2.3 CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT
2.3.2.2Cấu tạo mặt đƣờng cứng:
Cấu tạo mặt đƣờng cứng sân bay thƣờng gồm các lớp:
Mặt đƣờng 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 khơng 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 nƣớc hoặc đất xâm nhập từ dƣới lên.
Các lớp mặt đƣờng gồm có một vài lớp cấu trúc mà chúng thực hiện các chức năng khác nhau. ỏ trong các đƣờng ngƣời ta phân biệt thành các lớp trên cùng và các lớp dƣới cùng là nền móng đƣờng gồm nền đƣờng thiên nhiên và nền nhân tạo. Lớp mặt đƣờng 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 đƣờng cứng còn đƣợc ngƣời ta phân nhỏ thành mặt đƣờng bêtông, bêtông lƣới thép, bêtông cốt thép, bêttông dự ứng lực liền khối. Mặt đƣờng lắp ghép từ các tấm có dự ứng lực trƣớc đƣợc sản xuất từ nhà máy.
Nền đƣờng 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 đƣờng nhân tạo có thể có các lớp phụ bổ sung bằng đá dăm sỏi, cát và các vật liệu địa phƣơng khác, chúng đồng thời cũng thực hiện các chức năng, vai trị của các lớp thốt nƣớc, lớp bảo vệ băng giá lạnh, lớp chống tích đọng, đổ nƣớc bùn và lớp ngăn cách giai đoạn mao dẫn.
Nền đƣờng đất thiên nhiên là nền đƣờng đất lót đệm bên dƣới bằng các vật liệu địa phƣơng hay bằng vật liệu đƣợc đƣa đến, chúng tiếp nhận các tải trọng mà chính chúng đƣợc truyền qua lớp trên cùng của mặt đƣờng và qua nền đƣờng nhân tạo. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ lƣợng chứa nƣớc. ở trong mặt đƣờng 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 phịng sự nứt ra thì ngƣời ta đẫ phân chia các mặt đƣờng bêtông, bêtông lƣới thép và mặt đƣờng bêtông cốt thép thành ra các tấm riêng biệt có hình dạng chữ nhật bằng các khe, dọc ,ngang. Các khe ở trong mặt đƣờng 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 thƣớc của mình, tức là có khả năng tự co hẹp lại khi có độ ngót của bêtơng trong q trình hố rắn. và khi giảm nhiệt độ ,các khe dãn khi tăng nhiệt độ hay khi có sự tăng lên về độ ẩm ƣớt của bêtơng. Dựa theo kiểu hình thức các khe co , ngƣời 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 cơng trình sân bay đối với những thành phần khác khi ta thay đổi độ dày của các phần. Bộ phận tiếp nối mặt đƣờng ở trong các phạm vi giới hạn của cơng trình (Thí dụ khi ta đổ dải bêtông. Trƣớc đây ngƣời ta bố trí các khe dãn là từ 40 – 90m. Song vào những năm gần đây ngƣời ta đã bỏ chúng đi vì việc bố trí, xây dựng chúng
làm suy yếu đi đáng kể mặt đƣờng và khi khai thác sử dụng chúng lâu dài. Chúng khơng thực hiện hồn thành đƣợc các chức năng của mình.
Để nhằm làm giảm bớt đi sự ảnh hƣởng của các khe co và khe nở dẫn đến làm giảm khả năng chịu tải của mặt đƣờng, ngƣời ta dự tính trƣớc các chỗ nối ghép để phân chia tải trọng mà nó nằm ở khe mạch . ảnh hƣởng đến các tấm bên cạnh hay tới sự tăng cƣờng những bộ phận mép biên của các tấm bằng cốt, sƣờn thép.
Ngƣời ta đƣa 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. Khơng cho phép có sự dịch chuyển thẳng đứng ,cắt ngang tƣơng 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 thơng thƣờng ngƣời ta xem xét, dự tính trƣớc các mối ghép nối là nối ghép mối bằng thanh truyền lực hay bằng mộng. Các nền đƣờng nhân tạo nằm dƣới mặt đƣờng cứng đƣợc ngƣời ta xây dựng bằng các chất dính kết vơ cơ hay hữu cơ, hoặc khi các nền móng đƣờng bằng đất sét, á sét, các á sét pha bụi và á sét nặng, hoặc là cát pha bụi. Khi có các mạch nƣớc ngầm ở một mức độ cao chứa ở hơng kết cấu (cấu trúc nền móng đƣờng thì ngƣời ta bố trí các lớp thốt nƣớc làm từ các vật liệu lọc tốt)
Chiều dày của các lớp thốt nƣớc làm bằng cát loại trung bình và cát có cỡ hạt to thì ngƣời ta áp dụng từ 0,15 đến 0,50m. Khi xây dựng nền đƣờng làm bằng các vật liệu có cỡ hạt to mà chúng đựơc rải trực tiếp lên nền đƣờng bằng đất sét, á sét và đất pha bụi thì ta cần phải xem xét, dự tính trƣớc 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. Ngƣời ta xếp đặt lớp xen giữa làm bằng cát, xỉ, đất tự nhiên, nó đƣợc gia cố bằng chất kết dính hay vật liệu khác mà nó khơng đƣợc chuyển sang trạng thái dẻo khi bị thêm ẩm ƣớt. Ngƣời ta chấp nhận áp dụng độ dày của lớp khơng đƣợc nhỏ hơn kích thƣớc của các hạt vật liệu lớn nhất nhƣng không đựơc nhỏ hơn 5 cm.
Các nền đƣờng nhân tạo mà chúng đƣợc xây dựng ở trên những đoạn đƣờng có các lớp nền đƣờng đất chúng bị phình ra thì có các đặc đỉêm riêng của mình. Ngƣời ta có thể tạo điều kiện thúc đẩy việc ngăn ngừa, phịng bị phình vỡ của nền đƣờng đất ở các vùng khí hậu vẽ đƣờng 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 đƣờng lên trên mức các mạch nƣớc ngầm. Sử dụng cac nền đƣờng đất mà chúng khơng bị nở trƣơng, khơng phình ra về mùa đơng và khơng 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 đƣờng cứng đó là bêtơng và cốt thép. Bêtông là nền tảng của mặt đƣờng cứng và các đặc điểm của nó ở một mức độ đáng kể, xác định đƣợc các đặc điểm và chất lƣợng của mặt đƣờng. Các tính chất đặc thù về khai thác sử dụng mặt đƣờng ở các sân bay, mà chúng ta cần xem xét kỹ khi lựa chọn thành phần bêtơng, đó là các tải trọng động học, cƣờng 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 đƣờng, các ứng suất rất lớn mà chúng đƣợc sinh ra bởi các quá trình nhiệt vật lý ở trong đất của nền đƣờng. Do có diện tích tiếp xúc lớn của các mặt đƣờng với bề mặt của nền đất. Các điều kiện hoạt động rất phức tạp của bêtông ở trongcác mặt đƣờng đã đặt điều kiện cho hàng loạt các yêu cầu cần thiết đối với nó. Bêtơng 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 trƣớc.