Hệ thống giao thông vận tải nói chung và hệ thống giao thông đường bộ nói riêng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Để xây dựng hệ thống giao thông đường bộ phát triển, hiện đại và bền vững ngoài việc đầu tư các thiết bị và tiếp cận các công nghệ mới thì yếu tố vật liệu đóng vai trò hết sức quan trọng và mang tính quyết định đối với chất lượng công trình cũng như trong quá trình khai thác. Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng ngoài việc chú trọng nghiên cứu các vật liệu xây dựng mới, thì việc tận dụng và phát triển nguồn vật liệu sẵn có tại địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng trong khi nguồn vật liệu tự nhiên ngày càng khan hiếm cũng cần được quan tâm đúng mức. Việc sử dụng bê tông xi măng truyền thống theo tỷ lệ cấp phối hiện nay cần sử dụng một lượng cát lớn. Chính vì vậy, trong những năm gần đây, hiện tượng khai thác nguồn tài nguyên cát phục vụ sản xuất bê tông rất phức tạp và việc quản lý về hoạt động này vẫn còn hạn chế, lỏng lẽo, dễ gây ra các vấn đề về sạt lở bờ sông, sa bồi, thủy phá, tác động sấu tới môi trường. Bên cạnh đó, ở nước ta hiện nay việc sản xuất đá 1x2 dùng cho bê tông xi măng truyền thống là rất lớn do nhu cầu xây dựng ngày càng tăng. Vì vậy việc xả thải ra môi trường một khối lượng đá mi bụi lớn (20% – 25% so với đá 1x2) mà không được sử dụng hiệu quả gây tác động xấu đến môi trường xung quanh cũng như tốn kém kinh phí quy hoạch bãi chứa cho các doanh nghiệp khai thác đá. Từ thực tế đó, việc nghiên cứu đưa đá mi bụi thải từ việc sản xuất đá 1x2 thành một nguồn vật liệu trong sản xuất bê tông là một vấn đề cần thiết nhằm giảm thiểu khối lượng tài nguyên cát khai thác hàng năm, góp phần đảm bảo được vấn đề môi trường, giảm giá thành sản xuất bê tông và chi phí cho các doanh nghiệp khai thác đá.
MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv MỞ ĐẦU .vi Lý chọn đề tài tính cấp thiết đề tài vi Mục đích nghiên cứu vii Phạm vi, đối tượng phương pháp nghiên cứu vii Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: .vii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sử dụng mặt đường bê tơng xi măng Việt Nam 1.2 Hiện trạng mạng lưới đường giao thông nông thôn Việt Nam 1.3 Thực trạng sản xuất nhu cầu đá xây dựng khu vực phía Nam 13 1.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng bột đá bê tông xi măng Việt Nam giới 20 1.5 Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài 24 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU VỀ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG 25 2.1 Vật liệu thí nghiệm .25 2.2 Các tiêu lý vật liệu thí nghiệm .27 2.2.1 Các tiêu lý đá dăm .27 2.2.2 Các tiêu lý cát 29 2.2.3 Các tiêu lý đá mi bụi 32 2.2.4 Các tiêu lý xi măng 33 2.3 Thiết kế thành phần cấp phối bê tông xi măng thông thường bê tông xi măng sử dụng đá mi bụi thay cát .34 2.3.1 Trình tự thiết kế cấp phối bê tông 35 2.3.2 Kết thiết kế bê tông: .39 2.4 Tạo mẫu thí nghiệm 40 2.5 Thí nghiệm xác định tiêu cường độ bê tơng xi măng .47 2.5.1 Thí nghiệm xác định độ sụt bê tông: .47 2.5.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén .51 2.5.3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo uốn 52 2.5.4 Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi 56 CHƯƠNG PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BÊ TÔNG XI MĂNG ĐÁ MI BỤI LÀM MẶT ĐƯỜNG GIAO THÔNG 58 3.1 Phân tích kết thí nghiệm 58 3.1.1 Cường độ chịu nén bê tông .58 3.1.2 Cường độ chịu kéo uốn bê tông 61 3.1.3 Mô đun đàn hồi bê tông 64 3.2 Đề xuất số kết cấu áo đường giao thông nông thôn với lớp mặt bê tơng có sử dụng đá mi bụi 66 3.3 Quy trình kỹ thuật thi cơng kết cấu áo đường giao thông nông thôn với lớp mặt bê tông sử dụng đá mi bụi .69 3.3.1 Công tác chuẩn bị 69 3.3.2 Thi công nền, móng đường 70 3.3.3 Thi công mặt đường BTXM 70 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 73 Kết luận 73 Hạn chế đề tài 73 Kiến nghị 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loại mặt đường thông thường sử dụng cho đường cấp AH, cấp A, cấp B cấp C 11 Bảng 1.2 Chiều dày tối thiểu cho loại mặt đường 12 Bảng 1.3 Tình hình số mỏ đá khu vực phía Nam 13 Bảng 1.4 Thống kê mỏ đá tỉnh Bình Phước 16 Bảng 1.5 Cường độ chịu nén bê tông bọt với thành phần cấp phối mác gạch khác 23 Bảng 1.6 Thành phần cấp phối tối ưu cho gạch BTB mác gạch khác 23 YBảng 2.1 Kết xác định thành phần hạt đá dăm 1x2 27 Bảng 2.2 Kết thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật đá dăm 1x2 .28 Bảng 2.3 Kết xác định thành phần hạt cát vàng .29 Bảng 2.3 Kết xác định tiêu kỹ thuật thành phận hạt cát 30 Bảng 2.5 Thành phần hạt đá mi bụi 32 Bảng 2.6 Các tiêu kỹ thuật thành phận hạt đá mi bụi .33 Bảng 2.7 Kết xác định tiêu kỹ thuật xi măng 34 Bảng 2.8 Lựa chọn độ sụt bê tông theo TCVN 9382 : 2012 [19] 35 Bảng 2.9 Lượng nước trộn theo Môđun độ sụt [19] 36 Bảng 2.10 Bảng tra hệ số Kd theo TCVN 9382 : 2012 [19] 37 Bảng 2.11 Kết thiết kế cấp phối bê tông Mac 30 Mpa đá 1x2 39 Bảng 2.12 Bảng thống kê số lượng mẫu thí nghiệm xác định cường độ chịu nén 40 Bảng 2.13 Thống kê sổ lượng mẫu thí nghiêm xác định mơ đun đàn hồi tĩnh 41 Bảng 2.14 Thống kê số lượng mẫu thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn 43 Bảng 2.15 Tổng hợp kết đo độ sụt cấp phối bê tông 50 Bảng 2.16 Hệ số tính đổi cường độ chịu kéo uốn 56Y Bảng 3.1 Bảng tổng hợp mẫu tiến hành thí nghiệm .58 Bảng 3.2 Tổng hợp kết thí nghiệm cường độ chịu nén bê tông 58 Bảng 3.3 Tổng hợp kết thí nghiệm cường độ chịu kéo uốn bê tông .61 Bảng 3.4 Tổng hợp kết thí nghiệm mơ đun đàn hồi bê tông 64 Bảng 3.5 Tổng hợp thiết bị phục vụ thi công theo [14] .69 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1.1 Mặt đường BTXM Mỹ .3 Hình 1.2 Mặt đường BTXM Nhật Bản Hình 1.3 Mặt đường BTXM đường Hồ Chí Minh, đoạn qua Kon Tum Hình 1.4 Mặt đường BTXM trạm thu phí Cai Lậy, Tiền Giang .4 Hình 1.5 Mặt đường BTXM Đại lộ Đông Tây, TP HCM Hình 1.6 Thi công mặt đường BTXM nhánh rẽ vào đường cao tốc TP HCM - Long Thành - Dầu Giây Hình 1.7 Thi cơng mặt đường BTXM Ninh Bình Hình 1.8 Mặt đường BTXM đường băng sân bay Tân Sơn Nhất Hình 1.9 Sơ đồ cấp thiết kế đường giao thơng nơng thơn 10 Hình 1.10 Đá mi bụi dùng làm sản xuất gach không nung Bình Phước .19 Hình 1.11 Hiện trạng đá mi bụi mỏ đá Bình Phước 19Y Hình 2.1 Hình ảnh xi măng PCB40 Nghi Sơn .25 Hình 2.2 Bãi đá mỏ đá Hóa An 26 Hình 2.3 Cơng tác lấy mẫ đá thí nghiệm 27 Hình 2.4 Biểu đồ thành phần hạt đá dăm 1x2 28 Hình 2.5 Biểu đồ thành phần hạt cát vàng 30 Hình 2.6 Biểu đồ thành phần hạt đá mi bụi 32 Hình 2.7 Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén mơ đun đàn hồi tĩnh sau đúc 46 Hình 2.8 Mẫu thí nghiệm 150x150x600 sau đúc .47 Hình 2.9 Kích thử độ sụt 48 Hình 2.10 Dụng cụ thử độ sụt bê tông 48 Hình 2.11 Trình tự thí nghiệm xác định độ sụt 49 Hình 2.12 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén mẫu .52 Hình 2.13 Sơ đồ lắp dầm 53 Hình 2.14 Mẫu chuẩn bị đem thí nghiệm xác định cường độ kéo uốn .54 Hình 2.15 Cơng tác nén mẫu chuẩn xác định cường độ kéo uốn 55 Hình 2.16 Mẫu sau thí nghiệm 55 Hình 3.1 Cường độ chịu nén bê tông với hàm lượng đá mi bụi khác 61 Hình 3.2 Cường độ chịu kéo uốn bê tông với hàm lượng đá mi bụi khác (Mpa) 63 Hình 3.3 Mơ đun đàn hồi bê tơng với hàm lượng đá mi bụi khác 65 Hình 3.4 Kết cấu áo đường loại A sử dụng bê tơng M300 đá 1x2 67 Hình 3.5 Kết cấu áo đường loại B sử dụng bê tông M300 đá 1x2 67 Hình 3.6 Kết cấu áo đường loại C sử dụng bê tông M300 đá 1x2 68 Hình 3.7 Kết cấu áo đường loại D sử dụng bê tông M300 đá 1x2 68 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài tính cấp thiết đề tài Hệ thống giao thơng vận tải nói chung hệ thống giao thơng đường nói riêng đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế mỗi quốc gia Để xây dựng hệ thống giao thông đường phát triển, đại bền vững việc đầu tư thiết bị tiếp cận cơng nghệ yếu tố vật liệu đóng vai trò quan trọng mang tính định chất lượng cơng trình q trình khai thác Trên giới nói chung Việt Nam nói riêng ngồi việc trọng nghiên cứu vật liệu xây dựng mới, việc tận dụng phát triển nguồn vật liệu sẵn có địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày tăng nguồn vật liệu tự nhiên ngày khan cần quan tâm mức Việc sử dụng bê tông xi măng truyền thống theo tỷ lệ cấp phối cần sử dụng lượng cát lớn Chính vậy, năm gần đây, tượng khai thác nguồn tài nguyên cát phục vụ sản xuất bê tông phức tạp việc quản lý hoạt động còn hạn chế, lỏng lẽo, dễ gây vấn đề sạt lở bờ sông, sa bồi, thủy phá, tác động sấu tới môi trường Bên cạnh đó, nước ta việc sản xuất đá 1x2 dùng cho bê tông xi măng truyền thống lớn nhu cầu xây dựng ngày tăng Vì việc xả thải mơi trường khối lượng đá mi bụi lớn (20% – 25% so với đá 1x2) mà không sử dụng hiệu gây tác động xấu đến môi trường xung quanh tốn kinh phí quy hoạch bãi chứa cho doanh nghiệp khai thác đá Từ thực tế đó, việc nghiên cứu đưa đá mi bụi thải từ việc sản xuất đá 1x2 thành nguồn vật liệu sản xuất bê tông vấn đề cần thiết nhằm giảm thiểu khối lượng tài nguyên cát khai thác hàng năm, góp phần đảm bảo vấn đề môi trường, giảm giá thành sản xuất bê tông chi phí cho doanh nghiệp khai thác đá Vì việc thực đề tài “Đánh giá khả sử dụng đá mi bụi hỗn hợp BTXM làm mặt đường giao thông” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Mục đích nghiên cứu Trên sở thực nghiệm đánh giá tiêu cường độ bê tông sử dụng đá mi bụi, tác giả đánh giá khả sử dụng loại bê tông để làm mặt đường giao thông Phạm vi, đối tượng phương pháp nghiên cứu Phạm vi đề tài tập trung vào đá mi bụi mỏ đá khu vực phía Nam đặc biệt địa bàn tỉnh Bình Phước, khu vực có nhiều mỏ đá cung cấp phần lớn nhu cầu đá ngành xây dưng tỉnh phía Nam Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Ý nghĩa khoa học: Nếu đề tài nghiên cứu đạt kết tích cực, sở vững cho việc nghiên cứu ứng dụng đá mi bụi sản xuất bê tông sử dụng xây dựng nói chung cơng trình giao thơng nói riêng Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Đề tài góp phần làm giảm khối lượng tài nguyên cát khai thác hàng năm, tận dụng hiệu khối lượng lớn đá mi bụi dư thừa sản xuất đá 1x2 nay, đảm bảo vấn đề môi trường, giảm giá thành sản xuất bê tông chi phí cho doanh nghiệp khai thác đá CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1Tình hình sử dụng mặt đường bê tơng xi măng Việt Nam Hiện mặt đường bê tông xi măng ngày sử dụng rộng rãi nhiều nước giới Việt Nam Mặt đường BTXM có ưu điểm như: có tuổi thọ cao (30-40 năm), cường độ mặt đường cao không thay đổi theo nhiệt độ, đáp ứng yêu cầu lưu lượng xe lớn, tải trọng nặng trùng phục, ổn định với nước hạn chế tác dụng bất lợi chế độ thủy nhiệt, hao mòn mặt đường ít, mặt đường khô ráo, ma sát tốt đặt biệt đoạn đường cong có siêu cao lớn hay đèo dốc, an tồn cho xe chạy, mặt đường có màu sáng nên thuận lợi cho xe chạy vào ban đêm, tu, bảo dưỡng đặc biệt không ảnh hưởng đến môi trường mặt đường nhựa [29] Sự khác lớn đường BTXM đường bê tông nhựa đường BTXM có cấu trúc cứng đường bê tơng nhựa có kết cấu mềm Với cấu trúc mặt đường cứng giúp phân bố tải trọng, chịu va đập tốt, thích ứng với loại xe, kể xe bánh xích Mặt đường BTXM ổn định môi trường nước, chịu ngập lụt lâu ngày Hiện công nghệ xây dựng mặt đường BTXM phát triển đa dạng như: thi công thủ công, bán giới thi cơng chỡ vói thiết bị chun dụng, thi cơng bê tơng đầm lăn, hay có thể thi công theo phương pháp lắp ghép, mặt đường chế tạo nhà máy, vận chuyển lắp ghép mặt chuẩn bị xong Tùy theo điều kiện thực tế, phương pháp thi cơng có thể lựa chọn cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế Do phát triển mặt đường BTXM ngày thuận lợi Xây dựng mặt đường BTXM xu hướng nước phát triển giới Trong nhiều năm trở lại đây, nước phát triển giới tập trung xây dựng mặt đường BTXM, tỷ lệ nước Mỹ, Pháp, Nhật, Đức… chiếm khoảng 20-30% BTXM, còn tỷ lệ đường cấp cao (chủ yếu đường cao tốc) mặt đường BTXM chiếm từ 60-90% [29] Theo số liệu Cục Đường Liên bang Mỹ - FHWA, đến năm 2007 khối lượng mặt đường BTXM xây dựng số nước sau [30]: - Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% 490179 km đường đô thị 4% 1028491 km đường ngồi thị - Tỉnh Qbec, Canada có 1239 km (đường xe) tổng số 29000 km đường (khoảng 4%) mặt đường BTXM lại phục vụ tới 75% lượng giao thông Québec - Đức, mặt đường BTXM không cốt thép, phân chiếm khoảng 25% mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao - Áo, đường cao tốc chiếm khoảng 25% mạng lưới đường quốc gia (14000 km), mặt đường BTXM chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc - Bỉ, mạng lưới đường khoảng 134000 km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh, đường địa phương đường nơng thơn Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1700 km, tức 1% Mặt đường BTXM chiếm 40% đường cao tốc 60% đường nông thôn Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17% - Hà Lan, mạng lưới đường tơ có khoảng 113000 km Khoảng 2300 km đường cao tốc, 5% đường cao tốc mặt đường BTXM, nửa mặt đường BTCT liên tục nửa BTXM không cốt thép, phân Hà Lan còn có khoảng 140 km đường khu vực có mặt BTXM không cốt thép, phân Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 4% mạng đường tơ Ngồi ra, Hà Lan còn có 20000 km đường xe đạp, 10% mặt đường BTXM - Vương quốc Anh, mạng lưới đường có khoảng 285000 km, có 1500 km mặt đường BTXM Ngoài ra, mặt đường BTXM chiếm khoảng 67% đường cao tốc Úc chiếm 60% đường cao tốc Trung Quốc Hình 3.2 Cường độ chịu kéo uốn bê tông với hàm lượng đá mi bụi khác (Mpa) Các kết thí nghiệm bảng 3.3 hình 3.2 cho thấy, hàm lượng đá mi bụi tăng khả kháng uốn hỗn hợp BTXM giảm Cường độ chịu kéo uốn tất mẫu bê tông thỏa mãn yêu cầu để làm lớp mặt kết cấu áo đường cứng cho đường từ cấp III trở xuống theo [21], cho cấp đường giao thông nông thôn theo 4927/QĐ-BGTVT [13] 3.1.3 Mô đun đàn hồi bê tơng Kết thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi tổ hợp mẫu bê tông thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Tổng hợp kết thí nghiệm mơ đun đàn hồi bê tơng S T T Loại bê tơng Kí hiệu mẫu Bê tơng U_0-1 Kích thướ c (mm ) 150x 70 Kết 10^4 Mpa Trung bình (10^4 Mpa) 3.64 3.62 S T T Loại bê tông thông thường Bê tông sử dụng 25% đá mi bụi Bê tông sử dụng 50% đá mi bụi Bê tông sử dụng 75% đá mi bụi Bê tông sử dụng 100% đá mi bụi Kích thướ c (mm ) Kí hiệu mẫu U_0-2 U_0-3 U_0-4 U_0-5 U_0-6 U_25-1 U_25-2 U_25-3 U_25-4 U_25-5 U_25-6 U_50-1 U_50-2 U_50-3 U_50-4 U_50-5 U_50-6 U_75-1 U_75-2 U_75-3 U_75-4 U_75-5 U_75-6 U_1001 U_1002 U_1003 U_1004 U_1005 U_1006 300 150x 300 150x 300 150x 300 150x 300 150x 300 150x 300 150x 300 Kết 10^4 Mpa 3.56 3.69 3.65 3.61 3.58 3.24 3.19 3.30 3.20 3.36 3.28 3.41 3.42 3.44 3.39 3.43 3.45 3.19 3.19 3.25 3.25 3.21 3.18 Trung bình (10^4 Mpa) 3.26 3.42 3.21 3.18 150x 300 3.11 3.18 3.17 3.13 150x 300 3.22 3.22 71 Tương tự trên, từ kết bảng 3.4 tiến hành vẽ đồ thị mối quan hệ hàm lượng đá mi bụi tiêu mô đun đàn hồi bê tông Kết thể hình 3.3 Hình 3.3 Mơ đun đàn hồi bê tông với hàm lượng đá mi bụi khác Kết bảng 3.4 hình 3.3 cho thấy mô đun đàn hồi hỗn hợp BTXM có xu hướng giảm hàm lượng đá mi bụi tăng, trừ trường hợp cấp phối bê tông với 50% đá mi bụi Mô đun đàn hồi tất mẫu bê tông thỏa mãn yêu cầu để làm lớp mặt kết cấu áo đường cứng cho đường từ cấp III trở xuống theo [21], cho cấp đường giao thông nông thôn theo 4927/QĐBGTVT [13] Như vậy, kết thí nghiệm cường độ chịu nén, chịu kéo uốn mô đun đàn hồi bê tông thay cát đá mi bụi với tỷ lệ thay đổi từ 25% đến 100% cho thấy, tất cấp phối bê tông dùng nghiên cứu thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật để làm lớp mặt kết cấu áo đường 72 cứng cho đường từ cấp III trở xuống theo [21], cho cấp đường giao thông nông thôn theo 4927/QĐ-BGTVT [13] 3.2 Đề xuất số kết cấu áo đường giao thông nông thôn v ới l ớp mặt bê tơng có sử dụng đá mi bụi Các kết thí nghiệm nội dung mục 3.1 cho thấy, tất cấp phối bê tông dùng nghiên cứu thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật để làm lớp mặt kết cấu áo đường cứng cho đường từ cấp III trở xuống theo [21], cho cấp đường giao thông nông thôn theo 4927/QĐ-BGTVT [13] Dựa kết nghiên cứu đề tài, tác giả đề xuất vài kết cấu áo đường giao thông nông thôn với lớp mặt bê tơng M300 đá 1x2 có sử dụng đá mi bụi cho địa bàn tỉnh Bình Phước sau: Đường cấp giao thông nông thôn loại A: Mặt đường BTXM cho đường cấp A thiết kế với tải trọng tấn/trục Lớp mặt BTXM đá 1x2 M300 dày 18cm 20cm Kết cấu áo đường hình 3.4 Hình 3.4 Kết cấu áo đường loại A sử dụng bê tông M300 đá 1x2 Đối với đường giao thông nông thôn cấp B: Mặt đường BTXM cho đường cấp B thiết kế với tải trọng 2,5 tấn/trục Lớp mặt BTXM đá 73 1x2 M300 dày 16cm 18cm Kết cấu áo đường chi tiết thể hình 3.5 Hình 3.5 Kết cấu áo đường loại B sử dụng bê tông M300 đá 1x2 Đối với đường giao thông nông thôn cấp C: Mặt đường BTXM cho đường cấp C thiết kế chủ yếu phục vụ phương tiện thô sơ, mô tô bánh, thiết kế với tải trọng 2,5 tấn/trục Lớp mặt BTXM đá 1x2 M300 dày 14cm 16cm Kết cấu áo đường chi tiết thể hình 3.6 74 Hình 3.6 Kết cấu áo đường loại C sử dụng bê tông M300 đá 1x2 Đối với đường giao thông nông thôn cấp D: Mặt đường BTXM cho đường cấp D thiết kế chủ yếu phục vụ phương tiện thô sơ, mô tô bánh Lớp mặt BTXM đá 1x2 M300 dày 12cm Kết cấu áo đường chi tiết thể hình 3.6 Hình 3.7 Kết cấu áo đường loại D sử dụng bê tông M300 đá 1x2 Đối với 04 cấp đường trên, bắt buộc phải có lớp giấy dầu lớp mặt BTXM đổ lớp móng làm đá 4x6 chèn đá dăm cấp phối đá dăm 75 3.3 Quy trình kỹ thuật thi cơng kết cấu áo đường giao thông nông thôn với lớp mặt bê tơng sử dụng đá mi bụi Quy trình kỹ thuật thi công thực theo [14], bao gồm nội dung sau: 3.3.1 Công tác chuẩn bị Chuẩn bị vật liệu: Vật liệu chủ yếu để thi công mặt đường BTXM: + Xi măng PC40; + Đá 1x2 để đổ bê tông; + Đá mi bụi; + Đá 4x6, Đá 2x4, 0.5x1, 0.15x0.5; + Nhựa đường để thi công khe co, khe dãn; + Cát đổ bê tông; + Các vật liệu khác Chuẩn bị lực lượng thi công: Yêu cầu công tác phải đảm bảo có cán chuyên ngành xây dựng, có kinh nghiệm thi cơng cầu đường, gồm: cán phụ trách giao thông thuộc xã, phường, thị trấn; cán thơn, bản, xóm, tổ nhân dân Chuẩn bị thiết bị thi công: Tùy thuộc vào điều kiện thực tế để lựa chọn máy móc, thiết bị, cơng cụ để phục vụ thi công cho phù hợp Bảng 3.5 Tổng hợp thiết bị phục vụ thi công theo [14] TT Loại máy Máy trộn bê tông - 5001 Đầm dùi Đầm bàn Ơ tơ tưới nước Máy lu 10 Yêu cầu Đủ để thực cho hạng mục khâu công việc 76 TT Loại máy Xẻng, bàn xoa, bay Gỗ làm ván khuôn Yêu cầu 3.3.2 Thi công nền, móng đường Đối với đường cấp A, B, C: cho nhân cơng tiến hành làm lớp móng đường đá 4x6 chèn đá dăm tiến hành lu lèn để đảm bảo độ chặt Đối với cấp khác: tuyến đường có đường sỏi đỏ hữu cứng ổn định, nên có thể áp dụng làm mặt đường BTXM mặt đường sỏi đỏ hữu cứng ổn định 3.3.3 Thi cơng mặt đường BTXM Công tác ván khuôn: Lắp đặt định vị hai bên ván khn Ván khn có thể dùng thép gỗ Ván khuôn đổ bê tông phải kiên cố, ổn định, không nứt vỡ không bị biến hình chịu tải trọng trọng lượng áp lực ngang hỗn hợp bê tông Ván khuôn khép kín để tránh khơng cho vữa chảy quét lớp dầu thải để dễ tháo dỡ, mặt ván khuôn phải phẳng Chiều cao ván khuôn bề dày mặt đường bê tông Khi tháo dỡ ván khuôn cần nhẹ nhàng, giảm va chạm để không gây nứt vỡ mặt bê tông Trộn bê tơng: Khi trộn bê tơng cần có biện pháp khống chế xác tỷ lệ phối hợp cốt liệu, xi măng nước Q trình trộn bê tơng đặc biệt khống chế chặt chẽ lượng nước sử dụng, đảm bảo theo tỷ lệ thiết kế thành phần bê tơng Dùng máy trộn: trình tự đưa vật liệu vào máy trộn cát - xi măng - đá 1x2 Sau đưa vật liệu vào máy, vừa trộn vừa cho nước Khối lượng bê tông trộn theo công suất máy tỷ lệ đá, cát tính theo bao xi măng Vận chuyển bê tơng: Có thể dùng xe rùa phương tiện khác để vận chuyển hỗn hợp bê tơng phạm vi 30m Trong q trình vận chuyển cần ý số vấn đề sau: + Không để bê tông bị phân tầng rơi vãi trình vận chuyển; 77 + Khi vận chuyển thủ công xe cải tiến yêu cầu phải lót kín khơng để rơi vãi; + Nếu trộn san chỗ cần dùng xẻng, xô xúc gạt đẩy thành lớp, tránh hất cao xa làm phân tầng bê tông Rải đầm bê tông: Bê tơng vận chủn đến vị trí đổ, có thể dùng máy xẻng xúc rải liên tục hết chiều dày mặt đường theo thiết kế, sau tiến hành đầm bề mặt bê tông tươi Đầm bê tông tốt máy đầm dùi, đầm bàn chấn động, đầm dùi sử dụng để đầm góc cạnh Đầm dùi phải thả thẳng đứng tới độ sâu định để tránh làm hỏng lớp móng, thời gian thả đầm dùi vị trí từ 30 - 40 giây, sau nâng dần đầm dùi lên chuyển sang vị trí khác Khi dùng đầm bàn đầm từ mép ngồi vào Thời gian đầm vị trí 45 - 60 giây, hai vệt đầm phải đảm bảo chồng lên 10cm Sau đầm xong, dùng thép dài để tạo phẳng, sau dùng bàn xoa xoa khắp mặt bê tông, tạo độ dốc ngang mặt đường Công tác hồn thiện: Sau kết thúc q trình đổ đầm bê tông, tiến hành làm mép mặt đường, sửa khe, dọn chỡ dính vữa, bù sửa vị trí góc, cạnh bê tơng, dùng chổi sắt quét ngang mặt đường tạo nhám để chống trơn, trượt Công tác bảo dưỡng chèn khe liên kết: bê tông cần bảo dưỡng để phòng nước bê tông bốc nhanh, dẫn đến nứt co ngót, đồng thời bảo đảm q trình thủy hóa xi măng Sau mặt bê tông đạt độ cứng tương đối (dùng ngón tay ấn khơng có vết 06h sau đổ bê tơng) có thể tiến hành bảo dưỡng Biện pháp bảo dưỡng đơn giản dùng cát ẩm rơm, rạ bao tải phủ lên bê tông - 3cm, mỗi ngày tưới nước từ - lần để trì trạng thái ẩm ướt lớp bảo dưỡng Thời gian bảo dưỡng vòng 14 ngày Công tác chèn kín khe liên kết phải tiến hành kịp thời sau bê tông bắt đầu cứng, không chờ hết giai đoạn bảo dưỡng làm Trước chèn 78 khe, khe phải đảm bảo làm khô sạch, sau rót đầy nhựa đường chèn khe 79 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Dựa vào kết nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm phân tích tổng hợp kết đạt Tác giả rút số kết luận sau: Các tiêu cường độ 28 ngày bê tơng có xu hướng giảm tuyến tính hàm lượng đá mi bụi tăng Tuy nhiên, thay cát bê tông đá mi bụi với hàm lượng từ 25% đến 100% tất cấp phối bê tơng dùng nghiên cứu thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật để làm lớp mặt kết cấu áo đường cứng cho đường từ cấp III trở xuống theo [21], cho cấp đường giao thông nông thôn theo 4927/QĐ-BGTVT [13] Kết thiết kế cấp phối bê tông bảng 2.11 cho thấy, việc sử dụng đá mi bụi giúp tiết kiệm xi măng (2-5%) so với bê tông sử dung cát tự nhiên Đây kết thể ưu điểm quan trọng vừa góp phần tận dụng nguồn vật liệu địa phương thừa thải, vừa tiết kiệm chi phí sản xuất Như vậy, đá mi bụi hồn tồn có thể sử dụng làm cốt liệu mịn thay cát tự nhiên bê tông Việc sử dụng đá mi bụi thay cát sản xuất bê tông làm đường giao thông nông thôn giải pháp hiệu quả, vừa góp phần giải vấn đề mơi trường, đồng thời góp phần giải tình trạng khan cát xây dựng Trên sở nghiên kết nghiên cứu khuyên cáo 22TCN223-95, tác giả đề xuất số kết cấu áo đường giao thông nơng thơn có sử dụng bê tơng đá mi bụi cho địa bàn tỉnh Bình Phước Hạn chế đề tài Do hạn chế thời gian kinh phí, đề tài đánh giá mức độ phòng thí nghiệm tiêu lý bê tông đá mi bụi mà chưa đánh giá ứng xử mức độ ảnh hưởng tiêu cường độ bê tông bột đá 80 thi cơng ngồi thực tế Chưa làm thử nghiệm đoạn đường bê tông nông thôn vào thực tế Kiến nghị Tiến hành thi công thử nghiệm lớp mặt bê tông xi măng sử dụng đá mi bụi cho đường giao thông nông thôn để theo dõi đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật Tử có sở tin cậy việc triển khai ứng dụng loại vật liệu vào thực tế Cho phép sử dụng bê tông đá mi bụi làm lớp mặt kết cấu mặt đường BTXM cấp thấp, đường giao thông nông thôn Cho phép dùng bê tông đá mi bụi làm móng cho kết cấu áo đường, làm bờ kè, đê ngăn nước kênh rạch 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Ngọc Bạo (2016), Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng bột đá thay cát sản xuất bê tông làm đường giao thông nông thôn, Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Nguyễn Mạnh Hoài Thi (2016), Nghiên cứu sử dụng đá mi để sản xuất bê tơng xi măng làm móng mặt đường ô tô Đồng Nai, Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Nguyễn Thanh Sang, Trần Lê Thắng, Nghiên cứu sử dụng đá mạt thải từ mỏ đá Làm cốt liệu cho bê tông cát Phạm Thế Hiệp (2014), Thực nghiệm sử dụng đá nghiền làm cốt liệu mịn sản xuất bê tông công ty VLXD 1828, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Nghị định số 61/2010/NĐ-CP (04-06-2010), Về chương trình mục tiêu quốc gia xây dựng nơng thơn giai đoạn 2010-2020, Chính phủ Nghị 26-NQ/TW (5-8-2008), Về nông nghiệp, nông dân, nơng thơn, Ban Chấp hành Trung ương khóa X Quyết định số 315/QĐ-BGTVT (23-02-2011), Hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thông nông thôn phục vụ Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nơng thôn giai đoạn 2010 - 2020, Bộ giao thông vận tải Quyết định số 491/QĐ-TTG (16-4-2009), Bộ tiêu chí quốc gia nơng thơn mới, Thủ tướng Chính phủ Quyết định 1951/QĐ-BGTVT quy định tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đường Bê tơng xi măng xây dựng cơng trình giao thơng 10 Quyết định 778/1998/QĐ-BXD ngày 04/09/1998 Ban hành Chỉ dẫn kỹ thuật Ngành Xây dựng 11 Quyết định số 315/QĐ-BGTVT (23-02-2011), Hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thơng nơng thơn phục vụ Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn giai đoạn 2010 - 2020, Bộ giao thông vận tải 12 TCXDVN 316:2004 - Block bê tông nhẹ - Yêu cầu kỹ thuật 82 13 Quyết định số 4927/QĐ-BGTVT việc ban hành “Hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thơng nơng thơn phục vụ chương trình mục tiêu quốc gia xây dựng nông thôn giai đoạn 2010-2020” 14 Quyết định số 1040/ QĐ-UBND, ngày 21 tháng năm 2014 Chủ tịch UBND tỉnh Bình Phước 15 TCVN 3106:1993 - Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp thử độ sụt 16 TCVN 4054:2005 - Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế 17 TCVN 6260 : 2009 - Tiêu chuẩn xi măng Pc lăng Hỡn hợp 18 TCVN 7570 : 2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - yêu cầu kỹ thuật 19 TCVN 7572:2006 - Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp thử 20 TCVN 9382 2012 : Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền 21 22TCN 223-95 Áo đường cứng đường ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế 22 3230/QĐ-BGTVT Ban hành quy định tạm thời thiết kế mặt đường bê tông xi măng thơng thường có khe nối xây dựng cơng trình giao thơng nơng thơn 23 Tahir Celik and Khaled Marar-Turkey (1996): Effect of crushed stone dust on some properties of concrete Cement and Concrete Research, Vol 26, No 7, pp 1121-1130 24 V.L Bonavetti and E.F Irassar- Argentina (1994): The effect of stone dust content in sand Cement and Concrete Research, Vol 24, No 3, pp 580590 25 J -K Kim, C -S Lee, C -K Park and S -H Eo (1997): The fracture characteristics of crushed limestone sand concrete, Cement and Concrete Research, Volume 27, Issue 11, pp 1719-1729 26 A Omoregie, O.E Alutu (2006): The influence of fine aggregate combinations on particle size distribution, grading parameters, and compressive strength of sandcrete blocks, Canadian Journal of Civil Engineering Volume 33, Number 10, pp 1271-1278(8) 83 27 Nghiên cứu quy trình xử lý tái sử dụng chất thải từ trình mài đá sản xuất đá nhân tạo, http://123doc.org/document/3601233-nghien-cuuquy-trinh-xu-ly-va-tai-su-dung-chat-thai-tu-qua-trinh-mai-da-trong-san-xuat-danhan-tao.htm 28 Xây dựng đường bê tông xi măng: Đòi hỏi thiết từ thực tiễn, http://ximang.vn/Home/Default.aspx?portalid=33&tabid=19&distid=3715 29 Tăng cường ứng dụng mặt đường BTXM xây dựng công trình giao thơng, http://ximang.vn/Home/Default.aspx? portalid=33&tabid=19&distid=6702 30 Nghiên cứu ứng dụng mặt đường BTXM việt Nam điều kiện nay, http://www.vusta.vn/vi/news/Thong-tin-Su-kien-Thanh-tuu-KH- CN/Nghien-cuu-ung-dung-mat-duong-BTXM-o-viet-Nam-trong-dieu-kien-hiennay-30833.html 31 Báo cáo ngành đá xây dựng Việt Nam, https://vcbs.com.vn/vn/Communication/GetReport?reportId=4784 32 Tận dụng bột đá phế thải, sản xuất gạch block không nung, http://dabinhde.vn/tin-tuc/tan-dung-bot-da-phe-thai-san-xuat-gach-block-khongnung/ 84 ... nghiệm đánh giá tiêu cường độ bê tông sử dụng đá mi bụi, tác giả đánh giá khả sử dụng loại bê tông để làm mặt đường giao thông Để đạt mục tiêu trên, đề tài tập trung giải số nội dung sau: 25 - Khảo... Mục đích nghiên cứu Trên sở thực nghiệm đánh giá tiêu cường độ bê tông sử dụng đá mi bụi, tác giả đánh giá khả sử dụng loại bê tông để làm mặt đường giao thông Phạm vi, đối tượng phương pháp nghiên... vấn đề môi trường, giảm giá thành sản xuất bê tơng chi phí cho doanh nghiệp khai thác đá Vì việc thực đề tài ? ?Đánh giá khả sử dụng đá mi bụi hỗn hợp BTXM làm mặt đường giao thông? ?? cần thiết, có