V: vận tốc lu lèn (km/giờ) Giá trị n, n ht đ−ợc xác định căn cứ vào sơ đồ lu lèn.
Mặt đ−ờng quá độ
Mặt đ−ờng quá độ là loại mặt đ−ờng, về tính chất và tính năng mà nói, ở giữa mặt đ−ờng cấp thấp và cấp cao. Nó dễ trở thành mặt đ−ờng cấp cao, sau khi đJ đ−ợc xử lý bề mặt bằng hỗn hợp của vật liệu khoáng chất và chất liên kết hữu cơ (ví dụ láng một lớp nhựa hoặc thảm thêm một lớp bê tông nhựa trên mặt), đồng thời chất l−ợng của nó cũng dễ trở nên không hơn gì mặt đ−ờng cấp thấp nếu thi công không đ−ợc tốt và duy tu bảo d−ỡng không kịp thời.
Mặt đ−ờng quá độ có thể đảm bảo thông xe quanh năm nh−ng không đảm bảo đ−ợc xe chạy với tốc độ cao (không quá 60km/h) và l−u l−ợng xe lớn (không quá 300xe/ngày đêm). Nếu mật độ xe quá nhiều, thì khối l−ợng duy tu bảo d−ỡng lớn, kinh phí bỏ ra vào công tác này tăng, lúc đó sử dụng loại mặt đ−ờng này không kinh tế nữa mà phải chuyển thành mặt đ−ờng cấp cao. Hơn nữa vào mùa m−a, tuy vẫn đảm bảo thông xe nh−ng mặt đ−ờng mau hỏng và mức độ an toàn kém hơn.
Nh−ợc điểm chính của mặt đ−ờng quá độ là độ bằng phẳng kém, bụi nhiều, nhất là vào mùa khô hanh gây mất vệ sinh, mau mòn, dễ phát sinh l−ợn sóng, ổ gà do vật liệu lớp mặt bị bong bật d−ới tác dụng của lực đẩy ngang (lực li tâm, phanh xe) nhất là các đoạn đ−ờng cong, dốc lớn, chỗ giao nhau. Nếu không sửa chữa kịp thời, sẽ ảnh h−ởng tới điều kiện xe chạy (an toàn, tốc độ xe), làm tiêu hao nhiên liệu, hao mòn xăm lốp nhanh, làm hành khách bị mệt mỏi.
Mặt đ−ờng quá độ bao gồm các loại sau: - Mặt đ−ờng đá dăm n−ớc.
- Mặt đ−ờng đá dăm đất kết dính.
- Mặt đ−ờng đá dăm kẹp vữa xi măng (thấm nhập vữa xi măng).
- Mặt đ−ờng cấp phối: cấp phối tự nhiên (cấp phối sỏi ong, cấp phối suối), cấp phối đá dăm, cấp phối đá dăm gia cố xi măng.
- Mặt đ−ờng đất gia cố chất liên kết (vô cơ, hữu cơ). 4.1. Mặt đ−ờng đá dăm n−ớc
4.1.1. Khái niệm.
Mặt đ−ờng đá dăm n−ớc là loại mặt đ−ờng dùng vật liệu đá có c−ờng độ cao, cùng loại, kích cỡ đồng đều, sắc cạnh rải theo nguyên lý đá chèn đá. Do vậy c−ờng độ của mặt đ−ờng đ−ợc hình thành chủ yếu dựa vào lực ma sát trong (chèn móc) giữa các hòn đá đJ đ−ợc lèn chặt với nhau và lực dính kết của bột đá trộn với n−ớc tạo nên. Vì vậy tốt nhất là dùng đá vôi có c−ờng độ cao. Do đó, ng−ời ta còn gọi là mặt đ−ờng đá dăm n−ớc hay đá dăm trắng.
Loại mặt đ−ờng này xuất hiện vào đầu thế kỷ 19, do một kỹ s− ng−ời Anh tên là Macađam thí nghiệm thành công. Sau đó, nó đ−ợc áp dụng ở nhiều n−ớc trên thế giới. Nên để kỷ niệm, ng−ời ta th−ờng gọi mặt đ−ờng này là mặt đ−ờng đá dăm “Macađam”.
Về sau, xuất hiện những loại xe hiện đại, loại mặt đ−ờng này không đáp ứng đ−ợc yêu cầu giao thông ngày càng cao. Nh−ng với mật độ giao thông không lớn (N<300 xe /ng.đêm) kết hợp với công tác duy tu, bảo d−ỡng tốt thì vẫn có thể bảo đảm đ−ợc điều kiện xe chạy đ−ợc tốt và an toàn.
4.1.2. Nguyên lí hình thành c−ờng độ.
C−ờng độ hình thành theo nguyên lý đá chèn đá và bột đá hình thành trong quá trình lu lèn đóng vai trò chất dính kết bề mặt.
4.1.3. Ưu nh−ợc điểm. Ưu điểm:
- C−ờng độ cao, Eđh = 250 – 300MPa
- Tận dụng đ−ợc vật liệu địa ph−ơng nên giá thành hạ.
- Thi công dễ dàng, không đòi hỏi thiết bị thi công phức tạp, đặc chủng nên áp dụng đ−ợc rộng rJi.
- ít bị ảnh h−ởng của ẩm −ớt. Nh−ợc điểm:
- Không chịu đ−ợc tải trọng động (vì làm tròn cạnh đá).
- Đá dễ bị bong bật d−ới tác dụng của lực đẩy ngang của bánh xe, nhất là trên đoạn đ−ờng vòng dốc lớn, đoạn đ−ờng gần chỗ giao nhau (lực đẩy ngang lớn)... Do vậy làm cho mặt đ−ờng hình thành ổ gà, l−ợn sóng. Đặc biệt hiện t−ợng này càng dễ phát sinh vào mùa khô hanh, nắng to. Đây là khuyết điểm lớn nhất của loại mặt đ−ờng này.
- C−ờng độ hình thành nhờ vào việc lu lèn đá đạt độ chặt yêu cầu. Do vậy mặt đ−ờng đá dăm n−ơc rất tốn công lu.
- Yêu cầu về c−ờng độ vật liệu đá rất cao, yêu cầu về kích th−ớc, hình dạng đá phải đồng đều, hình khối, sắc cạnh nên tốn công gia công vật liệu.
áp dụng:
- Do đặc điểm trên nên mặt đ−ờng đá dăm n−ớc rất thích hợp làm tầng móng của mặt đ−ờng.
- Nếu làm lớp mặt phì phải làm lớp láng nhựa lên trên, nh−ng cũng chỉ sử dụng cho đ−ờng cấp 60, 40 trở xuống.
4.1.4. Cấu tạo mặt đ−ờng.
- Chiều dày: chiều dày các lớp đá dăm do thiết kế qui định. Tuy nhiên, để đảm bảo thi công thuận lợi, chiều dày tối thiểu của lớp đá dăm hmin = 8 cm khi làm đặt trên móng chắc và bằng 13-15cm trên móng cát.
- Để đảm bảo lu đ−ợc chặt trong toàn bộ bề dầy lớp đá, chiều dày tối đa của một lớp sau khi đJ lu lèn không quá 15 cm. Khi chiều dày lớp đá lớn hơn giá trị hmax = 15 cm thì phải thi công làm 2 lớp.
- Để tăng độ cứng cho khuôn đ−ờng có thể trồng đá vỉa hai bên, chiều cao đá vỉa qui định là: H = h + (10-15) cm, với h là chiều dày lớp đá dăm n−ớc sau khi lu lèn.
- Độ dốc ngang lòng đ−ờng: vì thuộc loại mặt đ−ờng hở, có độ rỗng lớn nên n−ớc dễ thấm vào. Để thoát n−ớc đ−ợc dễ dàng, nhanh chóng thì lòng đ−ờng phải làm dốc sang hai bên từ 3 - 4 % và nếu cần thiết thì bố trí hệ thống rJnh x−ơng cá.
- Độ dốc ngang của mặt đ−ờng in = 3 %, il = 5 % 4.1.5. Yêu cầu vật liệu.
a) Yêu cầu về chất l−ợng:
- Đá dùng làm mặt đ−ờng đá dăm n−ớc phải có c−ờng độ cao, đều để tránh bị vỡ khi lu lèn.
- Có thể dùng các loại đá: mắc ma, biến chất, trầm tích từ cấp 1 đến cấp 3 để làm mặt đ−ờng có c−ờng độ từ 60 - 120 MPa.
Loại đá Cấp đá Yêu cầu về chất l−ợng
C−ờng độ kháng ép (MPa) Độ mài mòn Deval (%) Đá mắc ma ( granit,
syenit, gabbro, basaite, porphyre,....) 1 2 3 4 1 20 1 00 80 60 Không quá 5 % Không quá 6 % Không quá 8 % Không quá 10 % Đá biến chất ( gneis, quartzite,....) 1 2 3 4 1 20 1 00 80 60 Không quá 5 % Không quá 6 % Không quá 8 % Không quá 10 % Đá trầm tích ( đá vôi, dolamite) 1 2 3 4 1 00 80 60 40 Không quá 5 % Không quá 6 % Không quá 8 % Không quá 10 % Các loại đá trầm tích
khác (sa nham, conglo, merat, schistes,....) 1 2 3 4 1 00 80 60 40 Không quá 5 % Không quá 6 % Không quá 8 % Không quá 10 % b) Yêu cầu về kích cỡ đá.
- Hình dạng: hòn đá phải hình khối, đồng đều, sần sùi, sắc cạnh để bảo đảm khả năng chèn móc tốt nhất giữa các viên đá với nhau tạo lực ma sát lớn
Tên gọi
Cỡ hạt theo bộ sàng tiêu chuẩn lỗ tròn
(mm) Ghi chú
Nằm lại trên sàng Lọt qua sàng Đá dăm tiêu chuẩn:
Đá 4x 6 Đá 5x 7 Đá 6x 8 Đá dăm kích cỡ mở rộng 40 50 60 25 60 70 80 120 Dùng làm vật liệu cơ bản Có thể dùng cho lớp d−ới Đá chèn Đá 20x 40 Đá 10x 20 Đá 5x 10 Cát 20 10 5 0,15 40 20 10 5 Dùng làm vật liệu chèn cho mặt đ−ờng đá dăm n−ớc
Khi chọn kích cỡ đá, phải thoả mJn yêu cầu sau:
+ Căn cứ vào chiều dày thiết kế của lớp định rải. Kích cỡ lớn nhất của đá không đ−ợc v−ợt quá 0.8h (h: chiều dày thiết kế của lớp đá dăm n−ớc) nhằm đảm bảo lu lèn đ−ợc chặt.
+ Nếu áo đ−ờng chỉ có một lớp thì chỉ đ−ợc phép dùng đá dăm tiêu chuẩn. + Nếu có hai lớp trở lên thì:
./ Lớp trên mặt chịu tác dụng trực tiếp của bánh xe: chỉ đ−ợc phép dùng đá dăm tiêu chuẩn.
./ Các lớp d−ới có thể dùng đá dăm kích cỡ mở rộng. - Yêu cầu về chất l−ợng kích cỡ hạt:
+ Hàm l−ợng hòn đá có D > Dmax cũng nh− D < Dmin không quá 10% theo khối l−ợng.
+ L−ợng hạt to quá cỡ (>D+5cm) không quá 3% theo khối l−ợng. + L−ợng hạt nhỏ quá cỡ (<0,63d) không quá 3% theo khối l−ợng. + L−ợng hạt dẹt không quá 10% theo khối l−ợng.
c) Yêu cầu về độ sạch của đá.
Đá dùng làm mặt đ−ờng phải sạch, không đ−ợc lẫn cỏ rác, lá cây. L−ợng bụi sét (xác định bằng ph−ơng pháp rửa) không quá 2 % theo khối l−ợng. L−ợng hạt sét d−ới dạng vón hòn không quá 0.25 % theo khối l−ợng.
d) Qui định về vật liệu chèn:
Vật liệu chèn là vật liệu dùng để bịt kín các kẽ hở còn lại giữa các hòn đá dăm khi đJ lu lèn đến giai đoạn 2. Vật liệu chèn chỉ dùng cho lớp trên mặt. Khi áo đ−ờng gồm nhiều lớp thì các lớp d−ới không phải dùng vật liệu chèn.
Khối l−ợng vật liệu chèn tính ngoài khối l−ợng đá dăm rải. Khối l−ợng này chiếm khoảng 15 - 20 % khối l−ợng đá dăm rải.
Vật liệu chèn gồm có các loại đá: 20x 40, 10x 20, 5x 10 và cát theo tỷ lệ nh− sau: đá 20x 40 : 15% tổng khối l−ợng đá chèn
đá 10x 20 : 15% tổng khối l−ợng đá chèn đá 5x 10 : 20% tổng khối l−ợng đá chèn
cát 0,15-5 : 50% tổng khối l−ợng đá chèn e) Yêu cầu đối với n−ớc dùng thi công:
N−ới t−ới trong các giai đoạn phải là n−ớc sạch, không lẫn bùn rác, lá cây,... 4.1.6. Trình tự thi công.
a) Chuẩn bị lòng đ−ờng.
Lòng đ−ờng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Lòng đ−ờng phải đạt đ−ợc độ chặt cần thiết, phải đúng kích th−ớc hình học (bề rộng, cao độ và độ dốc ngang theo thiết kế).
- Lòng đ−ờng phải bằng phẳng, không có những chỗ lồi lõm gây đọng n−ớc sau này. - Hai thành lòng đ−ờng phải vững chắc. Những biện pháp để đảm bảo thành lòng đ−ờng vững chắc tuỳ theo thiết kế qui định.
- Tr−ờng hợp phải củng cố thành lòng đ−ờng bằng đá vỉa thì phải theo những qui định sau:
+ Đá vỉa chỉ làm cho lớp trên mặt và chiều rộng của đá vỉa không tính vào chiều rộng của mặt đ−ờng.
+ Đá vỉa có thể làm bằng đá hoặc bê tông. Tr−ờng hợp dùng đá thì khối l−ợng đá vỉa có dự trù riêng, không tính vào đá rải mặt đ−ờng.
+ Chiều cao đá vỉa: H = h + (10 -:- 15) cm
+ Khi chôn đá vỉa phải đảm bảo vững chắc, xếp ken khít thành chân khay song song với tim đ−ờng, mặt trên các viên đá vỉa phải bằng đều và đúng cao độ mép mặt đ−ờng.
- Khi rải tăng c−ờng mặt đ−ờng đá dăm cũ, nếu mặt đ−ờng cũ còn tốt và bằng phẳng thì cần làm sạch mặt đ−ờng rồi rải đá mới lên. Nếu mặt đ−ờng cũ nhiều ổ gà và lồi lõm thì cần vá ổ gà và bù vênh hoặc xáo xới lại tr−ớc khi rải mới. Lớp đá dăm cũ xáo xới coi nh− lớp móng đ−ờng, phải đ−ợc san phẳng theo đúng yêu cầu về độ dốc ngang đối với mặt đ−ờng và đ−ợc lu lèn tr−ớc khi rải mới.
- Vấn đề thoát n−ớc lòng đ−ờng: do thiết kế qui định. Trong thi công để đảm bảo cho n−ớc m−a và n−ớc t−ới trong các giai đoạn lu lèn có thể thoát ra khỏi lòng đ−ờng, phải làm rJnh ngang ở hai bên lề đ−ờng. RJnh ngang rộng 30 cm, sâu bằng chiều sâu lòng đ−ờng, độ dốc ra ngoài 5 %. RJnh ngang bố trí so le nhau hai bên lề đ−ờng và cách nhau khoảng 15 m một rJnh. Sau khi thi công xong, các rJnh ngang này phải đ−ợc lấp lại cẩn thận.
b) Vận chuyển vật liệu.
Đá dăm cơ bản và đá chèn th−ờng đ−ợc vận chuyển bằng ô tô tự đổ. Nếu có máy rải thì ô tô đổ trực tiếp vào phễu của máy rải, nếu rải bằng máy san thì đổ thành từng đống một ở lòng đ−ờng hay lề đ−ờng. Để bảo đảm đỡ tốn công san gạt sau này, các đống đá đ−ợc đổ theo một khoảng cách hợp lý tính toán tr−ớc sao cho khi san thì vữa đủ, không phải vận chuyển đá thừa đi chỗ khác hay vận chuyển thêm đá đổ vào.
l = 1 Bh Q (mét) Trong đó: Q: thể tích đá dăm của 1 xe chở đ−ợc (m3)