Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu sử dụng cát đỏ bình thuận và tro bay nhiệt điện vĩnh tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải nam trung bộ

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu ứng dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân trong xây dựng móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ.

Trường đại học

Đại học Giao thông Vận tải

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ kỹ thuật

2021

177
0
0

Phí lưu trữ

45 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ

Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống giao thông nông thôn tại khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ, tập trung vào các yêu cầu kỹ thuật, nguyên tắc thiết kế và thực trạng hiện tại. Các kết cấu móngmặt đường được phân tích dựa trên điều kiện địa lý và khí hậu đặc thù của khu vực. Nghiên cứu cũng đề cập đến việc sử dụng các vật liệu xây dựng truyền thống và hiện đại trong xây dựng đường giao thông nông thôn.

1.1 Khái niệm đƣờng giao thông nông thôn

Theo TCVN 10380:2014, đường giao thông nông thôn bao gồm các tuyến nối từ hệ thống quốc lộ, tỉnh lộ đến các làng mạc, thôn xóm, ruộng đồng, và các cơ sở sản xuất. Đây là hệ thống đường phục vụ sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp và phát triển kinh tế - văn hóa – xã hội của các địa phương. Đường thôn là tuyến nối từ đường huyện, đường xã đến các đồng ruộng và khu vực sản xuất.

1.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với đƣờng giao thông nông thôn

Các yêu cầu kỹ thuật bao gồm tốc độ thiết kế, tải trọng trục tiêu chuẩn, và các tiêu chuẩn về độ dốc, bán kính cong. Đường giao thông nông thôn cần đảm bảo an toàn và phù hợp với điều kiện địa hình, khí hậu của khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ.

II. Ứng dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân trong xây dựng móng và mặt đường

Nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng cát đỏ Bình Thuậntro bay nhiệt điện Vĩnh Tân trong xây dựng móngmặt đường giao thông nông thôn. Các thí nghiệm trong phòng được thực hiện để đánh giá tính chất cơ lý của các vật liệu này, từ đó xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu cho các lớp móng và mặt đường.

2.1 Ứng dụng cát đỏ trong xây dựng

Cát đỏ Bình Thuận được nghiên cứu để sử dụng làm vật liệu gia cố trong xây dựng móng đường. Các thí nghiệm về độ ẩm tối ưu, khối lượng thể tích khô, và cường độ chịu nén được thực hiện để đánh giá khả năng ứng dụng của cát đỏ trong các công trình giao thông.

2.2 Ứng dụng tro bay trong xây dựng

Tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân được sử dụng như một phụ gia trong hỗn hợp bê tông hạt nhỏ. Các thí nghiệm về cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi ép chẻ, và mô đun đàn hồi được thực hiện để xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa tro bay, xi măng, và cát đỏ.

III. Nghiên cứu thực nghiệm và đề xuất kết cấu mặt đường

Chương này trình bày các kết quả thực nghiệm trong phòng và đề xuất các kết cấu mặt đường phù hợp cho giao thông nông thôn tại khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ. Các mô hình kết cấu được thiết kế dựa trên các thông số đầu vào và yêu cầu kỹ thuật cụ thể.

3.1 Kết quả thực nghiệm

Các thí nghiệm về cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi ép chẻ, và mô đun đàn hồi của hỗn hợp cát đỏtro bay được thực hiện. Kết quả cho thấy các tỷ lệ phối trộn tối ưu đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật cần thiết cho móng và mặt đường.

3.2 Đề xuất kết cấu mặt đường

Dựa trên kết quả thực nghiệm, các mô hình kết cấu mặt đường được đề xuất bao gồm các lớp móng gia cố và lớp mặt đường bê tông hạt nhỏ. Các đề xuất này nhằm tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tác động môi trường.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong việc ứng dụng các vật liệu địa phương như cát đỏ Bình Thuậntro bay nhiệt điện Vĩnh Tân trong xây dựng giao thông nông thôn. Các kết quả nghiên cứu góp phần giảm chi phí xây dựng, tăng hiệu quả kinh tế, và giảm thiểu tác động môi trường.

4.1 Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu xác định các tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa cát đỏ, tro bay, và xi măng, đồng thời thiết lập các phương trình hồi quy tương quan giữa các yếu tố này. Đây là cơ sở quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực vật liệu xây dựng.

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Việc sử dụng cát đỏtro bay trong xây dựng đường giao thông nông thôn giúp tận dụng nguồn vật liệu địa phương, giảm chi phí xây dựng, và giảm thiểu tác động môi trường từ các nhà máy nhiệt điện. Điều này góp phần phát triển bền vững kinh tế - xã hội của khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ.

01/03/2025
Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu sử dụng cát đỏ bình thuận và tro bay nhiệt điện vĩnh tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải nam trung bộ

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu. - Chƣơng 1: Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ. - Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết quá trình hình thành cƣờng độ của vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ và bê tông hạt nhỏ. - Chƣơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng vật liệu địa phƣơng làm móng và mặt đƣờng giao thông nông thôn.

- Chƣơng 4: Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu làm móng và mặt đƣờng giao thông nông thôn khu vực Nam Trung Bộ. - Kết luận và kiến nghị. 5 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ 1. Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn 1.

Khái niệm đƣờng giao thông nông thôn Theo Tiêu chuẩn Việt Nam - Đƣờng giao thông nông thôn – yêu cầu thiết kế (TCVN 10380:2014), đƣờng giao thông nông thôn khái niệm nhƣ sau: - Đƣờng giao thông nông thôn: gồm các tuyến nối tiếp từ hệ thống quốc lộ, tỉnh lộ đến các làng mạc, thôn xóm, ruộng đồng, trang trại, các cơ sở sản xuất, chăn nuôi… phục vụ sản xuất nông – lâm – ngƣ nghiệp và phát triển kinh tế - văn hóa – xã hội của các địa phƣơng. - Đƣờng thôn: nối từ đƣờng huyện, đƣờng xã hoặc các thôn, làng, ấp, bản và đơn vị tƣơng đƣơng đến các đồng ruộng, nƣơng rãy, trang trại, các cơ sở sản xuất, chăn nuôi. hoặc đến các thôn, làng, ấp, bản lân cận. - Đƣờng dân sinh: nối từ đƣờng xã, đƣờng thôn hoặc các cụm dân cƣ đến đồng ruộng, nƣơng rãy, cơ sở sản xuất.

hoặc đến các cụm dân cƣ, hộ gia đình lân cận. - Đƣờng vào khu vực sản xuất (KVSX): nối từ quốc lộ, tỉnh lộ hoặc trung tâm hành chính của huyện đến các khu vực sản xuất, gia công, chế biến Nông Lâm Thủy Hải sản thuộc huyện quản lý (vùng trồng cây công nghiệp, cánh đồng mẫu lớn, đồng muối, làng nghề, trang trại và các cơ sở tƣơng đƣơng). Đƣờng Huyện quốc lộ, tỉnh lộ trung tâm hành trung tâm hành trung tâm hành chính của huyện, chính của huyện, chính xã thị xã lân cận thị xã 6 Đƣờng Xã đường huyện trung tâm hành trung tâm hành thôn, làng, ấp, chính của xã lân chính xã bản và đơn vị cận tương đương Đƣờng Thôn đường huyện, đường xã thôn, làng, ấp, thôn, làng, ấp, đồng ruộng, bản và đơn vị bản và đơn vị trang trại, các cơ tương đương lân tương đương sở sản xuất, cận chăn nuôi. Đƣờng Khu vực sản xuất (KVSX) quốc lộ, tỉnh lộ trung tâm hành thôn, làng, ấp, chính huyện KVSX bản và đơn vị tương đương Đƣờng Dân sinh đường xã, đường thôn cụm dân cư, hộ cụm dân cư, hộ đồng ruộng, gia đình lân cận gia đình nương rãy, cơ sở sản xuất thôn, làng, ấp, 1.

Một số yêu cầu kĩ thuật đối với đƣờng giao thông nông thôn Đƣờng GTNT thông thƣờng có 4 cấp kỹ thuật A, B, C và D, trong đó các 7 cấp A, B và C thiết kế áp dụng đối với đƣờng có ô tô lƣu thông. Lựa chọn cấp kỹ thuật tuyến đƣờng tùy thuộc vào lƣu lƣợng xe thiết kế (Ntk). Ngoài 4 cấp kỹ thuật nhƣ trên, căn cứ theo chức năng, tầm quan trọng, lƣu lƣợng, có thể lựa chọn thiết kế đƣờng GTNT theo cấp VI, V hoặc cấp IV trong TCVN 4054:2005 [25], áp dụng cho những khu vực kinh tế phát triển hoặc có khối lƣợng vận chuyển hành khách và hàng hóa lớn nhƣ: đƣờng có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của huyện, là cầu nối chuyển tiếp hàng hóa, hành khách từ hệ thống đƣờng quốc gia (quốc lộ, tỉnh lộ) đến trung tâm hành chính của huyện, của xã và các khu chế xuất của huyện; đƣờng Khu sản xuất, chăn nuôi, gia công, chế biến Nông - Lâm - Thủy - Hải sản; đƣờng vùng trồng cây công nghiệp; cánh đồng lớn; đồng muối; làng nghề; trang trại và các cơ sở tƣơng đƣơng. Tốc độ thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế các công trình trên đƣờng đối với các cấp đƣờng GTNT đƣợc quy định ở Bảng 1.

1 Tốc độ thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế các công trình trên đƣờng đối với các cấp đƣờng GTNT [8] Kiểm toán đối với xe Cấp kỹ thuật Tốc độ xe chạy Tải trọng trục xe vƣợt tải có tải trọng của đƣờng thiết kế, Km/h thiết kế, Kg trục, Kg A 30 (20) 6000 10000 B 20 (15) 2500 6000 C 15 (10) 2500 6000 D - - - Trị số trong ngoặc (.) áp dụng đối với địa hình miền núi (độ dốc ngang > 30%) Bảng 1. 2 Tổng hợp phân cấp kỹ thuật đƣờng GTNT theo chức năng của đƣờng và lƣu lƣợng xe thiết kế (Ntk) [8], [25] Lƣu lƣợng xe Theo TCVN Theo TCVN thiết kế (Ntk), Chức năng của đƣờng 4054:2005 10380:2014 xe quy đổi/ngày đêm Đƣờng huyện có vị trí quan trọng đối với phát Cấp IV, V, - ≥ 200 triển kinh tế - xã hội, là cầu nối chuyển tiếp VI hàng hóa, hành khách từ hệ thống đƣờng quốc gia đến trung tâm hành chính của huyện, xã, Cấp VI A 100  200 các khu chế xuất; phục vụ sự đi lại và lƣu 8 Lƣu lƣợng xe Theo TCVN Theo TCVN thiết kế (Ntk), Chức năng của đƣờng 4054:2005 10380:2014 xe quy đổi/ngày đêm thông hàng hóa trong phạm vi của huyện. Đƣờng xã có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của xã, kết nối, lƣu thông - A 100  200 hàng hóa từ huyện tới các thôn, làng, ấp, bản, các cơ sở sản xuất kinh doanh của xã, chủ yếu phục vụ sự đi lại của ngƣời dân và lƣu thông - B 50  < 100 hàng hóa trong trong phạm vi của xã. Đƣờng thôn chủ yếu phục vụ sự đi lại của - B 50  < 100 ngƣời dân và lƣu thông hàng hóa trong trong phạm vi của thôn, làng, ấp, bản; kết nối và lƣu thông hàng hóa tới các trang trại, ruộng đồng, - C < 50 nƣơng rẫy, cơ sở sản xuất, chăn nuôi.

Đƣờng dân sinh chủ yếu phục vụ sự đi lại của ngƣời dân giữa các cụm dân cƣ, các hộ gia đình và từ nhà đến nƣơng rẫy, ruộng đồng, cơ Không có xe ô - D sở sản xuất, chăn nuôi nhỏ lẻ. Phƣơng tiện tô chạy qua giao thông trên đƣờng dân sinh chủ yếu là xe đạp, xe mô tô hai bánh, xe kéo tay, ngựa thồ. Đƣờng KVSX phục vụ đi lại của ngƣời dân, lƣu thông nguyên vật liệu, hàng hóa và đến Xe có tải trọng các cơ sở sản xuất, chăn nuôi, gia công, chế Cấp IV, V, trục > 6000 Kg - biến Nông Lâm Thủy Hải sản; vùng trồng cây VI ÷ 10000 Kg công nghiệp; cánh đồng mẫu lớn; đồng muối; chiếm trên 10% làng nghề; trang trại, các cơ sở tƣơng đƣơng. Nguyên tắc thiết kế và xây dựng đƣờng giao thông nông thôn - Nguyên tắc phù hợp với lưu lượng: đƣờng GTNT không yêu cầu lƣu lƣợng lớn nhƣ đối với các loại đƣờng cấp cao khác, tùy theo chức năng, vị trí quan trọng của tuyến đƣờng và điều kiện thực tế, lựa chọn một trong các phƣơng pháp điều tra và dự báo lƣu lƣợng xe thiết kế.

Đƣờng GTNT, lƣu lƣợng thiết kế thông thƣờng nhỏ hơn 200 PCU/ngày đêm; chỉ những trục đƣờng quan trọng (đƣờng huyện chính) mới xem xét đến lƣu lƣợng lớn hơn 200 PCU/ngày đêm. - Nguyên tắc phù hợp với tải trọng: tải trọng đƣờng GTNT thấp hơn so với đƣờng cấp cao khác, tùy từng cấp đƣờng có tải trọng tiêu chuẩn thiết kế phù hợp 9 6000Kg, 2500Kg, < 2500Kg tƣơng ứng các cấp kỹ thuật A, B, C, D. Các trục GTNT quan trọng nhƣ các tuyến đƣờng liên huyện phục vụ nhu cầu vận tải hàng hóa lớn (tƣơng ứng đƣờng cấp VI, V, IV), tải trọng trục 10 tấn hay 13 tấn. - Nguyên tắc tận dụng vật liệu địa phương: đƣờng GTNT – là loại đƣờng cấp thấp, không yêu cầu kết cấu cƣờng độ cao, do vậy nguyên tắc tận dụng vật liệu địa phƣơng là rất quan trọng vừa đảm bảo các yếu tố lợi thế địa phƣơng, vừa góp phần giảm giá thành xây dựng.

Các loại vật liệu có thể tận dụng nhƣ đất đắp tự nhiên, cấp phối tự nhiên (cát sông, cát biển, sỏi đồi, đất đồi…), các dạng vật liệu phế thải (tro, xỉ nhà máy nhiệt điện, nhà máy sản xuất thép. Phân loại vật liệu cả nƣớc thống kê nhƣ bảng sau đây: Bảng 1. 3 Phân loại địa hình theo vùng về nguồn vật liệu sẵn có [2] Loại địa hình theo vùng Đất cát Vùng Miền Trung Đất thấp Đồng ven biển núi (%) du (%) (%) bằng (%) (%) 1. Trung du và miền núi phía Bắc - Đông Bắc 14 42 42 1 - - Tây Bắc 77 16 8 - - 2.

Đồng bằng sông Hồng - 3 89 7 1 3. Bắc Trung Bộ, Duyên hải miền Trung - Bắc Trung Bộ 7 24 64 - 6 - Duyên hải Nam Trung Bộ 6 22 67 - 5 4. Đông Nam Bộ - 7 83 9 - 6. Đồng bằng sông Cửu Long - - - 100 - Các nhóm vật liệu địa phƣơng điển hình đƣợc sử dụng trong xây dựng đƣờng GTNT ở Việt Nam có thể đƣợc phân thành 7 nhóm cơ bản sau: - Đất pha cát: có ở các vùng duyên hải (phổ biến ở các tỉnh từ Đà Nẵng đến Bình Thuận), loại đất này cũng có ở một số địa phƣơng ở các vùng đồng bằng.

Loại đất này có thể đƣợc gia cố bằng xi măng để sử dụng làm móng đƣờng. - Đất sét bụi: có ở các vùng đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng sông Hồng và ở một số thung lũng. Vật liệu này có thể đƣợc gia cố bằng vôi để làm móng đƣờng. - Cấp phối đồi: thƣờng phủ trên đá gốc trên các sƣờn đồi, nhƣ ở cao nguyên miền Trung và vùng núi phía Bắc; vật liệu có thể sử dụng làm lớp áo cấp 10 phối ở những nơi phù hợp hoặc làm móng đƣờng.

- Cấp phối sỏi ong: có trong đất bị phong hoá ở một số vùng đồi, có thể sử dụng làm lớp áo cấp phối ở những nơi phù hợp hoặc làm vật liệu móng đƣờng. - Cấp phối sông: vật liệu ở lòng sông, chủ yếu là những con sông ở vùng cao nguyên miền Trung và miền Bắc; có thể sử dụng làm móng đƣờng nhƣng có đặc tính cấp phối thấp. - Đá gốc tốt: là vật liệu đặc biệt đồng nhất, nhƣ đá granít hay đá bazan…. - Các loại vật liệu địa phương khác: ngoài các loại vật liệu địa phƣơng gắn với yếu tố địa lý, địa hình, địa chất nhƣ nêu trên, còn có những loại vật liệu sẵn có tại địa phƣơng theo đặc thù phát triển công nghiệp khác tại địa phƣơng nhƣ các loại tro xỉ thải ra từ các nhà máy nhiệt điện, nhà mày luyện thép.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Nghiên cứu ứng dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân trong xây dựng móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ là một tài liệu chuyên sâu về việc tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương để cải thiện chất lượng công trình giao thông. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng cát đỏ từ Bình Thuận và tro bay từ nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân, hai vật liệu có sẵn và thân thiện với môi trường, để xây dựng móng và mặt đường. Kết quả cho thấy những vật liệu này không chỉ giảm chi phí mà còn nâng cao độ bền và khả năng chịu tải của công trình, đặc biệt phù hợp với điều kiện khí hậu và địa chất của khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ.

Để hiểu rõ hơn về ứng dụng của các vật liệu thay thế trong xây dựng, bạn có thể tham khảo nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay thế cát sông bằng tro đáy nhiệt điện, hoặc tìm hiểu về vai trò của tro bay trong khả năng kháng nứt của bê tông tự lèn. Ngoài ra, nghiên cứu về ứng dụng bột nghiền mịn từ tro trấu trong bê tông nhựa chặt cũng cung cấp thêm góc nhìn về việc tận dụng phụ phẩm nông nghiệp trong xây dựng. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và áp dụng hiệu quả các giải pháp vật liệu mới trong thực tế.