Gia cố đất bazan bằng xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường cho xây dựng đường ô tô tại Đắk Lắk

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG CỦA TỈNH ĐĂK LĂK

1.1. Điều kiện tự nhiên

1.2. Vị trí địa lý

1.3. Đặc điểm tự nhiên

1.4. Tình hình xây dựng công trình giao thông đường bộ

1.5. Hiện trạng giao thông khu vực

1.6. Kết cấu áo đường sử dụng trên địa bàn tỉnh Đăk Lăk

1.7. Trắc ngang điển hình

1.8. Các giải pháp gia cố đất và đặc điểm cơ bản

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN CHẤT LIÊN KẾT GIA CỐ ĐẤT BAZAN - CÁC CHỈ TIÊU THÍ NGHIỆM VÀ LẬP KẾ HOẠCH THỰC NGHIỆM GIA CỐ ĐẤT

2.1. Cơ sở lý thuyết lựa chọn chất gia cố đất bazan

2.2. Xi măng Portland

2.3. Nhũ tương nhựa đường

2.4. Đất Bazan - vật liệu xây dựng

2.5. Cơ sở lý thuyết thiết kế kết cấu mặt đường ô tô sử dụng lớp móng bằng đất bazan gia cố

2.6. Các phương pháp gia cố đất sử dụng trong xây dựng đường ôtô

2.7. Phương pháp tính chiều dày kết cấu mặt đường ôtô sử dụng đất gia cố

2.8. Các thông số chủ yếu để thiết kế kết cấu mặt đường ôtô sử dụng đất Bazan gia cố

2.9. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm 22 TCN 211 - 06

2.10. Lựa chọn vật liệu gia cố đất Bazan

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐẤT BAZAN GIA CỐ BẰNG XI MĂNG, TRO BAY VÀ NHŨ TƯƠNG BITUM

3.1. Kế hoạch thí nghiệm

3.2. Các thí nghiệm tiến hành

3.3. Số lượng mẫu thí nghiệm

3.4. Chuẩn bị mẫu đất gia cố

3.5. Tiến hành thí nghiệm - kết quả thí nghiệm

3.5.1. Thí nghiệm phân tích thành phần hạt trong phòng (TCVN 4198:95)

3.5.2. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu Atterberg (WT, WP) (TCVN 4197:95)

3.5.3. Thí nghiệm cắt phẳng (xác định C, φ) (TCVN 4199:95)

3.5.4. Thí nghiệm Proctor (xác định γkmax, wop) (22TCN 333:06)

3.5.5. Thí nghiệm CBR (22TCN 332:06)

3.5.6. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén (Rn) (22TCN 59-84)

3.5.7. Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi (Eđh) (theo mô hình nén dọc trục hạn chế nở hông được mô tả trong 22TCN 211:06)

3.5.8. Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ (Rec) (22TCN 73-84)

3.6. Phân tích các kết quả thí nghiệm

3.6.1. Đánh giá về đất bazan không gia cố sử dụng trong xây dựng đường bộ

3.6.2. Phân tích khả năng cải thiện các chỉ tiêu cơ lý của đất bazan khi áp dụng các phương án gia cố để sử dụng làm lớp móng của mặt đường

4. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT KHẢ NĂNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU ĐẤT BAZAN GIA CỐ LÀM LỚP MÓNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ

4.1. Đề xuất các kết cấu áo đường sử dụng đất bazan gia cố làm lớp móng

4.2. Khả năng sử dụng vật liệu đất bazan gia cố trong xây dựng mặt đường

4.3. Khả năng đáp ứng về vật liệu và công nghệ thi công

4.4. Công tác thi công và nghiệm thu

4.5. Đánh giá về giá thành xây dựng khi sử dụng vật liệu Bazan gia cố trong xây dựng đường ôtô

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phụ lục 1: Kết quả thí nghiệm

Phụ lục 2: Bảng tính kết cấu áo đường mới

I. Gia cố đất bazan

Gia cố đất bazan là một phương pháp kỹ thuật quan trọng trong xây dựng đường ô tô, đặc biệt tại khu vực Đắk Lắk. Đất bazan, với đặc tính cơ lý đặc thù, cần được gia cố để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của kết cấu mặt đường. Phương pháp này sử dụng xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường để cải thiện độ bền và ổn định của đất. Xi măng tro bay là vật liệu phụ gia có khả năng tăng cường độ chịu lực, trong khi nhũ tương nhựa đường giúp tăng tính kết dính và chống thấm. Kết hợp hai vật liệu này mang lại hiệu quả cao trong việc gia cố đất bazan, đặc biệt trong điều kiện địa hình phức tạp tại Đắk Lắk.

1.1. Đặc điểm đất bazan

Đất bazan tại Đắk Lắk có thành phần khoáng vật đặc trưng, với hàm lượng sét và bụi cao. Điều này khiến đất có tính dính và khả năng chịu lực tốt, nhưng cũng dễ bị biến dạng dưới tác động của tải trọng lớn. Việc gia cố bằng xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường giúp cải thiện các chỉ tiêu cơ lý, như độ chặt, độ ẩm tối ưu và khả năng chịu nén. Các thí nghiệm cho thấy, đất bazan gia cố có mô đun đàn hồi tăng đáng kể, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của kết cấu mặt đường.

1.2. Phương pháp gia cố

Phương pháp gia cố đất bazan bao gồm các bước: chuẩn bị mẫu đất, trộn đều với xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường, sau đó đầm nén để đạt độ chặt yêu cầu. Các thí nghiệm như Proctor, CBR và cắt phẳng được thực hiện để đánh giá hiệu quả gia cố. Kết quả cho thấy, đất bazan gia cố có lực dính và góc ma sát trong tăng đáng kể, đảm bảo độ ổn định dưới tải trọng động và tĩnh.

II. Xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường

Xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường là hai vật liệu chính được sử dụng trong gia cố đất bazan. Xi măng tro bay là sản phẩm phụ từ quá trình đốt than, có khả năng kết dính và tăng cường độ chịu lực của đất. Nhũ tương nhựa đường là hỗn hợp nhựa đường và nước, giúp tăng tính kết dính và chống thấm. Kết hợp hai vật liệu này không chỉ cải thiện các chỉ tiêu cơ lý của đất mà còn giảm chi phí vật liệu và bảo vệ môi trường.

2.1. Xi măng tro bay

Xi măng tro bay được sử dụng như chất kết dính vô cơ, giúp tăng cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi của đất bazan. Thành phần khoáng vật trong tro bay phản ứng với nước tạo ra các hợp chất kết dính, làm tăng độ bền của đất. Các thí nghiệm cho thấy, tỷ lệ tro bay phù hợp là 5-10% khối lượng đất, giúp đạt hiệu quả gia cố tối ưu.

2.2. Nhũ tương nhựa đường

Nhũ tương nhựa đường được sử dụng để tăng tính kết dính và chống thấm của đất bazan. Khi trộn với đất, nhũ tương tạo thành lớp màng bảo vệ, ngăn nước thấm vào kết cấu đất. Các thí nghiệm xác định tỷ lệ nhũ tương tối ưu là 3-5% khối lượng đất, giúp cải thiện độ bền và tuổi thọ của kết cấu mặt đường.

III. Ứng dụng trong xây dựng đường ô tô tại Đắk Lắk

Việc ứng dụng gia cố đất bazan bằng xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường trong xây dựng đường ô tô tại Đắk Lắk mang lại nhiều lợi ích. Phương pháp này giúp tận dụng nguồn đất tại chỗ, giảm chi phí vận chuyển và bảo vệ môi trường. Các kết cấu áo đường sử dụng đất bazan gia cố có độ bền và tuổi thọ cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của đường giao thông cấp thấp và trung bình.

3.1. Hiệu quả kỹ thuật

Các kết cấu áo đường sử dụng đất bazan gia cố có mô đun đàn hồi và cường độ chịu nén tăng đáng kể so với đất không gia cố. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của đường và giảm chi phí bảo trì. Các thí nghiệm thực tế tại Đắk Lắk cho thấy, kết cấu này đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật của đường cấp V và VI.

3.2. Hiệu quả kinh tế

Việc sử dụng đất bazan gia cố giúp giảm chi phí vật liệu và vận chuyển, đặc biệt tại khu vực có địa hình phức tạp như Đắk Lắk. Phương pháp này cũng tận dụng nguồn đất tại chỗ và chất thải công nghiệp như tro bay, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Nghiên cứu gia cố vật liệu đất bazan bằng xi măng tro bay và nhũ tương nhựa đường ứng dụng trong xây dựng đường ô tô tại tỉnh Đắk Lắk