Nghiên cứu sử dụng bê tông xi măng tái chế làm lớp móng mặt đường ô tô trên các tuyến tỉnh lộ, tỉnh đồng nai luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luân văn với đề tài “Nghiên cứu sử dụng bê tông xi măng tái chế làm lớp móng mặt đường ô tô trên các tuyến tỉnh lộ, tỉnh Đồng Nai.” học viên đã nhận được sự gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

CHUYÊN SÂU: KTXD ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN PHƯỚC MINH

TP HỒ CHÍ MINH - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Đây là bản luận văn thạc sĩ của học viên Nguyễn Thành Linh báo cáo kết quả nghiên cứu do Thầy TS Nguyễn Phước Minh bộ môn Đường bộ trường Đại học Giao thông Vận tải hướng dẫn

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chính tôi thực hiện và chưa từng được công bố ở bất cứ nơi nào Những kết quả nghiên cứu và phát hiện mới trên cơ sở phân tích số liệu và tham khảo các tư liệu, dự án, giáo trình và đề tài nghiên cứu đã được công bố của các nhà khoa học trong và ngoài nước

Để hoàn thiện luận văn này, một số kết quả trích dẫn được tham khảo của các tác giả liên quan

Học viên

Nguyễn Thành Linh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luân văn với đề tài “Nghiên cứu sử dụng bê tông xi măng tái

chế làm lớp móng mặt đường ô tô trên các tuyến tỉnh lộ, tỉnh Đồng Nai.” học

viên đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều và vô cùng quý báu của các thầy cô trong Khoa đã giảng dạy, trang bị và hướng dẫn tận tình cho học viên

Học viên xin chân thành cảm ơn :

Thầy TS Nguyễn Phước Minh - Bộ môn Đường Bộ trường Đại Học Giao

Thông Vận Tải đã tận tình hướng dẫn, động viên và cung cấp cho học viên những kiến thức vô cùng ý nghĩa để học hoàn thành luận văn này

Ban giám hiệu Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, các thầy cô đã gảng dạy lớp kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường thành phố đã tạo điều kiện cho học viên trong suốt quá trình học tập

Cảm ơn các bạn các đồng nghiệp đã giúp học viên có thêm những kiến thức

và kinh nghiệm quý báu để học viên thực hiện luận văn này

Mặc dù đã cố gắng để hoàn thành luận văn với kết quả tốt nhất nhưng do thời gian, sự hiểu biết và kinh nghiệm chưa có nhiều nên không tránh khỏi những khiếm khuyết Rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô bạn bè và đồng nghiệp

Một lần nữa học viên xin chân thành cảm ơn!

Học Viên

Nguyễn Thành Linh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN İ LỜI CẢM ƠN İİ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT X

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Đối tượng nghiên cứuz 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Cấu trúc của luận văn 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TỈNH ĐỒNG NAI 3

1.1 Đặc điểm chung về tình hình kinh tế 3

1.2 Đặc điểm mạng lưới giao thông đường bộ 4

1.2.1 Khái quát chung 4

1.2.2 Đặc điểm chung các tuyến đường 5

1.3 Kết cấu áo đường điển hình 12

1.4 Giải pháp về vật liệu móng – mặt đường 13

1.5 Kết luận chương 1 14

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VẬT LIỆU BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ BÊ TÔNG XI MĂNG TÁI CHẾ 15

2.1 Đặc điểm xi măng, bê tông xi măng và lý thuyết tính toán 15

2.1.1 Đặc điểm xi măng 15

2.1.2 Tổng quan về bê tông xi măng 19

2.2 Lý thuyết tính toán thành phần hạt của bê tông xi măng 43

2.2.1 Phương pháp tính thành phần hạt [16] 43

2.2.2 Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông xi măng tái chế [8] 45

2.3 Thực nghiệm đánh giá chất lượng bê tông xi măng tái chế 50

2.3.1 Thí nghiệm lấy mẫu, chế tạo mẫu nén và bảo dưỡng 50

2.3.2 Thí nghiệm xác định cường độ nén 57

2.3.3 Thí nghiệm cường độ chịu kéo khi [3] 61

2.4 Kết luận chương 2 64

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÊ TÔNG XI MĂNG TÁI CHẾ LÀM LỚP MÓNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ TRÊN CÁC TUYẾN TỈNH LỘ, TỈNH ĐỒNG NAI 65

3.1 Thực nghiệm thành phần hạt cho cấp phối bê tông xi măng tái chế 65

3.1.1 Cốt liệu nhỏ 65

3.1.2 Cốt liệu lớn 67

3.2 Thiết kế thành phần bê tông xi măng tái chế 68

3.2.1 Cấp phối bê tông xi măng tái chế không phụ gia 71

3.2.2 Cấp phối bê tông xi măng tái chế phụ gia sika 71

3.3.3 Cấp phối bê tông xi măng tái chế phụ gia Basf 73

3.3 Thực nghiệm cường độ chịu nén của bê tông xi măng tái chế 74

3.3.1 Cường độ nén cấp phối bê tông xi măng tái chế không phụ gia 74

3.3.2 Cường độ nén cấp phối bê tông tái chế phụ gia Sika 78

3.3.3 Cường độ nén cấp phối bê tông tái chế phụ gia Basf 79

3.4 Kết quả thí nghiệm cường độ kéo uốn của bê tông xi măng tái chế 81

3.4.1 Cấp phối bê tông xi măng tái chế không phụ gia 81

3.4.2 Cấp phối bê tông tái chế phụ gia Sika 81

3.4.3 Cấp phối bê tông tái chế phụ gia Basf 82

3.5 Quy trình chế tạo và chi phí sản phẩm 85

3.5.1 Quy trình chế tạo 85

3.5.2 Chi phí sản phẩm 85

3.6 Đề xuất catolog kết cấu áo đường xây dựng xi măng tái chế tại đường tỉnh lộ Đồng nai 87

3.6.1 Kết cấu áo đường cứng áp dụng cho tuyến tỉnh lộ 87

3.5.2 Kết cấu áo đường mềm áp dụng cho tuyến tỉnh lộ 90

3.7 Kết luận chương 3 94

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95

* Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀİ VỀ MẶT KHOA HỌC 95

* Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀİ VỀ MẶT THỰC TİỄN 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: 1 Tổng hợp cơ cấu ngành nghề 3

Bảng 1: 2 Tổng hợp toàn tỉnh theo loại mặt đường 5

Bảng 2: 2 Danh mục các chỉ tiêu chất lượng và căn cứ kiểm tra chất lượng clanhke xi măng poóclăng thương phẩm 18

Bảng 2: 3 So sánh giữa bê tông tái chế và cốt liệu tự nhiên 27

Bảng 2: 4 Tổng hợp các mẻ trộn bê tông 29

Bảng 2: 5 Phần trăm khối lượng cốt liệu theo cỡ sàng 30

Bảng 2: 6 Thành phần 1 mẻ trộn của các mẫu bê tông 31

Bảng 2: 7 Mẻ trộn bê tông sau khi đã hiệu chỉnh 32

Bảng 2: 8 Kết quả kiểm tra sụt giảm đối với bê tông xi măng Portland xuất xứ từ RPCC và tự nhiên 33

Bảng 2: 9 Cường độ nén cho các mẫu bêtông ở các độ tuổi khác nhau 34

Bảng 2: 10 Cường độ nén của các mẫu bê tông ở tuổi 28 ngày 34

Bảng 2: 11 Các chỉ tiêu cường độ của bê tông làm đường [1] 43

Bảng 2: 12 Chọn độ sụt của bê tông theo kích thước cốt liệu lớn 47

Bảng 2: 13 Hệ số chất lượng vật liệu 48

Bảng 2: 14 Hệ số trượt của cốt liệu lớn 49

Bảng 2: 15 Hệ số tính đổi về viên mẫu chuẩn 60

Bảng 2: 16 Hệ số tính đổi cường độ kéo uốn 63

Bảng 3: 1 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt cốt liệu nhỏ 66

Bảng 3: 2 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt cốt liệu lớn 68

Bảng 3: 3 Thành phần cấp phối bê tông tái chế không phụ gia 71

Bảng 3: 4 Khối lượng vật liệu cho 1 mẻ trộn kích thước 15x15x15cm 71

Bảng 3: 5 Thành phần cấp phối bê tông tái chế phụ gia sika 73

Bảng 3: 6 Khối lượng vật liệu cho 1 mẻ trộn kích thước 15x15x15cm 73

Bảng 3: 7 Thành phần cấp phối bê tông tái chế phụ gia basf 73

Bảng 3: 8 Khối lượng vật liệu cho 1 mẻ trộn kích thước 15x15x15cm 74

Bảng 3: 9 Bảng thống kê số lượng mẫu thí nghiệm nén 74

Bảng 3: 10 Cường độ nén bê tông tái chế không sử dụng phụ gia 77

Bảng 3: 11 Cường độ nén bê tông tái chế sử dụng phụ gia sika 78

Bảng 3: 12 Cường độ nén bê tông tái chế phụ gia basf 79

Bảng 3: 13 Bảng tổng hợp cường độ nén 80

Bảng 3: 14 Tương quan giữa cường độ chịu nén và cường độ chịu uốn 82

Bảng 3: 15 Bảng tổng hợp cường độ chịu kéo uốn 84

Bảng 3: 16 Thành phần cấp phối bê tông thường 89

Bảng 3: 17 Thành phần cấp phối bê tông tái chế không phụ gia 90

Bảng 3: 18 Các phương án kết cấu áo đường mềm 91

DANH MỤC HÌNH V

Hình 2: 1 Quy trình kỹ thuật thu gom, xử lý chất thải xây dựng 23

Hình 2: 2 Quy trình thu gom rác thải xà bần 24

Hình 2: 3 Mặt đường bê tông xi măng cấp thấp 25

Hình 2: 4 Bê tông xi măng làm giải phân cách cứng 25

Hình 2: 5 Bê tông tái chế sử dụng làm vỉa hè 27

Hình 2: 6 Biểu đồ đường cong cấp phối 30

Hình 2: 7 Biểu đồ quan hệ độ sụt và tỷ lệ X/N 33

Hình 2: 8 Biểu đồ cường độ nén 34

Hình 2: 9 Biểu đồ qua hệ giữa cường độ và tỷ lệ X/N 35

Hình 2: 10 Biểu đồ xác định thành phần hạt của cốt liệu nhỏ 51

Hình 2: 11 Cát dùng để thí nghiệm xác định thành phần hạt 51

Hình 2: 12 Cốt liệu lớn (đá bê tông tái chế) 52

Hình 2: 13 Côn thử độ sụt của bê tông 53

Hình 2: 14 Thí nghiệm xác định độ sụt 54

Hình 2: 15 Khuôn đúc mẫu bê tông 55

Hình 2: 16 Máy trộn bê tông thí nghiệm đúc mẫu 55

Hình 2: 17 Quá trình đúc mẫu bê tông 56

Hình 2: 18 Bảo dưỡng bê tông 57

Hình 2: 19 Quá trình đặt mẫu vào máy nén 58

Hình 2: 20 Biểu đồ xác định thành phần hạt của đá 61

Hình 2: 21 Thí nghiệm chịu kéo khi uốn 62

Hình 3: 1 Cát dùng để thí nghiệm thành phần hạt 65

Hình 3: 2 Biểu đồ thành phần hạt của cát 66

Hình 3: 3 Cốt liệu lớn(đá bê tông) sau khi được nghiền 67

Hình 3: 4 Biểu đồ thành phần hạt của đá bê tông tái chế 68

Hình 3: 5 Mẫu nén đã được bảo dưỡng 74

Hình 3: 6 Đặt mẫu vào máy và tiến hành nén 75

Hình 3: 7 Quá trình xả dầu đưa mẫu tiếp cận thớt trên máy 76

Hình 3: 8 Giá trị lực nén của mẫu bê tông 76

Hình 3: 9 Biểu đồ phát triển cường độ chịu nén cấp phối không phụ gia 77

Hình 3: 10 Biểu đồ phát triển cường độ chịu nén cấp phối phụ gia sika 78

Hình 3: 11 Biểu đồ phát triển cường độ nén cấp phối phụ gia basf 79

Hình 3: 12 Biểu đồ phát triển cường độ nén giữa cấp phối không phụ gia và có phụ gia 80

Hình 3: 13 Biểu đồ phát triển cường độ kéo uốn giữa cấp phối không phụ gia và có phụ gia 84

Hình 3: 14 Qui trình thu gom xử lý rác thải bê tông 86

Hình 3: 15 Phương án kết cấu áo đường cứng 88

Hình 3: 16 Phương án kết cấu áo đường mềm 91

Hình 3: 17 Kết quả trị số độ lún phương án 1- Uy = -22.32*10-3m 92

Hình 3: 18 Kết quả trị số độ lún phương án 2- Uy = -16.32*10-3m 93

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển về kinh tế thì nhu cầu phát triển về xây dựng ngày càng lớn đặc biệt là trong nghành giao thông, dẫn đến rác thải do xây dựng ngày càng lớn

và chưa có biện pháp để giải quyết triệt để Vấn đề về vật liệu ngày càng trở nên cấp thiết do tình trạng khan hiếm vật liệu diễn ra, chính vì vậy việc tái chế bê tông là biện pháp cần thiết để giải quyết vấn đề Vừa xử lý được lượng rác thải xây dựng lớn và còn giải quyết vấn đề về vật liệu trong xây dựng

Bê tông xi măng là loại vật liệu được dùng rất phổ biến trong xây dựng Với những tính chất riêng của mình, BTXM giúp các công trình được bền đẹp nhất Các đặc điểm chính và tính ưu việt của BTXM có thể nêu ra như: tính phổ biến, BTXM cũng có một tuổi đời dài, bằng chứng là có rất nhiều các công trình có tuổi đời cao Để tạo nên bê tông cần vài nguyên liệu phổ thông như xi măng, đá, cát, nhưng ứng dụng của bê tông rất rộng, từ các công trình dân dụng đến các công trình cầu cống, đập nước và cả móng mặt đường bê tông xi măng

Tính bền đẹp, ít phải bảo dưỡng: Tính trơ của BTXM khiến chúng an toàn với các tác động bên ngoài và ảnh hưởng của các điều kiện thời tiết không tốt Công trình sẽ luôn bền đẹp và chúng ta ít phải sửa chữa, bảo dưỡng Tính không bắt lửa: BTXM không bắt lửa Tính giữ nhiệt BTXM là loại vật liệu giữ nhiệt, nếu sử dụng điều hòa làm mát hay quạt sưởi thì nhiệt độ trong phòng được giữ ổn định chứ không bị truyền qua môi trường bên ngoài, do đó chúng ta sẽ tiết kiệm được năng lượng

Hiện tượng hư hỏng trên mặt đường mềm asphalt thì dễ hư hỏng Mặt đường cứng của bê tông xi măng lại ngăn chặn được các khuyết tật này tốt hơn so với áo đường mềm

Vật liệu BTXM phế phẩm không sử dụng thì gây ô nhiễm nếu không có hướng

sử dụng sẽ tác hại đến môi trường Việc nghiên cứu tái chế bê tông xi măng đã qua

sử dụng làm móng mặt đường ô tô là cần thiết, không những bổ sung thêm một nguồn vật liệu có khối lượng lớn có khả năng giảm chi phí mà còn có nhiều ý nghĩa

về môi trường do giảm ô nhiễm môi trường do đổ bê tông cũ bừa bãi và giảm ô nhiễm môi trường do giảm bớt khai thác đá làm cốt liệu cho bê tông mới

Từ các kết quả nghiên cứu có thể thấy, BTXM là loại vật liệu có vị trí quan trọng trong việc xây dựng hạ tầng giao thông đường bộ Việc đưa bê tông tái chế áp dụng vào làm móng mặt đường ô tô, qua đó làm giảm chi phí xây dựng và giảm thiểu tối đa tác động môi trường do phế thải và khai thác tài nguyên

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu sử dụng bê tông xi măng tái chế làm lớp móng

mặt đường ô tô trên các tuyến tỉnh lộ, tỉnh Đồng Nai” là đề tài có ý nghĩa khoa

học và thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu thành phần bê tông xi măng tái chế từ BTXM phế phẩm tạo ra để đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật thay thế vật liệu đá dăm trong kết cấu áo đường, hỗn hợp vật liệu BTXM mới làm lớp móng mặt đường ô tô

3 Đối tượng nghiên cứuz

Nghiên cứu thành phần bê tông xi măng truyền thống và bê tông xi măng tái chế

4 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu thành phần bê tông xi măng tái chế

5 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết;

- Nghiên cứu thực nghiệm;

- Ứng dụng phần mềm kiểm toán kết cấu

6 Cấu trúc của luận văn

+ Phần mở đầu

+Chương 1: Tổng quan giao thông đường bộ tỉnh Đồng Nai

+Chương 2: Lý thuyết tính toán và phương pháp xác định cường độ bê tông +Chương 3: Kết quả thí nghiệm và đánh giá bê tông xi măng tái chế

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TỈNH ĐỒNG NAI

1.1 Đặc điểm chung về tình hình kinh tế

Đồng Nai là tỉnh thuộc Vùng Kinh tế trọng điểm phía Nam, có vị trí địa lý quan trọng với hệ thống giao thông đầy đủ nối giữa vùng Đông Nam Bộ với vùng Nam Trung Bộ và các tỉnh Tây Nguyên, các tỉnh phía Bắc; là tỉnh có nhiều khu công nghiệp nhất cả nước (hơn 30 khu công nghiệp kể cả các khu công nghiệp đang xây dựng) Tỉnh Đồng Nai có diện tích tự nhiên 589500 ha, trong đó đất nông nghiệp:

289100 ha, đất lâm nghiệp: 179600 ha, đất chuyên dùng: 43900 ha, đất ở: 14100 ha, còn lại đất khác

Tổng sản phẩm nội địa tỉnh Đồng Nai năm 2010 đạt 13,614.8 tỷ đồng đến năm

2005 đạt 30.897,2 tỷ đồng và đến năm 2017 đạt 44.800 tỷ đồng Mức tăng trưởng bình quân hàng năm giai đoạn 2010 ÷ 2015: 13.5%, giai đoạn 2016 ÷ 2017: ~ 13.2%

Bảng 1: 1 Tổng hợp cơ cấu ngành nghề

2010 2015 2017

2 Công nghiệp và xây dựng 52,22 57,00 57,90

nghiệp đã đầu tư hoàn thiện hạ tầng, 06 cụm công nghiệp đang đầu tư hạ tầng số còn lại đang trong quá trình bồi thường giải phóng mặt bằng và lập thủ tục đầu tư Các chỉ tiêu kinh tế tăng trưởng trong các năm tới

 Tốc độ tăng trưởng kinh tế GRDP bình quân giai đoạn 2016 ÷ 2020 là 8

÷ 9%/năm, giai đoạn 2020 ÷ 2025 là 8.5 ÷ 9.5%/năm;

 Đến năm 2020: GRDP bình quân đầu người đạt 5,300 USD ÷ 5,800 USD; cơ cấu GRDP ngành công nghiệp - xây dựng chiếm 55 ÷ 56%, dịch vụ chiếm 39.5 ÷ 40.5%, nông lâm nghiệp và thủy sản chiếm 4,5 ÷ 5.5%; kim ngạch xuất khẩu tăng bình quân giai đoạn 2016 ÷ 2020 từ 8%

÷ 10%/năm;

 Đến năm 2025: GRDP bình quân đầu người đạt khoảng 9.000 ÷ 10.000 USD; cơ cấu GRDP ngành công nghiệp - xây dựng chiếm 53 ÷ 54%, dịch vụ chiếm 44 ÷ 45%, nông lâm nghiệp và thủy sản chiếm 4 ÷ 5%

1.2 Đặc điểm mạng lưới giao thông đường bộ

Những năm gần đây giao thông vận tải tỉnh Đồng nai đã có những bước phát triển đáng kể nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển với tốc độ nhanh của nền kinh tế

1.2.1 Khái quát chung

Giao thông đường bộ của tỉnh Đồng Nai có tổng chiều dài là 6.156,6 km Bao gồm:

+ Quốc Lộ (QL): Gồm quốc lộ 1, quốc lộ 20, quốc lộ 51, quốc lộ 56, quốc lộ

1K Tổng chiều dài 244,2 km đường nhựa, đã được nâng cấp từng bước

+ Đường tỉnh (ĐT): Gồm 20 tuyến đường do tỉnh quản lý: đường tỉnh 760

(ĐT760), đường tỉnh 761 (ĐT761), đường tỉnh 762 (ĐT762), đường tỉnh 763 (ĐT763), đường tỉnh 764 (ĐT764), đường tỉnh 765 (ĐT765), đường tỉnh 766 (ĐT766), đường tỉnh 767 (ĐT767), đường tỉnh 768 (ĐT768), đường tỉnh 769 (ĐT769), quốc lộ 1 cũ, quốc lộ 15 nối dài, đường Đồng Khởi, Đường tỉnh Hiếu Liêm, Đường tỉnh Suối Tre –Bình Lộc, Đường tỉnh 25B, Đường tỉnh 319, đường

tỉnh 322B, đường Chiến Khu D, đường vào cảng Gò Dầu Tổng chiều dài 369,1

km, đường nhựa chiếm 64,4%, đường cấp phối chiếm 35,6%

+ Đường huyện (ĐH), đường thành phố (ĐTP): Gồm đường do các đơn vị hành

chính trực tiếp quản lý: thành phố Biên Hoà, thị xã Long Khánh, huyện Long Thành, Xuân Lộc, Thống Nhất, Trảng Bom, Cẩm Mỹ, Vĩnh Cửu, Nhơn Trạch, Tân Phú, Định Quán Tổng chiều dài 1.317 km Trong đó đường nhựa chiếm 39,6%; đường BTXM chiếm 0,4%, đường đá 0,6%, đường cấp phối chiếm 37,2%; đường đất chiếm 22,1%

+ Đường xã, phường với tổng chiều dài 3.835,7 km Trong đó đường nhựa

chiếm 10,6%; đường BTXM chiếm 1,7%; đường đá chiếm 2,8%; đường cấp phối chiếm 33,1% và đường đất chiếm 51,7%

+ Đường chuyên dùng với chiều dài 390,2 km Trong đó: đường nhựa chiếm

40,7%, đường BTXM chiếm 2,6% ; đường đá chiếm 1,1% và đường cấp phối chiếm 55,6% Hệ thống đường chuyên dùng do các đơn vị kinh tế trong tỉnh trực tiếp quản lý

Bảng 1: 2 Tổng hợp toàn tỉnh theo loại mặt đường

1.2.2 Đặc điểm chung các tuyến đường

- Các tuyến do Trung ương quản lý

+ Quốc lộ 1: Quốc lộ 1 qua tỉnh Đồng Nai dài 102,45 km Bắt đầu từ Km

1770+734 ngã tư Rừng Lá (Căn Cứ 4) thuộc xã Xuân Hoà giáp ranh tỉnh Bình Thuận, đi qua địa phận huyện Xuân Lộc, Long Khánh, Thống Nhất, Thành Phố Biên Hoà đến chân cầu Đồng Nai Km 1873+250 Mặt đường BTN, đoạn từ ranh Bình Thuận đến thị xã Long Khánh rộng 12m, đoạn từ thị xã Long Khánh đến cầu

Đồng Nai rộng 16m, hiện trạng đường cấp II &III Trên tuyến có 6 chiếc cầu là kết cấu BTCT, tải trọng 25T với tổng chiều dài 546 m và 40 cống với tổng chiều dài

686 m

+ Quốc lộ 20: Quốc Lộ 20 qua tỉnh 75,4 km Bắt đầu từ Ngã tư Dầu Giây

(Km0+00) thuộc huyện Thống Nhất, qua Định Quán, Tân Phú và kết thúc ở Madagui (Km75+400) Kết cấu mặt đường BTN, rộng12m, hiện trạng đường cấp III Trên tuyến có 4 chiếc cầu BTCT, tải trọng 25T với tổng chiều dài 241m và có

38 cống BTCT với tổng chiều dài 504m

+ Quốc lộ 51: Quốc Lộ 51 qua tỉnh 42,65 km Bắt đầu từ ngã 3 Vũng Tàu

(Km0+00) thuộc địa bàn Thành Phố Biên Hoà qua huyện Long Thành đến ranh giới tiếp giáp với tỉnh Bà Rịa –Vũng Tàu (Km42+650) Kết cấu mặt đường BTN, rộng 22m, hiện trạng đường cấp II Trên tuyến có 12 chiếc cầu với tổng chiều dài 256,5m, tải trọng 25T và 21 cống với tổng chiều dài 481m

+ Quốc lộ 56: Quốc Lộ 56 qua tỉnh 18 km Bắt đầu từ Km0+00 ngã 3 Tân

Phong đến Km18+00 giáp ranh Tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu Kết cấu mặt đường BTN, rộng 9m, hiện trạng đường cấp III Trên tuyến có 1 cống dài 139m và không có cầu

+ Quốc lộ 1K: Tổng chiều dài tuyến 5,723 km Bắt đầu từ ngã 3 Vườn Mít

(Km0+00) đến giáp Tỉnh Bình Dương (Km5+723) Kết cấu mặt đường BTN, nền rộng 12m, hiện trạng đường cấp I (được bàn giao về Bộ GTVT năm 2003) Đang triển khai nâng cấp theo dự án BOT của Bộ GTVT, lộ giới 55m Trên tuyến có cầu Hoá An ở lý trình Km2+469 là cầu BTCT dài 802m, tải trọng 25T

Các tuyến quốc lộ là những trục giao thông huyết mạch quan trọng nhất trên địa bàn tỉnh, đảm bảo nối kết tỉnh với các tỉnh kề liền, vùng Nam Bộ và cả nước, nối kết với khu vực cảng biển Thị Vải – Vũng Tàu…Các năm qua các quốc lộ đã được đầu tư nâng cấp, hoàn chỉnh từng bước Tuy nhiên lưu lượng giao thông tăng nhanh, tai nạn giao thông trên tuyến cũng tăng…

Trong những năm tới cần được tiếp tục hoàn chỉnh các QL hiện có và phát triển thêm các tuyến vành đai, các tuyến cao tốc để phân tách các luồng giao thông, nâng cao tốc độ chuyên chở và giảm ách tắc tai nạn trên các tuyến hiện có, góp phần đáp ứng yêu cầu phát triển của hệ thống giao thông giai đoạn mới …

- Các tuyến do tỉnh quản lý:

+ Đường 760 (TL 16): Bắt đầu từ cầu Ông Tiếp đền cầu Tân Vạn Tuyến dài

9,22km, nền rộng 12m, kết cấu mặt đường BTN, hiện trạng đường cấp III Trên tuyến có 4 cầu với tổng chiều dài 135,08m, tải trọng 30T và 4 cống với tổng chiều dài 46m

+ Đường 761 (Đường 322): Từ lâm trường Mã Đà đến lâm trường Hiếu Liêm

Tuyến có chiều dài 37,266 km, rộng 9m, kết cấu mặt đường nhựa 0,75km và cấp phối sỏi đỏ 36,156km; hiện trạng đường cấp IV, có chất lượng trung bình Trên tuyến có 4 cầu liên hợp với tổng chiều dài 41,5m, tải trọng 12-15T và 25 cống với tổng chiều dài 225m

+ Đường 762: Từ QL20 (mỏ đá) đến thị trấn Vĩnh An có chiều dài 20,5 km

Mặt đường bê tông nhựa 6m, nền đường 9m, hiện trạng đường cấp III Trên tuyến

có 7 cống với tổng chiều dài 77m

+ Đường 763: Từ ngã 3 Xuân Thọ (km1802 QL1A) đến Km22+600 QL20 (cây

xăng Phú Túc) có chiều dài 29,5km, rộng 9m, kết cấu mặt đường bê tông nhựa 14,3km, láng nhựa 15,186km, cấp IV Trên tuyến có 4 chiếc cầu BT, tải trọng 25-30T với tổng chiều dài 42,9m và 52 cống BTCT với tổng chiều dài 468m

+ Đường 764: Từ ngã 3 QL56 (Cẩm Mỹ) đến cầu Sông Ray (Bà Rịa-Vũng Tàu)

có chiều dài 18,65 km, rộng 6m, cấp V Trong đó đường nhựa dài 1,65km, cấp phối sỏi đỏ dài 17km Trên tuyến có 1 cầu BTCT dài 25m, tải trọng 10T và 25 cống có tổng chiều dài 248m

+ Đường 765: Từ ngã 3 Suối Cát (1800+900 QL1A) đến cầu Gia Hoét có chiều

dài 28,3 km, rộng 10m, cấp V Trong đó đoạn đường nhựa dài 10km, cấp phối sỏi

đỏ dài 18,3km Trên tuyến có 7 cầu BTCT, tải trọng 25T và 1 cầu thép I LH, tải trọng 15T; tổng chiều dài cầu 110,64m và có 47 cống với tổng chiều dài 472m

+ Đường 766: Từ mũi tàu UBND huyện Xuân Lộc đến cầu Gia Huynh Tuyến

có tổng chiều dài 12,876 km, kết cấu mặt đường nhựa, rộng 6m, cấp V Trên tuyến

có 2 cầu BT, tải trọng 10T với tổng chiều dài 12,8m và 19 cống có tổng chiều dài 152m Hiện đang cải tạo nâng cấp tiêu chuẩn cấp III

+ Đường 767: Từ ngã 3 Trị An (km1855+300 QL1A) đến trạm thuế đường

chiến khu D lâm rường Mã Đà Tuyến có chiều dài 26,2 km, kết cấu mặt đường nhựa; rộng 6m, cấp V Trên tuyến có 8 chiếc cầu, tải trọng 12-20T, tổng chiều dài 391,18m và 34 cống với tổng chiều dài 476m

+ Đường 768: ngã ba Gạc Nai đến đường tỉnh 767 (TT Vĩnh An) Tuyến có

chiều dài 37,315 km, kết cấu mặt đường nhựa, nền rộng 6 -14m Cấp III&V Trên tuyến có 10 chiếc cầu BTCT tải trọng 25-30T, 5 cầu liên hợp, tải trọng 18-30T; tổng chiều dài 282,7m và 47 cống với tổng chiều dài 432m

+ Đường 769: Bắt đầu từ phà Cát Lái đến ngã 4 Dầu Giây (Km1833 QL1A)

Tuyến dài 57,384 km Trong đó đường nhựa 44,299 km, đường cấp phối sỏi đỏ dài 13,085 km Chiều rộng đường 6m, đường cấp IV Trên tuyến có 9 cầu BTCT, 1 cầu liên hợp, tải trọng 13-30T với tổng chiều dài 260m và 67 cống với tổng chiều dài 456m Đoạn từ cầu Cái Hảo đến QL51 hiện đã nâng cấp đạt tiêu chuẩn đường cấp III

+ Quốc lộ 1 cũ: Từ Ngã ba Sặt - Vườn Mít (QL1K) đến cầu Hang, tuyến dài

13,042km Kết cấu mặt đường BTN, rộng 6-22m, vỉa hè mỗi bên 4-10 m, đường đô thị hiện trạng tương đường cấp III Tuyến có 5 chiếc cầu tổng chiều dài 395,94m, tải trọng 25-30T và 9 cống tổng chiều dài 142m Đã bàn giao cho Biên Hòa quản lý

từ tháng 02/2004 đoạn từ Cầu Hang đến ngã 3 Vườn Mít dài 5,450km, còn lại tỉnh quản lý 7,592km với 3cầu BTCT/50,94m tải trọng 25-30T

+ Quốc lộ 15 nối dài: Bắt đầu từ công viên Long Bình (Km1866+908 QL1A) đến

cổng 11 Long Bình (Km57+300 QL51) Tuyến dài 5,711 km, kết cấu mặt đường BTN, rộng 10,5m, lộ giới 54m, đường đô thị tương đương đường cấp III Trên tuyến có 2 chiếc cầu, tải trọng 25T với tổng chiều dài 38,44m và 4 cống với tổng chiều dài 58m

+ Đường Đồng Khởi: Bắt đầu từ Km1865+800 của QL1A đến đường tỉnh 768

Tuyến có chiều dài 8,559 km, rộng 22m, vỉa hè 4 và 5m, lộ giới 31m, đường đô thị tương đương đường cấp III Trên tuyến có 2 chiếc cầu BTCT tải trọng 30T với tổng chiều dài 16,7m và có 5 cống với tổng chiều dài 55m

+ Đường Hiếu Liêm: Từ ngã 3 lâm trường Hiếu Liêm đến phân đội 4 Hiếu

Liêm có chiều dài 28,8 km, rộng 6m, mặt đường cấp phối sỏi đỏ, hiện trạng đường cấp V Trên tuyến có 9 cầu thép tải trọng 8T với tổng chiều dài 180,5m

+ Đường Suối Tre - Bình Lộc: Từ Km1823+800 QL1 đến QL20 có chiều dài

11,372 km; rộng 6m, kết cấu mặt đường BTN Trên tuyến có 3 cầu BTCT tải trọng 4,5-8,5T với tổng chiều dài 34m

+ Đường 25B: Bắt đầu từ Km23+900 của QL51 đến đường khu công nghiệp

Tổng chiều dài 5,972 km, mặt đường BTN, rộng 12m, hiện trạng đường cấp III Trên tuyến có 1 cầu BTCT tải trọng 25Tdài 15,5 m và 5 cống với tổng chiều dài 81m

+ Đường 319: Bắt đầu từ đường 769 (TL 25) đến khu công nghiệp Nhơn Trạch,

tuyến dài 5 km, kết cấu mặt đường BTN, rộng 12 m, hiện trạng đường cấp III

+ Đường 322B: Từ cây xăng ĐT761 đến ngã 3 đường 761 dài 2,6 km, rộng 9m,

kết cấu mặt đường là cấp phối sỏi đỏ và có 1 cống dài 11m

+ Đường Chiến Khu D: Bắt đầu từ ngã ba đập Bà Hào đến căn cứ chiến khu D

có chiều dài 15,34 km, mặt đường cấp phối rộng 3m, nền đường rộng 5m, trên tuyến này có 1 đập tràn, 1 cầu Bailley tải trọng 5T dài 18,9m

+ Đường vào cảng Gò Dầu: bắt đầu từ km0+00 đến giáp quốc lộ 51, dài 1,9km

rộng 9m, mặt đường bê tông nhựa, đường cấp III

Các tuyến đường tỉnh là các mạch máu lưu thông trọng yếu của tỉnh, nối kết trung tâm tỉnh, nối các quốc lộ với các huyện, với các khu vực dân cư kinh tế công nghiệp, nông nghiệp của tỉnh Các tuyến đường tỉnh đã góp phần tích cực vào việc phát triển kinh tế xã hội của tỉnh, đã được đầu tư cải tạo nâng cấp ở một mức độ nhất định Một số tuyến đường tỉnh đã trở thành đường đô thị

Trên các đường tỉnh, một số đoạn chất lượng đường chưa tốt, còn 36% là đường cấp phối Trong tình hình mới, với tốc độ phát triển kinh tế xã hội nhanh, mạng lưới đường tỉnh cần được hoàn chỉnh nâng cấp và mở rộng, tạo điều kiện thúc đẩy phát triển sản xuất các khu công nghiệp, các vùng chuyên canh, khuyến khích du lịch…

- Đường trên địa bàn huyện, thị - đường huyện và đường xã:

+ Thành Phố Biên Hoà : Thành phố quản lý trực tiếp 62,8 km Trong đó đường

nhựa chiếm 91,2%; đường cấp phối 8,8% Đường xã, phường tổng chiều dài 365,3

km, trong đó 24,1% đường nhựa; 11,5% đường BTXM; 10,7% đường đá; 36,3% đường cấp phối và 17,3% đường đất Tổng cộng các tuyến đường dài 428,154km,

có 20 cây cầu với tổng chiều dài 319,08m và 76 cống với tổng chiều dài 507,5m

+ Huyện Thống Nhất: Huyện quản lý trực tiếp 43,8km Trong đó đường nhựa

chiếm 10,4%; đường cấp phối 89,6% Đường xã, phường với tổng chiều dài là

275,7km, trong đó đường nhựa 12,3%; đường BTXM 0,7%; đường cấp phối 86,9% Tổng cộng các tuyến đường dài 319,524km, có 37 cây cầu với tổng chiều dài 334,1m và 175 cống với tổng chiều dài 1091m

+ Thị xã Long Khánh: Thị xã trực tiếp quản 61km, trong đó đường nhựa

80,1%; đường BTXM 4,1%; đường đá 14,5%, đường cấp phối 1,3% Đường xã tổng chiều dài là 295,7 km, trong đó đường nhựa 38,1%; đường đá 0,8%, đường cấp phối 18% và đất 43% Tổng cộng các tuyến đường dài 356,730km, có 20 cây cầu với tổng chiều dài 179m và 96 cống với tổng chiều dài 663m

+ Huyện Xuân Lộc: Huyện quản lý trực tiếp 136km Trong đó đường nhựa

chiếm 27%; đường cấp phối 45,8%, đường đất 27,2% Đường xã với tổng chiều dài

là 877,8km, trong đó đường nhựa 6,1% ; đường cấp phối 17,4%, đường đất 76,5%

Tổng cộng các tuyến đường dài 1013,82km, có 39 cây cầu với tổng chiều dài

452,78m và 458 cống với tổng chiều dài 3319m

+ Huyện Định Quán: Huyện quản lý trực tiếp 352,7km Trong đó đường nhựa

chiếm 25,7%; đường BTXM 0,2%, đường cấp phối 23,7%, đường đất 50,4% Đường

xã tổng chiều dài 315,9km, trong đó đường nhựa 3,1%; đường cấp phối 7,8%, đường đất 88,7% Tổng cộng các tuyến đường dài 668,602km, có 36 cây cầu với tổng chiều dài 428,6m và 409 cống với tổng chiều dài 3.249m Tỷ lệ đường nhựa và BTXM là 15,34 %

+ Huyện Tân Phú : Huyện quản lý trực tiếp 140,7km Trong đó đường nhựa

51,4%; đường BTXM 1,9%, đường cấp phối 27,5%, đường đất 19,2% Đường xã

tổng chiều dài là 436,5km, trong đó đường nhựa 3,5%; BTXM 3,6%, cấp phối 40%,

đường đất 52,9% Tổng cộng các tuyến đường dài 577,3km, có 56 cây cầu với tổng chiều dài 316,1m và 124 cống với tổng chiều dài 848m

+ Huyện Vĩnh Cửu : Huyện quản lý trực tiếp 72,2km Trong đó đường nhựa

chiếm 29,5%; đường cấp phối 70,5% Đường xã với tổng chiều dài là 148,7km,

trong đó đường nhựa 6,8%; đường cấp phối 80,8%, đường đất 12,4% Tổng cộng các tuyến đường dài 220,862km, có 31 cây cầu với tổng chiều dài 236,04 và 256 cống với tổng chiều dài 1748,4m

+ Huyện Long Thành : Huyện quản lý trực tiếp 186,5km Trong đó đường nhựa

45,5%; cấp phối 46,9%, đường đất 7,6% Đường xã với tổng chiều dài là 209,3km,

trong đó đường nhựa 6,9%; BTXM 1,7%, đường đá 2,9%, cấp phối 52,8%, đường đất 35,7% Tổng cộng các tuyến đường dài 395,830km, có 71 cây cầu với tổng chiều dài 1162,5m và 160 cống với tổng chiều dài 1006m

+ Huyện Nhơn Trạch: Huyện quản lý trực tiếp 92,8km Trong đó đường nhựa

chiếm 58,3%; đường cấp phối 41,7% Đường xã với tổng chiều dài là 113,5km, trong

đó đường nhựa 47,3%; đường cấp phối 52,7% Tổng cộng các tuyến đường dài 206,337km, có 79 cây cầu với tổng chiều dài 1.166m và 216 cống với tổng chiều dài 1.259m

+ Huyện Cẩm Mỹ: Huyện quản lý trực tiếp 74,5km Trong đó đường nhựa

chiếm 31,5%; đường cấp phối 22,8%, đường đất 45,6% Đường xã với tổng chiều

dài là 386,1km, trong đó đường nhựa 4,5%; đường đá 13,8%, cấp phối 9,5%, đường

đất 72,1% Tổng cộng các tuyến đường dài 460,609km, có 20 cây cầu với tổng

chiều dài 179m và 96 cống với tổng chiều dài 663m

+ Huyện Trảng Bom: Huyện quản lý trực tiếp 94km Trong đó đường nhựa

chiếm 39,9%; đường cấp phối 46,2%, đường đất 13,8% Đường xã với tổng chiều

dài là 411,2km, trong đó đường nhựa 11,5%; đường đá 0,4%, cấp phối 47,3%,

đường đất 40,9% Tổng cộng các tuyến đường dài 505,246km, có 32 cây cầu với tổng chiều dài 315,8m và 103 cống với tổng chiều dài 585m

Các đường huyện, thành phố và đường xã, phường trong các năm qua đã được phát triển đáp ứng nhu cầu lưu thông, đi lại hàng ngày của người dân Hiện nay đường nhựa, BTXM mới chiếm 40% trong đường huyện, chiếm 12,3% trong đường

xã phường, còn lại là đường đá, đường cấp phối có chất lượng thấp Đòi hỏi cần được hoàn chỉnh, nâng cấp đưa vào cấp kỹ thuật thích hợp, đồng thời xem xét việc

mở rộng, phân bố mạng lưới giao thông rộng khắp trên các khu vực, để phục vụ nhu cầu lưu thông hàng ngày của nhân dân

1.3 Kết cấu áo đường điển hình

Kết cấu áo đường là phần quan trọng và đắt tiền nhất so với các hạng mục khác trong xây dựng đường ô tô Chất lượng và tuổi thọ của kết cấu mặt đường là phần trực tiếp có thể nhìn thấy của con đường và là yếu tố quan trọng nhất đảm bảo chất lượng khai thác đường, tốc độ xe chạy, chi phí vận hành, an toàn giao thông Vì vậy việc thiết kế tính toán, lựa chọn các lớp kết cấu áo đường với loại vật liệu và chiều dày hợp lý sẽ có ý nghĩa thiết thực trong công tác chuẩn bị đầu tư cũng như thực hiện dự án

+ Tầng mặt (Surfacing): là bộ phận trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng bành xe

và các nhân tố thiên nhiên Để chịu được các yếu tố đó yêu cầu tầng mặt phải được làm bằng các vật liệu có cường độ và sức liên kết tốt (các khoáng chất có cường độ cao được chèn móc tốt hoặc các hỗn hợp vật liệu có dùng thêm chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ) Tầng mặt trong kết cấu áo đường mềm là lớp bê tông nhựa các loại (ASPHALT CONCRETE PAVEMENT – ACP), hoặc ít nhất là lớp láng nhựa (đối với loại mặt đường ít xe chạy, có lớp mặt được thiết kế bằng cấp phối đá) làm nhiệm vụ bảo vệ, chống thấm nước, lớp hao) Lớp mặt bằng bê tông nhựa có thể chỉ là một lớp hoặc 2 lớp và được gọi là lớp bê tông nhựa trên, bê tông nhựa dưới; nếu sức liên kết của vật liệu không đủ so với tác dụng của xe chạy (khi cường độ vận tải lớn) thì trên lớp mặt trên còn được làm thêm lớp hao mòn và lớp bảo vệ để hạn chế bớt tác dụng xung kích , xô trượt, mài mòn trực tiếp của bánh xe + Tầng móng (Road foundation): có nhiệm vụ truyền và phân bố tải trọng thẳng đứng để khi truyền đến nền đất ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất nền đường có thể chịu đựng được mà không tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạng trượt quá lớn Do lực thẳng đứng giảm dần theo chiều sâu, nên để tiết kiệm, tầng móng gồm nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau có cường độ giảm dần từ trên xuống và

có thể được bằng các vật liệu rời rạc

Lớp móng trên (Road base course) là các lớp vật liệu khoáng không gia cố hoặc

có gia cố bằng chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ có độ cứng và độ chặt nhất định Lớp móng dưới (Subbase course) thường dùng vật liệu rẻ hơn sẵn có ở địa phương hoặc gia cố vôi, xi măng

Hiện nay, công tác thiết kế, thi công kết cấu áo đường trong các dự án trên địa bàn tỉnh hầu hết sử dụng dạng kết cấu áo đường mềm:

 Kết cấu áo đường làm mới được thiết kế đảm bảo cường độ mặt đường yêu cầu, bao gồm các lớp vật liệu có thứ tự như sau:

 Bê tông nhựa chặt hạt mịn C12,5;

 Nhựa dính bám 0,5 kg/m2;

 Bê tông nhựa chặt hạt trung C19;

 Nhựa thấm bám 1,0 kg/m2

;

 Cấp phối đá dăm loại I;

 Cấp phối đá dăm loại II

 Kết cấu áo đường tăng cường được thiết kế đảm bảo cường độ mặt đường yêu cầu, bao gồm các lớp vật liệu có thứ tự như sau:

 Bê tông nhựa chặt hạt mịn C12,5 dày 5cm;

 Nhựa dính bám 0,5 kg/m2

;

 Bê tông nhựa chặt hạt trung C19 dày 7cm;

 Nhựa thấm bám 1,0 kg/m2; Đây là loại kết cấu áo đường khá phổ biến, được sử dụng ở nhiều nơi do tận dụng được nguồn vật liệu của địa phương và điều kiện thi công thuận lợi, thời gian thi công ngắn

1.4 Giải pháp về vật liệu móng – mặt đường

Các loại vật liệu thường sử dụng cho kết cấu hỗn hợp vật liệu để tạo nên các lớp trong kết cấu áo đường thường gồm 2 loại:

+ Vật liệu chính (cốt liệu): thường là đất, đá, cuội sỏi, xỉ, phế liệu công nghiệp

mà bất cứ tầng lớp nào trong kết cấu mặt đường cũng phải sử dụng các vật liệu đó + Vật liệu liên kết: là loại vật liệu được trộn với cốt liệu với một tỷ lệ nhất định

để tăng cường liên kết giữa các hạt cốt liệu, do đó làm tăng cường độ của cả hỗn hợp vật liệu; Vật liệu liên kết được chia thành 3 nhóm:

- Vật liệu liên kết thiên nhiên (đất sét);

- Vật liệu liên kết vô cơ (vôi, xi măng);

- Vật liệu liên kết hữu cơ (bitum, các chất hóa học )

Ngoài 3 loại vật liệu trên, trong thực tế ở một số loại mặt đường người ta còn sử dụng thêm chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ nhằm cải thiện diện tiếp xúc và bao bọc giúp cho tác dụng của vật liệu liên kết đối với cốt liệu được tốt hơn, nhờ đó tăng cường được cường độ của hốn hợp vật liệu, hoặc tạo điều kiện cho việc thi công được dễ dàng hay nhằm tăng cường một tính chất đặc biệt nào đó của hỗn hợp vật liệu (tăng tính dẻo, tính ổn định nhiệt )

Khi đã có các loại vật liệu, vấn đề đặt ra là: phải sử dụng các loại vật liệu kể trên như thế nào, quyết định yêu cầu đối với mỗi thành phần vật liệu, tỷ lệ phối hợp giữa các thành phần ra sao để tạo nên một hỗn hợp vật liệu mà sau khi hoàn thành các khâu thi công cần thiết có thể được một cấu trúc có cường độ và độ ổn định đáp ứng yêu cầu phù hợp với chức năng của mỗi tầng lớp mặt đường Mỗi một phương pháp xây dựng mặt đường đều dựa trên một nguyên lý sử dụng vật liệu và trình tự thi công nhất định Mỗi nguyên lý sử dụng vật liệu khác nhau sẽ quyết định yêu cầu với mỗi thành phần vật liệu về số lượng, chất lượng và quyết định các biện pháp và kỹ thuật thi công cần thiết

1.5 Kết luận chương 1

- Đã nêu được các đặc điểm về tình hình kinh tế, đặc điểm về mạng lưới giao thông đường bộ tỉnh Đông Nai

- Đã nghiên cứu các kết cấu áo đường điển hình và các giải pháp vật liệu

- Trên cơ sở đã phân tích ở trên, giải pháp vật liệu bê tông xi măng tái chế sẽ được nghiên cứu và trình bày chi tiết ở chương tiếp theo

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VẬT LIỆU BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ BÊ TÔNG

XI MĂNG TÁI CHẾ

2.1 Đặc điểm xi măng, bê tông xi măng và lý thuyết tính toán

2.1.1 Đặc điểm xi măng

2.1.1.1 Khái niệm

Xi măng là một loại chất kết dính thủy lực, được dùng làm vật liệu xây dựng

Xi măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng

hồ gọi là hồ xi măng Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định [18]

2.1.1.2 Lịch sử phát triển của xi măng

Xi măng được cho là lớn tuổi hơn nhân loại, đã được hình thành một cách tự nhiên 12 triệu năm trước đây, khi đá vôi bị cháy phản ứng với đá phiến

Ít nhất là năm 6500 trước Công nguyên, khi người Nabatea những gì chúng ta biết như Syria và Jordan sử dụng một tiền chất của bê tông hiện đại để xây dựng cấu trúc tồn tại cho đến ngày nay Người Assyrian và Babylon sử dụng đất sét làm chất kết dính Người Ai Cập sử dụng vôi và xi măng, thạch cao Người Nabateau được cho là đã phát minh ra một dạng sơ khai của bê tông thủy lực đông cứng lại khi tiếp xúc với nước vôi

Việc áp dụng cụ thể như là một vật liệu xây dựng kiến trúc chuyển khắp đế chế

La Mã, làm cho các cấu trúc càng tốt và thiết kế có thể không được xây dựng bằng cách sử dụng chỉ là đá một yếu tố chính của kiến trúc đầu La Mã

Trong năm 1756, các kỹ sư người Anh John Smeaton làm bê tông hiện đại đầu tiên (xi măng thuỷ lực) Smeaton phát triển công thức mới của mình cho bê tông để xây dựng ngọn hải đăng Eddystone thứ ba, nhưng sự đổi mới của ông đã lái một sự đột biến lớn trong việc sử dụng bê tông trong các cấu trúc hiện đại Năm 1824, các nhà phát minh tiếng Anh Joseph Aspdin phát minh Xi măng Portland, thống trị sử dụng trong sản xuất bê tông Aspdin tạo xi măng nhân tạo thực sự đầu tiên bằng

cách đốt đá vôi và đất sétvới nhau Quá trình đốt thay đổi các tính chất hóa học của vật liệu và cho phép Aspdin tạo ra mạnh hơn so với bằng xi măng đá vôi bị nghiền nát có thể sản xuất

Năm 1845, Joseph-Louis Lambot, nhà phát minh "chính thức" của xi măng cốt thép, sử dụng dây và vữa để làm hồ chứa nước để hỗ trợ cho việc trồng cam Năm

1867, Joseph Monier đề xuất một hệ thống các "bồn tưới di động, làm bằng sắt và xi măng, để phục vụ cho việc làm vườn", một khái niệm ông đã hoàn thiện trong nhiều năm Kỹ thuật bê tông cốt thép đã thống trị vài năm sau đó Năm 1892, François Hennebique đã nộp bằng sáng chế khiến ông trở thành nhà phát minh của bê tông cốt thép Tại Hội chợ Thế giới năm 1900, ông được gọi là "nhà thầu quan trọng nhất của công chúng về bê tông cốt thép" Cuộc phiêu lưu thực sự của bê tông trong xây dựng bắt đầu một kỷ nguyên mới [15]

2.1.1.3 Ứng dụng của xi măng [9]

Một trong những ứng dụng lớn nhất của xi măng là sản xuất vữa và bê tông, cùng với cốt liệu, nước, phụ gia…theo một tỷ lệ nhất định tạo ra một hỗn hợp có tính dính kết và có cường độ là vữa hoặc xi măng

2.1.1.4 Phân loại xi măng [9]

Xi măng pooclăng

Xi măng pooclăng là chất kết dính vô cơ rắn trong nước, chứa khoảng 70 ÷ 80% slicat canxi nên còn có tên gọi là xi măng silicat Là sản phẩm nghiền mịn của clinke với phụ gia thạch cao (3 ÷ 5%)

Khối lượng riêng của xi măng pooclăng là 3,05 ÷ 3,15 g/cm3 , tốc độ rắn chắc nhanh, cường độ chịu lực cao, đông cứng được cả trên khô và trong nước, khả năng dính bám tốt với cốt thép và bảo vệ cho cốt thép không bị ăn mòn

Xi măng pooclăng trắng và màu

Xi măng trắng clinke được sản xuất từ đá vôi và đất sét trắng, nung bằng nhiên liệu có hàm lượng tro bụi ít, khi nghiền tránh không để lẫn bụi sắt, thường dùng bi

sứ để nghiền

Xi măng màu được chế tạo bằng cách nghiền chung các chất của xi măng trắng,được dùng để chế tạo vữa và bê tông trang trí

Xi măng pooclăng pozulan

Được chế tạo bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clinke xi măng pooclăng với phụ gia hoạt tính puzolan và một lượng thạch cao cần thiết hoặc bằng cách trộn đều puzolan đã nghiền mịn với xi măng pooclăng

Xi măng pooclăng khi thủy hóa tỏa ra một lượng nhiệt ít hơn so với xi măng pooclăng và khả năng chống ăn mòn cũng tốt hơn

Xi măng pooclăng bền sunfat

Xi măng pooclăng bền sunfat là sản phẩm được nghiền mịn từ clinke xi măng pooclăng bền sunfat với thạch cao

Xi măng pooclăng bền sunfat tỏa nhiệt ít hơn và khả năng chống ăn mòn sunfat tốt hơn xi măng pooclăng thường

Xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt

Xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt là sản phẩm nghiền mịn từ clinke của xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt với thạch cao

Xi măng pooclăng hỗn hợp

Xi măng pooclăng hỗn hợp là loại chất kết dính thủy, được chế tạo bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clinke xi măng pooclăng với các phụ gia khoáng và một lượng thạch cao cần thiết hoặc bằng cách trộn đều các phụ gia khoáng đã nghiền mịn với

xi măng pooclăng không chứa phụ gia

Thông tư 01/2010/TT-BXD quy định công tác quản lý chất lượng clinke xi măng pooclăng thương phẩm

Bảng 2: 1 Danh mục các chỉ tiêu chất lượng và căn cứ kiểm tra chất lượng

clanhke xi măng poóclăng thương phẩm

và do tỷ diện tích bề mặt của xi măng

Lượng nước tiêu chuẩn

Lượng nước tiêu chuẩn tính bằng % so với khối lượng xi măng đảm bảo cho hồ

xi măng đạt độ dẻo chuẩn Được xác định bằng dụng cụ vika

Lượng nước càng lớn thì dẫn đến độ sụt tăng lên dẫn đến cường độ bê tông bị giảm xuống

Thời gian ninh kết của xi măng

Thời gian ninh kết của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng, độ mịn, hàm lượng phụ gia, thời gian lưu trữ trong kho

Thời gian ninh kết phụ thuộc vào loại công trình, nhưng thời gian ninh kết không nên quá dài sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của bê tông

Tính ổn định thể tích

Tính ổn định thể tích càng lớn thì cường độ bê tông càng đảm bảo và ngược lại Đảm bảo cho bê tông không bị biến dạng và nứt nẻ trong quá trình thi công

Sự tỏa nhiệt

Lượng nhiệt phát ra có lợi cho thi công vào mùa lạnh hoặc các cấu kiện nhỏ vì

sẽ làm cho bê tông rắn nhanh, nhưng không có lợi vào mùa nóng và đặc biệt với kết cấu lớn, vì chúng dễ gây nứt công trình

Cường độ chịu lực và mác xi măng

Trong kết cấu bê tông xi măng đóng vai trò rất quan trọng là chất kết dính các cốt liệu với nhau để đảm bảo cường độ cho bê tông Cường độ chịu nén và uốn của

xi măng càng cao thì cường độ chịu nén uốn của bê tông càng lớn

Giới hạn chịu uốn và nén của xi măng là chỉ tiêu cần thiết khi tính thành phần cấp phối bê tông

2.1.2 Tổng quan về bê tông xi măng

2.1.2.1 Khái niệm

Bê tông xi măng là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng cách đổ khuôn và

làm rắn chắc lại một hổn hợp thích hợp bao gồm chất kết dính (các loại xi măng ), nước, cốt liệu( cát ,sỏi, đá dăm), và phụ gia ( nếu có)

Trong bê tông cốt liệu đóng vai trò làm khung chịu lực, hồ xi măng bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu đóng vai trò là chất bôi trơn đồng thời lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt cốt liệu Trong quá trình đông kết và phát triển cường độ của hồ xi măng, nó sẽ gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối tương đối đồng nhất gọi là bê tông

Những phụ gia được đưa vào hỗn hợp bê tông xi măng nhằm mục đích cải thiện một số tính chất của hỗn hợp bê tông như tăng tính lưu động của hổn hợp bê tông, điều chỉnh thời gian ninh kết, nâng cao tính chống thấm của bê tông

2.1.2.2 Cấu trúc của bê tông xi măng

Cấu trúc của bê tông được hình thành do sự sắp xếp các hạt cốt liệu trong bê tông cùng với sự thuỷ hoá của xi măng

Các sản phẩm do xi măng thuỷ hoá dần tăng lên đến một lúc nào đó cấu trúc keo tụ chuyển sang cấu trúc tinh thể

Khoảng thời gian hình thành cấu trúc cũng như cường độ ban đầu của bê tông phụ thuộc vào thành phần bê tông, loại xi măng và loại phụ gia

Cấu trúc vĩ mô : Bê tông là một loại vật liệu có cấu trúc vĩ mô phức tạp

Xét trong một đơn vị thể tích hỗn hợp bê tông đã lèn chặt bao gồm: thể tích cốt liệu Vcl, thể tích hồ xi măng Vhx, thể tích các lỗ rỗng khí Vk; Vcl+Vhx+Vk= 1, khi đầm nén hợp lý có thể coi Vk= 0

Cấu trúc vi mô : Khung cốt liệu được hình thành do sự chèn lấp các hạt cốt

liệu nhỏ vào lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn Vùng chuyển tiếp giữa cốt liệu và đá

xi măng ảnh hưởng đến tính toàn khối và độ ổn định của bê tông, vùng này gồm các

lỗ rỗng do nước bay hơi để lại, Ca(OH)2 tự do

2.1.2.3 Phân loại bê tông xi măng

Có nhiều cách phân loại bê tông,thường theo 3 cách

- Phân loại theo khối lượng thể tích

Đây là cách phân loại thường được dùng nhất vì khối lượng riêng của các thành phần tạo nên bê tông gần như nhau(đều là khoáng vật vô cơ) nên khối lượng thể tích của bê tông phản ánh độ đắc chắc của nó Theo cách phân loại này có thể chia bê tông thành 4 loại:

• Đặc biệt nặng : γo > 2500 kg/m³, chế tạo bằng các cốt liệu đặc chắc và từ các loại đá chứa quặng Bê tông này ngăn ngừa được các tia X và tia ƴ

• Bê tông năng: (còn được gọi là bê tông thường) γo =(1800-2500) kg/ m³ chế tạo từ các loại đá đặc chắc và các loại đá chứa quặng Loại bê tông này được sử dụng phổ biến trong xây dựng cơ bản và dùng sản suất các cấu kiện chịu lực

• Bê tông nhẹ : γo = (500-1800) kg/ m³ gồm bê tông chế tạo từ cốt liệu rỗng thiên nhiên, nhân tạo và bê tông tổ ong không cốt liệu, chứa 1 lượng lớn lổ rỗng kín

• Bê tông đặc biệt nhẹ : γo < 500 kg/ m³ có cấu cạo tổ ong với mức độ rỗng lớn, hoặc chế tạo từ các loại rỗng nhẹ có độ rỗng lớn ( không cát)

- Phân loại theo chất kết dính

• Bê tông xi măng : chất kết dính là xi măng và chủ yếu là xi măng pooclăng

và các loại xi măng khác

• Bê tông silicat: chế tạo từ nguyên liệu đá vôi cát silic nghiền, qua xử lí chưng hấp ở nhiệu độ và áp suất cao

• Bê tông thạch cao : chất kết dính là thạch cao hoặc xi măng thạch cao

• Bê tông polime : chất kết dính là chất dẻo (polime) và phụ gia vô cơ

- Phân loại theo phạm vi sử dụng

• Bê tông công trình : Sử dụng ở cách kết cấu và công trình chịu lực, yêu cầu

• Bê tông ổn định hóa học : Ngoài yêu cầu thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật khác, cần chịu được tác dụng xâm thực của các dung dịch muối, axit, kiềm và hơi của các chất này mà không bị phá hoại hay giảm tuổi thọ

• Bê tông chịu lửa: chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao khi sử dụng

• Bê tông trang trí : dùng để trang trí bê mặt công trình, có màu sắc yêu cầu và chịu được tác dụng thường suyên của thời tiết

• Bê tông năng chịu bức xạ : Dùng ở các công trình đặc biệt, ngăn được bức xạ của tia ƴ hay bức xạ nơ trôn [3]

2.1.2.4 Tình hình tái chế bê tông xi măng

+ Trong nước

Xã hội ngày càng phát triển từ do đó khối lượng rác thải xây dựng (xà bần, rác cặn) ngày một gia tăng không ngừng, để đáp ứng nhu cầu của xã hội việc thu gom, vận chuyển xà bần cần phải có những công nghệ, phương tiện, thiết bị chuyên dùng nhằm nhanh chóng chuyển tải xà bần đến điểm tập kết đúng quy định và không gây

ô nhiễm môi trường

Là một trong những thành phố lớn, đông dân có tốc độ đô thị hóa cao nhất cả nước, cùng với rác thải sinh hoạt, y tế, việc thu gom, xử lý, ngăn ngừa tình trạng đổ bậy ra đường phố các loại rác xà bần (RXB) đang làm các ngành chức năng đau đầu Tình trạng này gây cản trở phát triển của TPHCM, nơi đang ráo riết thực hiện chủ đề Năm trật tự văn minh đô thị

Tại các khu đất trống, góc phố, hẻm, ven bờ sông, rạch…, nhiều bảng cấm đổ

xà bần sơn đỏ được dựng lên Nhiều nơi còn chú thích rất cụ thể các biện pháp xử phạt hành chính dành cho những người vi phạm như buộc khắc phục hậu quả Tuy nhiên, người ta vẫn ngang nhiên đổ bậy và RXB dồn ứ ngày càng nhiều Một số người dân thiếu ý thức tưởng là bãi rác còn đem vứt nhiều loại rác thải khác, gây ô nhiễm, nhếch nhác, mất mỹ quan đô thị

Để đáp ứng nhu cầu thải đổ rác xây dựng, xà bần, của người dân và doanh nghiệp… Công ty TNHH MTV Môi trường đô thị TP.HCM hiện có 3 trạm trung chuyển tiếp nhận rác xây dựng, xà bần:

-Trạm trung chuyển xà bần 42-44 Võ Thị Sáu quận 1: thu gom xà bần rác cặn khu vực 1, 3, Phú Nhuận, Bình Thạnh

-Trạm trung chuyển tại số 150 Lê Đại Hành, quận 11: thu gom xà bần rác cặn của khu vực quận 10,11, 5 và quận 6

-Trạm trung chuyển tại số 75 Bà Hom, quận 6: thu gom xà bần rác cặn một phần của quận 6 và các quận 8, Bình Chánh, Tân Bình, Tân Phú

Hình 2: 1 Quy trình kỹ thuật thu gom, xử lý chất thải xây dựng

Mô tả công nghệ:

Xà bần được thu gom từ các công trường xây dựng, hộ dân bằng các loại phương tiện đưa về trạm trung chuyển đổ vào các container hở, sức chứa 10 – 12 tấn

Mặt trên của container ngang bằng với nền, tạo điều kiện cho tất cả các loại xe đều đổ được vào container đễ dàng, khi container đã chất đầy xà bần hệ thống cầu trục cẩu container đặt lên các xe chuên dung vận chuyển đến bãi đổ đúng quy định Các container trống từ các xe được luân chuyển xuống các hố để tiếp tục nhận xà bần [10]

Hình 2: 2 Quy trình thu gom rác thải xà bần Trước tình hình vật liệu ngày càng khan hiếm trong khi đó rác thải trong xây dựng ngày càng ảnh hưởng đến môi trường đã có nhiều nghiên cứu và đề tài đưa ra

để giải quyết vấn đề Trong đó có đề tài “Tái chế bê tông khả năng ứng dụng tại

Việt Nam” Tác giả: Nguyễn Bình Nguyên - X05A2 GVHD: ThS.KS Phan Thế

Vinh Đề tài đạt giải : - Ba cấp trường 2008 - Khuyến khích cấp Bộ 2008

Kết quả của nghiên cứu:

Quá trình thực hiện phải tiến hành rất nhiều thí nghiệm và các thí nghiệm này đảm bảo yêu cầu theo tiêu chuẩn Việt Nam So với yêu cầu đặt ra là chế tạo bê tông M100 và giá thành rẻ thì đề tài đạt yêu cầu, mà cụ thể là chọn được cấp phối cho bêtông tái chế (đạt yêu cầu về cường độ) và có giá thành thấp hơn 10,8% so với việc không sử dụng bê tông tái chế Sản phẩm có thể ứng dụng bê tông tái chế là các cấu kiện đúc sẵn có cường độ thấp như: ghế đá, các đoạn trong con lươn làm đường, dải phân cách đường, vách ngăn… Lợi ích đem lại từ việc nghiên cứu tái chế bê tông không những là tạo được các sản phẩm từ tái chế bê tông có chi phí thấp hơn

so với không tái chế bê tông mà còn là việc góp phần xử lí được lượng rác thải xây dựng gây ô nhiễm môi trường Ngoài ra tái chế bêtông còn góp phần làm giảm việc khai đá từ các ngọn núi, gây nguy hại nghiêm trọng đến môi trường sinh thái Mặt khác chính việc này lại thúc đẩy việc phát triển ngành du lịch sinh thái, và chính điêu này sẽ thúc đây phát triển nhiều vấn đề về kinh tế - xã hội khác Tuy vậy vẫn còn rất một số hạn chế như đề tài chỉ mới nghiên cứu chế tạo ra bêtông M100 từ tái chế bê tông (trong rác thải xây dựng) mà chưa thực hiện được việc chế tạo ra các bêtông có Mác cao hơn Sản phẩm ứng dụng bêtông tái chế cũng hạn chế ở một số loại cấu kiện đúc sẵn và cường độ thấp

Sản phẩm có thể ứng dụng làm: lớp móng đường, vỉa hè, các đoạn trong con lươn làm đường, dải phân cách đường, vách ngăn, mặt đường cho đường cấp thấp, [5]

Hình 2: 3 Mặt đường bê tông xi măng cấp thấp

Hình 2: 4 Bê tông xi măng làm giải phân cách cứng Một số khó khăn khi sử dụng loại bê tông tái chế

Khó quản lí chất lượng

Yêu cầu công nghệ về dây chuyền xử lí rác thải bê tông thành đá thành phẩm

2.1.2.5 Tình hình tái chế bê tông xi măng trên thế giới

1 Ở Hoa Kỳ

a Tại Đại học Notre Dame Giáo sư Khoa học kỹ thuật dân dụng Yahya Gino

Kurama, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết: “Trong khi bê tông là loại vật liệu xây dựng phổ biến nhất trên thế giới, nó cũng là tác nhân gây tác động xấu tới môi trường Cốt liệu thô như đá nghiền, sỏi nghiền có trong bê tông, việc khai thác, chế biến và vận chuyện cốt liệu thô sử dụng nhiều năng lượng và ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái rừng và lòng sông”

Qua nghiên cứu, các nhà khoa học thuộc Đại học Notre Dame muốn đóng góp vào nỗ lực hướng tới việc giảm bớt ảnh hưởng xấu tới môi trường tự nhiên bằng cách giảm cầu đối với cốt liệu thô Đặc biệt trong những năm tới, việc cải tạo và thay thế cơ sở hạ tầng cũ sẽ dẫn đến gia tăng khối lượng bê tông cũ và nhu cầu bê tông mới Chúng ta cần phải có sự chuẩn bị tốt hơn để sử dụng nguồn nguyên liệu ngày càng tăng với mức độ cao hơn, đó là những gì mà các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu

Rào cản lớn nhất của việc sử dụng bê tông tái chế đó là sự thay đổi và không ổn định về chất lượng và tính chất của vật liệu tái chế, cũng như sự thay đổi này có ảnh hưởng tới độ cứng, độ bền của kết cấu bê tông cốt thép Nhóm nghiên cứu của Kurama đang cố gắng phát triển nhận thức về việc sử dụng bê tông tái chế có ảnh hưởng như thế nào tới cấu trúc bê tông cốt thép để những tòa nhà sử dụng lượng vật liệu tái chế lớn đảm bảo được thiết kế an toàn, phục vụ mục đích như dự định mà không gặp phải hậu quả không mong muốn trong quá trình sử dụng

Nhóm nghiên cứu của Kurama là những người đầu tiên nghiên cứu về nguyên liệu tái chế từ các nguồn có khối lượng lớn, từ đó nghiên cứu sự thay đổi vốn có về chất lượng vật liệu Nghiên cứu của họ đề cập tới độ lệch, biến dạng cấu trúc trong một thời gian dài sử dụng, cũng như khả năng sử dụng cốt liệu tái chế trong ngành công nghiệp bê tông đúc sẵn [11]

b Nghiên cứu tái chế bê tông xi măng của TS.Amp Sengupta, Chủ tịch Sở

Xây dựng và Kỹ thuật Môi trường tại Đại học Lehigh Ở Mỹ, hai tỷ tấn được sản xuất mỗi năm và hơn 2,5 tỷ tấn / năm dự kiến sẽ được tiêu thụ vào năm 2020 Điều này đã làm dấy lên mối quan ngại về sự sẵn có của sản xuất thực tế tài nguyên thiên nhiên và việc thiếu các nguồn vật liệu tự nhiên, đặc biệt là gần dân cư đông đúc, nơi nhu cầu về vật liệu này cao hơn Việc phát triển các nguồn tài nguyên thiên nhiên mới liên quan đến các vấn đề kinh tế, như là chi phí vận chuyển, cũng như các mối quan tâm về môi trường, tác động trong cảnh quan và sự cạn kiệt của nguồn tài nguyên tái tạo Tình hình này cũng đã thắt chặt nguồn vật liệu cho ngành xây dựng, cũng bắt đầu biến chất thải xây dựng thành nguồn nguyên liệu mới chất thải như là một tổng hợp thay thế, đặc biệt là sử dụng đối với vỉa hè

Hình 2: 5 Bê tông tái chế sử dụng làm vỉa hè

Bê tông đã qua sử dụng đã được thu hồi từ các công trình xây dựng như đường

sá, nhà cao tầng, cầu… và được đưa tập trung về các nhà máy nghiền đá để tiến hành tạo cốt liệu thô tái chế Bê tông tái chế và vật liệu nhựa đường thường không đồng nhất, có kích cỡ, hình dạng và thành phần khác nhau Do đó, thiết bị được sử dụng để xử lý vật liệu tái chế là cần thiết để xử lý các biến thể Nó phải linh hoạt và

có thể duy trì hiệu quả sản xuất đối với nhiều loại vật liệu Vật liệu được nghiền với kích thước tối đa 16-28 ich tương đương 40,6 – 71,1 cm, sau đó nghiền sơ bộ vật liệu xuống 2 – 3 inch (5,1 – 7,6 cm), vật liệu được sàng lọc tạo ra cốt liệu hoàn thiện 3/4 đến 3/2 inch (1,9 – 3,8 cm)

Bảng 2: 2 So sánh giữa bê tông tái chế và cốt liệu tự nhiên

Trọng lượng riêng

-cát hạt thô

-cát hạt mịn

2,2 – 2,5 2,0 – 2,3

Độ mài mòn LA

-cát hạt thô 20 - 45 20 -25 Sức chịu tải CBR 94 -148 130 - 180

Cốt liệu sau khi nghiền được tiến hành đúc mẫu so sánh với cốt liệu tự nhiên với ba mẫu cốt liệu BTXM tái chế và cốt liệu tự nhiên:

Mẻ trộn 1:

Các mẻ trộn được xác định với một tỷ lệ xi măng nước bằng 0,48 và cốt liệu thô số 57 (kích thước tối đa của cốt = 1 in.) Một bài kiểm tra độ sụt đã được áp dụng cho các mẻ được làm từ cốt liệu thô tự nhiên (Lô IN) và bê tông tái chế cốt liệu thô (lô lRPCC) Có tổng cộng 24 mẫu bê tông hình trụ được đúc, 12 từ

lô IN và 12 từ lô lRPCC Các mẫu đã được nén thử nghiệm tại 3 độ tuổi 7, 14 và 28 ngày Mục tiêu của thử nghiệm nén là để nghiên cứu mối quan hệ giữa cường độ nén so với độ tuổi của bê tông được thực hiện với bê tông tái chế và được làm bằng cốt liệu tự nhiên, và sau đó so sánh kết quả

Mẻ trộn 2:

Các mẻ trộn được chỉ định với cốt liệu thô số 57 (Kích thước tối đa của cốt = 1 Trong.) Năm tỷ lệ xi măng nước cũng được quy định, WCR = 0,42, 0,44, 0,45, 0,46 và 0,48 Một bài kiểm tra độ sụt đã được áp dụng cho các mẻ trộn được làm từ cốt liệu thô tự nhiên (lô 2N) và BTXM tái chế cốt liệu thô (lô 2RPCC) Tổng cộng có 54 mẫu được đúc, 27 từ lô 2N và 27 từ lô 2RPCC.Mẫu được nén ở tuổi 28 ngày Mục tiêu của thử nghiệm là nghiên cứu mối quan hệ giữa độ sụt và WCR(X/N), cường độ nén so với độ sụt, và 35 cường độ nén so với WCR thực hiện với BTXM tái chế và BTXM cốt liệu tự nhiên, và sau đó so sánh kết quả

Mẻ trộn 3 :

Ba cốt liệu thô được quy định cho các lô: 57, số 67, và số 7 (kích thước tối

đa của cốt liệu là 1% và 12 inch tương ứng) Đối với mỗi cốt liệu thô chỉ định, 3 tỷ

lệ xi măng nước đã được thành lập, WCR = 0.44, 0.47, và 0.50 Một bài kiểm tra độ sụt đã được áp dụng cho các mẻ trộn được làm từ cốt liệu thô tự nhiên (đợt 3N) và BTXM cốt liệu thô (đợt 3RPCC) Tổng cộng có 54 mẫu được đúc, 27 từ lô 3N và

27 từ lô 3RPCC Các mẫu thử nghiệm được nén ở tuổi 28 ngày Mục tiêu của thử nghiệm là để nghiên cứu mối quan hệ giữa cường độ nén so với kích thước tối đa của bê tông được thực hiện với tái chế và được làm bằng cốt liệu tự nhiên, và sau đó

so sánh các kết quả