CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẾ THẢI XÂY DỰNG TÁI CHẾ
2.2. Vật liệu sử dụng và các yêu cầu kỹ thuật của kết cấu nền móng đường
Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô, [10] các loại vật liệu sử dụng cho các lớp kết cấu móng đường và các yêu cầu cơ bản được nêu trong Bảng 2.1.
Theo quy trình thi công và nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm trong kết cấu áo đường ô tô, [11]. Lớp móng trên và lớp móng dưới của kết cấu áo đường ôtô thường sử dụng vật liêu cấp phối đá dăm (CPĐD).
CPĐD dùng làm lớp móng trong kết cấu áo đường ô tô có 2 loại sau:
- CPĐD loại I: Toàn bộ cốt liệu của loại này (kể cả cỡ hạt nhỏ và hạt mịn) đều là cấp phối cốt liệu khoáng nghiền mà tất cả các cỡ hạt được nghiền từ đá nguyên khai, mức độ bị bám đất bẩn không đáng kể lẫn đá phong hoá và không hữu cơ. CPĐD loại I được sử dụng làm lớp móng trên và móng dưới, trên cơ sở xem xét yếu tố kinh tế, kỹ thuật của kết cấu áo đường mềm có tầng mặt loại A1, A2 theo “Quy trình thiết kế áo đường mềm”, [12].
- CPĐD loại II: là cấp phối cốt liệu khoáng được nghiền từ đá nguyên khai hoặc sỏi cuội, trong đó cỡ hạt nhỏ hơn 2.36 mm có thể là khoáng vật tự nhiên không nghiền nhưng khối lượng không vượt quá 50% khối lượng CPĐD. Khi CPĐD được nghiền từ sỏi cuội thì các hạt trên sàng 9.5 mm ít nhất 75% số hạt có từ hai mặt vỡ trở lên. CPĐD loại II được sử dụng làm lớp móng dưới của kết cấu áo đường có tầng mặt loại A1 và làm lớp móng trên cho tầng mặt loại A2 hoặc B1 theo [12, 13]
Bảng 2.1. Chọn vật liệu sử dụng cho lớp móng đường. [12]
Lớp vật liệu làm móng
Vị trí móng Loại tầng mặt Điều kiện sử dụng
Cấp phối đá Móng trên Cấp cao A1, Nếu dùng làm lớp móng
dăm loại I (22 TCN 334-06)
Móng dưới A2
Cấp cao A1
trên thì cỡ hạt lớn nhất Dmax ≤ 25mm và bề dày tối thiểu là 15cm (khi số
trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong 15 năm nhỏ hơn
0,1.106 thì tối thiểu dày 10cm)
Cấp phối đá dăm nghiền loại II (22 TCN
334 -06)
Móng trên Móng dưới
Cấp cao A1 Cấp cao A2 và
Cấp thấp B1
Nếu dùng làm lớp móng trên thì Dmax=25mm;
Nếu dùng làm lớp bù vênh thì Dmax=19mm Cấp phối thiên
nhiên (22TCN 304 - 03)
Móng dưới Móng trên Móng trên
(mặt) Và móng dưới
Cấp cao A1, A2 Cấp cao A2 Cấp thấp B1,
B2
Như quy định ở 22 TCN 304 - 03
Đá dăm nước (22 TCN 06 -
77)
Móng dưới Móng trên
(mặt)
Cấp cao A2 Cấp thấp B1,
B2
Phải có hệ thống rãnh xương cá thoát nước trong quá trình thi công và cả sau
khi đưa vào khai thác nếu có khả năng thấm nước vào
lớp đá dăm; Nên có lớp ngăn cách (vải địa kỹ thuật) giữa lớp móng đá dăm nước với nền đất khi
làm móng có tầng mặt cấpcao A2; Không được dùng loại kích cỡ mở rộng
trong mọi trường hợp.
Bê tông nhựa rỗng theo 22 TCN 249; hỗn
hợp nhựa trộn nguội, lớp thấm
nhập nhựa (22 TCN 270)
Móng trên Móng trên
(mặt)
Cấp cao A1 Cấp cao A2
Với các loại hỗn hợp cuội sỏi, cát, trộn nhựa nguội hiện chưa có tiêu chuẩn
Ngành.
Cấp phối đá (sỏi cuội) gia
cố xi măng theo 22TCN 245; cát gia cố ximăng theo 22
TCN 246
Móng trên Móng trên
(mặt)
Cấp cao A1 Cấp cao A2
Cỡ hạt lớn nhất được sử dụng là 25mm Cường độ yêu cầu của cát
gia cố phải
tương ứng với yêu cầu đối với móng
trên
Đất, cát, phế liệu công nghiệp (xỉ lò cao, xỉ than,tro
bay…) gia cố chất liên kết vô cơ, hữu cơ hoặc gia cố
tổng hợp
Móng trên (mặt) Móng dưới
Cấp cao A2 Cấp cao A1 và
A2
Trường hợp gia cố chất kết dính vô cơ
có thể tuân thủ 22 TCN 81- 84;
Các trường hợp gia cố khác hiện chưa
có tiêu chuẩn ngành
Đất cải thiện, gạch vỡ, phế
thải công nghiệp (xỉ lò
trộn đất).
Móng dưới Cấp thấp B1, B2
Tỷ lệ vật liệu hạt có kích cỡ lớn hơn 4.75mm cần chiếm trên 50% khối
lượng
2.2.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đối với CPĐD loại I và loại II:
Thành phần hạt của vật liệu CPĐD được quy định tại Bảng 2.2. Việc lựa chọn loại CPĐD (theo cỡ hạt danh định lớn nhất D) phải căn cứ vào chiều dày thiết kế của lớp móng và phải được chỉ rõ trong hồ sơ thiết kế kết cấu áo đường và chỉ dẫn kỹ thuật của công trình:
- Cấp phối loại Dmax= 37.5 mm thích hợp dùng cho lớp móng dưới;
- Cấp phối loại Dmax = 25 mm thích hợp dùng cho lớp móng trên;
- Cấp phối loại Dmax = 19 mm thích hợp dùng cho việc bù vênh và tăng cường trên các kết cấu mặt đường cũ trong nâng cấp, cải tạo.
Bảng 2.2. Thành phần hạt của cấp phối đá dăm, [13]
Kích cỡ mắt sàng vuông, (mm)
Tỷ lệ lọt sàng % theo khối lượng
Dmax=37,5 mm Dmax= 25 mm Dmax= 19 mm
50 100 - -
37.5 95-100 - -
25 - 79-90 100
19 58-78 67-83 90-100
9.5 39-59 49-64 58-73
4.75 24-39 34-54 30-45
2.36 15-30 25-40 39-59
0.425 7-19 12-24 13-27
0.075 2-12 2-12 2-12
Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của vật liệu CPĐD được quy định tại Bảng 2.3.
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của vật liệu CPĐD, [13]
STT Chỉ tiêu kỹ thuật Cấp phối đá dăm Phương pháp thí nghiệm Loại I Loại II
1 Độ hao mòn Los Angeles của cốt liệu (LA), %
≤35 ≤40 22TCN 318:04
2 Chỉ số sức chịu tải CBR tại độ chặt K98, ngâm nước 96 giờ, %
≥100 Không quy định
22TCN 332:06
3 Giới hạn chảy (Wt), % ≤25 ≤35 AASHTO T89:02
4 Chỉ số dẻo (Ip), % ≤6 ≤6 AASHTO T90:02
5 Chỉ số PP= Chỉ số dẻo Ip x lượng lọt sàng 0.075mm
≤45 ≤60
6 Hàm lượng hạt thoi dẹt, % ≤15 ≤15 TCVN 7572: 06 7 Độ chặt đầm nén (Kyc), % ≥98 ≥98 22TCN 333:06
Theo quy trình thi công và nghiệm thu lớp cát gia cố xi măng trong kết cấu áo đường ô tô, [14]. Cát gia cố xi măng ở đây được hiểu là một hỗn hợp cát tự nhiên hoặc cát nghiền đem trộn với xi măng theo một tỷ lệ nhất định rồi lu lèn chặt ở độ ẩm tốt nhất trước khi xi măng đông kết, trong đó cát là loại các hạt khoáng rời có kích thước chủ yếu từ 2-0.05mm (nhưng cho phép lẫn sỏi sạn có kích cỡ lớn nhất đến 50mm). Các hạt cát có thể có nguồn gốc từ cát tàn tích, sát sườn tích, cát bồi tích (cát sông), cát biển, cát gió (hình thành do tác dụng của gió) và cả cát nghiền nhân tạo (sản phẩm của công nghệ gia công đá, sỏi cuội).
Thành phần hạt của cát gia cố bao gồm các loại:
- Cát lẫn sỏi sạn: các hạt >2mm trên 25% khối lượng cát.
- Cát to: Cỡ hạt >0.5mm chiếm trên 50%
- Cát vừa: Cỡ hạt >0.25mm chiếm trên 50%
- Cát to: Cỡ hạt >0.1mm chiếm trên 75%
- Cát bụi: Cỡ hạt >0.1mm chiếm dưới 75% nhưng không chứa các hạt sét
≤0,005mm
Cường độ của cấp phối đá gia cố xi măng được nêu trong Bảng 2.4.
Bảng 2.4. Yêu cầu cường độ cát gia cố xi măng, [14]
Vị trí các lớp kết cấu cát gia cố xi măng
Cường độ giới hạn yêu cầu (daN/cm2) Chịu nén chẻ ở 28 ngày Chịu ép chẻ ở 28 ngày Lớp móng trên của kết cấu
áo đường cấp cao và lớp mặt có láng nhựa
30 3.5
Lớp móng dưới của kết cấu áo đường cấp cao
20 2.5
Trong các trường hợp khác 10 1.2
Hàm lượng mùn hữu cơ trong cát phải <2%, tổng lượng muối trong cát không được vượt quá 4% khối lượng cát. Hàm lượng thạch cao không được vượt quá 10% khối lượng cát. Xi măng dùng gia cố phải là các loại xi măng pooc lăng thông thường có đặc trưng kỹ thuật phù hợp TCVN hiện hành. Không nên dùng xi măng có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày lớn hơn 400daN/cm2 hoặc nhỏ hơn 300daN/cm2. Lượng dùng xi măng tối thiều để gia cố là 3% tính theo khối lượng hỗn hợp cốt liệu khô.