CHƯƠNG 2: CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH SÂN, ĐƯỜNG CỦA SÂN BAY
2.3 CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ
2.3.2. THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG CỨNG BTXM SÂN BAY
2.3.2.2 Cấu tạo mặt đường cứng
Cấu tạo mặt đường cứng sân bay thường gồm các lớp:
Mặt đường bằng tấm bê tông một hoặc hai lớp rải trên lớp ngăn cách bằng giấy dầu, pegamin, hoặc BTN hạt mịn.
Lớp móng bằng vật liệu hạt: móng cát gia cố xi măng, đá gia cố XM
… nó có thể gồm một hoặc nhiều lớp.
Nền đất cấp phối, hoặc đá dăm, sỏi gia cố. Lớp này có thể không có nếu nền đất tự nhiên đủ sức chịu tải.
Toàn bộ kết cấu trên đƣợc đặt trên nền đất tự nhiên. Khi nền đất tự nhiên kém, trên mặt nó có thể rải vải địa kỹ thuật hoặc các lớp ngăn cách có tác dụng chống nước hoặc đất xâm nhập từ dưới lên.
Các lớp mặt đường gồm có một vài lớp cấu trúc mà chúng thực hiện các chức năng khác nhau. ỏ trong các đường người ta phân biệt thành các lớp trên cùng và các lớp dưới cùng là nền móng đường gồm nền đường thiên nhiên và nền nhân tạo. Lớp mặt đường trên cùng tiếp nhận trực tiếp các tải trọng từ những bánh xe của máy bay, chúng chịu các tác động của những yếu tố khí quyển, bị các tác động nhiệt và của khí động học do các tia lửa phụt ra từ các động cơ phản lực. Nó cần phải ổn định, bền vững, phụ thuộc vào kết cấu của lớp trên cùng, mà mặt đường cứng còn được người ta phân nhỏ thành mặt đường bêtông, bêtông lưới thép, bêtông cốt thép, bêttông dự ứng lực liền khối. Mặt đường lắp ghép từ các tấm có dự ứng lực trước được sản xuất từ nhà máy.
Nền đường nhân tạo là phần chịu lực của kết cấu nó đảm bảo việc truyền ứng suất tới nền đất cùng với tầng trên cùng.
Trong nền đường nhân tạo có thể có các lớp phụ bổ sung bằng đá dăm sỏi, cát và các vật liệu địa phương khác, chúng đồng thời cũng thực hiện các chức năng, vai trò của các lớp thoát nước, lớp bảo vệ băng giá lạnh, lớp chống tích đọng, đổ nước bùn và lớp ngăn cách giai đoạn mao dẫn.
Nền đường đất thiên nhiên là nền đường đất lót đệm bên dưới bằng các vật liệu địa phương hay bằng vật liệu được đưa đến, chúng tiếp nhận các tải trọng mà chính chúng được truyền qua lớp trên cùng của mặt đường và qua nền đường nhân tạo. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ lượng chứa nước. ở trong mặt đường cứng sẽ sinh ra các lực kéo căng, ứng suất nén và ứng suất uốn mà chúng sẽ gây nên sự nứt của các tấm. Để làm giảm đi các ứng suất lực này và để đề phòng sự nứt ra thì người ta đẫ phân chia các mặt đường bêtông, bêtông lưới thép và mặt đường bêtông cốt thép thành ra các tấm riêng biệt có hình dạng chữ nhật bằng các khe, dọc ,ngang. Các khe ở trong mặt đường đƣợc xây dựng, bố trí theo kiểu hình thức khe co hay khe dãn.
Các khe co tạo ra cho các tấm giảm bớt các kích thước của mình, tức là có khả năng tự co hẹp lại khi có độ ngót của bêtông trong quá trình hoá rắn. và khi giảm nhiệt độ ,các khe dãn khi tăng nhiệt độ hay khi có sự tăng lên về độ ẩm ướt của bêtông. Dựa theo kiểu hình thức các khe co , người ta bố trí các khe nằm dọc, ngang, các khe dãn đƣợc ta áp dụng ở những nơi tiếp nối của các thành phần này. Bộ phận thuộc các công trình sân bay đối với những thành phần khác khi ta thay đổi độ dày của các phần. Bộ phận tiếp nối mặt đường ở trong các phạm vi giới hạn của công trình (Thí dụ khi ta đổ dải bêtông. Trước đây người ta bố trí các khe dãn là từ 40 – 90m. Song vào những năm gần đây người ta đã bỏ chúng đi vì việc bố trí, xây dựng chúng
làm suy yếu đi đáng kể mặt đường và khi khai thác sử dụng chúng lâu dài.
Chúng không thực hiện hoàn thành đƣợc các chức năng của mình.
Để nhằm làm giảm bớt đi sự ảnh hưởng của các khe co và khe nở dẫn đến làm giảm khả năng chịu tải của mặt đường, người ta dự tính trước các chỗ nối ghép để phân chia tải trọng mà nó nằm ở khe mạch . ảnh hưởng đến các tấm bên cạnh hay tới sự tăng cường những bộ phận mép biên của các tấm bằng cốt, sườn thép.
Người ta đưa ra hai yêu cầu đối với các mối ghép nối tiếp là:
Chúng cần phải cho phép chuyển dịch nằm ngang các tấm khi có các biến dạng nhiệt độ nhƣ bị co ngót vào mùa động, nở rộng ra vào mùa hè. Không cho phép có sự dịch chuyển thẳng đứng ,cắt ngang tương hỗ lẫn nhau của các tấm tiếp giáp hay liền bên cạnh khi có tác động của máy bay. Tức là chúng cần phải đảm bảo đƣợc sự truyền đi một phần tải trọng từ một tấm này sang tấm khác. ở trong tất cả các khe mạch thông thường người ta xem xét, dự tính trước các mối ghép nối là nối ghép mối bằng thanh truyền lực hay bằng mộng.
Các nền đường nhân tạo nằm dưới mặt đường cứng được người ta xây dựng bằng các chất dính kết vô cơ hay hữu cơ, hoặc khi các nền móng đường bằng đất sét, á sét, các á sét pha bụi và á sét nặng, hoặc là cát pha bụi.
Khi có các mạch nước ngầm ở một mức độ cao chứa ở hông kết cấu (cấu trúc nền móng đường thì người ta bố trí các lớp thoát nước làm từ các vật liệu lọc tốt)
Chiều dày của các lớp thoát nước làm bằng cát loại trung bình và cát có cỡ hạt to thì người ta áp dụng từ 0,15 đến 0,50m. Khi xây dựng nền đường làm bằng các vật liệu có cỡ hạt to mà chúng đựơc rải trực tiếp lên nền đường bằng đất sét, á sét và đất pha bụi thì ta cần phải xem xét, dự tính trước đến một lớp xen giữa lớp kẹp cách ly về điện nhiệt nó loại trừ xâm nhập xuyên qua của đất khi nó bị thêm ẩm ƣớt vào trong lớp của vật liệu có cỡ hạt
to. Người ta xếp đặt lớp xen giữa làm bằng cát, xỉ, đất tự nhiên, nó được gia cố bằng chất kết dính hay vật liệu khác mà nó không đƣợc chuyển sang trạng thái dẻo khi bị thêm ẩm ướt. Người ta chấp nhận áp dụng độ dày của lớp không được nhỏ hơn kích thước của các hạt vật liệu lớn nhất nhưng không đựơc nhỏ hơn 5 cm.
Các nền đường nhân tạo mà chúng được xây dựng ở trên những đoạn đường có các lớp nền đường đất chúng bị phình ra thì có các đặc đỉêm riêng của mình. Người ta có thể tạo điều kiện thúc đẩy việc ngăn ngừa, phòng bị phình vỡ của nền đường đất ở các vùng khí hậu vẽ đường thuộc cấp II và cấp III với những điều kiện bất lợi về độ thấm ẩm ƣớt bằng các biện pháp sau đây: Phải nâng lên độ cao cần thiết đối với lòng của mặt đường lên trên mức các mạch nước ngầm. Sử dụng cac nền đường đất mà chúng không bị nở trương, không phình ra về mùa đông và không bị giảm bớt sức bền chịu tải vào mùa xuân nhƣ cuả cát, sỏi, xỉ, dá dăm.
Các vật liệu chính để cho các mặt đường cứng đó là bêtông và cốt thép. Bêtông là nền tảng của mặt đường cứng và các đặc điểm của nó ở một mức độ đáng kể, xác định đƣợc các đặc điểm và chất lƣợng của mặt đường. Các tính chất đặc thù về khai thác sử dụng mặt đường ở các sân bay, mà chúng ta cần xem xét kỹ khi lựa chọn thành phần bêtông, đó là các tải trọng động học, cường độ mạnh ,lặp đi lặp lại nhiều lần.
Tác động của các tia khí thải xả ra từ các động cơ phản lực, máy bay và của các nhiên liệu, dầu mỡ. Các nhu cầu đòi hỏi cao đối với chất lƣợng của bề mặt đường, các ứng suất rất lớn mà chúng được sinh ra bởi các quá trình nhiệt vật lý ở trong đất của nền đường. Do có diện tích tiếp xúc lớn của các mặt đường với bề mặt của nền đất. Các điều kiện hoạt động rất phức tạp của bêtông ở trongcác mặt đường đã đặt điều kiện cho hàng loạt các yêu cầu cần thiết đối với nó. Bêtông cần phải có độ bền cơ học cao, có độ kín khít lớn,
cần có khả năng biến dạng đủ tốt, chịu đƣợc nhiệt độ thấp. Cần đảm bảo đƣợc sự liên kết các cốt thép ở trong các kết cấu ứng lực trước.
2.3.2.3 Tác động của các tải trọng khai thác và các yếu tố tự nhiên