Nghiên cứu ứng dụng sản phẩm Neoweb trong kết cấu áo đường mềm tại vùng cát biển Khánh Hòa

Cát biển Khánh Hòa có kích thước hạt nhỏ, khả năng liên kết kém, gây khó khăn cho việc lu lèn và sử dụng làm nền đường. Các giải pháp hiện tại tốn kém và kéo dài thời gian. Nghiên cứu ứng dụng Neoweb là cần thiết để tìm ra giải pháp gia cố nền đường hiệu quả, giảm chi phí và thời gian thi công. Theo tài liệu gốc, việc nghiên cứu một giải pháp kết cấu khác thay thế kết cấu áo đường truyền thống mang lại hiệu quả kinh tế, giảm giá thành xây dựng và rút ngắn thời gian thi công so với kết cấu truyền thống là cần thiết.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá khả năng ứng dụng Neoweb vào kết cấu áo đường mềm cho vùng cát biển Khánh Hòa. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào áo đường mềm, địa chất xây dựng là vùng cát biển, và địa phương nghiên cứu là tỉnh Khánh Hòa. Nghiên cứu bao gồm phân tích cơ chế làm việc của Neoweb, phương pháp tính toán kết cấu, thực nghiệm và đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật so với giải pháp truyền thống.

Các yếu tố cơ học tác dụng lên công trình nền mặt đường bao gồm tải trọng xe, gây ra biến dạng thẳng đứng và ngang. Các yếu tố thời tiết như nắng, mưa, gió cũng tác động thường xuyên, làm giảm chất lượng vật liệu. Theo tài liệu gốc, các yếu tố này có tính thường xuyên liên tục, làm giảm chất lượng vật liệu nền mặt đường. Dưới tác dụng của tải trọng xe trùng phục sẽ làm công trình nền – mặt đường bị hư hỏng nhanh chóng.

Cát biển tại Khánh Hòa có cấp phối xấu, thành phần hạt có kích cỡ tương tự nhau và hầu như không có lực dính. Điều này khiến cát dễ bị bay khi có gió và rửa trôi khi có mưa, gây khó khăn cho việc xây dựng và bảo trì đường. Các công trình đường trên khu vực này dễ bị xuống cấp khi có mưa, gió. Do đó, cần có giải pháp gia cố nền đường hiệu quả.

Các đơn vị tư vấn thường đệm lớp đất chọn lọc dày ít nhất 50cm và đầm chặt để làm lớp đáy áo đường. Bên trên là các lớp móng và mặt của kết cấu áo đường. Phương án này không kinh tế do phải đào bỏ cát và thay bằng đất đồi chọn lọc, chi phí thi công nền đường cao và thời gian thi công kéo dài. Việc khai thác đất đồi cũng tác động đến môi trường.

Neoweb là mạng lưới không gian các ô ngăn có vách dạng tổ ong được đục lỗ và tạo nhám. Khi trải Neoweb và chèn bằng đất, cát hoặc cấp phối đá dăm tạo thành kết cấu liên hợp, ngăn cách đất giữ và bảo vệ các vật liệu chèn lấp bên trong theo ba phương. Kết cấu ô ngăn hình mạng tạo ra nền gia cố mong muốn.

Neoweb được ứng dụng trong nhiều công trình giao thông trên thế giới, bao gồm đường cho xe bọc thép, đường vào khu quân sự, đường nông thôn qua mỏ than bùn và đường sắt. Các ứng dụng này chứng minh khả năng gia cố nền đường, giảm chi phí và thời gian thi công của Neoweb.

Neoweb có nhiều ưu điểm vượt trội so với các giải pháp truyền thống, bao gồm khả năng gia cố ổn định nền đất yếu, giảm độ lún, cải thiện sức chống cắt, tăng cường sức chịu tải, giảm chiều dày lớp kết cấu và tăng sự ổn định dài hạn của nền móng. Hệ thống Neoweb không gian cải thiện khả năng phục vụ của các lớp vật liệu không dính (như cát), giảm độ biến dạng dài hạn, tăng cường mức phục vụ của các vật liệu chèn lấp và giảm chiều dày của lớp kết cấu tăng cường (như lớp móng dưới, các lớp móng trên, các lớp bê tông Asphalt).

Nguyên lý tính toán của hệ thống hỗ trợ tải trọng Neoweb trong kết cấu áo đường dựa trên việc phân bố tải trọng trên một diện tích rộng hơn, tạo ra một lớp đệm có cường độ chịu uốn và độ cứng cao. Lớp đệm này làm giảm độ lún thẳng đứng trong nền đất yếu, cải thiện sức chống cắt và tăng cường sức chịu tải của kết cấu.

Các thông số thiết kế quan trọng khi sử dụng Neoweb bao gồm chiều cao ô ngăn, kích thước ô ngăn, loại vật liệu chèn lấp, cường độ chịu kéo của Neoweb, và các chỉ tiêu cơ lý của đất nền. Các thông số này cần được xác định chính xác để đảm bảo kết cấu áo đường đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

Các thí nghiệm cần thiết để xác định chỉ tiêu của cát biển có gia cố Neoweb bao gồm thí nghiệm nén ba trục, thí nghiệm cắt trực tiếp, và thí nghiệm CBR. Kết quả thí nghiệm được sử dụng để tính toán kết cấu áo đường và đánh giá hiệu quả của Neoweb.

Ví dụ tính toán được thực hiện cho một công trình cụ thể tại Khánh Hòa, sử dụng số liệu địa chất và tải trọng thực tế. Tính toán được thực hiện theo hai phương pháp: hướng dẫn của hãng PRS và tiêu chuẩn 22 TCN 211-06. Kết quả tính toán cho thấy Neoweb có khả năng gia cố nền đường hiệu quả.

So sánh hiệu quả kinh tế giữa giải pháp ứng dụng Neoweb và giải pháp truyền thống cho thấy Neoweb có chi phí thấp hơn do giảm khối lượng đất đắp, giảm thời gian thi công và giảm chi phí bảo trì. Neoweb là giải pháp kinh tế hơn cho vùng cát biển.

Quy trình thi công kết cấu áo đường mềm với Neoweb bao gồm các bước: chuẩn bị nền đường, trải vải địa kỹ thuật (nếu cần), lắp đặt Neoweb, chèn vật liệu vào ô ngăn, đầm nén và thi công các lớp áo đường phía trên. Quy trình thi công đơn giản và nhanh chóng.

Nghiên cứu đã thành công trong việc đánh giá khả năng ứng dụng Neoweb vào kết cấu áo đường mềm cho vùng cát biển Khánh Hòa. Kết quả nghiên cứu cho thấy Neoweb là giải pháp hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế, có thể thay thế các giải pháp truyền thống.

Nghiên cứu đề xuất ứng dụng Neoweb rộng rãi trong các dự án xây dựng đường giao thông tại Khánh Hòa, đặc biệt là các tuyến đường ven biển và các khu vực có nền đất yếu. Cần có các nghiên cứu sâu hơn về độ bền đường dài hạn và tác động môi trường của Neoweb.

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế kết cấu áo đường với Neoweb, nghiên cứu các loại vật liệu chèn lấp khác nhau, và phát triển các phương pháp thi công tiên tiến hơn. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, kỹ sư và doanh nghiệp để thúc đẩy ứng dụng Neoweb trong thực tế.