cố chất liên kết hữu cơ.

c Theo tính chất sử dụng:

- Mặt đường cấp cao A1 (cấp cao chủ yếu)

- Mặt đường cấp cao A2 (cấp cao thứ yếu)

(Hình 1.1) - Sơ đồ cấu tạo của kết cấu áo đường mềm

+ Tầng mặt (Surfacing): là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng bành xe

và các nhân tố thiên nhiên Để chịu được các yếu tố đó yêu cầu tầng mặt phải đượclàm bằng các vật liệu có cường độ và sức liên kết tốt (các khoáng chất có cường độcao được chèn móc tốt hoặc các hỗn hợp vật liệu có dùng thêm chất liên kết vô cơhoặc hữu cơ) Tầng mặt trong kết cấu áo đường mềm là lớp bê tông nhựa các loại(ASPHALT CONCRETE PAVEMENT – ACP), hoặc ít nhất là lớp láng nhựa (đối vớiloại mặt đường ít xe chạy, có lớp mặt được thiết kế bằng cấp phối đá) làm nhiệm vụbảo vệ, chống thấm nước, lớp hao mòn, tăng độ bám)

Lớp mặt bằng bê tông nhựa có thể chỉ là một lớp hoặc 2 lớp và được gọi là lớp

bê tông nhựa trên, bê tông nhựa dưới; nếu sức liên kết của vật liệu không đủ so với tác

dụng của xe chạy (khi cường độ vận tải lớn) thì trên lớp mặt trên còn được làm thêmlớp hao mòn và lớp bảo vệ để hạn chế bớt tác dụng xung kích , xô trượt, mài mòn trựctiếp của bánh xe và các ảnh hưởng xấu khác của thiên nhiên xuống lớp mặt phía dưới

còn gọi là lớp phủ là một lớp mỏng từ 1-3cm

+ Tầng móng (Road foundation): có nhiệm vụ truyền và phân bố tải trọng thẳng

đứng để khi truyền đến nền đất ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất nền đường có thểchịu đựng được mà không tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạng trượt quá lớn

Do lực thẳng đứng giảm dần theo chiều sâu, nên để tiết kiệm, tầng móng gồm nhiềulớp bằng các vật liệu khác nhau có cường độ giảm dần từ trên xuống và có thể đượccấu tạo bằng vật liệu rời rạc kích cỡ lớn

- Lớp móng trên (Road base course) là các lớp vật liệu khoáng không gia cố

hoặc có gia cố bằng chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ có độ cứng và độ chặt nhất định

- Lớp móng dưới (Subbase course) thường dùng vật liệu rẻ hơn sẵn có ở địa

phương hoặc gia cố vôi, xi măng; Nếu đất lòng đường có trị số CBR > 10 thì có thể

không cần lớp móng dưới (CBR : California Bearing Ratio - Tỷ số sức chiụ tải California).

Trong một số trường hợp còn có lớp móng phụ làm chức năng đặc biệt (thoátnước hoặc cách nước)

+ Lớp đáy áo đường (phần trên của nền đường): Có thể làm bằng đất (Subgrade)nếu như thỏa mãn yêu cầu: phải được đầm nén đến độ chặt ≥ 0.98; Mô đun đàn hồiyêu cầu Eyc ≥ 500daN/cm2 hoặc tỷ số CBR ≥ 10; chiều dày tối thiểu là 30cm (nếuchiều dày toàn bộ mặt đường ≥ 60cm) và 50cm (nếu chiều dày toàn bộ mặt đường <60cm)

Nếu bản thân phần đất trên cùng của nền đường không đáp ứng được các yêu cầutrên (đất kém ổn định nước, có hệ số trương nở lớn, sức chịu kém: CBR < 4, hoặc đấtquá rời rạc thì phải thay lớp đất trên cùng bằng loại đất chọn lọc thích hợp (đất cấpphối tốt) hoặc gia cố bằng các chất liên kết vô cơ (vôi, xi măng ), chất phụ gia, cáchóa chất để cải thiện chất lượng lớp đất trên cùng của nền đường

Tuy nhiên không phải bao giờ kết cấu mặt đường mềm cũng đầy đủ các tầng lớpnhư trên, tùy từng điều kiện cụ thể mà KCAĐ có thể chỉ có một số tầng lớp nào đó.Hiểu rõ chức năng của mỗi tầng lớp trong KCAĐ mới có thể lựa chọn VL sử dụngtrong mỗi tầng lớp hợp lý và mới đề xuất đúng đắn công nghệ thi công phù hợp

b Kết cấu mặt đường cứng

(Hình 1.2) - Sơ đồ cấu tạo của kết cấu áo đường cứng

B – bề rộng phần xe chạy; C – bề rộng lề; Bm – bề rộng móng; b – dải an toàn hoặcgia cố lề; d – bề rộng thêm của lớp móng so với lớp mặt (d < 0,3 – 0,5 m)

1 Tầng mặt (tấm BTXM); 2 Lớp tạo phẳng và cách li; 3 Tầng móng; 4 Lớp đáy áođường; 5 Lớp bê tông rỗng thoát nước dày tối thiểu 20 cm; 6 Lề gia cố; 7 Vải lọc.Kết cấu áo đường cứng bao gồm:

+ Tầng mặt gồm tấm BTXM đổ tại chỗ hay lắp ghép; tấm BTXM đòi hỏi phải cócường độ chịu uốn cao đồng thời có cường độ dự trữ phải đủ để chống lại hiện tượngmỏi và hiện tượng phá hoại cục bộ ở góc tấm; tầng mặt có thể gồm lớp hao mòn bằngBTN hạt nhỏ (cát) dày từ 3 - 4 cm trong trường hợp lưu lượng xe chạy lớn; lớp haomòn trong kết cấu mặt đường cứng có chức năng như trong K/C mặt đường mềm, đặcbiệt có tác dụng làm tăng độ bằng phẳng và giảm sự phá hoại cục bộ ở các chỗ cạnh vàgóc tấm cũng như ở những chỗ bố trí khe co, dãn đồng thời có tác dụng chống bàomòn cho lớp BTXM Lớp hao mòn có thể là lớp BTN hoặc lớp mỏng dễ khôi phụcnhư làng nhựa; TH không có lớp hao mòn yêu cầu VL lớp BTXM phải chịu được độhao mòn;

+ Tầng móng cũng như nền đất của kết cấu mặt đường cứng tham gia chịu lựckhông đáng kể nhưng có tác dụng quan trọng đối với sự bền vững lâu dài của lớpBTXM ở trên Yêu cầu quan trọng nhất đối với tầng móng là phải đảm bảo điều kiệntiếp xúc tốt với lớp mặt BTXM và tích lũy biến dạng trong suốt quá trình chịu tải Nhưvậy vật liệu tầng móng của kết cấu mặt đường cứng phải có độ cứng lớn, ít biến dạng

dư và phải dễ tạo độ bằng phẳng Xu hướng hiện nay thường tầng móng được cấu tạobằng VL đất gia cố (xi măng, nhựa, vôi ) hoặc lớp cát hạt lớn

c Đối với lề đường

Ngoài kết cấu mặt đường (phạm vi phần xe chạy), đối tượng xây dựng mặtđường còn bao gồm cả kết cấu mặt đường ở lề đường Lề đường có hai chức năng chủyếu, đó là: Để xe cộ dừng đỗ lại vì lý do đột xuất và để tạo hiệu ứng thành bên “ Bảo

vệ cạnh mép của các lớp kết cấu mặt đường phần xe chạy chính; chỗ tránh xe bảo đảmgiao thông khi tiến hành sửa chữa mặt đường phần xe chạy chính

* Trường hợp 1: Yêu cầu chính với lề đường là tạo hiệu ứng “Hiệu ứng thành

bên” cho phần xe chạy chính và bằng phẳng mà không phải là chịu tải, kết cấu lềđường có thể bớt đi phần dưới so với kết cấu mặt đường phần xe chạy

* Trường hợp 2: Kết cấu lề đường làm như kết cấu mặt đường chính.

1.1.2 Các nguyên lý sử dụng vật liệu làm mặt đường

1.1.2.1 Phân loại vật liệu xây dựng mặt đường

Hỗn hợp vật liệu để tạo nên các lớp trong kết cấu áo đường thường gồm 2 loại:

+ Vật liệu chính (cốt liệu): thường là đất, đá, cuội sỏi, xỉ, phế liệu công nghiệp

mà bất cứ tầng lớp nào trong kết cấu mặt đường cũng phải sử dụng các vật liệu đó

+ Vật liệu liên kết: là loại vật liệu được trộn với cốt liệu với một tỷ lệ nhất định để

tăng cường liên kết giữa các hạt cốt liệu, do đó làm tăng cường độ của cả hỗn hợp vậtliệu; Vật liệu liên kết được chia thành 3 nhóm:

- Vật liệu liên kết thiên nhiên (đất sét);

- Vật liệu liên kết vô cơ (vôi, xi măng);

- Vật liệu liên kết hữu cơ (bitum, các chất hóa học )

Ngoài 3 loại vật liệu trên, trong thực tế ở một số loại mặt đường người ta còn sửdụng thêm chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ nhằm cải thiện diện tiếp xúc và bao bọcgiúp cho tác dụng của vật liệu liên kết đối với cốt liệu được tốt hơn, nhờ đó tăng cườngđược cường độ của hốn hợp vật liệu, hoặc tạo điều kiện cho việc thi công được dễdàng hay nhằm tăng cường một tính chất đặc biệt nào đó của hỗn hợp vật liệu (tăngtính dẻo, tính ổn định nhiệt )

Khi đã có các loại vật liệu, vấn đề đặt ra là: phải sử dụng các loại vật liệu kể trênnhư thế nào, quyết định yêu cầu đối với mỗi thành phần vật liệu, tỷ lệ phối hợp giữacác thành phần ra sao để tạo nên một hỗn hợp vật liệu mà sau khi hoàn thành các khâuthi công cần thiết có thể được một cấu trúc có cường độ và độ ổn định đáp ứng yêu cầuphù hợp với chức năng của mỗi tầng lớp mặt đường Mỗi một phương pháp xây dựngmặt đường đều dựa trên một nguyên lý sử dụng vật liệu và trình tự thi công nhất định.Mỗi nguyên lý sử dụng vật liệu khác nhau sẽ quyết định yêu cầu với mỗi thành phầnvật liệu về số lượng, chất lượng và quyết định các biện pháp và kỹ thuật thi công cầnthiết

1.1.2.2 Các nguyên lý sử dụng vật liệu để làm mặt đường

a Nguyên lý đá chèn đá

Cốt liệu là vật liệu hạt (đá dăm hoặc cuội sỏi) có mặt vỡ với một vài kích cỡtương đối đồng đều, đem rải từng lớp rồi lu lèn chặt cho các hòn đá chèn móc vàonhau, cỡ đá nhỏ chèn vào kẽ hở của đá lớn và nhờ vào tác dụng chèn móc, ma sát giữacác hòn đá tạo nên một kết cấu có cấu trúc tiếp xúc có cường độ nhất định tạo đượckhả năng chống lại sự biến dạng thẳng đứng cũng như khả năng bong bật bề mặt doảnh hưởng của lực ngang tác dụng trên mặt đường

Loại mặt đường xây dựng theo nguyên lý này là kết cấu mặt đường hở, độ rỗngcòn dư lớn, chịu lực ngang kém, để tăng cường độ, đặc biệt là cường độ chống trượt(chống cắt) người ta thường sử dụng thêm chất liên kết (đất dính, bitum, xi măng lỏng)vào cốt liệu làm tăng sức dính kết giữa các cốt liệu do đó có thể tạo nên một cấu trúckeo tụ có cường độ cao

(Hình 1.3) - Lớp mặt đường theo nguyên lý đá chèn đá

b Nguyên lý lát, xếp

Vật liệu chính là các tấm lát được gia công sẵn hoặc chế tạo có kích cỡ đồngđều , được lát trên một lớp móng bằng phẳng đủ cường độ, khe hở giữa các tấm lát cóthể dùng vữa xi măng, các loại mastic để trít trám, miết mạch; cường độ của loại mặtđường làm theo nguyên lý này nhờ cường độ bản thân và kích thước của tấm lát và sựchèn khít giữa các tấm lát trong quá trình thi công

(Hình 1.4) - Lớp mặt đường theo nguyên lý lát, xếp

c Nguyên lý cấp phối

Cốt liệu gồm nhiều cỡ hạt to nhỏ liên tục khác nhau, phối hợp với nhau theonhững tỷ lệ nhất định , sau khi lu lèn các hạt nhỏ lấp đầy lỗ rỗng của các hạt lơn sẽ đạtđược một kết cấu độ chặt nhất định và do đó tạo nên lớp mặt đường có đủ cường độcần thiết Độ chặt của hỗn hợp vật liệu sau khi lu lèn càng tăng thì lực ma sát và lựcdính kết càng lớn Ngoài ra cường độ còn có khả năng tăng do dùng thêm các chất liênkết (xi măng, bitum ) có khả năng chịu lực thẳng đứng và lực ngang (mặt đường bêtông nhựa, BTXM)

(Hình 1.5) - Lớp mặt đường theo nguyên lý cấp phối.

d Nguyên lý gia cố đất:

Vật liệu chính là đất đã được làm nhỏ, trộn đều với một hàm lượng chất liên kếtnhất định, ở độ ẩm tốt nhất; được san và lu lèn chặt đất được gia cố sẽ tạo thành mộtlớp có cường độ cao và ổn định có khả năng chịu nén, chịu kéo khi uốn và cả khi chịutác dụng bất lợi của nước

(Hình 1.6) - Một dây chuyền gia cố đất

1.1.3 Trình tự xây dựng mặt đường

Quá trình xây dựng kết cấu mặt đường gồm các trình tự sau:

- Công tác chuẩn bị;

- Công tác thi công chủ yếu;

- Công tác hoàn thiện

1.1.3.1 Công tác chuẩn bị

a Công tác định vị

Cắm lại hệ thống cọc tim và cọc hai bên mép phần xe chạy để xác định vị trícủa mặt đường phục vụ cho thi công khuôn lòng đường Công tác này cần phải đượcthực hiện cẩn thận Trường hợp thi công lòng đường bằng máy, không cần cắm cọc,(sào tiêu) tại tim mà chỉ cần cắm sào tiêu đánh dấu vị trí mép phần xe chạy Cần chú ýđặc biệt đến bề rộng mở thêm của phần xe chạy tại các chỗ đường vòng trên bình đồ

b Thi công khuôn đường

* Có ba phương pháp tạo khuôn đường:

+ Đắp lề hoàn toàn: Thi công nền đường đến đáy kết cấu áo đường sau đắp lềtạo khuôn đường Thông thường, khi thi công đắp lề người ta không thi công ngay mộtlúc xong mà đắp lề cao dần từng lớp một tương ứng với cao độ thi công các lớp móng,mặt đường Phương pháp này thường áp dụng đối với nền đắp

+ Đào khuôn đường hoàn toàn: Thi công nền đường đến cao độ đường đỏ (mặtđường) sau đó đào đất phần lòng đường để thi công kết cấu áo đường

+ Vừa đào khuôn đường vừa đắp lề: Thi công nền đường đến cao độ h sao chokhi đào khuôn đường thì phần đất thừa vừa đủ để đắp lề đường

* Yêu cầu đối với khuôn đường:

+ Khuôn đường phải đạt được kích thước về bề rộng và bề sâu

+ Đáy lòng đường phải đúng mui luyện thiết kế và ở trong đường cong bằngnếu có siêu cao thì đáy lòng đường cũng phải có siêu cao

+ Hai bên thành của lòng đường phải tương đối vững chắc và thẳng đứng vì nếukhông khi thi công các tầng lớp mặt đường vật liệu sẽ bị lu đẩy đùn ra lề làm cho tạihai mép không đạt chất lượng đầm lèn đồng thời mép phần xe chạy sẽ không thẳng(nếu đá dễ kiếm có thể xếp đá vỉa hai bên thành khuôn đường)

sở khai thác, gia công đến hiện trường Vật liệu làm đường thường chia thành 2 nhóm:

Nhóm 1: Vật liệu không khống chế thời gian (đá dăm, sỏi, cát, cấp phối đá dăm,

cấp phối thiên nhiên );

Nhóm 2: Vật liệu khống chế thời gian vận chuyển (bê tông nhựa, BTXM, cát gia

cố XM, CPDĐ gia cố XM );

Công tác vận chuyển thường cũng có thể tiến hành theo 2 phương án:

Phương án 1: vật liệu chở đến hiện trường đổ đống hoặc thành luống ở lòngđường hoặc lề đường (VL nhóm 1);

Phương án 2: vật liệu chở đến đâu, san rải ngay đến đó (VL nhóm 2);

Sau khi hoàn thành công tác chuẩn bị nên tiến hành ngay các khâu công tác thicông chủ yếu, không nên để khâu công tác thi công chủ yếu đi quá xa và quá lâu vớicông tác chuẩn bị.

1.1.3.2 Công tác thi công chủ yếu

a Các biện pháp làm khô móng đường

Như đã biết cường độ của kết cấu mặt đường thay đổi tuỳ thuộc theo diễn biếncủa chế độ thuỷ nhiệt Khi chế độ thuỷ nhiệt trở nên bất lợi với sự có mặt của cácnguồn ẩm như nước thấm do mưa, do nước đọng hay nước mao dẫn từ dưới lên thìcường độ kết cấu mặt đường sẽ bị giảm thấp và dưới tác dụng của tải trọng xe chạymặt đường sẽ rất dễ bị phá hoại

Trường hợp chế độ thuỷ nhiệt bất lợi như vậy mà không áp dụng được các biệnpháp cải thiện như đắp cao nền đường, làm lớp mặt kín không thấm nước thì cần ápdụng các biện pháp thoát nước, làm khô cho mặt đường

* Tầng đệm cát

Biện pháp phổ biến để làm khô mặt đường là xây dựng tầng đệm cát trực tiếpdưới đáy kết cấu mặt đường Đặc biệt ở những vùng dân cư không cho phép đắp caonền đường (đường thành phố), có khi phải thay nền đất thiên nhiên bằng cát với bề dầyrất lớn, tới hàng mét

* Rãnh xương cá.

Rãnh xương cá thường dùng để thoát nước từ tầng đệm cát khi lượng nước cầnthấm ra không lớn và chủ yếu dùng để thoát nước thấm từ trên xuống qua mặt đường(ở các loại mặt đường hở như mặt đường đá dăm hoặc cấp phối)

0.6m

>0.25m TÇng läc ngù¬c

(Hình 1.7) - Bố trí rãnh xương cá trên mặt cắt ngang

Nếu đất nền đường là loại không thấm hay ít thấm nước và điều kiện là chỉ cónước mưa thấm qua mặt đường thì có thể không cần làm tầng đệm cát mà chỉ làm hệthống rãnh xương cá

Trường hợp độ dốc dọc id > 2% thì rãnh xương cá đào xiên một góc α = 60-70o

xuôi theo hướng dốc

Để tập trung nước vào rãnh, lòng đường phải bạt dốc vào miệng rãnh với độdốc 12% trong phạm vi 0.6 m trước cửa rãnh

Trình tự thi công rãnh xương cá:

- Đầm chặt đất nền đường dưới tầng đệm cát đến độ chặt yêu cầu trong phạm vichiều dày không nhỏ hơn 40cm kể từ đáy tầng đệm cát

- Đào các rãnh xương cá với độ dốc tối thiểu là 3% Có thể dùng máy san hoặcmáy ủi có lắp lưỡi đào phụ phía sau máy, lưỡi đào phụ này có bề rộng và chiều caobằng kích thước rãnh

- Tiến hành đắp cát hoặc đá trong rãnh xương cá như thiết kế

- Đắp tầng lọc ngược

- Đắp lề đường

* Ống thoát nước

Trong trường hợp lượng nước thoát khá lớn và có thể gồm cả nước mao dẫnphía dưới lên thì dùng các ống thoát nước để thay thế cho rãnh xương cá Các ốngthường có đường kính do = 80-100mm, nếu dùng ống sành phải đặt sâu xuống dưới lềtối thiểu 40cm Đầu ống phía trong phải ngập vào trong bộ phận thu nước một khoảngbằng do, phía ngoài thò ra do để ống không bị tắc, bẩn.

(Hình 1.9) - Bố trí ống thoát nước từ tầng đệm cát qua lề.

* Hào thu nước ngang

Thường dùng để thoát nước mặt đường và phần trên nền đường ở những chỗ có

độ dốc dọc tuyến lớn hơn độ dốc ngang, ở những chỗ có đường cong đứng lõm, ởnhững nơi từ nền đào chuyển sang nền đắp Ở những chỗ này nước thường chảy thấmdọc trong tầng đệm cát hoặc trong tầng đá dăm, cuội sỏi có độ rỗng lớn

a) Hào thu nước ngang chảy về một bên b) Hào thu nước ngang chảy về hai bên

(Hình 1.10 ) - Sơ đồ bố trí hào thu nước ngang trên bình đồ

* Hào thu nước dọc

Các hào thu nước dọc thường được dùng để hút khô mặt đường trong các trườnghợp sau:

- Ở những đoạn đường có độ dốc nhỏ (id≤ 2%) và lượng nước thấm và mao dẫnvào lòng đường lớn Việc bố trí ống dọc có lỗ dọc suốt lòng đường nên nước từ lớp cát

đệm được thoát đi nhanh chóng, ống dọc có thể bố trí ở cả hai bên khi bề rộng lòngđường lớn (>5.5m), còn trong trường hợp bề rộng lòng đường nhỏ hơn thì chỉ cần đặtmột hệ thống ống dọc.

b Thi công các lớp trong kết cấu áo đường

Đây là công tác quan trọng để đảm bảo chất lượng thi công, phải chú ý kỹthuật tất cả các khâu trong thi công KCAĐ, gồm:

+ Công tác chuẩn bị bề mặt

+ Công tác vận chuyển vật liệu, hỗn hợp

+ Công tác san, rải

+ Công tác lu lèn

+ Công tác bảo dưỡng

1.1.3.3 Công tác hoàn thiện

Tu bổ bề mặt phần xe chạy, sửa chữa lại lề đường (đầm lại, bạt lề ), những chỗlõm chưa đảm bảo chất lượng hoặc bị phá hỏng do hoạt động của xe, máy hay do đổchứa vật liệu trong quá trình thi công

Lắp đặt hệ thống cọc tiêu, biển báo, sơn vạch chỉ đường Và các hệ thống đảmbảo an toàn giao thông khác

1.2 Công tác đầm nén trong xây dựng mặt đường

1.2.1 Lý thuyết đầm nén

Công tác đầm nén là một khâu quan trọng trong quá trình thi công mặt đường,móng đường Chất lượng đầm nén có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng sử dụngcác tần lớp mặt đường

Bất cứ sử dụng loại vật liệu gì, xây dựng các lớp mặt đường theo nguyên lý nàocũng phải thông qua tác dụng cơ học đầm nén trong nội bộ vật liệu mới hình thànhđược cấu trúc mới bảo đảm cường độ, độ ổn định và mức độ bền vững cần thiết, nóicách khác chỉ sau khi đầm nén lớp mặt đường mới có cấu trúc mới tốt hơn cấu trúc banđầu Ngoài ra, công tác đầm nén là khâu tốn công nhất, kỹ thuật phức tạp nhất quyếtđịnh đến tốc độ thi công các lớp mặt đường và là khâu kết thúc một quá trình côngnghệ thi công nên cần tập trung chỉ đạo và kiểm tra

Như đã biết, vật liệu làm đường thường là những hỗn hợp gồm 3 pha (rắn, lỏng,khí); Ở quá tŕnh đầm nén là làm cho khí thoát ra ngoài làm tăng độ chặt Trong quátrình đầm nén, khi tải trọng đầm nén tác dụng, trong vật liệu sẽ phát sinh Ứng suất -Biến dạng (độ chặt càng lớn và moddun đàn hồi của vật liệu càng lớn thì sóng Ứngsuất - Biến dạng lan truyền càng nhanh) Dưới tác dụng của áp lực lan truyền đó, các

hạt khoáng chất và màng chất lỏng bao bọc nó sẽ bị nén đàn hồi Khí ứng suất tănglên, và tải trọng đầm nén tác dụng trùng phục nhiều lần, cấu trúc dưới tác dụng màngmỏng của pha lỏng sẽ dần bị phá hoại, cường độ của màng mỏng sẽ bị giảm đi, nhờvậy các tinh thể và các hạt kết có thể trượt tương hỗ và di chuyển tới sát gần nhau, sắpxếp lại rồi đi đến các vị trí ổn định, đồng thời không khí bị đẩy thoát ra ngoài, lỗ rỗnggiảm đi, mức độ bão hòa các liên kết trong 1 đơn vị thể tích tăng lên và giữa nhữngtinh thể sẽ phát sinh các tiếp xúc và liên kết mới Qua giai đoạn này, nếu tiếp tục tăngứng suất lèn ép thì những màng mỏng ở nơi tiếp xúc giữa các tinh thể và giữa các hạtvẫn tiếp tục bị nén thêm tuy không làm tăng độ chặt đáng kể nữa, nhưng riêng với cấutrúc keo tụ chính lúc này cường độ của VL lại tăng lên nhiều vì màng chất lỏng bị nénthêm sẽ tạo điều kiện để liên kết bền vững, tăng ma sát và lực dính dẫn đến thay đổichất lượng của liên kết.

Quá trình đầm nén diễn biến tốt hay xấu chính là thể hiện của hiệu qủa đầmnén Muốn đầm nén có hiệu quả cao phải chọn các thông số đầm nén, chế độ đầm nénsao cho khắc phục được cách tốt nhất sức cản của VL phát sinh trong quá trình đầmnén

Sức cản của vật liệu phát sinh trong quá trình đầm nén bao gồm:

- Sức cản cấu trúc: Sức cản này do lực liên kết cấu trúc giữa các pha và thànhphần có trong hỗn hợp vật liệu gây ra Liên kết cấu trúc giữa các thành phần càng đượctăng cường và biến cứng thì sức cản cấu trúc càng lớn và nó tỷ lệ thuận với biến dạngcủa vật liệu Trong quá trình đầm nén độ chặt càng tăng thì sức cản cấu trúc càng lớn

- Sức cản nhớt: Sức cản này do tính nhớt của pha lỏng bao bọc quanh các hạtvật liệu khi trượt gây ra Sức cản này tỷ lệ thuận với tốc độ biến dạng ngang tương đốicủa vật liệu Khi đầm nén và sẽ càng tăng khi cường độ đầm nén và độ nhớt của cácmàng mỏng tăng

- Sức cản quán tính: Sức cản này tỷ lệ thuận với khối lượng vật liệu và gia tốckhi đầm nén

Sức cản đầm nén của vật liệu lớn hay nhỏ tùy thuộc vào cấu trúc của vật liệu,tùy thuộc vào gốc ma sát, lực dính và tính nhớt của vật liệu

Đồng thời với sự tăng độ nhớt và cường độ của vật liệu thì quá trình đầm nénsức cản đầm nén sẽ tăng lên Vì vậy, việc nghiên cứu chọn các thông số, phương thức

và chế độ đầm nén sao cho khắc phục được sức cản đầm nén đồng thời giảm đượcnhiều nhất sức cản phát sinh trong quá trình đầm nén là nhiệm vụ rất cơ bản và quantrọng của công tác thiết kế công nghệ đầm nén nhằm bảo đảm cho hiệu quả đầm nén làcao nhất và chi phí đầm nén là rẻ nhất

1.22 Công tác đầm nén mặt đường

1.2.2.1 Yêu cầu chung trong công tác đầm nén mặt, móng đường

Công tác đầm nén mặt đường và móng đường cần đạt được các yêu cầu sau:

- Lớp mặt đường phải đạt được độ chặt và cường độ cần thiết sau khi kết thúcđầm nén

- Trong quá trình đầm nén, tải trọng đầm nén không phá hỏng cấu trúc nội bộvật liệu (vỡ đá ), cuối cùng lớp mặt đường phải hình thành bằng phẳng, không cóhiện tượng gợn sóng, không để lại vệt bánh lu

- Đạt được yêu cầu kỹ thuật nêu trên mà ít tốn kém nhất (công đầm nén nhỏnhất)

Để đạt được những yêu cầu trên cần đi sâu giải quyết các nội dung cơ bản như:chọn phương tiện đầm nén thích hợp và giải quyết các thông số của quá trình đầm nén(bề dày đầm nén tốt nhất, số lần tác dụng, thời gian tác dụng hay tốc độ tác dụng củaphương tiện đầm nén) kỹ thuật sử dụng các phương tiện đầm nén, các sơ đồ làm việc

và tổ chức tiến hành công tác đầm nén, biện pháp kiểm tra chất lượng công tác đầmnén

1.2.2.2 Các phương tiện đầm nén và chọn công cụ đầm nén.

Hiện nay có 3 phương pháp đầm nén các lớp mặt đường:

- Phương pháp tác dụng tải trọng tĩnh (lu bánh cứng hoặc lu bánh lốp);

a) Lu bánh cứng

b) Lu bánh lốp

c) Lu rung hai bánh chủ động

d) Lu rung một bánh chủ động

(Hình 1.11) - Các loại lu đầm nén mặt đường.

Khi chọn lu để đầm nén cần xét đến 3 điều kiện:

Điều kiện 1: Áp lực đầm nén cho phép khi bắt đầu và kết thúc đầm nén phải phù

hợp với từng loại mặt đường (Bảng 1.3).

(Bảng 1.3) - Áp lực đầm nén cần và cho phép đối với các loại vật liệu làm mặt,

móng đường STT Loại mặt, móng

đường

(kG/cm 2 )

Ck (kG/cm 2 )

qd (kG/cm 2 )

qk (kG/cm 2 )

C d , C k - Lực dính kết khi bắt đầu và kết thúc thưc đầm nén;

q d , q k – Áp lực đầm nén cho phép khi bắt đầu và kết thúc đầm nén.

Áp lực tác dụng của lu trên bề mặt lớp vật liệu phải phù hợp với từng loại vật liệu

Rất cứng Điaba, bazan, điôrit, gabro >2000 100-125

Điều kiện 2: Áp lực do lu truyền xuống lớp móng phải nhỏ hơn trị số sức chịu tải cho

phép của lớp móng (Bảng 1.5)

(Bảng 1.5) - Sức chịu tải cho phép của lớp móng

Vật liệu làm lớp móng dưới lớp đầm nén Sức chịu tải cho phép (kG/cm 2 )

Á cát nhỏ hoặc á cát bụi 2-3,5

Đất á sét hoặc á cát bụi ở trạng thái ẩm ướt 1-2,0

Điều kiện 3: Diện tích vệt tiếp xúc của bánh lu xuống lớp VL, diện tích này càng lớn

thời gian tác dụng đầm nén của mỗi hành trình lu càng lớn, càng có lợi khi đầm néncác lớp VL có tính nhớt cao, đồng thời điều kiện đầm nén có lợi do hạn chế bớt nởhông của VL khi lu đi qua, lực tác dụng sẽ truyền xuống sâu hơn, bề dày VL có thể lớnhơn

Trong đó: Q - Trọng lượng lu (tấn); l - chiều rộng một bánh xe lu (cm);

Thông thường trị số áp lực lu P của các loại lu như sau:

Lu nhẹ Q = 5 – 8 tấn ; P = 20 - 45 kG/cm

Lu vừa Q = 7 – 9 tấn ; P = 50 - 75 kG/cm

Lu nặng Q = 10 – 15 tấn ; P = 80 - 120 kG/cm+ Phạm vi tiếp xúc của lu bánh cứng:

Theo N.M Beliaep (Nga) bề rộng tiếp xúc của bánh lu B khi lu đứng tại chỗđược xác định bằng công thức:

td E

PR b

B=2 =4(1−µ2) , (cm) (1.8)

Trong đó: b - bề rộng diện truyền áp lực lu thực tế khi lu chuyển động về phía

trước (Hình 1.12); R – Bán kính bánh lu (cm); P - Áp lực tác dụng trên 1 đơn vị dài

của chiều rộng bánh lu (kG/cm); µ - Hệ sô Poison; Etđ – Mô đun đàn hồi tương đươngcủa các lớp mặt đường tính từ lớp được đầm nén trở xuống (kG/cm2)

(Hình 1.12) - Diện truyền áp lực của lu khi đầm nén.

Để tiện sử dụng, trong thực tế người ta dùng công thức gần đúng sau:

td

E

PD E

PD

P b

Ghi chú: (Bảng 1.6) với trị số Etđ thay đổi trong phạm vi 350 – 800kG/cm2

Qua công thức tính áp lực trung bình (σ) (1.10), có thể thấy rằng:

Muốn tăng áp lực lu (σ) có thể giảm đường kính bánh lu D hoặc tăng Etđ Tuynhiên, nếu giảm D sẽ không có lợi vì bánh nhỏ quá sẽ dễ gây hiện tượng đẩy trượt phá

hoại lớp VL đang đầm nén; Nếu tăng Etđ nghĩa là bảo đảm móng của lớp VL đầm nén

có cường độ (độ cứng) cao, điều này rõ ràng có ý nghĩa thực tiễn: dùng lu nặng trênlớp móng yếu cũng có thể kém hiệu quả hơn dùng lu nhẹ trên lớp móng cứng

Để đảm bảo điều kiện không phá hoại hoại lớp móng, áp lực do lu truyền xuốnglớp đáy móng (σ) có chiều dày (h) theo công thức dưới đây phải nhỏ hơn trị số quy định tại (Bảng 1.5)

K h

P

=

σ , (kG/cm2) (1.11)

b Đối với lu bánh lốp: lu bánh lốp thường được phân loại theo tải trọng bánh của

chúng: Loại 2,5 – 4 tấn/bánh; Loại 4 – 6 tấn/bánh; Loại > 6 tấn/bánh

Vệt tiếp xúc của bánh lu xuống lớp VL có hình elip (Trục dài là a; trục ngắn b)

Theo quan hệ hình học bề rộng diện tiếp xúc sẽ là: a ≈2 dλ

Trong đó : d - đường kính của bánh lốp; λ - biến dạng cực đại của lốp

Vì lốp hoàn toàn đàn hồi nên độ biến dạng của nó sẽ phụ thuộc tải trọng đè trên mỗi

Để đảm bảo điều kiện không phá hoại hoại lớp móng, áp lực do lu bánh lốp cóđường kính tương đương là D = 30cm truyền xuống lớp đáy móng (σ) theo công thứcdưới đây có chiều dày (h) phải nhỏ hơn trị số quy định tại (Bảng 1.5)

h K

P

305,21

5,

chiều dày lớp đầm nén

* Nói chung lu bánh cứng và lu bánh lốp đều có thể đầm nén mọi loại mặt đường.Tuy nhiên, lu bánh lốp đặc biệt dùng đầm nén các lớp mặt đường làm bằng VL có sứccản đầm nén không cao lắm nhưng tính nhớt lớn (lớp mặt đường đất gia cố, lớp mặtđường bằng sỏi ong có dùng nhựa liên kết) Còn lu bánh cứng đặc biệt thích hợp đầmnén các lớp mặt đường làm bằng VL có sức cản đầm nén cao nhưng tính nhớt thấp trong trường hợp không có lu bánh lốp cũng có thể dùng lu bánh cứng và như vậyphải điều chỉnh bằng cách tăng thời gian tác dụng của tải trọng đầm nén, giảm tốc độ

lu, tăng số lần lu Ngoài ra, để đảm bảo các yêu cầu lu lèn cũng như bảo đảm phùhợp với sự tăng sức cản đầm nén thường thì phải phối hợp nhiều loại lu, bắt đầu từnhẹ, chuyển sang lu vừa và sau cùng dùng lu nặng

* Ngoài việc sử dụng các loại lu, trong XD mặt đường còn sử dụng lu chấn đônghoặc kết hợp đập - chấn động

Lu chấn động thường được bố trí thiết bị chấn động ở bên trong bánh nặng của lu,các thiết bị chấn động này có tác dụng theo hướng thẳng hoặc tròn Khi lu lăn, bánh

bị rung và truyền xuống mặt đường chấn động với tần số cao, nhờ đó tăng nhanh quátrình đầm chặt và tăng độ chặt cuối cùng của mặt đường, trong khi đó hành trình đầmnén cần thiết so với các loại lu thường (không chấn động) giảm được 2-4 lần, trọnglượng lu lại nhẹ và yêu cầu công suất động cơ để chạy máy lại nhỏ Tuy nhiên vì cấutạo của các loại lu chấn động cho đến nay vấn chưa bảo đảm được độ đồng đều, nêntrong XD mặt đường vẫn còn ít phổ biến

1.2.2.3 Bề dày lèn ép

Khi quyết định bề dày lớp VL đầm nén hợp lý cần xét các mặt sau:

Chiều dày lèn ép không quá lớn để đảm bảo áp lực đầm nén do lu truyềnxuống khắc phục được sức cản đầm nén ở mọi vị trí của lớp tránh trườnghợp trên chặt dưới không chặt Vì vậy phải khống chế chiều dày lu tối đa củalớp vật liệu đầm nén Hmax;

Mặt khác bề dày lèn ép không quá nhỏ để tránh trường áp lực đầm nén truyềnxuống sẽ phá hỏng tầng móng phia dưới;

Chiều dày hợp lý của lớp vật liệu đầm nén phụ thuộc vào cường độ vật liêu, áp lực

lu thường lấy xấp xỉ bằng bề rộng tiếp xúc của công cụ đầm nén (bề rộng diện truyền áplực ); hoặc được xác định thông qua đoạn đầm nén thử;

độ bằng phẳng của mật đường, ngoài ra trong giai đoạn mới rải VL chưa chặt sức cản

VL đối với lu lớn nên thực tế tốc độ lu cũng sẽ hạn chế

Trong thực tế khi lu thường có 3 giai đoạn:

- Giai đoạn lu lèn sơ bộ: lúc này vật liệu mới rải chưa ổn định nên dùng lu nhẹ và

vận tốc lu chậm vừa phải để đảm bảo vật liệu không bị trượt xô dần vào vị trí ổn đinh(lu bánh cứng tốc độ lu khoảng 1,5-2 km/h ; lu bánh lốp có thể cao hơn một chút)

- Giai đoạn lu lèn chặt: tăng dần tốc độ lu

Lu bánh cứng tốc độ lu khoảng 2-3 km/h; Lu rung tốc độ khoảng 2-4 km/h; Lubánh lốp tốc độ khoảng 3-6 (10) km/h giữa có thể cho lu chạy với tốc độ cao hơn (2,5– 4 km/h)

- Giai đoạn lu hoàn thiện: ở giai đoạn này lớp VL đã được lu lèn chặt nên cho lu

chạy với tốc độ chậm (1,5 – 2,5 km/h) và giảm tốc độ ở một số hành trình cuối để tạođiều kiện hình thành cường độ cho lớp VL đầm nén

1.2.2.5 Số lần tác dụng của phương tiện đầm nén

Đầm nén là một quá trình tác dụng tải trọng trùng phục nhằm tạo nên biến dạng dư,nghĩa là, để đạt độ chặt yêu cầu phải qua một số lần tác dụng nhất định của công cụđầm

Trên thực tế, đối với mỗi loại mặt đường, nếu dùng lu để đầm nén, theo kinhnghiệm số lần lu cần thiết là số lần lu phải đi qua 1 điểm cho đến khi đạt độ chặt vàcường độ yêu cầu thường được xác định thông qua đoạn rải thử Các quy trình thi côngthường quy định trị số lần lu cần thiết biến đổi trong phạm vi nhất định tùy theo chấtlượng VL đầm nén và điều kiện đầm nén

Ngoài ra, thực tế còn quy định mức độ lu lèn cần thiết qua công lu T;

Định nghĩ công lu (T) là tổng cộng công bình quân tính bằng t.km mà các loại máy

lu đã thực hiện để đầm nén 1m3 vật liệu lớp mặt đường từ khi VL mới san rải đến khiđạt yêu cầu cuối cùng

Công lu:

hLB

l Q

T = ∑ , (T.km/m3) (1.15)

Trong đó:

Q – Tải trọng lu (T)

B – Bề rộng lớp vật liệu lu (m)

h – Chiều dày lớp vật liệu sau khi đầm nén (m)

L – Chiều dài đoạn lu lèn (m)

Σl – Tổng chiều dài đoạn đường cần lu lèn để làm chặt lớp vật liệu trên đoạn L (km) Như vậy nếu qui định công lu đối với một loại vật liệu nào đó, cũng

có thể tính ra tổng số hành trình N cần thiết, số hành trình trong 1 chu kỳ n đã biết từ

sơ đồ lu ta sẽ xác định được số lượt lu yêu cầu ( số chu kỳ cần thiết)

Trong thực tế người ta làm như sau: trước khi rải hàng loạt thì rải thí điểm 1đoạn sau đó cho lu đúng sơ đồ lu, vừa lu vừa kiểm tra chất lượng sẽ xác định số chu

kỳ cần thiết, tính ngựơc lại được công đầm nén

1.2.2.6 Sơ đồ đầm nén và tổ chức công tác đầm nén

Ngoài việc chọn các phương tiện đàm nén và phối hợp giữa các phương tiện đầmnén thì việc bố trí sơ đồ làm việc hợp lý của các phương tiện đầm nén sẽ ảnh hưởng rấtlớn đến năng suất và chất lượng công tác đầm nén Thiết kế sơ đồ đầm nén hợp lý phảiđảm bảo các yêu cầu sau:

+ Số lần lu phải đồng đều trên khắp bề mặt lớp vật liệu đồng thời bảo đảm mặtđường bằng phẳng sau khi lu lèn: Muốn vậy phải thiết kế sao cho số lần tác dụng qua 1điểm (một chu kỳ lu) là đều nhất; đồng thời phải bố trí hành trình trước, sau chồng vệtlên nhau ít nhất từ 15-20cm, tại chỗ tiếp xúc giữa các đoạn, giữa mặt đường và lềđường không được bỏ sót; khi lu tầng mặt đường nên bố trí lấn ra lề ít nhất 20-30cm

Cụ thể: Lu từ thấp đến cao để vật liệu được nén chặt, nếu lu từ nơi cao trước thì vậtliệu bị xô dồn khó chặt không đảm bảo siêu cao Như vậy trên đường thẳng lu từ 2

mép vào, ở đường cong có siêu cao lu từ bụng đường cong lên; Vệt lu đầu tiên lấn rangoài lề từ 20 – 30cm Trong trường hợp đắp lề trước cao hơn lớp vật liệu lu lèn thìkhi lu lớp vật liệu đầu tiên cách mép lề khoảng 10cm để tránh phá hoại lề Các vệt lusau đè lên vệt lu trước từ 20 – 25cm để lớp mặt được bằng phẳng.

(Hình 1.14) - Ví dụ về sơ đồ lu (B = 7 m; lu hai bánh hai trục có b = 1,5 m).

b Quy mô đoạn thử nghiệm:

Phải theo quy định về kích thước tối thiểu trong các quy trình thi công và nghiệmthu từng lớp mặt đường;

- Chiều dài, rộng đoạn thử nghiệm nên bằng một ca thi công đã xác định trong bản

vẽ thi công mặt đường (bằng đúng 1 đọan dây chuyền)

- Chia đoạn thử nghiệm thành 5 đoạn nhỏ có số lượt đầm nén khác nhau (mỗi đoạntối thiểu nên bằng 20m)

c Các hồ sơ cần thiết:

- Thuyết minh về kỹ thuật thi công của các loại máy móc, quy định kỹ thuật cáckhâu công tác trong công nghệ thi công, sự phối kết hợp giữa các lọai máy móc, thiết

bị, nhân lực trong công nghệ thi công;

- Kết quả thí nghiệm về độ chặt, độ ẩm của lớp VL mặt đường;

- Bản vẽ tiến độ thi công chi tiết dây chuyền mặt đường theo giờ;

- Bản vẽ sơ đồ hoạt động của các loại máy móc, thiết bị trong dây chuyền

d Trình tự thực hiện:

* Chuẩn bị công trường:

Kiểm tra việc thi công hoàn thành nền đường hoặc lớp móng;

Chuẩn bị các loại xe máy, nhân lực và vật liệu cần thiết

Chuẩn bị các biên bản ghi chép, nghiệm thu hiện trường

* Thi công đoạn thử nghiệm:

Xử lý bề mặt nền hoặc móng đường đoạn thử nghiệm;

Vận chuyển VL, san rải VL có chiều dày bằng chiều dày chưa lèn ép (Hrải = H.Kr);

Lu lèn sơ bộ theo sơ đồ và kỹ thuật lu lèn đã định

Lu lèn chặt với số lượt lu lèn dự kiến n1, n2, n3, n4, n5 (thông thường ni+1 = ni +n)

Tiếp tục lu hoàn thiện;

Kiểm tra độ chặt, chiều dày sau lu lèn của các lớp VL ở các đoạn;

Ghi chép toàn bộ quá trình thi công và so sánh với các bản vẽ thi công mặt đường

đã thiết kế

* Tính toán và xử lý các kết quả:

Tính các hệ số lèn ép lớp mặt đường ở các đoạn thử nghiệm Kri = Hri/hi;

Tính toán hệ số đầm chặt Ki ( Ki = γi/γkmax ) ở các đoạn;

Vẽ biểu đồ tương quan giữa số lần đầm nén chặt (n i) với (Kri) và Ki để xác định chính xác hệ số rải và số lượt đầm nén theo độ chặt yêu cầu (nyc theo Kyc)

1.2.3 Kiểm soát chất lượng đầm nén các lớp kết cấu áo đường

1.2.3.,1 Kiểm tra trong quá trình thi công

- Kiểm tra số lượng, chủng loại, tải trọng đầm nén;

- Kiểm tra độ ẩm, nhiệt độ, chiều dày rải của lớp VL trước khi đầm nén

- Kiểm tra việc thực hiện sơ đồ lu, tốc độ lu

- Kiểm tra tình trạng lớp VL trong quá trình đầm nén để có các điều chỉnh phù hợp

- Kiểm tra chất lượng công tác bù phụ, độ bằng phẳng, độ dốc ngang lớp VL trongquá trình đầm nén

1.2.3.2 Kiểm tra sau khi thi công

- Kiểm tra độ bằng phẳng, độ dốc ngang, cao độ lớp VL sau khi đầm nén;

- Kiểm tra độ chặt lớp VL, so sánh với độ chặt yêu cầu;

1.2.3.3 Các phương pháp kiểm tra độ chặt đầm nén

a Phương pháp dao vòng;

b Phương pháp rót cát;

c Phương pháp đồng vị phóng xạ;

Chương 2: XÂY DỰNG CÁC LỚP KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

KHÔNG GIA CỐ CHẤT LIÊN KẾT 2.1 Đặc trưng của vật liệu hạt dùng trong xây dựng các lớp áo đường

2.1.1 Định nghĩa và phân loại hạt

2.1.1.1 Định nghĩa: Vật liệu hạt là thuật ngữ dùng chỉ một tập hợp các hạt rời có kích

cỡ từ 0 đến D

Đặc trưng chủ yếu của vật liệu hạt là cường độ liên kết giữa các hạt luôn nhỏhơn so với cường độ bản thân của mỗi hạt, do vậy cường độ chung của một lớp vậtliệu hạt được đặc trưng bằng cường độ chống cắt trượt, còn đặc trưng chống biến dạngcủa chúng được đặc trưng bởi modun đàn hồi E

2.1.1.2 Phân loại: Vật liệu hạt trong thực tế là những hỗn hợp các hạt đất, cát, sỏi

cuội, đá dăm và cả các hạt từ xỉ phế thải công nghiệp Khi sử dụng chúng làm lớp vậtliệu áo đường có thể phân thành các loại sau:

- Vật liệu hạt nghiền: là tập hợp các hạt trong đó các cỡ hạt đều được sản xuất

từ các hạt có kích cỡ lớn hơn nó bằng công nghệ nghiền Cường độ chống cắt của lớpvật liệu hạt nghiền làm lớp áo đường được hình thành chủ yếu nhờ lực ma sát tại bềmặt tiếp xúc giữa các hạt Các lớp kết cấu áo đường dùng vật liệu hạt nghiền phổ biến

là lớp đá dăm macadam và lớp cấp phối đá dăm

- Vật liệu hạt không nghiền: là hỗn hợp hạt rời với tất cả các cỡ hạt ở dạng tự

nhiên như đất, cát, sỏi cuội, đá vụn… có thể khai thác trực tiếp từ đồi, núi hay sôngsuối Cường độ chống cắt của vật liệu hạt không nghiền kém hơn so với vật liệu hạtnghiền vì các hạt tự nhiên không có bề mặt vỡ, ít cạnh góc, hình dáng hạt kém đồngđều, bề mặt trơn nhẵn

- Vật liệu hạt xỉ phế thải công nghiệp: là những hạt vật liệu nhân tạo được tận

dụng để làm các lớp móng áo đường, nó gồm các dạng như: xỉ than, tro bay, xỉ lò caolắng trong nước, xỉ quặng luyện kim, gạch vụn…

2.1.2 Thành phần cấp phối của vật liệu hạt

Thành phần cấp phối là tỷ lệ phối hợp giữa các nhóm cỡ hạt có trong một tậphợp vật liệu hạt đem sử dụng, nó được biểu thị bằng các đặc trưng sau:

- Cỡ hạt lớn nhất;

- Tỷ lệ % tính theo tổng khối lượng vật liệu hạt của mỗi nhóm cỡ hạt có trongtập hợp hạt.

Thành phần cấp phối của vật liệu hạt ảnh hưởng sự quyết định độ chặt, cường

độ, tính ổn định bền vững của lớp vật liệu làm lớp kết cấu áo đường, cũng như tạo điềukiện để lớp kết cấu này đáp ứng được các yêu cầu khác tùy thuộc chức năng mà lớpkết cấu đó phải đảm nhận, ngoài ra nó còn ảnh hưởng nhiều đến tính dễ hay khó chocông tác đầm nén trong quá trình thi công

Để xác định thành phần cấp phối của mỗi hỗn hợp vật liệu hạt phải tiến hành thínghiệm phân tích thành phần hạt bằng các bộ sàng thích hợp với cỡ hạt lớn nhất tronghỗn hợp Kết quả thí nghiệm được biểu thị trên đồ thị có trục tung là tỷ lệ % khốilượng hạt lọt qua sàng và trục hoành là kích cỡ lỗ sàng tương ứng

2.1.3 Độ cứng, độ sạch và hình dáng vật liệu hạt

a Độ cứng: Độ cứng của vật liệu hạt phải đạt một mức độ nhất định thì mới đảm bảo

hạt không bị vỡ vụn trong quá trình thực hiện các khâu công nghệ xây dựng lớp áođường Nếu khi lu lèn hạt bị vỡ hoặc bị tròn cạnh thì thành phần cấp phối của hỗn hợp

sẽ thay đổi và lực ma sát sẽ giảm đi dẫn đến cường độ của lớp vật liệu không đạt đượcnhư mong muốn Trước khi sử dụng vật liệu hạt làm lớp kết cấu áo đường phải tiếnhành thí nghiệm xác định độ cứng (hoặc độ bền, hoặc độ hao mòn) của bản thânchúng, như thí nghiệm: cường độ chịu nén của đá gốc, độ hao mòn do va đập bằngthiết bị Los Angeles…

b Hình dạng hạt: hình dạng hạt có ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành cường độ của

lớp vật liệu hạt Nếu hình dạng hạt có góc cạnh, kích cỡ đồng đều theo các chiều thìlực ma sát tiếp xúc giữa chúng lớn hơn nhiều so với các hạt có hình dáng thoi dẹt, bềmặt trơn nhẵn Thành phần hạt (hàm lượng các nhóm hạt) phải nằm trong đường baogiới hạn (đường bao cấp phối tốt nhất) thì khi đầm nén mới đạt được độ chặt cao (tỷ lệrỗng thấp) và khả năng chịu lực mới tốt và ổn định

c Độ sạch: Các hạt nhỏ và mịn là sét, bùn bẩn hay hạt bở và các tạp chất hữu cơ, nếu

chúng lẫn vào vật liệu hạt thì sẽ làm giảm cường độ của lớp vật liệu hạt khi ngập nước,đồng thời làm giảm khả năng dính bám, do đó khi sử dụng vật liệu hạt làm lớp kết cấu

áo đường đòi hỏi vật liệu phải có độ sạch nhất định Để đánh giá độ sạch của vật liệuhạt thường dùng các thí nghiệm như: thí nghiệm xác định hàm lượng hạt bụi, sét, hàmlượng tạp chất hữu cơ, thí nghiệm xác định chỉ số dẻo và giới hạn nhão

2.1.4 Đặc trưng biến dạng của vật liệu hạt

- Mô đun đàn hồi của vật liệu hạt: đặc trưng rõ rệt nhất là khi chịu tải, quan hệ

giữa ứng suất và biến dạng của hỗn hợp là phi tuyến, tức là trị số mô đun đàn hồi của

nó không phải là hằng số mà thay đổi đáng kể tùy thuộc vào quan hệ lớn nhỏ giữa áplực thẳng đứng và áp lực hông Mô đun đàn hồi của vật liệu hạt chủ yếu được quyếtđịnh bởi thành phần cấp phối, hình dáng, cấu trúc bề mặt, độ chặt và độ ẩm của chúng

- Sự tích lũy biến dạng của vật liệu hạt: Hàm lượng hạt mịn có ảnh hưởng rất

lớn đến sự tích lũy biến dạng của vật liệu hạt do đó phải khống chế hàm lượng hạt mịnnhỏ hơn hàm lượng hạt mịn đạt độ chặt tốt nhất

2.2 Lý thuyết về cấp phối

2.2.1 Cấp phối có độ chặt lớn nhất và cách tạo ra vật liệu hạt có thành phần cấp phối thích hợp

2.2.1.1 Lý thuyết về cấp phối có độ chặt lớn nhất

Độ chặt lớp kết cấu áo đường sau khi lu lèn càng lớn thì cường độ (khả năng chốngbiến dạng) của nó càng cao Do vậy trên thế giới có nhiều các nhà khoa học đã nghiêncứu tỷ lệ phối hợp giữa các hạt vật liệu có kích cỡ khác nhau như thế nào để có thể tạonên một hỗn hợp vật liệu hạt có độ chặt lớn nhất sau khi chúng được đầm nén

Hiện nay có 3 trường phái nghiên cứu:

- Mô hình lý thuyết;

- Thực nghiệm;

- Lý thuyết – Thực nghiệm

Các kết quả nghiên cứu của cả 3 trường phái đều đã được tổng kết, kiểm chứng

2.2.1.2 Các đường cong cấp phối lý tưởng theo mô hình lý thuyết

a Đường cong cấp phối của Fuller :

Theo Fuller, để có cấp phối đạt độ chặt lớn nhất thì đường cong biểu thị thànhphần cấp phối là 1 đường cong liên tục có dạng Parabol sau:

Lỗ sàng vuông

(mm)

Tỷ lệ % lọt qua sàng

-Đường cong tốt nhất theo Fuller được thể hiện trên (Hình 2.1)

(Hình 2.1) - Đường cong tốt nhất có hạt Dmax = 19,1 mm theo Fuller

b Lý thuyết cấp phối của Talbat:

Theo nghiên cứu của Talbat, để đạt được độ chặt lớn nhất, đường cong cấp phối

Từ công thức (2.3); nếu lấy n = = 0,5 và D = 19,1 mm thì:

P2 = 523d (2.4)

Như vậy, công thức đường cong cấp phối lý tưởng của Fuller và Talbat trùng

nhau khi n = 0,5 (Công thức (2.2) và (2.4))

c Lý thuyết cấp phối lý tưởng của Weymouth:

Theo Weymouth, đường cong cấp phối lý tưởng có dạng sau :

Vs = 0,296.V's (2.5)

Trong đó :

Vs : Thể tích tuyệt đối của hạt có kích thước d

V's : Thể tích tuyệt đối của hạt có kích thước D (thông thường D = 2d)

Cách khác, theo Weymouth: hạt chèn sẽ có thể tích bằng 29,6% không gian cònlại của cỡ hạt kế trước nó đã choán chỗ thì cấp phối sẽ đạt độ chặt lớn nhất

2.2.1.2 Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Bằng kết quả thực nghiệm, giáo sư B.B.Okkotina và N.M.Ivanop (Liên xô cũ)

đã xác nhận phạm vi cấp phối có độ chặt lớn nhất như sau:

- Độ rỗng của cấp phối làm bằng một số thành phần hạt trong đó cỡ hạt chênhnhau 2 lần sẽ như nhau khi tỷ lệ khối lượng các loại hạt trong cấp phối bằng nhau Nóicách khác, nếu cùng tăng hoặc cùng giảm kích thước của tất cả các hạt trong cấp phốithì độ rỗng cấp phối không thay đổi

- Độ rỗng của cấp phối sẽ nhỏ nhất nếu hạt chèn có kích thước nhỏ hơn 16 lầnhạt kế trước nó và khối lượng bằng 43% khối lượng hạt kề trước nó

- Khi cấp phối có cỡ hạt lần lượt giảm đi 8 lần, 4 lần, 2 lần thì độ rỗng của cấpphối sẽ lớn hơn và để có độ chặt lớn nhất, khối lượng của các hạt sau (nhỏ hơn) lầnlượt bằng 55%, 66%, 81% khối lượng của các hạt trước (to hơn)

- Nếu trộn vào cấp phối trên bất kỳ loại trung gian nào thì độ rỗng vật liệu sẽtăng lên, nhưng nếu trộn thêm vào cấp phối loại vật liệu mà thành phần và tỷ lệ khốilượng của hạt giống như cấp phối đó thì độ rỗng của cấp phối đó không thay đổi

Như vậy, từ các nội dung trên dễ dàng nhận thấy rằng:

+ Các loại hạt có kích thước chênh nhau 16 lần thì tỷ lệ khối lượng là 0,43 (43%) + Các loại hạt có kích thước chênh nhau 8 lần thì tỷ lệ khối lượng là 0,55 (55%) + Các loại hạt có kích thước chênh nhau 4 lần thì tỷ lệ khối lượng là 0,66 (66%) + Các loại hạt có kích thước chênh nhau 2 lần thì tỷ lệ khối lượng là 0,81 (81%)Các trị số 43%, 55%, 66%, 81% (0,43; 0,55; 0,66; 0,81) gọi là các hệ số khối lượnggiảm dần K

Nếu mở rộng phạm vi hệ số K = 0,65 ÷ 0,9 thì độ rỗng cấp phối chỉ thay đổikhoảng 2%

Dựa vào nguyên tắc trên và qua thực nghiệm N.M.Ivanop (Uvanob) đã định rađược đường cong giới hạn cấp phối Bất kỳ một cấp phối nào có đường cong cấp phối

nằm trong phạm vi giới hạn đó đều có độ chặt tương đối lớn (Hình 2.2)

(Hình 2.2) - Giới hạn cấp phối tốt nhất theo N.M.Ivanop

Hiện nay, áp dụng các lý thuyết trên, người ta đã lập các bảng biểu thị phạm vithành phần hạt cấp phối khuyên dùng cho từng loại mặt đường

2.2.1.3 Chọn loại cấp phối thích hợp với chức năng của các lớp kết cấu áo đường

Khi chọn loại cấp phối hạt để sử dụng thì việc đảm bảo thành phần cấp phối có

độ chặt lớn nhất chỉ là một nhân tố cần xét đến cùng với các nhân tố khác Trong đócần lưu ý đến các yếu tố về cỡ hạt lớn nhất, độ cứng, độ bám của vật liệu hạt và đặcbiệt quan trọng là tỷ lệ % hạt mịn, chỉ số dẻo và giới hạn nhão vì 3 yếu tố này phảnánh tính nhạy cảm với nước (độ ẩm) của cấp phối hạt đem sử dụng

2.2.2 Các thiết bị và phương pháp thí nghiệm xác định thành phần hạt, độ chặt của cấp phối

2.2.2.1 Thiết bị và phương pháp thí nghiệm xác định thành phần hạt

Phân tích thành phần hạt là tiến hành phân loại các nhóm hạt và xác định hàmlượng của chúng

- Dụng cụ thí nghiệm chủ yếu:

+ Bộ sàng tiêu chuẩn, mỗi loại vật liệu dùng một sàng tiêu chuẩn khác nhau Ví

dụ: vật liệu cấp phối đá dùng các cỡ sàng: 50, 40, 25 (20) 10 (15) 5,2, 0.5 và 0.075; vậtliệu cát dùng các cõ sàng: 10, 5, 2,5, 1,25, 0.63, 0.315, 0,14, 0,075

+ Cân kỹ thuật

+ Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt

+ Máy lắc sàng (hoặc sàng bằng tay)

(Hình 2.3) - Bộ sàng tiêu chuẩn

- Phương pháp thí nghiệm:

- Lẫy mẫu thí nghiệm đại diện cho sản phẩm cần kiểm tra Sấy khô mẫu đếnkhối lượng không đổi Cân lấy một khối lượng đủ để làm thí nghiệm, khối lượng mẫuthử tuỳ thuộc và kích cỡ hạt lớn nhất có trong đó

- Làm tơi vụn các kết thể, để các hạt rời nhau ra bằng chày cao su hoặc vồ gỗ.Sau đó lần lượt cho qua các sàng từ lớn đến nhỏ Cho khởi động máy lắc hoặc lắc taycho đến khi không còn có hạt nào lọt qua từng các cỡ sàng nữa mới thôi

- Cân xác định khối lượng còn sót lại trên từng cỡ sàng

- Từ kết quả cân khối lượng trên từng sàng tính hàm lượng sót lại riêng biệt trêntừng sàng

- Từ kết quả tính được, đem biểu thị trên toạ độ nửa lôgarít Đối chiếu với yêucầu để nhận xét chất lượng theo tiêu chuẩn thành phần hạt

2.2.2.2 Thiết bị và phương pháp thí nghiệm xác định độ chặt của cấp phối: TCN346-06

Ghi chó: KÝch th í c trong b¶n vÏ lµ mm

H×nh 1 Bé dông cô phÔu rãt c¸t

304,8

171,5 165,1

C¸c chèt chÆn

CÊu t¹o van

(Hình 2.4) - Bộ thí nghiệm độ chặt bằng phương pháp phễu rót cát

Hiện nay, có nhiều phương pháp xác định độ chặt lớp vật liệu cấp phối làm lớpkết cấu áo đường, trong đó phổ biến nhất đó là phương pháp phễu rót cát

- Nội dung thí nghiệm:

+ Tại vị trí thí nghiệm, tiến hành đào một cái hố vào lớp vật liệu có đường kính

và chiều sâu quy định Lấy toàn bộ vật liệu ở hố đào, tiến hành xác định khối lượng tựnhiên và độ ẩm của vật liệu

+ Dùng phễu rót cát đổ một lượng cát chuẩn có khối lượng thể tích đã xác địnhtrước vào trong hố đào, tính thể tích của hố đào

+ Từ kết quả khối lượng tự nhiên, độ ẩm của vật liệu và thể tích hố đào, sẽ tínhđược khối lượng thể tích khô thực tế của lớp vật liệu thí nghiệm.

+ Xác định độ chặt của lớp vật liệu cấp phối

2.3 Công nghệ thi công các lớp áo đường bằng vật liệu hạt

Xây dựng lớp cấp phối thiên nhiên trong kết cấu áo đường: (TCVN 8857:2011) 2.3.1 Xây dựng lớp đá dăm nước trong kết cấu áo đường

2.3.1.1 Nguyên lý cấu tạo - phạm vi sủ dụng

a Nguyên lý cấu tạo:

Mặt đường đá dăm nước (do một kỹ sư người Anh tên là John London

Macadam thực hiện từ thể kỷ 19 - còn gọi là mặt đường Macadam, đá dăm trắng) là

lớp kết cấu áo đường bằng hỗn hợp đá dăm có cường độ được hình thành theo nguyên

lý đá chèn đá Hỗn hợp cốt liệu thô được cài móc chặt cơ học với nhau bằng cách lulèn, khe hở giữa các hạt cốt liệu thô được bịt kín bằng VL chèn với sự hỗ trợ của nước

Cường độ chủ yếu dựa vào ma sát của vật liệu và lực dính kết do bột đá trộn vớinước tạo nên trong quá trình lu lèn

Kết cấu, chiều dày áo đường, chiều dày từng lớp vật liệu do thiết kế quy định

Độ dốc ngang của mặt đường đá dăm nước in = 3 ÷ 4 %

Trường hợp phải củng cố thành lòng đường phải trồng đá vỉa Đá vỉa chỉ làmlớp trên mặt, chiều rộng đá vỉa không tính vào chiều rộng mặt đường Khối lượng đávỉa có dự trù riêng không tính vào khối lượng đá rải mặt đường

Chiều cao đá vỉa như sau:

H = h + (10 cm) ; h : bề dày lớp mặt đường theo thiết kế

b Ưu nhược điểm - Phạm vi sử dụng:

* Ưu điểm:

- Tận dụng nguyên vật liệu địa phương, thi công dễ dàng nên giá thành hạ.

- Ít bị ảnh hưởng bởi ẩm ướt nên làm móng đường rất tốt hoặc có thể xử lý chấtkết dính để làm mặt đường (mặt đường nhựa)

* Nhược điểm:

- Dễ bị bong bật dưới tác dụng lực ngang của bánh xe nhất là ở những chỗ có

idọc lớn hoặc những chỗ giao nhau dễ phát sinh ổ gà, lượn sóng

- Cường độ mặt đường chủ yếu phụ thuộc vào công tác lu lèn

- Nếu mật độ xe lớn thì công tác duy tu bảo dưỡng lớn

* Phạm vi sử dụng

- Làm lớp mặt của mặt đường cấp thấp B1 (trên có lớp hao mòn hoặc lớp bảovệ);

- Làm lớp móng của các loại mặt đường

- Trung, đại tu các lớp cấu tạo đường ô tô hoặc làm bến bãi trong ngành GTVT

2.3.1.2 Yêu cầu vật liệu

a Cốt liệu thô:

Cốt liệu thô dùng trong lớp đá dăm nước phải được xay (nghiền) từ đá tảng, đá núi

có nguồn gốc từ đá mac nơ, sa thạch sét, diệp thạch sét; không được dùng đá xay ra từcuội, sỏi sông suối; Đá phải đồng đều, sắc cạnh không lẫn những hạt mền yếu, phonghóa, cỏ rác;

Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm quy định trong (Bảng 2.4)

(Bảng 2.4) - Các chỉ tiêu quy định cho cốt liệu thô dùng cho lớp đá dăm nước

Các chỉ tiêu cơ lý

Quy định

Phương pháp thử Lớp mặt Lớp móng

trên

Lớp móng dưới

7542-Độ hao mòn va đập trong

TCVN 12:2006

7542-13:2006 Hàm lượng hạt mềm yếu,

phong hóa, %

7542-17:2006 Hàm lượng chung bụi,

(Bảng 2.5a) - Phân loại, phạm vi sử dụng và yêu cầu kích cỡ cốt liệu thô dùng

cho lớp đá dăm nước

Kích thước

lỗ sàng vuông, mm

Phần trăm lọt sàng theo khối

Phạm vi sử dụng

lượng, %

Chỉ dùnglàm lớpmóng dưới

- Độ dày đầm nén trong ngoặc () chỉ được thi công khi có thiết bị đầm nén phù hợp;

- Nếu chiều dày thiết kế lớn hơn giá trị trong bảng phải chia thành 2 lớp hoặc nhiều lớp

có chiều dày như nhau để thi công

b Vật liệu chèn:

Vật liệu chèn là vật liệu dùng để bịt kín các khe hở giữa các hạt cốt liệu thô Vậtliệu chèn thường được xay cùng loại với VL cốt liệu thô, cũng có thể xay từ cuội, sỏisông suối Vật liệu chèn phải có giới hạn chảy < 20, chỉ số dẻo < 6 và các hạt lọt sàng

0.075mm không lớn hơn 10%; Thành phần hạt của VL chèn quy định trong (Bảng

Phần trăm lọt sàng theo khối lượng, %

VL chèn lọai A được sử dụng kết hợp với cốt liệu thô loại 1;

VL chèn lọai B được sử dụng kết hợp với cốt liệu thô loại 3;

Cốt liệu thô loại 2 có thể dùng kết hợp VL chèn A và B

c Vật liệu dính kết:

Vật liệu dính kết thường dùng bột khoáng

Bột khoáng là sản phẩm nghiền từ đá cacbonat (đá vôi can xit, đôlômit ), cócường độ nén của đá gốc > 20 MPa từ xỉ lò cao của lò luyện kim hoặc xi măng, được

sử dụng làm VL dính kết khi dùng đá dăm nước làm lớp mặt đường;

Bột khoáng được sử dụng như VL bịt khe hở, gồm các hạt mịn 100% lọt quasàng 0,425mm và có chỉ số dẻo từ 4-8; Trường hợp VL chèn có chỉ số dẻo < 4, nên sửdụng một lượng khối lượng bột khoáng cho lớp trên cùng

Không cần dùng VL dính kết nếu VL chèn được xay từ cuội, sỏi

d Nước: Nước sạch không lẫn bùn, rác, cây cỏ, bèo Tổng lượng nước dùng để tưới

vào đá dăm trong quá trình thi công thường từ 4-10 lít/m2 tùy thuộc độ ẩm của đá vàđiều kiện thời tiết

2.3.1.3 Định mức vật liệu

a Định mức cốt liệu thô và vật liệu chèn: tùy trường hợp sử dụng được sử dụng

trong bảng (Bảng 2.6)

(Bảng 2.6a) - Định mức cốt liệu thô loại 1 và vật liệu chèn dùng để thi công lớp

móng dưới bằng đá dăm nước dày 15 cm, diện tích 10 m 2

(Bảng 2.6b) - Định mức cốt liệu thô loại 2 và vật liệu chèn dùng để thi công lớp

móng dưới/móng trên/lớp mặt đường bằng đá dăm nước dày 12cm, diện tích

10m 2

Cốt liệu thô Vật liệu chèn

Loại cốt

liệu

Kích cỡ, mm

Lượng đá, m 3

Làm lớp móng/móng trên

Làm lớp mặt VL, m Lượng 2

CHÚ THÍCH: Định mức VL ở cột (6) bằng 80% định mức VL cột (5) vì lớp mặt có sử dụng thêm VL dính kết

(Bảng 2.6c) - Định mức cốt liệu thô loại 3 và vật liệu chèn dùng để thi công lớp

móng dưới/móng trên/lớp mặt đường bằng đá dăm nước dày 10cm, diện tích

Làm lớp móng/móng trên

Làm lớp mặt VL, m Lượng 2

4,75 0,24÷0,26 0,19÷0,21 0,29÷0,31CHÚ THÍCH: Định mức VL ở cột (6) bằng 80% định mức VL cột (5) vì lớp mặt có sử dụng thêm VL dính kết

b Lượng vật liệu dính kết: thường 0,10÷0,15m3/10m2

Để chính xác hóa lượng VL đồng thời để kiểm tra sự hoạt động của máy mócthiết bị thi công cần thi công thử một đoạn đường dài tối thiểu 100 m và điều chỉnhcho hợp với điều kiện thực tế trước khi thi công đại trà

2.3.1.4 Công tác chuẩn bị trước khi thi công mặt đường đá dăm nước

a Chuẩn bị mặt đường trước khi rải lớp đá dăm nước: Nền đường, lớp móng phải

bằng phẳng, vững chắc và phải được nghiệm thu trước khi thi công lớp đá dăm nước;

Nếu rải đá dăm nước trên mặt đường cũ không có lớp phủ, mặt đường cũ phải đượcsửa chữa để khôi phục lại hinh dạng mặt cắt ngang và độ bằng phẳng theo quy định;Không nên rải đá dăm nước lên trên mặt đường nhựa cũ, trường hợp bắt buộc phải rải

đá dăm nước lên trên mặt đường nhựa cũ cần phải xới tạo nhám lên mặt đường nhựacũ;

Trong mọi trường hợp, phải có biện pháp thoát nước lòng đường trong quá trìnhthi công lớp đá dăm nước

b Chuẩn bị xe máy và thiết bị thi công

* Khi thi công bằng cơ giới cần chuẩn bị một đội xe máy và thiế t bị gồm:

- Xe quét chải mặt đường

- Xe phun tưới rửa mặt đường, thiết bị tưới nước cầm tay

- Xe rải đá nhỏ hoặc thiết bị rải đá nhỏ lắp vào ôtô;

- Ky ra đá, bàn trang, chổi quét

- Lu nhẹ từ 5 T ÷ 6 T và lu bánh sắt từ 10 T ÷ 12 T,

- Ba-rie chắn đường, biển báo

* Khi thi công bằng thủ công: Ở các công trình nhỏ, nơi vùng sâu vùng xa chưa có

điều kiện thi công cơ giới, có thể dùng các thiết bị dụng cụ thủ công, cải tiến hoặc nửa

cơ giới để làm lớp đá dăm nước, gồm:

- Thiết bị tưới nước cầm tay

- Xe cải tiến chở đá;

- Ky ra đá, bàn trang, chổi quét

- Lu nhẹ từ 5 T ÷ 6 T và lu bánh sắt từ 10 T ÷ 12 T,

- Ba-rie chắn đường, biển báo

c Lập dây chuyền công nghệ thi công:

Tính toán lập tiến độ thi công bảo đảm sự phối hợp nhịp nhàng giữa các khâu(vận chuyển - Rải cốt liệu thô - Rải VL chèn - tưới nước – lu lèn ) trong 1 ca làmviệc

d Thi công thử nghiệm:

Tổ chức thi công thử 1 đoạn tối thiểu là 100 m để xác định cụ thể các thông sốcủa dây chuyền phù hợp với thiết bị đầm nén tương ứng với trang thiết bị của đơn vịthi công; Số liệu thu được sau khi thi công thử là cơ sở để điều chỉnh (nếu có) và chấpthuận để tiến hành thi công đại trà;

Các số liệu chấp thuận bao gồm: Định mức chính xác cốt liệu thô và VL chèn,chiều dày rải cốt liệu thô khi chưa lu lèn; sơ đồ lu lèn của các loại lu, số lượt lu chotừng đoạn; tốc độ lu lèn; lượng nước sử dụng cho từng giai đoạn lu; nhận xét về tìnhtrạng hư hỏng, vỡ đá khi lu lèn; độ bằng phẳng; độ chặt sau khi thi công

2.3.1.5 Thi công

a Bố trí thành chắn cốt liệu ở hai bên mép mặt đường:

Thành chắn cốt liệu ở hai bên mép mặt đường có thể thi công bằng một trongcác cách sau:

- Mở rộng lòng đường để rải đá dăm dư thêm mỗi bên 10 cm;

- Trồng đá vỉa (bằng đá hoặc bê tông) kết hợp đắp dải lề đường và đầm chặtphía ngoài đá vỉa; chiều cao của đá vỉa bằng độ dày lớp mặt đường cộng thêm 10 cm

b Rải cốt liệu thô:

Cốt liệu thô phải được rải đều, bằng phẳng trên bề mặt đã được chuẩn bị sẵntheo định mức quy định Cốt liệu thô phải được rải một lần đến chiều dày quy địnhtheo các cữ đặt trên mặt đường ( thường 6 m đặt 1 cữ); không nên đổ cốt liệu thô thànhđống trên mặt đường Nên sử dụng máy rải để rải cốt liệu thô đảm bảo độ đồng đềukhi rải; Sau khi rải nếu phát hiện thấy những chỗ thiếu bề dày phải bù cốt liệu cùngloại; thông thường chiều dài đoạn rải cốt liệu thô không quá chiều dài trung bình củanhững ngày làm việc trước đó

Chiều dày đầm nén từng lớp cốt liệu thô theo quy định trong (Bảng 2.5a)

c Lu lèn cốt liệu thô:

+ Áo đường đá dăm nước có chiều dày (đã lèn chặt) lớn hơn giá trị chiều dầy lớp đá

dăm nước đầm nén quy định tại (Bảng 2.5a) phải rải hai hoặc nhiều lớp Lớp dưới chỉ

cần lu đến hết giai đoạn lèn chặt (giai đoạn 2)

- Khi lu lớp dưới: bánh lu phải cách mép lề đường 10cm để không phá lềđường

- Khi lu Bắt đầu từ mép đường vào tim đường, vệt lu sau đè lên vệt lu trướcbằng nửa bánh sau của lu Vệt lu ở mép mặt đường phải lấn ra lề đường từ 20 ÷ 30cm

- Khi lu trong đường cong có siêu cao phải theo thứ tự từ thấp đến cao (từ bụnglên lưng đường cong)

+ Lu lèn cốt liệu thô được tiến hành theo 2 giai đoạn:

* Giai đoạn lèn xếp:

Yêu cầu giai đoạn này: lèn ép cho lớp đá tạm ổn định, giảm bớt độ rỗng, đátrước bánh lu ít xê dịch, gợn sóng Trong giai đoạn này: dùng lu nhẹ 5 ÷ 6 T, vận tốctối đa không lớn quá 1,5 km/h để tránh vỡ đá; Lượng nước tưới 2 ÷ 3 l/m2 Riêng 3lượt đầu lu không tưới nước Tiến hành bù cốt liệu thô vào những chỗ thiếu để lớp đá

về căn bản độ mui luyện đạt yêu cầu

* Giai đoạn lèn chặt

Yêu cầu giai đoạn này: làm cho các hòn đá dăm chèn chặt vào nhau, tiếp tụclàm giảm khe hở giữa các viên đá Đồng thời 1 phần đá mạt, bột đá hình thành do quátrình vỡ hạt khi lu lèn sẽ lèn chặt vào các kẽ hở của đá Dùng lu bánh sắt 10 ÷ 12 T;Trong 3 ÷ 4 lượt đầu tốc độ lu không lớn hơn 2 km/h, từ lượt 5 trở đi có thể tăng tốc độ

lu tối đa 3 km/h nhưng không được làm vỡ đá Lượng nưới tuới 3 ÷ 4 l/m2

Dấu hiệu kết thúc lu: bánh xe lu không còn hằn trên mặt đá Hay để một hòn đátrên mặt đường, cho xe lu đi qua, đá bị vỡ vụn mà không bị ấn xuống

Việc quyết định kết thúc giai đoạn lèn chặt rất quan trọng, vì :

Nếu kết thúc quá sớm, độ lèn không đủ, mặt đường không chặt