2.1.2. Cỏc phương phỏp thiết kế bờ tụng đầm lăn
2.1.2.2. Thiết kế thành phần hỗn hợp bờ tụng đầm lăn theo nguyờn lý gia cố đất
Thiết kế thành phần bờ tụng đầm lăn theo nguyờn lý gia cố đất được xõy dựng từ những năm 60. Nguyờn lý gia cố đất coi hỗn hợp bờ tụng đầm lăn như là vật liệu đất hay xi măng đất. Thiết kế cấp phối là dựa trờn quan hệ giữa hàm lượng nước trong đất và độ đầm chặt. Nguyờn lý gia cố đất với nguyờn tắc là đối với một lực đầm lốn nhất định tỡm được một "hàm lượng nước tối ưu". Dựa vào hàm lượng nước tối ưu này, hỗn hợp bờ tụng đầm lăn sau khi đầm cú thể đạt được khối lượng thể tớch khụ lớn nhất. Lực đầm lốn càng lớn, khối lượng thể tớch khụ lớn nhất tăng lờn, hàm lượng nước tối ưu giảm xuống. Nguyờn lý này được sử dụng rộng rói để thiết kế thành phần bờ tụng đầm lăn trong xõy dựng đường ụ tụ.
Thiết kế thành phần bờ tụng đầm lăn theo ACI 325.10R
Trỡnh tự tớnh toỏn thành phần như sau:
- Xỏc định tỷ lệ phối trộn của hỗn hợp cốt liệu thoả món yờu cầu về thành phần hạt. Cấp phối hạt nằm trong giới hạn cho phộp, yờu cầu thành phần hạt cốt liệu đối với bờ tụng đầm lăn cho đường ụ tụ theo ACI 325.10R [50].
- Lựa chọn hàm lượng chất kết dớnh được xỏc định dựa vào cường độ, tuổi thọ yờu cầu của mặt đường và phần trăm khối lượng khụ của cốt liệu, thường lấy khoảng 10 - 17% theo khối lượng của hỗn hợp cốt liệu (khoảng 208- 356 kg/m3 BT).
m8 + mCI. 100 % (2. 9)
Trong đú: mc: khối lượng chất kết dớnh, kg
mCL: Khối lượng cốt liệu khụ đó sấy khụ, kg
CKD: phần trăm của lượng chất kết dớnh, % (thường 10 – 17%)
- Xỏc định khối lượng thể tớch khụ của bờ tụng đầm lăn tương ứng với độ ẩm
của cỏc mẫu theo thớ nghiệm Proctor cải tiến (ASTM D1557 [55]). + Sử dụng hỗn hợp cốt liệu đó xỏc định ở bước 1.
+ Cố định lượng chất kết dớnh ở bước 2.
+ Thay đổi độ ẩm và điều chỉnh thay đổi 0,5%.
W = mB
m8 + mCI. 100 % (2. 10)
Trong đú: mN: khối lượng của nước, kg W: độ ẩm của vật liệu, %
+ Với hầu hết cỏc loại cốt liệu, độ ẩm thường trong khoảng 5 - 8%. + Đầm nộn mẫu thử, xỏc định khối lượng thể tớch khụ.
+ Xỏc định độ ẩm tối ưu: Vẽ đồ thị quan hệ giữa khối lượng thể tớch khụ và độ ẩm của bờ tụng đầm lăn, từ đú vẽ đường cong qua cỏc điểm trờn đồ thị. Độ ẩm đầm nộn tốt nhất là giỏ trị trờn trục hoành ứng với đỉnh của đường cong.
+ Xỏc định hàm lượng khụng khớ: thường lấy là 2%.
+ Dựa trờn hàm lượng nước tớnh toỏn (độ ẩm tối ưu), hàm lượng chất kết dớnh và hàm lượng khụng khớ đó lựa chọn, tớnh thể tớch tuyệt đối và khối lượng của cỏc vật liệu cho 1 đơn vị thể tớch bờ tụng.
-Đỳc mẫu thử để xỏc định cường độ chịu nộn
+ Với mỗi lượng chất kết dớnh, đỳc ớt nhất 3 mẫu thử. Mỗi mẫu thử được đỳc tại độ ẩm tối ưu tương ứng với hàm lượng chất kết dớnh đó chọn.
-Thớ nghiệm cỏc mẫu thử và lựa chọn lượng chất kết dớnh.
+ Kiểm tra mẫu thử để xỏc định cường độ chịu nộn tương ứng với lượng chất kết dớnh đó dựng.
+ Biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ chịu nộn và lượng chất kết dớnh.