Luận văn thạc sĩ về gia cố đất bazan cho nền đường giao thông nông thôn tại Tây Nguyên

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu vật liệu công nghệ và vật liệu xây dựng nghiên cứu gia cố đất bazan để làm nền đường giao thông, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Trương Văn Vũ
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Chánh
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Vật liệu và công nghệ vật liệu xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu gia cố đất bazan để làm nền đường giao thông nông thôn cho vùng Tây Nguyên
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về gia cố đất bazan

Nghiên cứu tập trung vào việc gia cố đất bazan để cải thiện chất lượng nền đường giao thông nông thôn tại Tây Nguyên. Đất bazan, với tính chất đất bazan đặc trưng, được xem xét kỹ lưỡng để ứng dụng trong công trình giao thông. Các phương pháp gia cố được đề xuất nhằm tăng cường độ bền và ổn định của nền đường, đặc biệt trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt của khu vực.

1.1. Đặc điểm đất bazan

Đất bazan tại Tây Nguyên có thành phần hóa học và cấu trúc đặc biệt, bao gồm các khoáng vật như sắt, nhôm và silica. Tính chất đất bazan như độ xốp cao và khả năng hấp thụ nước lớn đòi hỏi các kỹ thuật gia cố phù hợp để đảm bảo độ bền cho nền đường giao thông.

1.2. Ứng dụng trong giao thông nông thôn

Việc sử dụng đất bazan trong đường giao thông nông thôn mang lại lợi ích kinh tế và môi trường. Các công nghệ xây dựng hiện đại được áp dụng để tối ưu hóa quá trình gia cố, đảm bảo cải thiện nền đường và tăng tuổi thọ công trình.

II. Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Nghiên cứu sử dụng hai phương pháp chính: phương pháp gia cố trong phòng thí nghiệm và thực nghiệm trên hiện trường. Các mẫu đất bazan được gia cố với các tỷ lệ cát, xi măng, tro bay và phụ gia lignin khác nhau để đánh giá tính chất cơ lý và khả năng ứng dụng.

2.1. Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm

Các thí nghiệm bao gồm đầm nén, kiểm tra cường độ chịu nén, và xác định chỉ số CBR. Kết quả cho thấy hỗn hợp đất bazan gia cố 10% cát, 14% tro bay, và 10% xi măng đạt hiệu quả cao nhất về độ bền và khả năng đầm chặt.

2.2. Thí nghiệm hiện trường

Các thí nghiệm hiện trường được tiến hành để kiểm tra tính khả thi của phương pháp gia cố trong điều kiện thực tế. Kết quả cho thấy đường bộ nông thôn được gia cố bằng đất bazan có khả năng chịu tải tốt và ổn định lâu dài.

III. Kết quả và ứng dụng thực tế

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc gia cố đất bazan trong việc cải thiện nền đường tại Tây Nguyên. Các công trình giao thông sử dụng vật liệu này có chi phí thấp hơn và thân thiện với môi trường so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Đề xuất kết cấu áo đường

Dựa trên kết quả nghiên cứu, đề xuất kết cấu áo đường sử dụng đất bazan gia cố làm lớp móng. Kết cấu này đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và có khả năng chịu tải cao, phù hợp với điều kiện giao thông nông thôn.

3.2. Ứng dụng rộng rãi

Nghiên cứu mở ra hướng ứng dụng rộng rãi đất bazan trong các công trình giao thông khác, không chỉ tại Tây Nguyên mà còn ở các khu vực có điều kiện địa chất tương tự. Điều này góp phần phát triển bền vững cơ sở hạ tầng giao thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN. Đặc điểm khí hậu khu vực Tây nguyên………………………………………. Tình hình giao thông nông thôn Tây nguyên việt Nam…. Kết cấu nền mặt đƣờng ……………………………………………………….4 Tình hình nghiên cứu gia cố đất bằng chất kết dính vô cơ trong và ngoài nƣớc22 1.

Những nghiên cứu gia cố đất ở nƣớc ngoài. Những nghiên cứu trong nƣớc:. Những nghiên cứu gia cố đất sử dụng puzzolan. Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài.

Mục tiêu đề tài. Nội dung nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu sau khi gia cố.

………………………………28 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC. Đặc trƣng vật liệu trƣớc khi gia cố. Nguồn gốc hình thành. Thành phần hóa học.

Các đặc điểm cấu trúc của hệ keo đất. Ảnh hƣởng của hệ keo tới quá trình gia cố đất…………………. Phân loại cấu trúc đất.3 Vật liệu tro bay:. Tính chất vật lý của tro bay.

Cấu trúc của tro bay. Thành phần hóa học của tro bay .41 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 7 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS. NGUYỄN VĂN CHÁNH 2.4 Vật liệu xi măng .5 Vật liệu lignin. Nguyên lý đóng rắn vật liệu trên nguyên lý gia cố.

Cơ chế hình thành cƣờng độ khi gia cố đất với xi măng ……………….1 Sự hydrat hóa các khoáng C3S .2 Sự hydrat hóa khoáng C2S …………………………………………45 2.2 Sự hydrat hóa khoáng C3A …………………………………………45 2.2 Sự hydrat hóa khoáng C4AF……………………………………….2 Cơ chế hình thành cƣờng độ khi gia cố đất với tro bay. Sự bổ sung thành phần hóa khi gia cố hỗn hợp xi măng – tro bay. Phản ứng hóa học tạo cƣờng độ. Vai trò của phụ gia gầy cát.

Vai trò của phụ gia lignin. Sự rắn chắc của vật liệu hỗn hợp trên cơ sở đầm chặt .1 Công nghệ làm tơi vật liệu .2 Độ ẩm hỗn hợp: .3 Công tác đầm nén .4 Nhiệt độ và độ ẩm ( bảo dƣỡng).49 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ NGUYÊN LIỆU …………………………………………………………………. Đất đỏ bazan hạt mịn. Thành phần hóa học đất đỏ bazan.

Các tính chất vật lý của đất đỏ bazan. Kết quả phân tích thành phần hạt. Kết quả đầm nén tiêu chuẩn. Kết quả thí nghiệm chỉ số dẻo.

Kết quả thí nghiệm CBR. Đặc điểm về tính chất Cơ học đất bazan. Thí nghiệm nén lún .57 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 8 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS. NGUYỄN VĂN CHÁNH 3.

Sức chống cắt của đất đỏ bazan. Vật liệu tro bay. Tính chất cơ lý của tro bay. Thành phần hạt.

Thành phần hóa học. Vật liệu ximăng. Chất phụ gia hóa học. 67 CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT BAZAN ĐÃ GIA CỐ .1 Tiêu chuẩn thí nghiệm đất gia cố:.

Cơ sở lựa chọn các cấp phối thí nghiệm ………………………………. Phƣơng pháp chế tạo mẫu .2 Tiến hành thí nghiệm hỗn hợp đất gia cố .1 Thí nghiệm đất gia cố cát. Thí nghiệm đầm nén đất gia cố 8% cát. Thí nghiệm đầm nén đất gia cố 10% cát.

Thí nghiệm đầm nén đất gia cố 12% cát. Đất bazan gia cố cát +tro bay. Thí nghiệm đầm nén đất gia cố 10% cát + tro bay theo các tỉ lệ. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của mẫu đất gia cố 10% cát + tro bay theo các tỉ lệ khác nhau.

Đất đỏ gia cố cát+tro bay+ximăng .1 Thí nghiệm đầm nén đất gia cố 10% cát + 14% tro bay + xi măng theo các tỉ lệ khác nhau .2 Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của mẫu đất gia cố 10% cát +14% tro bay theo các tỉ lệ xi măng khác nhau .3 Thí nghiệm xác định cƣờng độ kéo khi uốn của mẫu đất gia cố 10% cát + 14% tro bay theo các tỉ lệ xi măng khác nhau .80 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 9 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS. NGUYỄN VĂN CHÁNH 4.4 Thí nghiệm xác định môđun đàn hồi của mẫu đất gia cố 10% Cát + 14% tro bay theo các tỉ lệ xi măng khác nhau. Đất đỏ bazan gia cố cát + tro bay + ximăng + phụ gia lignin .1 Thí nghiệm đầm nén của đất gia cố 10% cát + 14% tro bay + 10% xi măng + phụ gia lignin .2 Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của mẫu đất gia cố 10% Cát + 14% tro bay 10% xi măng và phụ gia lignin. Thí nghiệm xác định mođun đàn hồi của mẫu đất gia cố 10% Cát + 14% tro bay + 10% xi măng và phụ gia lignin .88 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT KẾT CẤU SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG XÂY DỰNG ÁO ĐƯỜNG .1 Ứng dụng thiết kế áo đƣờng giao thông nông thôn:.

Sự cần thiết đầu tƣ tuyến đƣờng. Quy trình quy phạm áp dụng. Khảo sát địa điểm xây dựng .1 Địa điểm đoạn tuyến .2 Hiện trạng đoạn tuyến. Điều kiện tự nhiên.

Quy mô, các tiêu chuẩn kỹ thuật. Giải pháp thiết kế .6 Cơ sở lí thuyết tính toán kết cấu áo đƣờng. Tính toán kiểm tra cƣờng độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi. Tính toán kiểm tra cƣờng độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về kéo uốn.

Kết quả tính toán kết cấu áo đƣờng. Chỉ tiêu kĩ thuật yêu cầu .99 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 10 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS. NGUYỄN VĂN CHÁNH 5. Mở rộng ứng dụng vật liệu để làm móng áo đƣờng cấp cao.

Kết cấu hệ 3 lớp đóng vai trò là lớp móng. Kết cấu hệ 4 lớp đóng vai trò là lớp móng. Quy trình thi công vật liệu đất gia cố. Yêu cầu vật liệu.

Công nghệ thi công. Công tác chuẩn bị. Nội dung các bƣớc thi công. Kiểm tra chất lƣợng lớp đất gia cố.

113 CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .117 Tài liệu tham khảo .119 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 11 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS. NGUYỄN VĂN CHÁNH HÌNH ẢNH Hình 1-1 – Đƣờng đất đỏ trong mùa mƣa .17 Hình 1-2 – Vị trí địa lý Tây Nguyên Việt nam .18 Hình 1-3 – Nhu cầu phát triển giao thông nông thôn vùng cao nguyên………….19 Hình 1-4 – Tình trạng giao thông nông thôn vùng cao nguyên Việt nam………… 20 Hình 2-1 – Hạt đất bazan màu nâu đỏ và tinh thể hạt sét .32 Hình 2-2 – Cấu trúc hạt keo .34 Hình 2-3 – Đƣờng cong Cấp phối tiêu chuẩn .4: Trạng thái vật lý của tro bay ………………………………………….5: Phân tích SEM các hình thể dạng cầu của tro bay ……………………40 Hình 2. Cấu trúc phân tử phụ gia lignin. ………………………………………44 Hình 3-1 – Biểu đồ phân tích thành phần hạt đất đỏ bazan .51 Hình 3-2 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất tự nhiên đất bazan.53 Hình 3-3 – Kết quả thí nghiệm chỉ số dẻo đất bazan .53 Hình 3-4 – Thí nghiệm CBR của đất đỏ bazan .55 Hình 3-5 – Quan hệ giữa CBR và độ chặt của đất đỏ bazan.56 Hình 3-6 – Biểu đồ thí nghiệm nén lún của đất bazan ở độ ẩm tự nhiên .58 Hình 3-7 – Biểu đồ thí nghiệm nén lún của đất bazan ở độ ẩm bão hòa .59 Hình 3-8 – Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún tấm nén của đất đỏ bazan .60 Hình 3-9 – Biểu đồ thí nghiệm cắt phẳng .61 Hình 3-10 – Biểu đồ phân tích thành phần hạt cát .63 Hình 3-11 – Thành phần hạt theo phƣơng pháp laser của tro bay .65 Hình 3-12 – Kết quả phân tích nhiễu xạ X-ray của tro bay .66 Hình 4-1 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 8% cát .71 Hình 4-2 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát .72 Hình 4-3 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 12% cát .72 Hình 4-4 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát + 12% tro bay .73 Hình 4-5 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát + 14% tro bay .74 Hình 4-6 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát + 16% tro bay .74 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 12 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS.

NGUYỄN VĂN CHÁNH Hình 4-7 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát + 14% tro bay + 8% xi măng .76 Hình 4-8 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát + 14% tro bay + 10% xi măng .76 Hình 4-9 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% cát + 14% tro bay + 12% xi măng .77 Hình 4-10 – Quan hệ giữa cƣờng độ kéo khi uốn ở 7 ngày tuổi và hàm lƣợng xi măng………………………………………….78 Hình 4-11 – Quan hệ giữa cƣờng độ kéo khi uốn ở 28 ngày tuổi và hàm lƣợng xi măng. ………………………79 Hình 4-12 – Quan hệ giữa cƣờng độ kéo khi uốn ở 7 ngày tuổi và hàm lƣợng xi măng .80 Hình 4-13 – Quan hệ giữa cƣờng độ kéo khi uốn ở 28 ngày tuổi và hàm lƣợng xi măng .81 Hình 4-14 – Quan hệ giữa môđun đàn hồi ở 7 ngày tuổi và hàm lƣợng xi măng. 82 Hình 4-15 – Quan hệ giữa môđun đàn hồi ở 28 ngày tuổi và hàm lƣợng xi măng .83 Hình 4-16 – Kết quả thí nghiệm đầm nén đất + 10% Cát + 14% tro bay + 10% xi măng + phụ gia lignin .84 Hình 4-17 – Kết quả thí nghiệm cƣờng độ kháng nén của đất gia cố 10% Cát +14% tro bay +10% ximăng + phụ gia lignin .85 Hình 4-18 – Kết quả thí nghiệm cƣờng độ kéo khi uốn của đất gia cố 10% Cát +14% tro bay +10% ximăng + phụ gia lignin .86 Hình 4-19 – Kết quả thí nghiệm môđun đàn hồi của đất gia cố 10% Cát + 14% tro bay + 10% ximăng + phụ gia lignin .87 Hình 5-1 – Bình đồ sơ họa tuyến .94 Hình 5-2 – Trắc ngang đại diện đƣờng thiết kế .94 Hình 5-3 – Kết cấu áo đƣờng thiết kế .95 Hình 5-4 – Kết cấu áo đƣờng 3 lớp .101 Hình 5-5 – Kết cấu áo đƣờng 4 lớp .6- Thiết bị cày đất .108 Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng 13 Luận Văn Thạc Sỹ khoá 2011 GVHD: PGS. NGUYỄN VĂN CHÁNH Hình 5.7- Máy rải xi măng với tốc độ 7km/, lƣu lƣợng 18kg/cm2 .8- Thiết bị san, gạt phẳng đất .9- Máy tƣới nƣớc làm ẩm .10- Thiết bị lu bánh sắt, lu chân cừu .