4.1.4.1. Đo đạc theo dừi diễn biến vết nứt sau khi thi cụnga. Trong 24 giờ đầu sau khi thi cụng a. Trong 24 giờ đầu sau khi thi cụng
- Hiện tượng nứt sớm trờn bề mặt lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế xuất hiện trong khoảng thời gian 24 giờ sau khi thi cụng xong. Vết nứt rất đa dạng gồm: theo phương dọc, phương ngang và phương xiờn. Kớch thước về chiều dài, chiều sõu của vết nứt tại những chỗ cốt liệu phõn bố khụng đều, lu khụng đều khụng lớn nhưng ngoằn nghốo, rạn chõn chim, chiều rộng nhỏ hơn 1mm. Tại những chỗ cốt liệu phõn bố đồng đều trờn bề mặt lớp đường, khụng bị phõn tầng khi san rải thỡ chỗ đú ớt xuất hiện vết nứt, bề mặt mịn, bằng phẳng.
b. Trong khoảng từ 24 giờ đến 72 giờ sau khi thi cụng
- Hiện tượng nứt trờn bề mặt lớp bờ tụng đầm lăn vẫn cú xu hướng tăng lờn nhưng khụng rừ rệt. Riờng độ mở rộng vết nứt gần như khụng tăng so với thời điểm 24h. Quan sỏt bằng mắt thường, vết nứt trờn bề mặt cú mật độ mau, thưa khỏc nhau và độ mở rộng vết nứt cũng khỏc nhau.
a. Bề mặt sau 24h thi cụng b. Bề mặt sau 72h thi cụng Hỡnh 4-21. Bề mặt đoạn đường thử nghiệm
c. Nhận xột, đỏnh giỏ
- Vết nứt trờn lớp mặt bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế phỏt triển theo thời gian cả về mật độ, độ dài và độ mở rộng vết nứt. Tuy nhiờn sau khi bảo dưỡng biện phỏp phun nước làm ẩm ướt mặt bờ tụng để dưỡng hộ đặc biệt khi trời nắng núng, cắt khe co theo quy định thỡ cỏc vết nứt lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế phỏt triển chậm hơn, độ mở rộng vết nứt khụng tăng đỏng kể.
4.1.4.2. Cụng tỏc kiểm tra nghiệm thu đoạn đường thử nghiệm
Cụng tỏc kiểm tra về kớch thước hỡnh học, độ bằng phẳng và độ chặt của kết cấu ỏo đường được tiến hành theo cỏc tiờu chuẩn hiện hành. Độ bằng phẳng của đoạn đường thử nghiệm trỡnh bày trong Bảng 4-8.
Khe hở <3m m 3 - 5mm 5 - 7mm 7 - 10mm 10 - 15mm 15 - 20mm >20mm Lý trỡnh Sau khi thi cụng 1 thỏng
Tỷ lệ khe (%)
82,4 10,5 0 0 0 0 0 Km0+5
78,6 8,2 0 0 0 0 0 Km0+15
Sau khi thi cụng 12 thỏng
Tỷ lệ khe (%)
74,3 11,2 0 0 0 0 0 Km0+5
67,7 9,5 0 0 0 0 0 Km0+15
Độ bằng phẳng của mặt đường theo phương dọc cú suy giảm theo thời gian nhưng vẫn đảm bảo theo yờu cầu theo TCVN 8864:2011 [7].
4.1.4.3. Thớ nghiệm cỏc chỉ tiờu kỹ thuật của đoạn đường thử nghiệm
Tiến hành khoan lấy mẫu ở cỏc ngày 7, 14 và 28 ngày xỏc định cỏc đặc tớnh kỹ thuật của đoạn đường dựng lớp mặt BTĐL sử dụng cốt liệu cào búc từ bờ tụng nhựa cũ. Sử dụng khoan cú đường kớnh 150mm, chiều dài đến hết lớp kết cấu ỏo đường. Mỗi lần thực hiện khoan 10 mẫu (03 mẫu thớ nghiệm cường độ chịu nộn, 03 mẫu thớ nghiệm cường độ ộp chẻ, 03 mẫu thớ nghiệm mụ đun đàn hồi, 01 mẫu dự phũng). Đo kiểm tra mẫu bằng thước thộp, ghi lại chiều cao, đường kớnh của mẫu khoan theo Quyết định số 4452/QĐ-BGTVT.
Hỡnh 4-22. Cụng tỏc khoan mẫu BTĐL sử dụng CLTC ngoài hiện trường
a. Thớ nghiệm xỏc định cường độ chịu nộn
Thớ nghiệm xỏc định cường độ chịu nộn của bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế được tiến hành trờn 9 mẫu thử ở 7, 14 và 28 ngày tuổi.
Hỡnh 4-23. Thớ nghiệm xỏc định cường độ chịu nộn của mẫu khoanKết quả thớ nghiệm xỏc định cường độ chịu nộn được trỡnh bày trong Bảng 4-9. Kết quả thớ nghiệm xỏc định cường độ chịu nộn được trỡnh bày trong Bảng 4-9.
Bảng 4-9. Kết quả cường độ chịu nộn ở 7, 14 và 28 ngày của mẫu khoan
Mẫu khoan Cường độ chịu nộn (MPa)
7 ngày 14 ngày 28 ngày
1 12,57 16,17 17,75 2 12,88 16,48 17,89 3 12,56 16,07 17,68 Xtb 12,67 16,24 17,77 S 0,18 0,21 0,11 Cv 1,44 1,32 0,60
Hỡnh 4-24. Biểu đồ cường độ chịu nộn của mẫu khoan
Kết quả cường độ chịu nộn của mẫu khoan phỏt triển theo thời gian phản ỏnh giống như quy luật kết quả thử nghiệm trong phũng thớ nghiệm.
Cường độ chịu nộn của mẫu phỏt triển nhanh trong 7 ngày đầu. Trị số kết quả cường độ chịu nộn mẫu khoan thử nghiệm hiện trường ở độ tuổi 28 ngày = 17,77 MPa < 18,48 MPa nhưng vẫn đảm bảo yờu cầu kỹ thuật.
Thớ nghiệm xỏc định cường độ ộp chẻ của mẫu khoan bờ tụng đầm lăn được được tiến hành trờn 9 mẫu thử ở cỏc ngày tuổi 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày.
Hỡnh 4-25. Thớ nghiệm xỏc định cường độ ộp chẻ của mẫu khoan- Kết quả cường độ ộp chẻ của mẫu khoan được trỡnh bày trong Bảng 4-10. - Kết quả cường độ ộp chẻ của mẫu khoan được trỡnh bày trong Bảng 4-10.
Bảng 4-10. Kết quả cường độ ộp chẻ ở 7, 14 và 28 ngày của mẫu khoan
Mẫu TN Cường độ ộp chẻ (MPa)
7 ngày 14 ngày 28 ngày
1 1,26 1,59 1,75 2 1,27 1,65 1,77 3 1,16 1,45 1,59 Xtb 1,23 1,56 1,70 S 0,06 0,10 0,10 Cv 4,95 6,56 5,79
Hỡnh 4-26. Biểu đồ cường độ ộp chẻ của mẫu khoan
Kết quả cường độ ộp chẻ của mẫu khoan phỏt triển theo thời gian phản ỏnh giống như quy luật kết quả thử nghiệm trong phũng thớ nghiệm.
độ ộp chẻ mẫu khoan thử nghiệm hiện trường ở độ tuổi 28 ngày = 1,70 MPa < 1,78 MPa nhưng vẫn đảm bảo yờu cầu kỹ thuật.
c. Thớ nghiệm xỏc định mụ đun đàn hồi
Thớ nghiệm xỏc định mụ đun đàn hồi của mẫu khoan bờ tụng đầm lăn được tiến hành trờn 9 mẫu ở cỏc ngày tuổi 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày.
Hỡnh 4-27. Thớ nghiệm xỏc định mụ đun đàn hồi của mẫu khoan- Kết quả mụ đun đàn hồi của mẫu khoan được trỡnh bày trong Bảng 4-11. - Kết quả mụ đun đàn hồi của mẫu khoan được trỡnh bày trong Bảng 4-11.
Bảng 4-11. Kết quả mụ đun đàn hồi ở 7, 14 và 28 ngày của mẫu khoan
Mẫu TN Mụ đun đàn hồi (GPa)
7 ngày 14 ngày 28 ngày
1 15,96 21,05 23,13 2 16,25 21,59 23,21 3 16,41 20,92 23,11 Xtb 16,21 21,18 23,15 S 0,23 0,35 0,05 Cv 1,41 1,67 0,22
giống như quy luật kết quả thử nghiệm trong phũng thớ nghiệm. Mụ đun đàn hồi của mẫu phỏt triển mạnh trong 7 ngày. Trị số kết quả mụ đun đàn hồi của mẫu khoan thử nghiệm hiện trường ở độ tuổi 28 ngày = 23150 MPa < 23250 MPa nhưng vẫn đảm bảo yờu cầu kỹ thuật
4.1.5. Nhận xột, đỏnh giỏ đoạn đường thử nghiệm
- Đoạn đường thử nghiệm được khởi cụng vào 20/2/2019 và hoàn thiện vào ngày 27/02/2019. Đoạn đường thử nghiệm được thi cụng và nghiệm thu theo đỳng cỏc yờu cầu và trỡnh tự được quy định theo cỏc tiờu chuẩn xõy dựng đường ụ tụ hiện hành. Đõy là đoạn đường phục vụ cho việc chuyờn chở vật tư mỏy múc thiết bị phục vụ thi cụng dự ỏn chỉnh trang hồ điều hoà trong khuụn viờn trường ĐH CN GTVT. Trong suốt quỏ trỡnh khai thỏc, đoạn đường thường xuyờn cú nhiều xe tải chở vật liệu, mỏy múc qua lại.
Hỡnh 4-29. Đoạn đường từ khi xõy dựng và sau hơn 3 năm sử dụng
Từ những kết quả thớ nghiệm hiện trường của đoạn đường sử dụng lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu cào búc từ bờ tụng nhựa cũ, cú thể đưa ra một số nhận xột sau:
- Đoạn đường thử nghiệm đó đỏp ứng cỏc yờu cầu kỹ thuật theo tiờu chuẩn xõy dựng đường ụ tụ Việt Nam hiện hành. Sau hơn 3 năm khai thỏc sử dụng, đoạn đường vẫn nguyờn vẹn, khụng cú dấu hiệu bị hư hỏng. Với cỏc kết quả thớ nghiệm của cỏc mẫu khoan lấy từ đoạn đường thử nghiệm, đồng thời so sỏnh với cỏc yờu cầu kỹ thuật thỡ đoạn đường thử nghiệm dựng bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế cú thể làm mặt đường giao thụng cấp thấp.
- Đối với phõn đoạn cú cắt khe giả: Sau khi đó cắt khe, khụng thấy xuất hiện thờm vết nứt và những vết nứt đó cú từ trước khụng mở rộng thờm. Với những đoạn khụng cắt khe giả, độ mở rộng vết nứt trờn bề mặt của lớp BTĐL sử dụng cốt liệu cào búc từ bờ tụng nhựa cũ cú xu hướng phỏt triển nhưng độ mở rộng vết nứt cũng khụng quỏ 2,0 mm, mật độ vết nứt cũng khụng tăng.
4.2.Nghiờn cứu đề xuất một số kết cấu ỏo đường và phạm vi ỏp dụng lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu cào búc từ bờ tụng nhựa cũ
Với cỏc kết quả nghiờn cứu thớ nghiệm trong phũng và xõy dựng đoạn đường thực nghiệm, tiếp tục nghiờn cứu cơ sở khoa học và thực tiễn đề xuất cỏc dạng kết cấu mặt đường điển hỡnh dựng lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu cào búc từ bờ tụng nhựa cũ đảm bảo cỏc yờu cầu kỹ thuật, giảm thiểu cỏc tỏc động mụi trường, tận dụng được nguồn vật liệu phế thải và tiết kiệm nguồn tài nguyờn.
Đề xuất kết cấu mặt đường hợp lý, cỏc nghiờn cứu đi theo trỡnh tự sau:
- Dựa vào lý thuyết thiết kế, cấu tạo mặt đường, cỏc bỏo cỏo địa chất, vật liệu xõy dựng, trỡnh độ cụng nghệ thi cụng, khả năng khai thỏc sử dụng, điều kiện duy tu bảo dưỡng,… để thiết kế cấu tạo, đề xuất cỏc phương ỏn kết cấu mặt đường.
- Dựng cỏc phương phỏp tớnh toỏn phự hợp với cỏc yờu cầu về cường độ của cỏc kết cấu đó đề xuất.
- Phõn tớch kết cấu mặt đường về kỹ thuật, kinh tế và cụng nghệ thi cụng. - Đưa ra cỏc mụ hỡnh kết cấu điển hỡnh.
- Sử dụng và theo dừi kết cấu để tổng kết và đỏnh giỏ.
4.2.1. Nguyờn tắc đề xuất và phạm vi ỏp dụng kết cấu mặt đường
- Kết cấu mặt đường hợp lý được đề xuất phải đảm bảo lựa chọn vật liệu phự hợp, bố trớ đỳng vị trớ và chức năng để phỏt huy tối đa ưu điểm từng loại vật liệu.
- Việc sử dụng và lựa chọn vật liệu phải xột đến cỏc điều kiện khỏc cú liờn quan: cụng nghệ thi cụng, kết cấu truyền thống, tận dụng vật liệu địa phương, điều kiện khai thỏc duy tu bảo dưỡng,…
- Để sử dụng hợp lý kết cấu mặt đường cú lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế cần phải phõn tớch cỏc yờu cầu về cấu tạo, phương phỏp thiết kế kết cấu phự hợp với điều kiện khớ hậu, địa chất và lưu lượng xe.
4.2.1.1. Nguyờn tắc đề xuất kết cấu mặt đường
a. Dựa vào kết cấu truyền thống đang sử dụng trong khu vực
Trờn cơ sở phõn tớch một số kết cấu đó, đang dựng trong xõy dựng mặt đường tại cỏc dự ỏn Việt Nam, đồng thời tỡm hiểu nguồn cung cấp vật liệu, đưa ra kết cấu dựng lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế phự hợp với cấp đường.
b. Khả năng thi cụng và điều kiện duy tu bảo dưỡng
- Phự hợp với cụng nghệ thi cụng và khả năng cung cấp vật liệu. - Đảm bảo dễ duy tu bảo dưỡng, dễ nõng cấp sửa chữa.
- Đảm bảo cú thể thực hiện phõn kỳ đầu tư.
c. Giỏ thành đầu tư xõy dựng hợp lý
- Giỏ thành xõy dựng kết cấu phụ thuộc vào cỏc loại vật liệu cũng như giải phỏp thi cụng, khai thỏc duy tu bảo dưỡng và cỏc tỏc động khỏc. Theo mỗi yờu cầu thiết kế đặt ra đề xuất 3 - 4 kết cấu cú khả năng đỏp ứng yờu cầu đú.
- Cỏc kết cấu sử dụng cốt liệu tỏi chế ngoài giảm chi phớ xõy dựng cũn giảm tỏc động xấu đến mụi trường, tiết kiệm tài nguyờn thiờn nhiờn.
4.2.1.2. Phạm vi ỏp dụng kết cấu mặt đường
Từ phõn tớch cỏc chỉ tiờu kỹ thuật, cụng nghệ thi cụng kiến nghị phạm vi ỏp dụng của cỏc kết cấu mặt đường sử dụng lớp BTĐL sử dụng cốt liệu tỏi chế như sau:
- Làm lớp múng đường cao tốc, đường cấp cao,...
- Làm lớp mặt cho đường giao thụng nụng thụn, đường nội bộ, bói đỗ xe,...
4.2.2. Lựa chọn phương phỏp thiết kế kết cấu mặt đường
Mỗi phương phỏp thiết kế kết cấu ỏo đường gồm cỏc nội dung chủ yếu sau:
- Thiết kế cấu tạo kết cấu ỏo đường: lựa chọn và bố trớ hợp lý cỏc lớp vật liệu phự hợp với chức năng và yờu cầu của cỏc tầng, lớp ỏo đường.
- Tớnh toỏn kiểm tra cường độ chung: mỗi lớp kết cấu ỏo đường xỏc định bề dày và cường độ theo cỏc tiờu chuẩn giới hạn cho phộp.
- Tớnh toỏn, thiết kế tỷ lệ phối hợp cỏc thành phần cốt liệu, tỷ lệ phối hợp giữa cốt liệu với chất kết dớnh cho mỗi loại hỗn hợp rồi kiểm tra cỏc đặc trưng cơ học để đưa ra yờu cầu cụ thể đối với vật liệu sử dụng cho mỗi lớp kết cấu.
- Đề xuất lựa chọn cỏc phương phỏp thiết kế kết cấu ỏo đường đó và đang được sử dụng phổ biến hiện nay ở Việt Nam cú xột đến hội nhập giữa cỏc quốc gia trong khu vực.
4.2.2.1. Đối với kết cấu mặt đường mềm, mặt đường nửa cứng
- Tiờu chuẩn 22TCN 211-06 [2].
4.2.2.2. Đối với kết cấu mặt đường cứng
- Quyết định 3230/QĐ-BGTVT [10] “Quy định tạm thời về thiết kế mặt đường BTXM thụng thường cú khe nối trong xõy dựng cụng trỡnh giao thụng”
- Quyết định số 4451/QĐ-BGTVT [11] “Quy định tạm thời về thiết kế mặt đường bờ tụng đầm lăn trong xõy dựng cụng trỡnh giao thụng”.
Mỗi phương phỏp thiết kế cú những nguyờn tắc, thụng số đầu vào như tải trọng, vật liệu, nền đất, khớ hậu khỏc nhau. Luận ỏn khụng đi sõu vào phõn tớch, tớnh toỏn cụ thể cho cỏc kết cấu mà chỉ đề xuất cỏc kết cấu điển hỡnh cú lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế và xỏc định cỏc thụng số kỹ thuật của lớp BTĐL đú.
4.2.3. Giải phỏp chống nứt phản ỏnh cho lớp BTĐL sử dụng cốt liệu tỏi chế
Khi kết cấu ỏo đường mềm cấp cao A1 dựng lớp múng bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế, cần phải ỏp dụng giải phỏp chống nứt phản ỏnh từ lớp bờ tụng đầm lăn đú lờn lớp bờ tụng nhựa phớa trờn. Cú hai giải phỏp chống nứt phản ỏnh thường được ỏp dụng, đú là sử dụng lớp SAMI và tạo đường nứt trước bằng cắt khe giả cho lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế.
4.2.3.1. Giải phỏp sử dụng lớp SAMI
Lớp SAMI cú thể được làm từ hỗn hợp đỏ nhựa trộn trước (dạng vữa nhựa) hoặc hỗn hợp đỏ nhựa thi cụng tại chỗ (dạng lỏng nhựa) với chiều dày khoảng 2,0 cm. Cú thể sử dụng cỏc tiờu chuẩn vật liệu và cụng nghệ sau đõy để tạo lớp SAMI đối với kết cấu ỏo đường mềm cấp cao cú sử dụng lớp múng bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế.
- Lớp lỏng nhựa một hoặc hai lớp theo TCVN 8863:2011 [6] hoặc theo TCVN 9505:2012 [9];
- Lớp vữa nhựa Microsurfacing – Macro Seal.
4.2.3.2. Giải phỏp tạo đường nứt trước bằng cỏch cắt khe giả
Sau khi thi cụng xong lớp bờ tụng đầm lăn sử dụng cốt liệu tỏi chế, tạo cỏc khe giả theo chiều ngang vệt rải bằng mỏy cắt bờ tụng với quy cỏch như sau:
- Khoảng cỏch giữa cỏc khe giả phụ thuộc vào chiều dày; kớch cỡ đỏ dăm và tỷ lệ xi măng dựng trong hỗn hợp; nhiệt độ thi cụng… Khuyến cỏo khoảng cỏch giữa cỏc khe giả trong khoảng 5 - 8m.
- Chiều sõu cắt khe giả khụng nhỏ hơn 1/4 chiều dầy lớp BTĐL sử dụng cốt liệu tỏi chế. Chiều rộng cắt khe giả trong khoảng từ 3mm đến 6mm.