CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG – CÔNG TÁC THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ QUẢN LÝ BẢO TRÌ
2.1. Mặt đường bê tông xi măng: phân loại và cấu tạo
Khái niệm về mặt đường BTXM:
Mặt đường bê tông xi măng là loại mặt đường cứng chịu uốn. Hỗn hợp bê tông xi măng có cốt liệu là đá (theo một thành phần cấp phối nhất định), cát vàng, xi măng, nước và phụ gia được phối hợp theo một tỷ lệ nhất định.
Các nội dung được trình bày sau đây theo các thiết kế được thực hiện trên thực tế tại địa bàn tỉnh Bình Định cho mặt đường bê tông xi măng, tuân thủ tiêu chuẩn 22TCN – 223 – 95. Các tuyến đường có sử dụng lớp mặt đường bằng bê tông xi măng đang khai thác trên địa bàn tỉnh đều được thiết kế trước thời điểm năm 2012 khi mà Hướng dẫn thiết kế mới theo quyết định 3230/QĐ-BGTVT/2012 ban hành.
Kết cấu mặt đường
Khi thiết kế cấu tạo áo đường BTXM cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đủ cường độ và độ ổn định để chịu lực, dưới tác dụng của tải trọng cũng như tác dụng của điều kiện thời tiết khí hậu.
- Phải đủ độ bằng phẳng để xe cộ qua lại êm thuận và không bị đọng nước.
Khi lựa chọn cấu tạo áo đường BTXM, người ta cố gắng tận dụng các vật liệu địa phương sẵn có để giảm giá thành xây dựng.
Mặt đường GTNT thường được cấu tạo đơn giản, nhằm mục đích phục vụ lưu lượng xe thấp, xe thô sơ với tốc độ đến 50 km/giờ.
Cấu tạo tấm thường bố trí như sau:
- Chiều rộng mặt từ 3,0-3,5 m cho đường loại A, từ 2,5-3,0 m cho đường loại B.
Để tiện thi công và đảm bảo giao thông, mặt đường có thể phân 2 tấm có chiều rộng 1,5-1,75m.
- Chiều dài tấm từ 3,0 đến 5,0m.
- Chiều dày tối thiểu 16 cm cho đường GTNT loại A mác BTXM 200-
250 có thể đặt trực tiếp trên nền hoặc lớp móng nhân tạo.
Với đường GTNT loại B chiều dày tấm có thể 12-14 cm nhưng mác BT vẫn phải đạt tối thiểu M200.
Tải trọng tính toán:
- Tải trọng tính toán cho đường GTNT loại A là tải trọng trục 6T đại diện cho các phương tiện cơ giới loại trung lưu hành trên đường GTNT.
- Tải trọng tính toán cho đường GTNT loại B là 2.5T/trục đại diện cho các phương tiện giao thông loại nhẹ, xe súc vật kéo, xe thô sơ…. trên đường GTNT.
Kết cấu tấm bê tông xi măng mặt đường GTNT theo hướng dẫn thiết kế cũ 22TCN-210:1992 (cho các tuyến đường thiết kế trước thời điểm năm 2014 khi tiêu chuẩn thiết kế mới ra đời (TCVN 10380:2014), được cấu tạo như sau:
Ghi chú: thông thường đáy tấm BTXM có lớp phòng nước để chống mất nước đáy tấm;
Hình 2.1. Thiết kế cấu tạo mặt đường BTXM – đường GTNT
BTXM h=16cm M200-250
Móng cát BTXM
M200
h=16-18cm Móng CP tự nhiên
BTXM M 200
h=16cm Nền đất á cát đầm chặt
K=0.98
BTXM M 200 h=16cm Nền đất á sét đầm chặt
K=0.98
BTXM M 200 h=16cm Nền đường cũ
BTXM h=12- 14cm M200
Mặt đường BTXM cũ
Theo hướng dẫn này, tấm BTXM mặt đường có thể đặt trực tiếp trên lớp nền đất á cát, á sét hoặc một số lớp nền đất đã được xử lý bằng gạch vỡ, các phế thải trong xây dựng, công nghiệp, hoặc bằng cấp phối đồi thiên nhiên, cấp phối suối thiên nhiên…
Vùng ven biển, khu vực đồng bằng, tấm BTXM thường đặt trực tiếp trên nền cát, á cát hoặc nền tự nhiên cũ có xử lý bằng gạch vụn, xỉ than...
Vùng trung du, miền núi tấm BTXM thường đặt trực tiếp trên nền đất đá phong hoá (với nhiều nguồn gốc tạo thành khác nhau), có thể bằng cát, cấp phối đồi, cấp phối suối khai thác được tại địa phương.
Để đảm bảo cho quá trình thi công lớp BTXM không bị mất nước dẫn đến làm giảm cường độ của tấm, thì đáy mặt đường BTXM thường có cấu tạo lớp phòng nước nhằm ngăn cách nước trong vữa bê tông thấm xuống lớp móng, chúng có cấu tạo bằng các loại vật liệu chống thấm nước như: nhựa PE, giấy dầu, vỏ bao xi măng ....
Cấu tạo khe
Khe co là khe giúp cho tấm bê tông co vào dãn ra trong những ngày nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ thi công, bố trí từ 3-5m/khe thường cấu tạo theo kiểu dùng thanh gỗ có chiều sâu 40-50mm dầy 10-20mm ngăn cách các tấm và được thi công khi đầm nén mặt đường (Hình 2.2a).
Khe dãn giúp cho tấm bê tông co vào dãn ra với biên độ nhiệt tính toán, chiều rộng khe 20-25mm, tại vị trí khe dãn cần bố trí bố trí thanh truyền lực, vị trí khe cách nhau 25-30m, nếu tốc độ thi công thấp khe dãn có thể bố trí trùng với khe thi công. (Hình 2.2c).
Khe co giả được bố trí đơn giản bằng cách đặt các thanh gỗ hình tam giác cao 40-50mm ở đáy tấm bê tông, thanh gỗ được chuẩn bị trước và đặt đúng vị trí quy định. Khi bê tông co rút sẽ nứt theo vị trí đặt thanh gỗ do tiết diện mặt cắt tấm bê tông bị thu hẹp. (Hình 2.2b).
Khe dọc được bố trí theo hướng dọc đường, với đường nông thôn nếu điều kiện thi công thuận lợi không nên bố trí khe dọc mà đổ liền tấm, điều
kiện thi công khó khăn mới phân tấm có chiều rộng tấm bằng một nửa mặt đường (với đường loại A). Cấu tạo khe dọc giống như khe co.
Vật liệu chèn khe (matít nhựa): vật liệu chèn khe phải thỏa mãn các yêu cầu:
- Đủ cường độ, đủ độ đàn hồi tức là đủ khả năng biến dạng ở nhiệt độ thấp không bị chảy và phùi lên mặt đường ở nhiệt độ cao;
- Không thấm nước, dính bám chắc với bê tông, không hóa cứng theo thời gian có màu sắc gần giống mặt đường.
Vật liệu chèn khe thường được chế tạo từ bi tum, bột đá, bột amiăng, bột cao su tái sinh với tỷ lệ pha trộn khác nhau.