Mở đầu - Chương 2: Tổng quan - Chương 3: Thí nghiệm vật liệu - Chương 4: So sánh các chỉ tiêu kỹ thuật các hỗn hợp - Chương 5: Kết luận – Kiến nghị Nội dung các chương được thể hiện thông qua hình 1. 5 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU ĐẦU VÀO Cấp phối đá dăm Cấp phối sỏi đỏ 1. Xác định thành phần hạt. Xác định thành phần hạt.
Xác định hàm lượng hạt thoi 2. Xác định Độ hao mòn Los- dẹt của CPĐD. Xác định Độ hao mòn Los- 3. Đầm nén xác định độ ẩm tối Angeles.
ưu và dung trọng khô lớn nhất. Đầm nén xác định độ ẩm tối ưu 4. và dung trọng khô lớn nhất. Xác định giới hạn dẻo & 5.
giới hạn nhão. Xác định giới hạn dẻo & giới hạn nhão. TRỘN HỖN HỢP CPĐD & CPSĐ VỚI 5 TỶ LỆ KHÁC NHAU Xác định các độ ẩm tối ưu và dung trọng khô lớn nhất THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÁC HỖN HỢP 1. Xác định chỉ số CBR.
môđun đàn hồi môđun đàn hồi cường độ chịu (không nở hông) (nở hông tự do) kéo khi ép chẻ. ĐỀ XUẤT TỶ LỆ TRỘN TỐI ƯU TRONG 5 SỰ PHỐI TRỘN Hình 1. Nội dung nghiên cứu đề tài. CẤP PHỐI ĐÁ DĂM - YÊU CẦU VẬT LIỆU 2.1 Khái niệm cơ bản Theo TCVN 8859-2011 [2], định nghĩa cấp phối đá dăm (CPĐD) là hỗn hợp vật liệu đá dạng hạt có thành phần hạt tuân thủ nguyên lý cấp phối liên tục, ký hiệu là CPĐD.
Cỡ hạt lớn nhất danh định (Nominal maximum size of aggregate): Là cỡ hạt có đường kính lớn nhất quy ước của một loại CPĐD, ký hiệu là Dmax. Cỡ hạt danh định này nhỏ hơn so với đường kính của cỡ hạt lớn nhất tuyệt đối và tỷ lệ hàm lượng lọt qua sàng ứng với cỡ hạt danh định của một loại CPĐD thường chiếm từ 75 % - 95 % [2].2 Phân loại cấp phối đá dăm CPĐD dùng làm móng đường được chia làm hai loại: Loại I: là cấp phối hạt mà tất cả các cỡ hạt được nghiền từ đá nguyên khai. Loại II: là cấp phối hạt được nghiền từ đá nguyên khai hoặc sỏi cuội, trong đó cỡ hạt nhỏ hơn 2,36 mm có thể là vật liệu hạt tự nhiên không nghiền nhưng khối lượng không vượt quá 50 % khối lượng CPĐD. Khi CPĐD được nghiền từ sỏi cuội thì ít nhất 75 % số hạt trên sàng 9,5 mm phải có từ hai mặt vỡ trở lên [2].3 Yêu cầu kỹ thuật đối với cấp phối đá dăm 2.1 Yêu cầu về loại đá Các loại đá gốc được sử dụng để nghiền sàng làm CPĐD phải có cường độ nén tối thiểu phải đạt 60 MPa nếu dùng cho lớp móng trên và 40 MPa nếu dùng cho lớp móng dưới.
Không được dùng đá xay có nguồn gốc từ đá sa thạch (đá cát kết, bột kết) và diệp thạch (đá sét kết, đá sít).2 Yêu cầu về thành phần hạt của vật liệu cấp phối đá dăm Thành phần hạt của vật liệu CPĐD được quy định tại Bảng 2.1 Thành phần hạt của CPĐD Kích cỡ mắt Tỷ lệ lọt sàng, % theo khối lượng sàng vuông, CPĐD có cỡ hạt CPĐD có cỡ hạt CPĐD có cỡ hạt mm D max = 37,5 mm D max = 25 mm D max = 19 mm 50 100 37,5 95 ÷ 100 100 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 39 ÷ 59 2,36 15 ÷ 30 25 ÷ 40 30 ÷ 45 0,425 7 ÷ 19 12 ÷ 24 13 ÷ 27 0,075 2 ÷ 12 2 ÷ 12 2 ÷ 12 2.3 Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cấp phối đá dăm Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD được quy định trong bảng 2.2 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD [2] Chỉ tiêu Cấp phối đá dăm Phương pháp thử Loại I Loại II 1. Độ hao mòn Los-Angeles ≤ 35 ≤ 40 TCVN 7572-12 : 2006 của cốt liệu (LA), % 2. Chỉ số sức chịu tải CBR tại ≥ 100 - 22TCN 332 06 độ chặt K98, ngâm nước 96 h, % 3. Giới hạn chảy (WL) 1), % ≤ 25 ≤ 35 TCVN 4197:1995 4.
Chỉ số dẻo (IP) 1), % ≤ 6 ≤ 6 TCVN 4197:1995 5. Tích số dẻo PP 2) ≤ 45 ≤ 60 - (PP = Chỉ số dẻo IP x % lượng lọt qua sàng 0,075 mm) 8 6. Hàm lượng hạt thoi dẹt 3), % ≤ 18 ≤ 20 TCVN 7572 - 2006 7. Độ chặt đầm nén (K yc ), % ≥ 98 ≥ 98 22 TCN 333 06 (phương pháp II-D) 1) Giới hạn chảy, giới hạn dẻo được xác định bằng thí nghiệm với thành phần hạt lọt qua sàng 0,425 mm.
2) Tích số dẻo PP có nguồn gốc tiếng Anh là Plasticity Product. 3) Hạt thoi dẹt là hạt có chiều dày hoặc chiều ngang nhỏ hơn hoặc bằng 1/3 chiều dài; Thí nghiệm được thực hiện với các cỡ hạt có đường kính lớn hơn 4,75 mm và chiếm trên 5 % khối lượng mẫu; Hàm lượng hạt thoi dẹt của mẫu lấy bằng bình quân gia quyền của các kết quả đã xác định cho từng cỡ hạt. CẤP PHỐI SỎI ĐỎ - YÊU CẦU VẬT LIỆU 2.1 Khái niệm cơ bản Theo TCVN 8857:2011 [3], vật liệu cấp phối thiên nhiên được hiểu là một hỗn hợp vật liệu dạng hạt có sẵn trong tự nhiên theo nguyên lý cấp phối, (hạn chế thấp nhất việc gia công nghiền). CPSĐ là một dạng của loại cấp phối thiên nhiên.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với CPSĐ khi làm móng áo đường Thành phần hạt của vật liệu cấp phối thiên nhiên phải nằm trong vùng giới hạn của đường bao cấp phối quy định ở Bảng 2.3 (Thí nghiệm theo TCVN 7572– 2:2006, Phần 2: Xác định thành phần hạt) và các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu cấp phối thiên nhiên được quy định tại Bảng 2.
Yêu cầu về thành phần hạt của vật liệu cấp phối thiên nhiên Loại Lượng lọt qua sàng (sàng mắt vuông), % khối lượng cấp 50,0 25,0 9,5 mm 4,75 2,0 mm 0,425mm 0,075mm phối mm mm (3/8”) mm (NO10) (NO40) (NO200) (2”) (1”) (NO4) A 100 – 30–65 25–55 15–40 8–20 2–8 B 100 75–95 40–75 30–60 20–45 15–30 5–20 C – 100 50–85 35–65 25–50 15–30 5–15 9 D – 100 60–100 50–85 40–70 25–45 5–20 Bảng 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với vật liệu cấp phối thiên nhiên Tên chỉ tiêu Mức Phương Móng Móng Móng Móng Mặt loại pháp dưới loại trên loại dưới loại B1, B1, B2, thử A1 A2 loại A2 B2 gia cố lề 1. Loại cấp phối A, B, C A, B, C A,B,C, A,B,C, A,B,C,D sử dụng D D 2. Giới hạn chảy ≤ 35 ≤ 25 ≤ 35 ≤ 35 ≤ 35 TCVN LL, %(*) 4197– 1995 3.
Chỉ số dẻo PI, ≤6 ≤6 ≤6 ≤ 12 Từ 9 đến TCVN %(*) 12 4197– 1995 4. Độ hao mòn ≤ 35 ≤ 35 ≤ 50 ≤ 50 ≤ 50 TCVN Los Angeles, LA, 7572– % 12: 2006 6. Tỉ lệ lọt qua ≤ 0,67 ≤ 0,67 ≤ 0,67 Không ≤ 0,67 TCVN sàng yêu cầu 7572–2: No 200/N o40 2006 ( ) * Xác định giới hạn chảy theo phương pháp Casagrande. Sử dụng phần hạt nhỏ lọt qua sàng lưới mắt vuông kích cỡ 0,425 mm để thử nghiệm giới hạn chảy, giới hạn dẻo.
( **) CBR được xác định với độ chặt đầm nén bằng 98% độ chặt đầm nén cải tiến theo phương pháp D, ngâm mẫu 96 giờ theo tiêu chuẩn 22TCN 346–06. TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ NỀN – MÓNG ÁO ĐƯỜNG 2.1 Các công nghệ gia cố nền - móng áo đường bằng các chất liên kết Theo GS. Dương Ngọc Hải [4], mục tiêu của các phương pháp gia cố nền – móng đường là làm cho nền đất có đủ khả năng hoặc cải thiện khả năng chịu lực, chịu ứng suất của tải trọng xe cộ lên nền đường; khi mà tự bản thân của nó không đủ khả năng hoặc không thể đáp ứng được tải trọng cũng như lưu lượng xe tác động lên. Gia cố loại không dùng chất liên kết: Còn gọi là gia cố vật lý (hay cơ học), phương pháp này chủ yếu nhằm cải thiện thành phần hạt hoặc (và) tăng độ chặt (tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt) nhưng không thay đổi được cấu trúc vật liệu và không tạo được tính toàn khối cho đất và vật liệu hạt.
Gia cố loại dùng các chất liên kết: Biến các vật liệu rời rạc, phân tán thành các vật liệu toàn khối có cường độ liên kết giữa các hạt tăng lên, độ ổn định nước cũng tăng lên bằng cách gia cố chúng với các chất liên kết khác nhau (vô cơ, hữu cơ, chất keo tụ, hỗn hợp, hoặc các chất khác.2 Gia cố móng – mặt đường bằng các chất liên kết 2.1 Gia cố các loại vật liệu hạt bằng các chất liên kết vô cơ Các loại vật liệu hạt (bao gồm đất các loại, cấp phối sỏi cuội, CPĐD, xỉ phế thải công nghiệp) bằng các chất liên kết vô cơ (vôi, xi măng, chất liên kết puzoland, tro bay. Mặt đường đá dăm nước Theo TCVN 9504:2012, mặt đường đá dăm nước là mặt đường dùng loại đá có cường độ cao, cùng loại, kích cỡ đồng đều, sắc cạnh rải theo nguyên lý đá chèn đá. Loại mặt đường này do một kỹ sư người Anh tên là Macadam thí nghiệm thành công ở thế kỷ 19, và tốt nhất là nên dùng loại đá vôi có cường độ cao. Mặt đường này có các yếu tố sau: - Cường độ hình thành theo nguyên lý đá chèn đá, và bột đá hình thành trong quá trình lu lèn có vai trò làm chất kết dính bề mặt.
11 - Ưu điểm: Cường độ cao (Eđh = 2500 daN/cm2 – 3000 daN/cm2), tận dụng nguồn vật liệu địa phương, giá thành rẻ, ít bị ảnh hưởng của ẩm ướt, thi công dễ dàng do không cần phải dùng thiết bị thi công phức tạp, đặc chủng,. - Nhược điểm: Không chịu được tải trọng động (do bị tròn cạnh đá); đá dễ bị bong bật dưới tác dụng đẩy ngang của bánh xe, hình thành ổ gà, lượn sóng. nhất là vào mùa khô - nắng; tốn công lu; có thể tốn công gia công vật liệu đá [5]. Mặt đường đá dăm đất kết dính - Dùng đất để lấp kín các khe hở của đá dăm tạo thành một lớp kết cấu có độ ổn định cao, công lu lèn ít hơn.
- Cường độ hình thành theo nguyên lý đá chèn đá, và đất có vai trò làm chất kết dính bề mặt. - Ưu điểm: so với mặt đường đá dăm nước, thì mặt đường kín hơn, ít tốn công lu hơn, có thể dùng đá có cường độ thấp hơn. - Nhược điểm: do có đất nên dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm làm giảm cường độ; nếu thi công không đúng kỹ thuật sẽ làm cho mặt đường bị trơn lầy.