BO GIAO DUC VA DAO TAO |
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG |
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIÊM 2012 |
NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ THI CONG MAT DUONG BE TONG XI MĂNG
Trang 2| BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG | — — ĐỀ TÀI NGHIÊN CÚU KHOA HOC CAP TRUONG TRONG DIEM 2012 oer erin —
| NGHIÊN CÚU LỰA CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ | THI CONG MAT DUONG BE TONG XI MANG PHU — ` _ _ 1 HOP VOI DIEU KIEN VIET NAM | | Mã số: 103-2012/KHXD-TĐ |
Ø1 ( ( yl Jag (5 for tte THU VIEN \ = |
TEN (( TRUONG DAT HOC ))
| KAY oun, XX XAY DUNG
SSS |
| CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : PGS.TS Trần Văn Tuấn |
NHỮNG NGƯỜI THAM GIA: KS Nguyên Tiến Dũng | | Th.S Nguyễn Tiến Nam |
| HA NOI - 2012 |
Trang 3BO GIAO DUC VA DAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1 Thông tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn máy và thiết bị thí công mặt dường bê tông xỉ măng phù hợp với điều kiện Việt Nam
- Ma s6: 103-2012/KHXD- TD
- Chủ nhiệm: PGS.TS Trần Văn Tuấn
- Thời gian thực hiện: Từ 1/2012 đến 12/2012
2 Mục tiêu:
Xây dựng cách tính một số thông số và lựa chọn thiết bị thi cong lop mặt đường bê tông xi măng phù hợp với điều kiện mua sắm và chế tạo thiết bị của Việt Nam,
3 Tính mới và sáng tạo:
Nghiên cứu cơ sở tính toán thiết kế, nguyên lý đồng bộ và tự đồng bộ các cơ cấu kích động bằng lực ly tâm vô hướng cho đầm mặt khi thi công lớp mặt đường hỗn hợp bê tông xi măng
4 Kết quả nghiên cứu:
- Đề xuất cơ sở lý thuyết tính chọn máy thi công lớp mặt đường hỗn hợp bê tông xi măng;
- Đề xuất quy trình tính toán bán kính hiệu quả của đầm dùi và tính tốn các thơng số cơ bản của
lu rung
5 Sản phẩm:
- báo cáo thuyết minh và 02 bài báo khoa học đã công bố
6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:
Trang 4INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1 General information
Project title: To choose the machines when executing the road pavement of cement concrete in Viet Nam
Code number: 103-2012/KHXD- TD Coordinator: Ass Prof Dr Tran Van Tuan
Implementing institution: University of Civil Engineering Duration: from 01/2012 to 12/2012
2 Objective(s)
Presenting the procedures:
- of choice the machines when executing the road pavement of cement concrete; - of calculation and design the main parameters of vibratory roller
3 Creativeness and innovativeness
To study the base of calculation and design the main parameters and the principle of synchronous and self - synchronous vibration to many vibratory modules by independent scalar centrifugal force of the surface vibrator when executing the road pavement of cement concrete
4 Research results:
Presenting the procedures of choice the machines when executing the road pavement of cement
concrete the procedures of determine the effective radius of compaction of internal vibrator and
procedures of calculation and design the main parameters of vibratory roller
5 Products:
Publications:
1, THE BASIC PRINCIPLE FOR DESIGN AND CALCULATION OF THE SURFACE VIBRATOR WHEN EXECUTING THE ROAD
PAVEMENT OF CEMENT CONCRETE
2 STUDY THE PRINCIPLE OF SYNCHRONOUS AND SELF- SYNCHRONOUS VIBRATION TO MANY VIBRATORY MODULES BY
INDEPENDENT SCALAR CENTRIFUGAL FORCE AND SOME APPLICATIONS
6 Effects, transfer alternatives of research results and applicability:
- To propose some procedures of calculation and design the main parameters of machines, can be using in production practice effectively
Trang 5MUC LUC
TRANG
Lời nói đầu +
Chương! Nghiên cứu tông quan về kết cấu mặt đường bê tông xi măng
7
1.1 Phát triên mặt đường BTXM trên thế giới
1.2 Phát triên mặt đường BTXM ở Việt nam 9
1.3 phân loại mặt đường BTXM 10
1.4 Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM 13
1.5 Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM 15
1.6 Những đặc điêm cân lưu ý khi thiệt kê mặt đường BTXM 16
1.7 Cấu tạo chung của mặt đường bê tông xi măng 18
Chương 2 Nghiên cứu công nghệ, phương pháp và thiết bị thi công mặt đường bê tông xi măng trong và ngoài nước
2.7 Về công nghệ thi công 23
2.2 Về thiết bị thi công 23
2.3 Phương pháp thi công 24
2.4 Công nghệ thi công mặt đường BTXM ở Việt nam và khả năng áp dụng các loại
mặt đường BTXM ở nước ta 25
Chương 3 Nghiên cứu phương pháp tính chọn thiết bị cơ giới và tổ chức thi công hợp lý mặt đường bê tông xỉ măng phù hợp với điều kiện mua sắm và chế tạo thiết bị trong nước
3.1 Các mục tiêu cần đạt được về tính chọn thiết bị cơ giới và tô chức khai thác máy
30 3.2 Phương pháp tính chọn thiệt bị cơ giới theo mục tiêu khai thác 30
3.3 Quy trình và thứ tự tính toán 46
Chương 4 Lựa chọn, tính toán một số thông số cơ bản của máy và thiết bị thi tông mặt đường bê tông xỉ măng
1.1 Công nghệ và thiết bị thi công mặt dường bê tông xi măng bằng đầm lăn 47
1.2 Tính toán thiết kế co ban lu rung cho công nghệ đầm lăn 50
1.3 Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của tổ hợp rải hoàn thiện mặt đường bê
Trang 64.4 Đầm mặt trên tổ hợp rải hoàn thiện mặt đường bê tông xi măng
4.5 Đầm dùi hành tỉnh trên tổ hợp rải hoàn thiện mặt đường bê tông xi măng Kết quả
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
Phụ lục 1: Bài báo khoa học:
PGS.TS Trần Văn Tuấn; KS Nguyễn Tiến Dũng //NGHIEN CUU NGUYEN LY DONG
bo V4 TU DONG BO RUNG CAC CO CAU KICH DONG BANG LUC LY TAM VO HUONG VA MOT SO UNG DUNG; SO TRANG
PGS.TS Trần Văn Tuấn: KS Nguyễn Tiến Ding / CO SO TINH TOAN THIET KE THIET BỊ DAM MAT KHI THI CONG LOP MAT BUONG HON HOP BE TONG VI MĂNG
Phụ lục 2: Tóm tát báo cáo khoa học của sinh viên
Trang 7Lời nói đầu
Theo tài liệu /20 trang 169;174/ từ những nam 80 của thế kỷ XX một trong ba hướng nghiên cứu chính nhằm tạo ra bê tông xi măng làm đường cao tốc chất lượng cao là: Cải tiễn các trang thiết bị thi công đề có thé rải, đầm hỗn hợp bê tông xi măng (BTXM) có tỷ lệ nước / xi măng (N/X) thap, két quả đạt được bê tông có cường độ nén tới 80 Mpa Trong khi đó, Ở nước ta hiện nay chủ yếu thi công đường bê tông xỉ măng bằng thủ công trên cơ sở các thiết bị tự khai thác, không mang tính chuyên dụng nên năng suất và chất lượng đường thấp dẫn đến hiệu quả thấp Nên “Nghiên cứu lựa chọn máy và thiết bi thi công mặt đường bê tông xỉ măng phù hợp với điều kiện Việt Nam” là cần thiết, giúp cho các nhà thi công lựa chọn và chế tạo một số bộ phận của thiết bị thi công phù hợp nhất để mang lại hiệu quả cao về kinh tế và xã hội
1.Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Hệ thống dường giao thông ở nước ta chưa đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân gây nên nạn tắc đường, chất lượng đường giao thông của ta còn thấp gây ra nhiều tai nạn giao thông Đường giao thông ở đô thị, đường liên tỉnh, đường nông thôn chủ yêu là đường bê tông nhựa, ưu điểm của đường bê tông nhựa là thi công nhanh, thi công xong sử dụng được ngay, dễ sửa chữa bảo dưỡng, nhưng nhược điểm của đường nhựa là bị chảy mềm về mùa hè, khả năng chịu nước kém do đó với đặc điểm của nền đường ở nước ta là có nhiều nước, khả năng thoát nước của nền đường kém nên đường bê tông nhựa có tuổi thọ thấp, có những nơi chũng dường xuống cấp rất nhanh
Đường BTXM là loại mặt đường cứng, có cường độ cao, phân bồ đều tải trọng, chịu va đập tốt, thích ứng với các loại xe, kê cả xe bánh xích, xe tải trọng lớn Cường độ mặt đường không thay đôi theo nhiệt độ Tudi thọ của đường BTXM từ 40 đến 50 năm, cao gấp ba đến bốn lần so với mặt đường bê-tông nhựa, ít tốn kém duy tu, bảo dưỡng Đường BTXM rất ồn định với nước, chịu được ngập lụt lâu ngày Làm đường BTXM là giải pháp kích cầu sử dụng xi-măng, vật liệu xây dựng trong nước, giảm nhập khẩu nhựa đường
Kỹ thuật thi công da dạng, với thiết bị hiện đại, có thể cơ giới hóa toàn bộ, từ các khâu trộn, vận chuyền, rải đầm, hoặc với lực lượng lao động xây dựng thông thường, sử dụng lao động nông thôn đang thiếu việc làm Bê- -tông xi-măng thi công theo phương pháp trộn nguội, dễ kiểm soát chất lượng và thân thiện với môi
trường Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giao thông đường bộ,
từ địa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưu lượng xe thấp đến đường phó, đường trục chính, đường cao tốc Mặt đường BTXM cũng thường được sử dụng ở hầu hết các sân bay, bến cảng, các đường chuyên dụng và các bãi đỗ xe
Trang 8Mặc dù đường BTXM mang lại hiệu quả kinh tẾ cao, nhưng việc phát triển loại đường này ở nước ta vẫn còn rất khiêm tốn, chỉ chiếm gần 3% tổng chiều dài của cả hệ thống dường bộ Đề xây dựng đường BTXM phù hợp xu hướng phát triên của thế giới, đồng thời góp phần kích cầu đầu tư, mới đây Thủ tướng Chính phủ đã đồng ý với kiến nghị của Bộ Giao thông vận tải (GTVT) về việc sử dụng xi-măng làm dường giao thông ở một số đoạn của Dự án đường cao tốc Ninh Bình - Thanh Hóa, đồng thời giao BO GTVT phối hợp Bộ Xây dựng nghiên cứu, trình Chính phủ chương trình triên khai việc sử dụng xi-măng làm đường giao thông, trước hết là đường cao tốc, đường tuần tra biên giới và đường giao thông nông
thôn
Đề đảm bảo chất lượng đường bê tơng xi măng thì ngồi thành phần cấp phối và chất lượng bê tông xi măng ra thì máy và thiết bị cùng các thông số làm việc của chúng phục vụ thi công mặt dường bê tông xi măng đóng vai trò rất quan trọng Trên thế giới đã chế tạo nhiều loại thiết bị thi công mặt đường bê tông xi măng khác nhau, tùy thuộc vào tính năng của máy, hãng sản xuất mà giá trị thiết bị
khác nhau (ví dụ với thiết bị thi công mặt đường bề tông xi măng của Đức sản xuất
giá trung bình trên 10 tý đồng) Ở nước ta hiện nay chủ yếu thi công đường bê tông xi măng bằng thủ Công trên cơ sở các thiết bị tự khai thác, không mang tính chuyên dụng nên năng suât và chất lượng đường thấp dẫn đến hiệu quả thấp Xuất phát từ
tính cấp thiết trên nên “Nghiên cứu công nghệ và lựa chọn thiết bị thi công mặt
đường BTXM ở việt Nam trong điều kiện hiện nay” là rất cấp thiết giúp cho các nhà thi công lựa chọn được thiết bị thi công phù hợp nhất để đầu tư mua sắm; mặt khác đề tiễn tới chế tạo được thiết bị này, hoặc một sô bộ phận của thiết bị này tăng tính nội địa hóa, nâng cao năng lực chế tạo trong nước, giảm giá thành thiết bị thi công, tiết kiệm ngoại tệ, điều này sẽ tăng năng suất, tăng chất lượng công trình, rút ngăn thời gian thi công, giảm giá thành công trình mang lại hiệu quả về kinh tế và xã hội
3 Mục tiêu nghiên cứu:
Xây dựng các phương án và lựa chọn thiết bị thi công mặt đường bê tông xi măng phù hợp với điều kiện mua sắm và chế tạo thiết bị của Việt Nam
3 Phương pháp nghiên cứu
Tác giả đề tài đã sử dụng các phương pháp phân tích, tổng hợp và phương pháp mô hình cùng giải tích toán đề giải quyết các vẫn đề quan tâm
4 Nội dung nghiên cứu chính:
Trang 9+ Nghiên cứu các công nghệ và thiết bị thi công mặt đường bê tông xi măng trong và ngoài nước
+ Phân tích, lựa chọn giải pháp công nghệ và thiết bị có nhiều ưu điểm phù hợp cho việc thi công mặt đường bê tông xi măng cũng như phù hợp với điều kiện chế tạo thiết bị trong nước đề giảm giá thành thiết bị, tăng tính nội địa hóa
+ Phân tích, lựa chọn qui trình thi công mặt đường bê tông xi măng $ Đối tượng và phạm vì nghiên cứu
Tìm hiểu về công nghệ và thiết bị thi công mặt đường BTXM Hiện tồn tại 02 hướng NC chính:
¡.Tối ưu hóa các nhóm máy trên cơ sở định mức và các máy đã và sẽ có;
Trang 10Chương! Nghiên cứu tông quan về kêt cầu mặt đường
bê tông xi măng 1.1 Phát triển mặt đường BTXM trên thế giới
Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thé ky 19, bắt đầu ở Anh vào những năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga
Trong suốt hơn 100 năm qua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phat trién 6 hầu hết các nước trên thé giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền
kinh tế phát triển như: Canada, Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bi, Hà Lan, Australia,
Trung Quốc
Mặt đường BTXM (mặt đường cứng) cùng với mặt đường mềm (bê tông Atphant) là 2 loại hình mặt F2 đường chính được sử dụng cho giao \ thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của
các khu vực, lãnh thổ và xuyên quốc Hình 1 Đường cao tốc bê tông xỉ
gia mang
Mat duong BTXM co mat trén tất cả các cấp đường giao thông đường bộ, từ
Trang 11Ngày nay, mặt đường BTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý rất quan tâm Hệ thống Tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng phát triển đồng bộ và hiện đại Hàng năm, những hội nghị tổng kết phô biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại hình mặt đường BTXM của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM ngày càng được mở rộng
Khối lượng mặt đường BTXM đã xây dựng ở một số nước (trích từ Báo cáo Long - Life Concrete Pavements in Europe and Canada” của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ - FHWA công bố năm 2007) được thông kê dưới đây:
-My, mat BTXM chiếm khoảng 9% của 490179 km đường đô thị và 4% của 1028491 km đường ngoài đô thị
- Tỉnh Québec, Canada có 1239 km (đường 2 làn xe) trong tong s6 29000 km
đường (khoảng 4%) là mặt đường BTXM nhưng lại phục vụ tới 75% lượng giao thông ở Québec
-Đức, mặt đường BTXM không cốt thép, phân tắm chiếm khoảng 25% mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao
~Áo, đường cao tốc chiếm khoảng 25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14000 km), trong đó mặt đường BTXM chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc
- Bi, mạng lưới đường khoảng 134000 km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh, đường địa phương và đường nông thôn Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1700 km, tức là chỉ hơn 1% Mặt đường BTXM chiếm 40% của những đường cao tốc và 60% đường nông thôn Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17%
-Hà Lan, mạng lưới đường ô tô có khoảng 113000 km Khoảng 2300 km là đường cao tốc, chỉ khoảng 2% về chiều dài, nhưng những con đường cao tốc này phục vụ 38% lưu lượng giao thông 5% đường cao tốc là mặt đường BTXM, trong
đó một nửa là mặt đường BTCT liên tục và một nửa là BTXM không cốt thép,
Trang 12phân tắm Hà Lan còn có khoảng 140 km đường khu vực có mặt BTXM không cốt thép, phân tắm Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 4% mạng đường ơ tơ Ngồi ra, Hà Lan còn có 20000 km đường xe đạp, trong đó 10% là mặt đường BTXM
- Vương quốc Anh, mạng lưới đường có khoảng 285000 km, trong đó có 1500 km là mặt đường BTXM Cho tới đầu những năm 1980, mặt đường BTXM phân tám, không hoặc có cốt thép vẫn là loại chủ yếu Từ giữa những năm 1980 đến giữa những năm năm 1990, mặt đường BTXM điển hình lại là BTCT liên tục Từ cuối những năm 1990, do yêu cầu về giảm tiếng ồn, mặt đường BTXM buộc phải có lớp mặt bê tông nhựa móng, nhưng yêu cầu này mới chỉ là bắt buộc trong phạm
vi xứ Anh (England), chứ chưa bắt buộc đối với các xứ khác (Scotland, Wales và
Bắc Ailen).Ngoài ra, mặt đường BTXM chiếm khoảng 67% đường cao tốc ở Úc và chiếm 60% đường cao tốc ở Trung Quốc
1.2 Phát triển mặt đường BTXM ở Việt Nam
- Mặt đường BTXM cốt thép được xây dựng tại đường Hùng Vương, Hà Nội năm 1975 Trên quốc lộ 2 đoạn Thái Nguyên - Bắc Cạn xây dựng 30km đường BTXM vào năm 1984, đường Nguyễn Văn Cừ (bắc cầu Chương Dương) Tiếp
theo là trên Quốc lộ IA với tổng chiều dài các đoạn khoảng 30km vào năm 1999
tại các đoạn ngập lụt Đường Hồ Chí minh nhánh phía Đông với chiều dài 86 km, nhánh phía Tây với tông chiều dài trên 300km Quốc lộ 12A Quảng Bình với chiều
dải 12 km Quốc lộ 70, đoạn thành phó Lào Cai
Trang 13- Hệ thống đường giao thông nông thôn ở một số tỉnh như Thái Bình, Thanh Hoá, Hưng Yên cũng có sử dụng mặt đường BTXM với kết cấu đơn giản, đáp ứng nhu cầu giao thông ở địa phương với tải trọng nhỏ và lưu lượng thấp
- Theo thống kê của Bộ GTVT, Tổng số đường giao thông nông thôn trong cả nước bao gồm 172437 km, trong đó có 0,56% mặt đường bê tông nhựa và 7,2%
mặt đường nhựa hoặc BTXM
1.3 phân loại mặt đường BTXM
Trong hơn 100 năm phát triển, mặt đường BTXM được phân ra một số loại như sau: - Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tắm, đồ tại chỗ (thông thường): — Mặt đường BTXM cốt thép; — Mặt đường BTXM lưới thép; — Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; mặt đường BTXM cốt phân tán;
~ Mặt đường BTXM lu lèn- bê tông đầm lăn (BTĐL); —_ Mặt đường BTXM ứng suất trước;
Mặt đường BTXM lắp ghép
Tương ứng với mỗi loại mặt đường BTXM có những đặc điểm và phạm vi áp dụng nhất định
Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm ra đời sớm nhất và vẫn đang được áp dụng phô biến ở nhiều nơi Chiều dày của tấm từ 15 - 40cm; kÝch thước tắm thay đổi tuỳ theo từng dự án có thê từ 3 - 7m, thông thường khoảng 5m Mặt đường BTXM không cốt thép (không kể cốt thép dùng làm thanh truyền lực
Trang 14gitra cac tấm) sử dụng cho hầu hết đường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay Móng của mặt đường BTXM phân tấm thông thường là dat, cát gia có, vôi, xi măng: đá gia có xi măng; đôi khi là đá gia có nhựa đường, BTN hoặc chính là
BTXM Rất ít khi sử dụng móng là cát hoặc đá dăm
Mặt đường BTXM cốt thép thường được sử dụng đối với những tuyến đường có tải trọng lớn như sân bay, đường chuyên dụng, đường có lưu lượng xe
lớn và các công trình đặc biệt có yêu cầu tuổi thọ cao Về cơ bản, kích thước tam
mat duong BTXM cốt thép tương tự như BTXM phân tắm thông thường nhưng được tăng cường thêm 2 lớp cốt thép (thép AI) chịu lực (trong tính toán thiết kế có kề đến khả năng cùng chịu lực của cốt thép)
Mặt đường BTXM lưới thép ra đời chủ yếu nhằm khắc phục và hạn chế các vết nứt do co ngót của bê tông và nứt do nhiệt Trên cơ sở tính toán thiết kế như vậy mặt đường BTXM thông thường, lưới thép (thép All: 10 - 14 mm, (ð: 10 - 20cm) được bồ sung và bố trí cách bề mặt đường từ 6 - 10 cm nhằm hạn chế các vết nứt trong quá trình bê tông hình thành cường độ và trong khai thác Mặt đường BTXM lưới thép xuất hiện chậm hơn BTXM thông thường và phạm vi áp dụng của nó tương tự như phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM thông thường
Mặt đường BTXM cốt thép liên tục ra đời nhằm khắc phục những nhược điểm có hữu của mặt đường BTXM phân tắm thông thường là giảm thiểu các mối nồi ngang mặt đường (khe co, giãn) Hàm lượng lưới thép thiết kế khoảng 0,54%, bao gồm cốt thép dọc (thép All, 16 mm), cốt thép ngang (thép All, 12 mm) được bó trí liên tục suốt chiều dài đường và đặt ở vị trí 1⁄4 - 1⁄2 bề dày tắm BTXM Mục dich của việc bố trí cốt thép này không phải là ngăn ngừa vết nứt do tải trọng và ứng suất nhiệt, mà chỉ nhằm hạn chế việc mở rộng khe nứt Theo yêu cầu, khoảng cách khe nứt nằm trong khoảng 3,5 - 8,0 feets (1,05 - 2,4m), độ mở rộng khe nứt không được quá 0,04 inch (1,0 mm) nhằm hạn chế nước thấm qua khe nứt phá huỷ cốt thép và bảo đảm mặt đường khai thác được bình thường Phạm vi áp dụng của
Trang 15mặt người BTXM cốt thép liên tục là khắc phục nhược điểm không êm thuận chạy xe do các khe của mặt đường BTXM phân tắm, áp dụng chủ yếu đối với các tuyến đường có lưu lượng xe lớn, đường cao tốc, đường băng sân bay và kinh phí đầu tư ban đầu lớn hơn
Mặt đường BTXM cốt phân tán (cốt sợi) chỉ được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt có khả năng chịu lực rất lớn và chồng mài mòn cao Trong khi trộn bê tông tươi, ngoải cốt liệu đá và cát thông thường người ta bồ sung thêm và trộn đều với các loại cốt sợi: thuý tỉnh, kim loại, tông hợp (acrylic, aramid, cacbon, nylon, polyester, polyethylene, polyproplene) và cốt sợi tự nhiên BTXM cốt phân tán có cường độ và khả năng chống mài mòn
Mặt đường BTXM lu lèn là loại mặt đường sử dụng bê tông khô, thị công liên tục (không có mối nói) và bằng thiết bị lu thông thường Do mặt đường BTXM lu lèn được đồ dài liên tục nên trên đó phải làm thêm lớp đá dăm láng nhựa (lớp láng nhựa) nhằm khắc phục các vết nứt do co ngót và do nhiệt độ, hoạt tải gây ra Chiều dày của lớp BTXM lu lèn dao động trong khoảng 20 cm, móng của nó có
thê là các vật liệu gia có hoặc đá dăm Mặt đường BTXM lu lèn được áp dụng có
hiệu quả cho các tuyến đường có lưu lượng xe không cao và làm lớp móng cho mặt đường BTXM hoặc mặt đường bê tông nhựa
Mặt đường BTXM ứng suất trước ra đời cũng nhằm khắc phục các vết nứt của mặt đường BTXM thông thường đồng thời tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu dạng tắm Có loại mặt đường BTXM ứng suất trước sử dụng các sợi thép căng trước và mặt đường BTXM cốt thép ứng suất trước căng sau Mặt đường BTXM cốt thép dự ứng lực có phạm vi áp dụng hạn chế vì công nghệ thi công
phức tạp
Mặt đường BXM lắp ghép là loại mặt đường BTXM có hoặc không có cốt thép được chế tạo sẵn tại xưởng vả vận chuyền đến công trường lắp ghép thành mặt đường Các tấm BTXM đúc sẵn có thể đặt trực tiếp trên nền đất, nền cát hoặc
Trang 16móng đá dăm Phạm vi áp dụng đối với các đường lâm nghiệp, đường có thời hạn
sử dụng ngắn, công vụ và các tắm BTXM có thê được sử dụng lại
1.4 Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM
1.4.1 Uu điểm:
-Tuôi thọ của mặt đường BTXM tương đối cao, cao hơn mặt đường bê tông nhựa (BTN) Tuỳ theo cấp hạng đường và tiêu chí đánh giá của từng nước nhưng nói chung tuôi thọ của mặt đường BTXM được lấy vào khoảng 20 - 50 năm, Trung Quốc lấy 45 năm Tuổi thọ thực tế của mặt đường BTXM nhiều khi lớn hơn dự kiến khi thiết kế Theo thống kê, có những đoạn mặt đường BTXM sau khi xây dựng sau 50 năm mới shatding cường và thậm chí có đoạn ton tại sau 78 năm sử
dụng
- Cường độ mặt đường BTXM cao và không thay đổi theo nhiệt độ như mặt
đường nhựa, thích hợp với tất cả các loại xe, ôn định cường độ đối với âm và nhiệt,
cường độ không những không bị giảm mà có giai đoạn còn tăng theo thời gian
(không có hiện tượng bị lão hoá như mat duong BTN)
@ 3000 kg
ae D1 12/1 2 ly eget `
- nressure U02MPa
Concrete (Rigid! Pavement Asphak IFlexible) Pavement
Concrete s Rigidness spreads the load over 4 large area and keeps pressures onthe subgrade low
a) b)
Hình 2 Cau tric va kha nang truyền tai nén của các loại
Trang 17đường
a) Duong BT xi măng (cứng) - ứng suất nén < 0,2 MPa; b) Duong BT asphalt (mém) - Ung suat nén > 0,2 MPa
(Độ cứng của đường BTXM phân tán tái lên diện tích rộng tạo từng suất nén thấp lên lop bên dưới)
- Có khả năng chống bào mòn, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường cao, an toàn cho xe chạy, mặt đường BTXM có mẫu sáng nên thuận lợi cho việc chạy xe ban đêm
- Chi phí duy tu, bảo dưỡng thấp
- Do thời gian phục vụ tương đối dài, chỉ phí duy tu bảo dưỡng thấp, nên tổng giá thành xây dựng và khai thác của mặt đương bê tông xi măng có cao nhưng không cao hơn nhiều so với mặt đường BTN
1.4.2 Nhược điểm
- Mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nói, vừa làm phức tạp thêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng, vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởng đến chất lượng vận doanh, khai thác (xe chạy không êm thuận) Khe nối lại là chỗ yếu nhất của mặt đường BTXM, khiến cho chúng dễ bị phá hoại ở cạnh và góc tấm
— Sau khi xây dựng xong, phải bảo dưỡng một thời gian mới cho phép thông xe, do vậy ít thích hợp đối với trường hợp nâng cấp mặt đường cũ, cân đảm bảo giao thông
~ Móng đường BTXM yêu cầu có độ bằng phăng cao, chất lượng đồng đều và liên tục Không xây dựng mặt đường BTXM trên nền đường còn tiếp tục lún như đi qua vùng đất yếu
Trang 18- Xay dung mat duong BTXM chất lượng cao cho các tuyến đường cấp cao và đường cao tốc đòi hỏi phải có thiết bị thi công đồng bộ, hiện đại và quy trình công nghệ thi công chặt chẽ Việc trộn BTXM và bảo dưỡng mặt đường đòi hỏi nhiều nước
— Khi mặt đường BTXM bị hư hỏng thì rất khó sửa chữa, trong quá trình sửa chữa rất ảnh hưởng đến việc đảm bảo giao thông Nâng cấp cải tạo mặt đường BTXM đòi hòi chỉ phí cao, hoặc phải cào bóc để tăng cường mới bằng BTXM hoặc BTN hoặc phải tăng cường lớp BTN khá dày để tránh nứt phản ánh
~_ Chi phí xây dựng ban đầu đối với mặt đường BTXM cao hơn so với mặt đường
BTN và các loại mặt đường khác
1.5 Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM
=Làm lớp móng cho tất cả các loại đường ô tô và sân bay
~Làm lớp mặt (tầng phủ) đối với các loại đường « tô, bãi đỗ và sân bay
Lớp mặt tăng cường cho các loại mặt đường đã hết tuổi thọ như: mặt đường BTN, mặt đường BTXM
~Tuỳ theo yêu cầu khai thác của các cấp hạng đường khác nhau mà có thể sử dụng một trong các loại mặt đường BTXM sau đây: BTXM phân tắm thông
thường, BTXM lưới thép, BTXM cốt thép liên tục và BTXM lu lèn Đường cao tốc
và đường băng sân bay có thể sử dụng mặt đường BTXM cốt thép liên tục hoặc BTXM phân tắm thông thường, BTXM lưới thép Mặt đường cấp cao thứ yếu (quá
độ) có thể sử dung BTXM lu lèn (compacté)
1.6 Những đặc điểm cần lưu ý khi thiết kế mặt đường BTXM 1.6.1 Vẻ kết cấu mặt đường BTXM
Trang 19- Tai trong bao gém: hoat tải (phương tiện giao thông), có tính chất động va trùng phục Tải trọng (ứng suất uốn vồng) do nhiệt độ và ma sát giữa tắm BTXM và móng gây ra, bao gồm trị tuyệt đối của nhiệt độ không khí, do bức xạ mặt trời
và chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và dưới của tắm BTXM
~ Kết cấu mặt đường dạng tắm hoặc dải mong (chiéu day nho hon nhiéu so
với các kích thước còn lại), bất lợi về chịu lực, nhất là chịu kéo uốn dưới tác
dụng của tải trọng bánh xe và chênh lệch về nhiệt độ
-_ Chịu mài mòn bề mặt bởi các phương tiện xe cộ trên đường với lưu lượng
lớn (> 106 CPU) Do đó, để nâng cao khả năng chống mài mòn và xâm thực của nước mưa, lão hoá do thời tiết, cường độ (mác) của BTXM yêu cầu càng phải cao
-Tại các khe nối mặt đường (khe nối dọc, khe co và khe dãn) là nơi bất lợi về
chịu lực, nơi dễ xảy ra các hư hỏng như nứt vỡ tam BTXM, nơi dễ thấm nước làm
hư hỏng móng và nền đường và không êm thuận trong giao thông Tại đây cần phải
báo đảm chất lượng về tạo khe, chèn khe cũng như điều kiện làm việc bình thường
của các thanh truyền lực giữa các tắm trong suốt quá trình khai thác
~ Kết cầu móng tiếp nhận và phân bố tải trọng xuống nền đất và chịu tác dụng trùng phục dẫn đến lún không đều và lún tích luỹ Yêu cầu về cường độ của lớp móng không lớn nhưng đòi hỏi phải đồng đều, ồn định toàn khối và bằng phăng Thường được cấu tạo tir dat, cat, da dim gia cô xi măng
1.6.2 Vẻ vật liệu
- Vật liệu BTXM Do yêu cầu về chịu lực (chu kéo khi uốn) và chống mai mon nên cường độ nén (mác) của BTXM: 30, 35, 40 Mpa và cường độ chịu kéo khi
uốn: 4; 4,5 Mpa hoặc lớn hơn nữa
~Do điều kiện thi công ngồi cơng trường có diện rộng, bốc hơi nhanh, điều kiện bảo dưỡng khó khăn dẫn đến co ngót do mất nước nên độ sụt của bê tông tươi (lượng N/X) cảng nhỏ cảng tốt, thậm chí bằng không hoặc bê tông khô
Trang 20Nước dùng cho mặt đường BTXM cả để trộn bê tông và bảo dưỡng mặt đường nhất là trời nóng là rất lớn Cần phải tính toán cẩn trọng và lưu ý trước về nước trong trường hợp thi công đường miền núi, đèo dốc và nước đá trong trường hợp thi công vào mùa hè nóng nực đề làm giảm nhiệt độ cho bê tông tươi
~ Vật liệu thép chịu lực, thép thanh truyền lực, cốp pha; vật liệu dùng làm lớp ngăn cách (cách ly); vật liệu chèn khe (mastic); vật liệu bảo dưỡng: vật liệu phụ gia
cho bê tông cũng là đặc trưng của mặt đường BTXM Kết cấu lớp thám bê tông:
-_ Không cốt thép thì có thể dùng tổ hợp đầm dùi làm chat;
- Có cốt thép dùng đầm mặt làm chặt.Sau đầm chặt là nguyên công lu la phăng: Tổ hợp lu 2 hay 3 tang lăn chọn theo thực nghiệm — tiêu chuẩn
1.7 Cấu tạo chung của mặt đường bê tông xí măng
Mặt đường bê tông xi măng có lớp mặt bê tông xi măng đồ tại chỗ là hình thức chủ yếu của kết cầu mặt đường BTXM, thường gồm các lớp sau đây (hình 1.3) : Bittsttprvittivee THU VI ` N 0Í (lý / oe —— /“ THƯYVIỆN SS Se MAY DUNG ⁄ (TRƯỜNG ĐẠI Học 1⁄1 iS ING ⁄ lo?) ==
Hình 1.3 Kết cấu tổng quát của mặt đường
I.Tắm BTXM; 2 Lớp giãn cách; 3 Lớp móng trên; 4 lớp móng dưới; 5 lớp trên
nền đường; 6 nền đất
Trang 21+Tắm bê tông xi măng
Là bộ phận chủ yếu của kết cầu mặt đường cứng có thể bằng BTXM thường, bê tông cốt thép, bê tông cố thép dự ứng lực, bê tong cốt thép liên tục với chiều dày xác định theo tính toán.Theo quy định,chiều dày thong thuong H > 18cm, R > 30Mpa và không vượt quá 40Mpa
+ Lop dan cách
Là lớp tạo phăng và giảm ma sát giữa tắm BTXM và móng khi tắm di chuyển khi nhiệt độ thay đồi (dày 2+6 em tùy yêu cầu) bằng cát trộn nhựa, bê tông nhựa, giấy dau Khi dùng giấy dầu nên dùng 2 lớp, chỉ dùng 1 lớp khi móng bằng phẳng bền
vững
+ Lớp móng trên
Thường băng cấp phối đá dăm gia có xi măng, đất gia cô chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ, cát gia cố xi mang, bé tong nghèo hoặc đá dăm, (hiện chỉ làm lớp móng cát
trên các đường có mật độ xe chạy ít và ô tô loại nhẹ)
+ Lóp móng dưới
Thường làm bằng cấp phối đá dim loại 1 hoặc loại 2, có thể bằng đá dăm, đá hỗn
hợp
+ Lớp trên nền đường
Đây là lớp phục vụ cho thi công các lớp trên (có thể không có lớp này nếu nền đường đất có chất lượng cao)
#) Mặt đường BTXM
Trong mặt đường bê tông xi măng người ta thường bố trí ba loại khe là: khe dan, khe co, khe dọc (hình vẽ 1.4)
Trang 22_35-3,75m 3.5-3,75m_
Hinh1.4: So dé bé tri khe cua mat duong BTXM 1 Khe dan ; 2 Khe co ; 3 Khe doc
-Khe co (hình 1.4) co tac dung lam giam ung suất trong mặt đường khi bê tông co ngót trong thời gian bê tông đông cứng.làm cho tắm bê tông có thê co lại khi nhiệt độ thấp và dãn dài (trong phạm vỉ nhất định) khi nhiệt độ cao so với nhiệt độ lúc đồ bê tông Khi đồ bê tông theo từng vệt liên tục thì đường làm khe co có thanh truyền lực khi đô bê tông từng tâm theo phương pháp thủ công thì thường dùng
khe co kiêu ngàm.Mlột số nước như Anh, Pháp hiện dùng loại khe giả không có
thanh truyền lực
Các khe co và khe dân được bồ trí theo hướng ngang (hướng thăng góc với trục đường) của mặt đường nên còn gọi là các khe ngang ©
Trang 23
( Doc tam )
( Ngang tam )
-Khe dãn (hình 1.4): cho phép tắm bê tông chuyền vị tự do trên lớp móng giảm bớt ứng suất sinh ra trong tắm khi bê tông dãn nở do nhiệt độ cao hơn nhiệt độ lúc đô bê tông
Đề đảm bảo cho tắm bê tông có thê dan dai và giảm bớt lực nên ở hai đầu tắm cần phải bó trí tắm đệm đàn hồi (thường bằng gỗ mềm) trong khe dãn Tắm đệm này thường thấp hơn mặt bê tông 3em, trên làm rãnh và chèn nhựa matít vào ( nếu
xẻ khe trong bê tông mới đông cứng thì chí cần đặt thấp hơn mặt đường 0,5 =
Trang 24lem) Chiéu day cua tam đệm thường lấy từ 20 + 25 mm, khi thoảng cách giữa 2 khe dãn từ 25 ~ 40m
(Dọc tắm)
G2 H2
(Ngang tam)
-Khe dọc (hình1.5): là một dạng của khe co và có thê bố trí theo kiểu khe co giả
khi đồ bê tông bằng máy trên một dải rộng 7m, hoặc bố trí thưo dạng khe co kiểu ngàm, khi đỗ bê tông theo từng vệt bằng chiều rộng tắm bê tông, hay đồ bê tông theo từng tắm một bằng phương pháp thủ công Để trránh cho khe dọc không bị mở rộng miệng các thanh truyền lực trong khe dọc được đặt có định trong bê tông (không quét nhựa đường), tạo nên những khớp mềm trong mặt đường
Trang 25Hình 1.5 Cầu tạo khe dọc điển hình
Trang 26Chuong 2 Nghién ciru cong nghệ, phương pháp và thiết bị thï công mặt đường bê tông xi măng trong và ngồi
nước
2.1 Về cơng nghệ thi công
~_ Đối với mỗi loại mặt đường BTXM và tuỳ thuộc vào thiết bi thi công mà có
những yêu cầu về trình tự và nội dung công nghệ thi công cụ thể riêng biệt
Tuy nhiên, sau đây là các bước cơ bản cần phải có trong công nghệ thi công mặt đường BTXM:
— Hoàn thiện lớp móng
— Lap dat cép pha trén móng (nếu có) —_ Thi công lớp ngăn cách
- Lap dat cét thép các loại
~_ Trộn và vận chuyền hỗn hợp BTXM ~_ Rải và đầm nén hỗn hợp BTXM; ~_ Mặt đường BTXM cốt thép liên tục ~_ Thi cơng khe nối
- Hồn thiện bề mặt, tạo nhám
=_ Bảo dưỡng — Cắt khe - Chen khe
~ Kiểm tra và nghiệm thu chất lượng mặt đường BTXM 2.2 Về thiết bị thi công
Đề đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công mặt đường BTXM nhất thiết
phải sử dụng các thiết bị thi công cơ giới từ trộn tới vận chuyển, rải và đầm
BTXM Tuy theo điều kiện và tính chất công trình mà lựa chọn các loại thiết bị
gọn nhẹ linh hoạt đáp ứng yêu cầu thi công cho các tuyến đường có chiều rộng nhỏ
Trang 27hoặc những thiết bị đồng bộ hiện đại phục vụ cho các tuyến đường cấp cao hoặc
công trường có khối lượng xây dựng lớn như sân bay
—_ Đối với tuyến đường cải tạo hoặc nâng cấp, việc tô chức thi công vừa bảo đảm chất lượng mặt đường vừa phải đảm bảo giao thông thường gặp rất nhiều khó khăn
2.3 Phương pháp thi công có:
- _ Cốppha cố định: có thanh côppha dẫn hướng Dưới đây là hai cụm thiết bị chính thi công mặt đường bê tông xi măng không, cốt thép, phân tam, dé tại chỗ và có cốp pha có định
Hình 2.1a Cụm sạn rải và hoàn thiện bề mặt
Máy rải bê tông C450 của Gomaco có thể thi công các công trình rải bê tông có chiều rộng từ 2 đến 45m dày đến 35-
40em Kết cấu khung gồm nhiều đoạn nói với nhau cho phép điều chỉnh chiều
rộng một cách dễ dàng và nhanh chóng Hình 2.2 Máy rải bê tông C450
Máy có thé thi công các công trình bằng bê tông xi măng như: đường bộ, sân bay,
bãi đỗ xe, container, bến cảng, mặt cầu, vv
Trang 28Ci ốppha di động — tự di chuyển
Máy GT-6300 dp dung phuong |,
phap thi céng bang côppha trượt có khả năng thi công với tốc độ 9m/phút và tốc độ di chuyền lớn nhất đạt được là 17m/phut Với cau hinh may 3 chan, chiéu rộng lớn nhất máy có thể thi công là 5m Đề rải đường rộng 6.0 m, khi đó cần sử dụng máy
GT-6300 với cấu hình máy 4
hân Chiều dày đường lớn nhất
tu eu Cay euyong fon nhà Hình 23 Máy rải bê tông xỉ măng
4y có thể thi công là 480mm
may co € 1 cong a mm GT6300
2.4 Công nghệ thi công mặt đường BTXM ở Việt nam và khả năng áp dụng các loại mặt đường BTXM ở nước ta
2.4.1 Mặt đường BTXM phân tắm Giai đoạn trước năm 1995
Trong thời gian trước đây (trước 1995), thi công mặt đường BTXM ở nước ta chủ yếu là cơ giới kết hợp với thủ công Công đoạn trộn bê tông chủ yếu bằng máy trộn nhỏ; riêng sân bay Tân Sơn Nhất và Nội Bài, công trường 75 - 808 có sử dụng máy trộn bê tông cưỡng bức năng suất cao Vận chuyền bê tông ra công trường bằng ô tô (xe ben) Rải bê tông kết hợp cơ giới với thủ công, thiết bị rải bê tông tự
Trang 29chế tạo, chủ yếu bao gồm các khung dàn thép dùng tời kéo Đầm bê tông bằng đầm dùi, đầm bàn dùng sức người điều khiển Ván khuôn thép được sử dụng chủ yếu đề thi công các loại mặt đường nói trên Việc tạo khe thường bằng cách đặt các thanh gỗ được tiến hành ngay trong quá trình thi công mặt đường Mastic chèn khe tự sản xuất ở trong nước từ vật liệu nhựa đường thông thường
Giai đoạn sau 1995
Thời điểm sau năm 1995, bat dau từ việc thi công sân bay Tân Sơn Nhat, sân bay Nội Bài và sau này là Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, thi công mặt đường
BTXM ở nước ta đã được cơ giới hoá bằng các thiết bị nhập ngoại
Cùng với việc sử dụng các thiết bị nêu trên, công nghệ thi công mặt đường
BTXM về cơ bản đã được cải thiện và chất lượng mặt đường BTXM được kiểm
soát Cho đến thời điểm hiện nay, có thể nói rằng, ở Việt Nam hoàn toàn có thê làm chủ được công nghệ thi công mặt đường BTXM phân tam, dé tai chỗ
Tinh dén ngay 30 - 6 - 2003, 12 may tai BTXM cac loai da duge nhap vao Viét Nam duoc str dung dé thi céng mét số công trình đường ô tô vả sân bay trong thời gian qua Số lượng và chủng loại như sau: Máy đã qua sử dụng không dùng ván
khuôn trượt của Đức (02); Singgapor - Slipform của Đức (01); HIH - 5000 Slipform (01); 01 HTH - 6000 Slopform của Trung Quốc (01); 1220 MAXI - PAV Slipform của Trung Quéc (01); Gomaco COMMANDER III Slipform cua My
(01); Power CURBURS 8700 Slipform cua My (01)l Wirgen SP500 Slipform cua
Đức (01); Gomaco C-450X tang trồng lăn của Mỹ (03)
Mặt đường BTXM phân tắm được dùng phô biến ở nước ngoài và ở Việt Nam trong thời gian qua cho tất cả các cấp hạng đường ô tô vả sân bay
Trang 30Hầu hết các Tổng công ty xây dựng trong ngành GTVT và xây dựng sân bay đã
làm chủ được công nghệ thi công mặt đường BTXM Hiện các thiết bị thi công mặt đường BTXM đang có mặt ở Việt Nam, chưa có điều kiện tiếp tục sử dụng
Về kiểm soát chất lượng, hiện đã có kinh nghiệm về kiểm soát chất lượng thi
công mặt đường BTXM thông qua các công trình QL 1A, đường Hồ Chí Minh và các sân bay
Cần nâng cao khả năng đồng bộ hoá về thiết bị thi công và tăng cường công tác hướng dẫn cơng nghệ và kiểm sốt chất lượng thi công, nhất là chất lượng bề mặt, thi công công tác mối nồi, bảo dưỡng, cắt khe, chèn khe
Có thể áp dụng cho hầu hết các cấp hạng đường ô tô và sân bay 2.4.2 Mặt đường BTXM cót thép
Đã xây dựng ở đường Hùng Vương, Ba Đình, Hà Nội Tuy nhiên phạm vi áp dụng chỉ nên cho những công trình có tải trọng nặng, các công trình đặc biệt và những tuyến đường đi qua vùng đất yếu (vẫn còn tiếp tục lún dư trong phạm vi cho phép)
2.4.3 Mặt đường BTXM lưới thép
Mặt đường BTXM lưới thép thực chất là mặt đường BTXM phân tam thong thường đặc tăng cường lưới thép hạn chế các vết nứt khi thi công và trong khai thác Phạm vi áp dụng như mặt đường BTXM phân tắm thông thường nhưng trong điều kiện thi công khắc nghiệt và trong những công trình yêu cầu chất lượng cao
2.4.4 Mặt đường BTXM cót thép liên tục
Mặt đường BTXM cốt thép liên tục đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng Đây là xu hướng công nghệ tiên tiến, đã và sẽ được ngày càng áp dụng rộng rãi
Trang 31Giá thành đầu tư ban đầu cao hơn mặt đường BTXM phân tam thông thường nhưng ưu điểm là mặt đường êm thuận Hơn nữa, khi cần phải sửa chữa, nâng cấp hoàn toàn có thê áp dụng giải pháp tăng cường lên trên 1 hoặc 2 lớp BTN như mặt đường mềm
Loại mặt đường BTXM cốt thép liên tục mới được xây dựng thử nghiệm ở Việt
Nam, tại QL 12A Quảng Bình (Chất lượng chưa đạt yêu cầu) và tại Trạm thu phí cầu Bãi Cháy (chất lượng tốt, đạt yêu cầu đề ra) Cũng cần phải thận trọng về kiểm
sốt chất lượng thi cơng trong việc xây dựng đại tra
Có thể áp dụng loại mặt đường này cho các tuyến đường cấp cao, đường cao tốc,
các đường bằng, đường lăn sân bay
2.4.5 Mặt đường BTXM lu lèn
Mặt đường BTXM lu lèn đã được áp dụng ở một số nước trên thế giới, nhất là ở Pháp và Trung Quốc Ở Việt Nam mới có tài liệu tham khảo mà chưa có kinh nghiệm về xây dựng laoi đường trên đấy Đây là loại mặt đường có công nghệ thi công đơn giản, yêu cầu về vật liệu không khắt khe, giá thành hạ và chỉ cần phủ lên trên lớp láng nhựa là có thê đưa vào khai thác được Khi nâng cấp cải tạo đơn giản hơn các loại mặt đường BTXM khác và có thể phủ tăng cường lên trên mặt như mặt đường mềm thông thường
Có thể áp dụng cho các loại đường cấp cao thứ yếu, đường miền núi, đường nông thôn Cần tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm trước khi thi công đại trà
Do có lợi thế về tuổi thọ và công nghệ xây dựng ngày càng có nhiều tiến bộ nên mặt đường BTXM đang được các nước sử dụng nhiều cho các đường cấp cao, đường cao tốc và sân bay
Trang 322.46 Phạm vì áp dụng Mặt đường BTXM o Viét Nam trong giai doan hién nay:
- Mặt đường BTXM phân tắm, không cốt thép cho tất cả các cấp đường và sân
bay
- Mặt đường BTXM lưới thép cho đường, cấp cao, sân bay và những khu vực thời tiết khắc nghiệt
- _ Mặt đường BTXM cốt thép liên tục cho đường cấp cao, đường cao tốc và sân bay
-Mặt đường BTXM lu lèn cho các loại đường cấp cao thứ yếu và đường nông thôn, đường miền núi
Trang 33Chương 3 Nghiên cứu phương pháp tính chọn thiết bị cơ giới và tổ chức thi công hợp lý mặt đường bê tông xi măng phù hợp với điều kiện mua sắm và chế tạo thiết bị trong nước
3.1 Các mục tiêu cần đạt được về tính chọn thiết bị eơ giới và tô chức khai thác máy
Trong công tác thi công đường, tùy theo công nghệ và đặc điểm thi công, các máy thi công các công trình giao thông, công nghiệp, dân dụng thủy lợi thủy điện, v.v có khối lượng thi công đào dap lớn cần phải thỏa mãn các mục tiêu chủ yếu sau:
-Các thiết bị cơ giới phải thuộc loại phô biến và tổ chức khai thác chúng trong quá trình công nghệ sao cho có hiệu quả kinh tế với số thiết bị ít nhất, giảm tới mức tối đa công nghệ thủ công
-Áp dụng những thiết bị đa năng, giảm tới mức tối đa các máy thi công chuyên dùng
~Ưu tiên sử dụng máy tự hành bánh lốp hoặc trong những trường hợp không thể thì sử dụng các máy tự hành bánh xích có khả năng cơ động
~Sử dụng nguồn động lực là động cơ đốt trong hoặc động cơ điện hay các động cơ sử dụng nguồn năng lượng khác
~Tổ chức thành những dây chuyền cơ giới hóa lưu động sao cho có thể cơ giới hóa đồng bộ dây chuyền thi công
3.2 Phương pháp tính chọn thiết bị cơ giới theo mục tiêu khai thác 3.2.1 Cơ sở lí thuyết:
Căn cứ vào mục tiêu kinh tế - kĩ thuật cần đạt được và cách tiếp cận van dé,
Trang 34Phan tich uu nhuge diém va pham vi str dụng của các phương pháp ta nhận thay sau: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH LT ĐỘ TIN CẬY QUY HOẠCH TOÁN HỌC TÍNH x LT PHỤC VỤ CHỌN MÁY THONG KE DAM DONG THI CONG LT XÁC SUAT CHUAN DOAN KY THUAT PHUONG PHAP KHAC PHUONG PHAP CHUYEN GIA
Hình 3.1; Sơ đồ các phương pháp tính chọn máy thỉ công da) Phương pháp giải tích :
Các thông số của máy thi công được xác định dựa trên các quan hệ hình học và
các phép toán giải tích nhằm xác định các thông số kích thước tới hạn của máy để đảm bảo thao tác hợp lí khi sử dụng
Ưu điểm của phương pháp này là xác định khá chính xác các thông số cơ bản của máy thi công phù hợp với đòi hỏi của công trình Tuy nhiên phương pháp này khó áp dụng cho việc lựa chọn hung loạt khối lượng lớn máy thi công với nhiều kiêu, nhiều chủng loại khác nhau Phương pháp giải tích chỉ phù hợp cho việc lựa chọn máy thi công đơn chiếc với số lượng nhỏ
Trang 35Cơ sở của phương pháp này là dùng lý thuyết đọ tin cậy để đánh giá chất lượng máy thi công, là một trong những phương pháp tốt nhất để có thể lựa chọn được những máy có chất lượng cao thỏa mãn yêu cầu đề ra
Phương pháp này là dựa trên đường lối tính toán thống kê và lí thuyết xác suất xác định ra các quy luật thời gian làm việc không hỏng hay hư hỏng của các bộ phận máy hoặc máy thi công Từ đó có thể xác định được các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của máy như hệ số sẵn sàng, hệ số sẵn sàng động, hệ số sử dụng kĩ thuat, v.v
Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ đánh giá máy thi công về phương diện chất lượng hoạt động mà không đề cấp đến yếu tố kỹ thuật của máy trong quá trình khai thác, sử dụng
©)_ Phương pháp dùng lí thuyết phục vụ đám đông:
Hoạt động của máy thi công trong các dây chuyền công nghệ thi công nên,
móng, mặt đường xem như một hệ thong phục vụ đám đông, ta sẽ chọn ra các đội
máy đồng bộ phối hợp với nhau theo dây chuyền công nghệ cho hiệu quả kinh tế-
kĩ thuật cao
Phương pháp này rất hữu dụng cho các bài toán dùng để xây dựng luận toán kinh tế- kĩ thuật hoặc lập kế hoặc tác nghiệp quá trình thi công theo dây chuyền cơ giới vì đã quan tâm được cả đến trình tự phục vụ và thời gian hao phí chờ đợi xếp
hàng đến và đi
Tuy nhiên, phương pháp này chưa đề cập một cách đầy đủ về thông số kĩ thuật và chất lượng máy thi cơng
Trang 36Chuẩn đốn kĩ thuật cho phép xác định các trạng thái kĩ thuật của từng máy ở một thới điểm nhất định trong quá trình làm việc, dự báo sự thay đổi trạng thái kĩ thuật của máy theo thời gian Nhờ vậy, có thê không những chọn máy đơn lẻ phù hợp với yêu cầu công việc mà còn dự báo được thời điểm hư hỏng hàng loạt các bộ phận hoặc chi tiết nhằm tổ chức khai thác và tổ chức phòng ngừa có hiệu quả Bằng các thiết bị chuyên dùng lắp ráp vào các vị trí cần thiết của máy để nguyên
hoặc tháo rời dé thu tín hiệu chân đoán
Phân tích, xử lí các tín hiệu chuân đoán này có thê nhận được kết quả tương đối chính xác về trạng thái kĩ thuật của máy Trên cơ sở đó, lập kế hoạch sử dụng hay sửa chữa hay phòng ngừa kèm theo dựu trữ phụ tùng thay thế hoặc quyết định lựa chọn máy Tuy nhiên, phương pháp này không phù hợp với để lựa chọn máy thi công với số lượng lớn, nhiều chủng loại vì còn những khó khăn nhất định như đòi hỏi nhiều phương tiện, thiết bị chuẩn đoán cũng như thời gian chuẩn đoán dai V.V
e) Phương pháp chuyên gia:
Ưu điểm của phương pháp này là có thê tính gộp các chỉ tiêu cần so sánh, đánh giá vào một chỉ tiêu duy nhất Các chỉ tiêu chỉ tiêu thường diễn tả bằng lời và có thê lượng hóa bình điểm theo ý kiến các nhà chuyên môn có uy tín, có tính đến tầm quan trọng các chỉ tiêu và mức độ chuyên sâu của các chuyên gia Phương pháp này này đặc biệt phát huy ưu điểm khi đối tượng đánh giá không có cơ sở chắc chắn, không dùng được phương pháp thực nghiệm, các thông tin không được thống kê đầy đủ và có độ bất định lớn
Tuy nhiên, phương pháp chuyên gia còn có nhược điểm cơ bản là mang tính chủ quan và sẽ gặp khó khăn khi xử lí nếu các ý kiến đánh giá tản mạn hoặc trái ngược nhau
Trang 37J) Phương pháp thống kê, phân tích kết hợp với lí thuyết xác suất:
Theo phương pháp này nhu cầu về số lượng chất lượng cũng như việc đánh giá
tính năng kĩ thuật của máy thi công được xác định chủ yếu trên kết quả thống kê,
phân tích tình hình hoạt động của máy trong nhiều năm trước
Đây là phương pháp đơn giản, cho kết quả tương đối chính xác Tuy nhiên, còn
có một số nhược điểm như cần có số liệu thong kê chính xác và khi có loại máy
mới nhập về thì không đánh giá được
8) Phương pháp quy hoạch toán học:
Đối với phương pháp này, nhu cầu về số lượng loại máy thi công cũng như các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật để đánh giá chúng được mô tả dưới dạng mơ hình tốn quy hoạch thông qua việc lập hàm mục tiêu và các ràng buộc thích hợp Sau đó,
tìm cực trị của hàm mục tiêu này với điều kiện các biến thỏa mãn rang buộc cho
trước
Mơ hình tốn này thường có hai phần: Phần hàm mục tiêu và phần mô tả các rung buộc Phương pháp này có ưu điểm là cho phép tính toán số lượng máy thi công hợp lí đối với từng dây chuyền cơ giới hay tồn bộ cơng trường hay khu vực lớn Phương pháp này có hiệu quả cho việc áp dụng vào công tác quy hoạch trang bị cơ giới cho từng đơn vị, từng vùng hay toàn lãnh thổ Ngoài ra, còn có thé giúp cho việc đánh giá tình trạng cơ giới hiện tại và dự báo nhu cầu máy thi công cho tương lai
Tuy nhiên, phương pháp này chỉ hiệu quả khi chọn máy hàng loạt lớn với các
chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật, chi phí ca máy được xác định trước
Trang 38Ngoài các phương pháp kể trên, còn có thể lựa chọn máy thi công theo phương pháp tra bảng Phương pháp này được áp dụng ở Liên Xô (cũ) trên cơ sở thống kê kết quả trong thực tế nhiều năm ở nhiều công trình Với phương pháp này cho phép lựa chọn các máy thi công một cách đơn giản, không yêu cầu về phương tiện thiết bị cao Tuy nhiên, phương pháp chưa thể hiện các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật một
cách cụ thê
Phương pháp quy hoạch toán họ thường được chọn làm phương pháp cơ bản VÌ:
— Đây là phương pháp phù hợp với mục tiêu và yêu cầu của đề tài
—_ Với việc sử dụng phương pháp quy hoạch toán học không những tính chọn số lượng máy thi công hợp lí phục vụ công tác xây dựng các công trình đường bộ
nhỏ, mà còn ứng dụng cụ thé lựa chọn hợp lí thiết bị cơ giới khi thi công các công
trình khác có quy mô lớn
-_ Phương pháp quy hoạch toán học cho phép tính toán số lượng máy thi công hợp lí đối với từng dây chuyền cơ giới hoặc toàn bộ công trình
Phương pháp này còn có hiệu quả cho việc áp dụng váo công tác quy hoạch trang bị cơ giới cho từng đơn vị
3.2.2 Mơ hình bài tốn chọn thiết bị tối tru:
Mô hình bài toán tính chọn máy thi công theo phương pháp quy hoạch tốn học
gơm hai phân: Hàm mục tiêu và các hàm mô tả các ràng buộc Hàm mục tiêu có thê chọn theo định hướng sau:
Trang 39~ Tổng thời gian thi công ngắn nhất
Khi đặt ra bài toán có thể lựa chọn từng mục tiêu đề tính chọn máy thi công hoặc để thỏa mãn một số mục tiêu cho trước, đối vói mô hình bài toán lựa chọn
thiết bị san lắp nên chọn tong chi phí ca máy nhỏ nhất là hàm mục tiêu đặt ra cho
bài tốn
Phần mơ tả các ràng buộc về điều kiện kinh tế - kĩ thuật của máy thi công có
thê được lựa chọn nhăm thỏa mãn các điêu kiện sau:
—_ Thực hiện đầy đủ khối lượng công việc theo kế hoạch
— Tính năng kĩ thuật của máy thi công phù hợp với đặc điểm đối tượng khai - Không vượt quá vốn đầu tư cho trước
—_ Thời gian thi công ngắn nhất
— Máy có độ tin cậy cao, v.v
Tùy theo yêu cầu bài toán, các ràng buộc trên có thê được bồ sung thay đồi Tuy nhiên, hai ràng buộc quan trọng nhất phải có là:
—_ Các máy thi công phải đảm bảo thực hiện đầy đủ khối lượng công việc
theo kế hoạch
~_ Các máy thi công phải có tính năng kĩ thuật phù hợp với đặc điểm khai thác
Hệ thống các kí hiệu dùng cho bài toán: X,(ca)— SỐ ca máy loại ¡ làm công việc J
N,- số loại máy ¡ làm công việc j
C;(đồng/ca) — giá ca máy loại ¡ làm công việc j
Trang 40T (ca) — quỹ thời gian làm việc cho phép( số ca máy cho phép) của loại máy ¡ trong thời kì thi công
D (`, tắn)- khối lượng cơng việc j cần hồn thành theo kế hoạch
N,(m /ca,tan/ ca) — năng suất định mức của loại máy 1 làm công việc j F - tập hợp các đặc trưng về khả rừng làm việc của từng loại máy ï
đ,- hàm Kroneker đặc trưng cho khả năng làm việc của loại máy ¡ làm công việc J
Y.- tập hợp các đặc trưng yêu cầu công việc j Ø- nhóm đất thi công của loại máy thứ 1: B, - chiều sâu đào của loại may thir i H,- chiều cao đào của loại máy thứ ¡ N,- nang suất đảo của loai may thtr i
QO,,H,,S,,B,,N,- tương ứng như trên là nhu cầu đòi hỏi phải có của đối tượng
khai thác J
* Mơ hình bài tốn được phát biêu như sau:
Cần tìm số ca máy X, của máy loại ¡ công việc J trong dây chuyền sao cho tong chi phí ca máy là nhỏ nhất, tức là phải thỏa mãn hàm mục tiêu:
L=},3,Cö,X, > min (1)
i=l j=l