Nghiên cứu ứng dụng mặt đường bê tông xi măng cốt sợi cho lớp mặt đường trên các tuyến tỉnh lộ tại tỉnh đồng nai luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN XUÂN QUANG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG CỐT SỢI CHO LỚP MẶT ĐƯỜNG TRÊN CÁC TUYẾN TỈNH LỘ TẠI TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SỸ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGUYỄN XUÂN QUANG

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG

XI MĂNG CỐT SỢI CHO LỚP MẶT ĐƯỜNG TRÊN CÁC TUYẾN TỈNH LỘ TẠI TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGUYỄN XUÂN QUANG

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG

XI MĂNG CỐT SỢI CHO LỚP MẶT ĐƯỜNG TRÊN CÁC TUYẾN TỈNH LỘ TẠI TỈNH ĐỒNG NAI

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số: 60.58.02.05 Chuyên sâu: Kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường Thành phố

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN PHƯỚC MINH

TP HỒ CHÍ MINH - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, xuất phát từ yêu cầu thực tế phát sinh trong quá trình học tập và công tác tại công ty để hình thành hướng nghiên cứu Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng một số tài liệu, thu thập thông tin có nguồn gốc rõ ràng và trình bày đúng nguyên tắc Kết quả trình bày trong luận văn là trung thực, được xây dựng trong quá trình nghiên cứu của bản thân tôi và chưa từng được ai công bố trước đây

Tp.HCM, tháng 09 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Quang

LỜI CẢM ƠN

Bằng luận văn này, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy

cô đã giảng dạy trong chương trình Cao học Kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường Thành phố K23-2, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích về chuyên môn là cơ sở cho tôi thực hiện tốt luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Phước Minh, người đã

tận tình hướng dẫn cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn, đã chỉ bảo cho tôi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô Bộ môn Đường Bộ

và các thầy cô khác, đã tạo điều kiện thuận lợi để chúng tôi học tập và nghiên cứu trong suốt khóa học

Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận văn khó tránh khỏi sai sót Kính mong sự thông cảm của quý thầy cô

và rất mong những ý kiến đóng góp quý báu để tôi tiếp tục hoàn thiện luận văn này

Kính chúc thầy cô sức khỏe, thành công Kính chúc trường Đại học Giao thông Vận tải, Bộ môn Đường bộ ngày càng phát triển vững mạnh!

Tp.HCM, tháng 09 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Quang

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN İ LỜI CẢM ƠN İİ MỤC LỤC İİİ DANH MỤC HÌNH VẼ Vİİİ

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG MẶT ĐƯỜNG TỈNH LỘ TẠI TỈNH ĐỒNG NAI 3

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội : 3

1.1.1 Vị trí địa lý: 3

1.1.2 Địa hình: 5

1.1.3 Thổ nhưỡng: 6

1.1.4 Khí hậu: 7

1.1.5 Tình hình kinh tế- xã hội: 7

1.2 Đặc điểm về hệ thống giao thông trên các Tỉnh lộ tỉnh Đồng Nai 8

1.2.1 Hệ thống mạng lưới giao thông đường bộ: 8

1.2.2 Hiện trạng mặt đường các tuyến đường: 9

1.3 Kết luận chương 1 14

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG CỐT SỢI 16

2.1 Các vấn đề chung về mặt đường bê tông xi măng: 16

2.1.1 Đặc điểm chung về mặt đường bê tông xi măng: 16

2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm đường bê tông xi măng: 16

2.1.3 Phân loại mặt đường bê tông xi măng: 17

2.1.4 Phạm vi sử dụng 20

2.1.5 Cấu tạo mặt đường bê tông xi măng: 21

2.2 Mặt đường Bê tông xi măng đổ tại chỗ : 38

2.2.1 Trình tự thiết kế mặt đường Bê tông xi măng đổ tại chỗ: 38

2.2.2.Trình tự thi công mặt đường bê tông xi măng đổ tại chỗ 46

2.3 Giới thiệu bê tông xi măng cốt sợi: 52

2.3.1 Tình hình và ứng dụng Bê tông xi măng cốt sợi trên thế gıớı: 52

2.3.2 Nghıên cứu và ứng dụng Bê tông xi măng cốt sợi trong nước 56

2.4 Giới thiệu bê tông cốt sợi thép: 66

2.4.1 Các tiêu chuẩn về bê tông cốt sợi thép: 68

2.4.2 Ưu điểm bê tông cốt sợi thép: 69

2.4.3 Lợi ích đối với sản xuất và thi công: 70

2.5 Kết luận chương 2: 72

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG XI MĂNG CỐT SỢI TRÊN CÁC TỈNH LỘ TỈNH ĐỒNG NAI 73

3.1 Trình tự thiết kế mặt đường bê tông xi măng cốt sợi thép: 73

3.1.1 Yêu cầu vật liệu: 73

3.1.2 Thiết kế mặt đường bê tông xi măng cốt sợi: 77

3.2 Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá một số chỉ tiêu kĩ thuật bê tông xi măng cốt sợi: 84

3.2.1 Công tác chuẩn bị: 84

3.2.2 Thí nghiệm kiểm tra một số chỉ tiêu kĩ thuật hỗn hợp bê tông xi măng cốt sợi và bê tông xi măng cốt sợi: 91

3.3 Một số phần mềm thiết kế mặt đường bê tông xi măng cốt sợi thép: 97

3.3.1 Phần mềm ARMID2017 (CHLB Đức): 97

3.3.2 Công cụ trực tuyến của công ty TNHH Auber: 98

3.4 Giới thiệu và kiểm toán kết cấu mặt đường bê tông xi măng cốt sợi cho các tuyến tỉnh lộ tại tỉnh Đồng Nai: 102

3.5 Trình tự công nghệ thi công, nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng cốt sợi thép: 109

3.5.1 Công nghệ sản xuất vật liệu và thi công bê tông xi măng cốt sợi: 109

3.5.2 Thi công mặt đường Bê tông xi măng cốt sợi thép: 109

3.6 Đánh giá hiệu quả kinh tế mặt đường bê tông xi măng cốt sợi thép: 114

3.7 Kết luận chương 3: 116

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

PHỤ LỤC 123

Phụ lục 01: Kết quả thí nghiệm cát chế tạo các cấp phối thí nghiệm 124

Phụ lục 02: Kết quả thí nghiệm đá chế tạo các cấp phối thí nghiệm 126

Phụ lục 03: Kết quả thí nghiệm xi măng chế tạo các cấp phối thí nghiệm 128

Phụ lục 04: Kết quả xác định cường độ nén các tổ mẫu ở 7 ngày tuổi 129

Phụ lục 05: Kết quả xác định cường độ nén các tổ mẫu ở 28 ngày tuổi 130

Phụ lục 06: Kết quả xác định cường độ kéo uốn các tổ mẫu ở 28 ngày tuổi 131

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Tổng hợp chiều dài đường bộ (đơn vị tính: km) 9

Bảng 1.2: Tổng hợp toàn tỉnh theo loại mặt đường năm 2011 9

Bảng 2.1: Quy định chiều dày tối thiểu tấm Bê tông xi măng ứng với cấp đường 22

Bảng 2.2: Modun đàn hồi tối thiểu lớp móng của các cấp đường 27

Bảng 2.3 Yêu cầu kỹ thuật đá gốc sản xuất cốt liệu lớn làm mặt đường bê tông xi măng 29

Bảng 2.4: Yêu cầu hỗn hợp bê tông làm mặt đường bê tông xi măng 30

Bảng 2.5: Yêu cầu tối thiểu cường độ kéo uốn thiết kế của vật liệu móng 44

Bảng 2.6: Chọn độ tin cậy và hệ số độ tin cậy thiết kế γr 45

Bảng 2.7: Ảnh hưởng của hàm lượng sợi tổng hợp đối với các tính chất của hỗn hợp bêtông 53

Bảng 2.8 Kết quả nghiên cứu sử dụng BTCS cho công trình giao thông ở Mỹ 54

Bảng 2.9: Các tính chất cơ lý của sợi sử dụng 56

Bảng 2.10 Cấp phối thành phần hỗn hợp bêtông cốt sợi tổng hợp (PFRC) 57

Bảng 2.11: Cấp phối thành phần hỗn hợp bêtông cốt sợi thép (SFRC): 58

Bảng 2.12: Cấp phối thành phần hỗn hợp bêtông cốt sợi Bazan (BFRC) 59

Bảng 2.13: Tính chất của bêtông cốt sợi Polypropylene 60

Bảng 2.14 : Tính chất của bêtông cốt sợi Bazan 61

Bảng 2.15: Một số loại sợi thép được sử dụng trên thế giới 67

Bảng 2.16: So sánh chỉ tiêu kĩ thuật, thi công giữa BTCS và BTXM 69

Bảng 3.1 Yêu cầu kỹ thuật đá gốc sản xuất cốt liệu lớn làm mặt đường bê tông xi măng cốt sợi 75

Bảng 3.2 Hệ số giãn nở một chiều của BTXM tham khảo cho BTXM cốt sợi 83

Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm xi măng để chế tạo mẫu 85

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm cát chế tạo hỗn hợp Bê tông xi măng cốt sợi thép 85

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt cát chế tạo hỗn hợp Bê tông xi

măng cốt sợi thép 86

Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm đá chế tạo hỗn hợp Bê tông xi măng cốt sợi thép 88

Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt đá chế tạo hỗn hợp Bê tông xi măng cốt sợi thép 88

Bảng 3.8.Thành phần của các hỗn hợp (kg/m3) 89

Bảng 3.9 Khối lượng sợi thép sử dụng thí nghiệm chế tạo mẫu 90

Bảng 3.10 Độ sụt của các mẫu thí nghiệm kiểm tra 92

Bảng 3.11 Cường độ chịu nén của các mẫu thí nghiệm kiểm tra 94

Bảng 3.12 Cường độ kéo uốn của các mẫu thí nghiệm kiểm tra 96

Bảng 3.13: So sánh chi phí thi công tâm bê tông cốt sợi thép với tấm BTCT 114

Bảng 3.14: So sánh chiều dày tấm bê tông cốt sợi thép và tấm BTCT khi cùng thỏa mãn một yêu cầu thiết kế 116

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Đồng Nai 5

Hình 1.2: ĐT769 phà Cát Lái đến ngã 4 Dầu Giây 12

Hình 1.3: Đường DT 768 ngã ba Gạc Nai bị xuống cấp nghiêm trọng (VOV.vn) 13 Hình 1.4: Đường ĐT319 từ KCN Nhơn Trạch đến ĐT769 14

Hình 2.1: Mặt đường BTXM thông thường 18

Hình 2.2: Mặt đường BTXM cốt thép mối nối tăng cường 19

Hình 2.3: Mặt đường BTXM cốt thép liên tục 20

Hình 2.4 Mặt đường bê tông xi măng cốt thép đang làm 20

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí khe co, giãn, và khe dọc 23

Hình 2.6 Tác dụng của thanh truyền lực để truyền lực 24

Hình 2.7 Bố trí thanh truyền lực để truyền lực giữa các tấm 25

Hình 2.8: Bộ côn Abrams đo độ sụt hỗn hợp bê tông xi măng 31

Hình 2.9: Bộ nhớt Vebe đo độ cứng hỗn hợp bê tông xi măng 33

Hình 2.10: Máy nén bê tông 2000kN Model C055D 35

Hình 2.11: Bộ máy thử cường độ kéo uốn bê tông 37

Hình 2.12 Ván khuôn thép 47

Hình 2.13 Công tác lắp đặt cốt thép 48

Hình 2.14 Xe cấp bê tông 49

Hình 2.15 Máy rải và đầm bê tông 3 trục GT4500 49

Hình 2.16 Tạo nhám cho mặt đường bê tông 50

Hình 2.17: Hình ảnh sợi Polypropylene sản xuất làm cốt sợi bê tông xi măng 56

Hình 2.18: Hình ảnh sợi thép sản xuất làm cốt sợi bê tông xi măng 57

Hình 2.19: Hình ảnh sợi bazan sản xuất làm cốt sợi bê tông xi măng 59

Hình 2.20: Ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến tính công tác của SFRC 61

Hình 2.21: Ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến cường độ chịu nén của SFRC 63 Hình 2.22: Ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến cường độ chịu kéo của SFRC 64 Hình 2.23: Ảnh hưởng của hàm lượng sợi bazan đối với cường độ chịu kéo của Bê tông cốt sợi bazan 64 Hình 2.24 : Ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến cường độ chịu uốn của SFRC 65

Hình 2.25: Ảnh hưởng của hàm lượng sợi bazan đối với cường độ chịu uốn của Bê

tông cốt sợi bazan 66

Hình 2.26: Hình ảnh đóng gói sợi thép móc 2 đầu (dramix) thường sử dụng 67

Hình 2.27: Hình hỗn hợp bê tông cốt sợi 68

Hình 3.1: Sơ đồ khối trình tự Thiết kế mặt đường bê tông xi măng cốt sợi 77

Hình 3.2: Mối quan hệ giữa tỉ số hình học L/d – Hàm lượng sợi và cường độ bê tông 79

Hình 3.3: Sợi thép dùng trong nghiên cứu 84

Hình 3.4 Biểu đồ thành phần hạt cát chế tạo cấp phối Bê tông xi măng cốt sợi thép 87

Hình 3.5 Biểu đồ thành phần hạt đá chế tạo cấp phối Bê tông xi măng cốt sợi thép 89

Hình 3.6 Khuôn đúc mẫu BT hình lập phương 150mm, kép 3 90

Hình 3.7 khuôn đúc mẫu BT thử uốn 150x150x600mm 91

Hình 3.8 Bộ gá uốn mẫu bê tông 2 đıểm 91

Hình 3.9: Độ sụt của cấp phối bê tông xi măng cốt sợi thí nghiệm 92

Hình 3.10: Độ sụt của cấp phối bê tông xi măng cốt sợi thí nghiệm 92

Hình 3.11: Kiểm tra cường độ chịu nén mẫu SFRC02 ở 7 ngày tuổi 93

Hình 3.12: Biểu đồ cường độ chịu nén của các cấp phối hỗn hợp 95

Hình 3.13: Mẫu thí nghiệm kéo uốn SFRC02 96

Hình 3.14: Biểu đồ cường độ chịu kéo khi uốn của các cấp phối hỗn hợp 97

Hình 3.15: Hình ảnh giao diện khai báo đầu vào của Auber Tools 99

Hình 3.16: Hình ảnh giao diện khai báo tải trọng của Auber Tools 101

Hình 3.17: Kết quả được xuất từ Auber Tools 102

Hình 3.18 Mô hình tải trọng thiết kế trong mô phỏng tính toán ứng suất tấm BTXM cốt sợi 103

Hình 3.19 Kết quả ứng suất kéo uốn tấm bê tông xi măng cốt sợi khi chịu tải trọng nặng tại cạnh 108

Hình 3.20 Rải bê tông xi măng cốt sợi từ xe trộn (nguồn: technicaltextile) 112

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Tỉnh Đồng Nai là địa bàn trọng yếu về kinh tế, chính trị và an ninh quốc phòng, có vị trí quan trọng trong vùng Thành phố Hồ Chí Minh, vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, vùng Đông Nam bộ, được xem là một khu vực bản lề chiến lược, tiếp giáp giữa trung du và đồng bằng, Nam cao nguyên và duyên hải và là cửa ngõ của trục động lực phát triển thành phố Hồ Chí Minh - Biên Hoà- Vũng Tàu Giao thông vận tải trên địa bàn tỉnh đã có bước tiến nhanh Các quốc lộ và một số đường tỉnh, đường huyện… đã được nâng cấp mở rộng Do tốc độ đô thị hoá nhanh, kinh tế phát triển mạnh, dẫn đến sự gia tăng nhanh phương tiện giao thông vận tải hàng hoá hành khách trên các tuyến đường trong tỉnh và khu vực, xuất hiện ùn tắc, tai nạn giao thông mà một trong những nguyên nhân do mạng lưới qui hoạch giao thông đã lạc hậu,các tuyến tỉnh lộ đã xuống cấp, đặc biệt mặt đường hư hỏng nặng Do đó, việc nghiên cứu, ứng dụng một loại vật liệu có khả năng đáp ứng cho nhu cầu sửa chữa, nâng cấp, xây mới hạ tầng giao thông nói chung và các tuyến tỉnh lộ nói riêng ở Đồng Nai là quan trọng và cấp thiết[1]

Việc xây dựng lớp mặt đường cho các tuyến Tỉnh lộ đòi hỏi các nhà quản lý và xây dựng cần có các chiến lược hợp lý để đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng lưu thông, vận chuyển hàng hóa của các phương tiện đồng thời hạn chế hư hỏng, giảm chi phí duy tu bảo dưỡng tuyến đường

Các loại vật liệu xây dựng lớp mặt đường cho các tuyến Tỉnh lộ phổ biến hiện nay là dùng bê tông nhựa, tuy nhiên hư hỏng cũng như các nhược điểm vật liệu này càng ngày càng nhiều, nghiêm trọng và chưa có biện pháp khắc phục triệt để Do đó, việc nghiên cứu, ứng dụng mặt đường bê tông xi măng cốt sợi cho lớp mặt đường trên các tuyến Tỉnh lộ,tỉnh Đồng Nai sẽ sử dụng tối đa vật liệu tại chỗ để xây dựng mặt đường, dẫn đến giá thành công trình thấp, phù hợp với điều kiện khó khăn về nguồn lực tài chính Mặt khác bê tông nặng thường dễ phát sinh vết nứt, cường độ chịu kéo, chịu uốn, độ mài

mòn và khả năng chống va đập kém Bê tông xi măng cốt sợi (BTCS) cải thiện được những nhược điểm trên

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bê tông xi măng cốt sợi trong xây dựng lớp mặt đường trên các tuyến Tỉnh lộ,tỉnh Đồng Nai

3 Đối tượng nghiên cứu:

Vật liệu thành phần và các chỉ tiêu cơ lý của lớp mặt đường bằng bê tông

xi măng cốt sợi cho các tuyến Tỉnh lộ, Tỉnh Đồng Nai

4 Phạm vi nghiên cứu:

Để thực hiện nhiệm vụ đặt ra, nội dung luận văn tập trung nghiên cứu:

- Nghiên cứu hiện trạng các tuyến Tỉnh lộ, tỉnh Đồng Nai

- Nghiên cứu các loại vật liệu thành phần cho việc sản xuất, ứng dụng bê tông xi măng cốt sợi cho các tuyến Tỉnh lộ, tỉnh Đồng Nai

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết nguyên lý hình thành cường độ của bê tông xi măng cốt sợi, các trạng trái làm việc của các cốt liệu chế tạo

- Thực nghiệm

6 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn bao gồm có 3 chương :

Chương 1: Tổng quan về đıều kıện tự nhıên, kınh tế xã hộı và hıện trạng mặt đường Tỉnh lộ tại tỉnh Đồng Nai

Chương 2: Tổng quan về mặt đường bê tông xi măng và mặt đường bê tông xı măng cốt sợı

Chương 3: Nghiên cứu, Ứng dụng Bê tông xi măng côt sợi trong xây dựng mặt đường các tuyến Tỉnh lộ, tỉnh Đồng Nai

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ

XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG MẶT ĐƯỜNG TỈNH LỘ TẠI

TỈNH ĐỒNG NAI

Ở chương này tác giả nghiên cứu điều kiện tự nhiên, sự phát triển kinh

tế, tình trạng các mặt đường Tỉnh lộ tỉnh Đồng Nai để tìm một loại vật liệu mới phù hợp, đáp ứng được nhu cầu hiện tại và tương lai Các nội dung trên

sẽ được trình bày dưới đây

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội :

là “bản lề chiến lược” giữa bốn vùng của các tỉnh phía Nam Nó không chỉ có vai trò trọng yếu trong phát triển kinh tế, mà còn có ý nghĩa đặc biệt về kinh

tế kết hợp an ninh quốc phòng và môi trường của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

- Nằm gần kề thành phố Hồ Chí Minh, trung tâm lan tỏa đô thị, công nghiệp và dịch vụ của Vùng kinh tế trọng điểm Phía Nam, Đồng Nai có điều kiện thu hút đầu tư phát triển các ngành công nghiệp, dịch vụ sản phẩm có hàm lượng công nghệ và trình độ kỹ thuật cao; hợp tác phát triển khoa học- công nghệ, đào tạo nguồn nhân lực có chuyên môn kỹ thuật, trình độ quản lý cao

- Nằm ở khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai, gần Vùng biển Vũng Tàu- Cần Giờ (thành phố Hồ Chí Minh), nơi tập trung các cảng biển quan

trọng nhất của Vùng kinh tế trọng điểm Phía Nam; nên Đồng Nai có điều kiện xây dựng cảng biển (trên các sông Thị Vải, sông Nhà Bè, sông Lòng Tàu, ), phát triển hệ thống các cảng cạn ICD, tổng kho trung chuyển tạo điều kiện giao lưu thương mại trong nước và quốc tế bằng đường hàng hải

- Tiếp giáp với Bà Rịa- Vũng Tàu, trung tâm du lịch biển của Vùng kinh

tế trọng điểm phía Nam và có khu khai thác dầu khí trên biển; Đồng Nai có điều kiện phối hợp để thu hút đầu tư phát triển các ngành công nghiệp, dịch

vụ có lợi thế ven biển, phát triển ngành công nghiệp năng lượng sử dụng khí thiên nhiên, mở rộng không gian kinh tế về phía Nam của tỉnh hướng ra biển, hội nhập vào quá trình phát triển kinh tế ven biển của cả nước

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Đồng Nai 1.1.2 Địa hình:

Tỉnh Đồng Nai có địa hình vùng đồng bằng và bình nguyên với những núi sót rải rác, có xu hướng thấp dần theo hướng Bắc - Nam Có thể phân biệt các dạng địa hình chính như sau:

- Các bậc thềm sông có độ cao từ 5 đến 10 m hoặc có nơi chỉ cao từ 5m dọc theo các sông và tạo thành từng dải hẹp có chiều rộng thay đổi từ vài chục mét đến vài km Đất trên địa hình này chủ yếu là các aluvi hiện đại

2 Địa hình trũng trên trầm tích đầm lầy biển: Là những vùng đất trũng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai với độ cao dao động từ 0,3 - 2m, có chỗ thấp hơn mực nước biển, thường xuyên ngập triều, mạng lưới sông rạch chằng chịt, có rừng ngập mặn bao phủ Vật liệu không đồng nhất, có nhiều sét và vật chất hữu cơ lắng đọng

- Dạng địa đồi lượn sóng: Độ cao từ 20 - 200m Bao gồm các đồi bazan,

bề mặt địa hình rất phẳng, thoải, độ dốc từ 30 đến 80 Loại địa hình này chiếm diện tích rất lớn so với các dạng địa hình khác bao trùm hầu hết các khối bazan, phù sa cổ Đất phân bổ trên địa hình này gồm nhóm đất đỏ vàng và đất xám

- Dạng địa hình núi thấp: Bao gồm các núi sót rải rác và là phần cuối cùng của dãy Trường Sơn với độ cao thay đổi từ 200 – 800m Địa hình này phân bố chủ yếu ở phía bắc của tỉnh thuộc ranh giới giữa huyện Tân Phú với tỉnh Lâm Đồng và một vài núi sót ở huyện Định Quán, Xuân Lộc Tất cả các núi này đều có độ cao (20–300), đá mẹ lộ thiên thành cụm với các đá chủ yếu

- Các loại đất hình thành trên đá bazan: Gồm đất đá bọt, đất đen, đất đỏ

có độ phì nhiêu cao, chiếm 39,1% diện tích tự nhiên (229.416 ha), phân bố ở

phía bắc và đông bắc của tỉnh Các loại đất này thích hợp cho các cây công nghiệp ngắn và dài ngày như: cao su, cà phê, tiêu, …

- Các loại đất hình thành trên phù sa cổ và trên đá phiến sét như: đất xám, nâu xám, loang lổ chiếm 41,9% diện tích tự nhiên (246.380 ha), phân bố

ở phía nam, đông nam của tỉnh (huyện Vĩnh Cửu, Thống Nhất, Biên Hoà, Long Thành, Nhơn Trạch) Các loại đất này thường có độ phì nhiêu kém, thích hợp cho các loại cây ngắn ngày như đậu, đỗ, …, một số cây ăn trái và cây công nghiệp dài ngày như cây điều, …

- Các loại đất hình thành trên phù sa mới như: đất phù sa, đất cát Phân

bố chủ yếu ven các sông như sông Đồng Nai, La Ngà

1.1.4 Khí hậu:

- Đồng Nai nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, với khí hậu ôn hòa, ít chịu ảnh hưởng của thiên tai, đất đai màu mỡ (phần lớn là đất

đỏ bazan), có hai mùa tương phản nhau (mùa khô và mùa mưa)

- Nhiệt độ bình quân là: 26,3oC chênh lệch nhiệt độ cao nhất giữa tháng nóng nhất và lạnh nhất là 4,2o

C

- Số giờ nắng trung bình trong năm là: 2.243 giờ

- Lượng mưa tương đối lớn và phân bố theo vùng và theo vụ tương đối lớn khoảng 2.065,7mm phân bố theo vùng

- Độ ẩm trung bình năm là: 80%

- Mực nước thấp nhất sông Đồng Nai hàng năm là: 109,24m

- Mực nước cao nhất sông Đồng Nai hàng năm: 113,12m

1.1.5 Tình hình kinh tế- xã hội:

Đồng Nai là nơi tập trung nhiều các khu công nghiệp quy mô lớn và luôn nằm trong nhóm các địa phương dẫn đầu cả nước về thu hút dự án vốn FDI, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp, góp phần nâng cao tốc độ tăng trưởng kinh tế trên địa bàn tỉnh

Hiện nay, tỉnh Đồng Nai có 31 khu công nghiệp được thành lập, với tổng diện tích đất là 9.832,02 ha, trong đó đất công nghiệp có thể cho thuê là

6485,54 ha; đất đã cho thuê là 4082,17 ha, chiếm tỷ lệ 62,94 % 31 khu công nghiệp đã thành lập có 27 khu công nghiệp đã hoàn thiện hạ tầng theo quy hoạch và đi vào hoạt động Tập trung ở thành phố Biên Hòa, huyện Nhơn Trạch, Trảng Bom, Long Thành, tỷ lệ lấp đầy là 60-65%, 04 khu công nghiệp đang trong giai đoạn thu hồi đất, xây dựng cơ sở hạ tầng

Năm 2011, tốc độ tăng trưởng của khu vực Công nghiệp - xây dựng là 14,2%; Dịch vụ là 14,9%; Nông, lâm và thủy sản là 3,9% Cơ cấu kinh tế năm 2011: Công nghiệp - xây dựng chiếm 57,3%; Dịch vụ chiếm 35,2%; Nông, lâm và thủy sản chiếm 7,5% Năm 2012, tốc độ tăng trưởng của khu vực Công nghiệp - xây dựng là 12,4%; Dịch vụ là 14,6%; Nông, lâm và thủy sản

là 3,3% Cơ cấu kinh tế năm 2012: Công nghiệp - xây dựng chiếm 57%; Dịch

vụ chiếm 36,16%; Nông, lâm và thủy sản chiếm 6,84%

Tình hình phát triển các khu dân cư tập trung, các khu đô thị trong thời gian vừa qua: Đến nay đã có khoảng gần 300 dự án lớn nhỏ phát triển khu dân

cư và khu đô thị Có nhiều thành phần kinh tế tham gia phát triển khu dân cư;

cơ cấu khu dân cư từ vài hecta đến hàng trăm hecta với đầy đủ, đồng bộ hạ tầng kỹ thuật và hạ tầng xã hội

1.2 Đặc điểm về hệ thống giao thông trên các Tỉnh lộ tỉnh Đồng Nai

1.2.1 Hệ thống mạng lưới giao thông đường bộ:

Tính đến năm 2005 giao thông đường bộ của tỉnh Đồng Nai có tổng chiều dài là 6.156,6 km Trong đó đường tỉnh (ĐT) bao 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% [6]

1.2.2 Hiện trạng mặt đường các tuyến đường:

Bảng 1.1: Tổng hợp chiều dài đường bộ (đơn vị tính: km)

3 Đường huyện (2020 nhựa hoá 100%) 1.317,26 1.927,17

Bảng 1.2: Tổng hợp toàn tỉnh theo loại mặt đường năm 2011

 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 BTXM, 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

Hình 1.2: ĐT769 phà Cát Lái đến ngã 4 Dầu Giây

Hình 1.3: Đường DT 768 ngã ba Gạc Nai bị xuống cấp nghiêm trọng

(VOV.vn)

Hình 1.4: Đường ĐT319 từ KCN Nhơn Trạch đến ĐT769

1.3 Kết luận chương 1

Qua nội dung chương 1, đã tổng quan được các điều kiện tự nhiên, kinh

tế - xã hội tỉnh Đồng Nai Từ đó, nhận thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ về kinh tế- xã hội của Đồng Nai hiện nay và trong tương lai

Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm hệ thống giao thông tỉnh lộ, 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

Từ đặc điểm hiện trạng mặt đường 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…trong khi đó, mặt đường các tuyến Tỉnh lộ lại chủ yếu bê tông nhựa, cấp phối là vật liệu thường

có những hưu hỏng, chi phí duy tu bảo dưỡng cao Do đó, cần suy nghĩ loại vật liệu mới để thay thế, nhờ vậy có thể nâng cao khả năng vận tải hang hóa, tiết kiếm chi phí ngân sách

Từ các nội dung nghiên cứu chương 1 đã giúp tác giả có cơ sở để triển khai các nội dung tiếp theo

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG

VÀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG CỐT SỢI

Ở chương này, tác giả tóm lại các đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng, các tồn tại của mặt đường này Đồng thời, giới thiệu tổng quan, so sánh đặc điểm kĩ thuật của các loại bê tông xi măng cốt sợi thường sử dụng trong xây dựng mặt đường có thể khắc phục các nhược điểm của mặt đường bê tông

xi măng truyền thống Từ đó, lựa chọn một loại bê tông xi măng cốt sợi phù hợp nhất với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Đồng Nai Nội dung

cụ thể trình bày dưới đây

2.1 Các vấn đề chung về mặt đường bê tông xi măng:

2.1.1 Đặc điểm chung về mặt đường bê tông xi măng:

Mặt đường BTXM là loại mặt đường cứng cấp cao, loại mặt đường cứng chịu uốn Hỗn hợp bê tông xi măng có cốt liệu là đá (theo một thành phần cấp phối nhất định), cát vàng, xi măng, nước và phụ gia được phối hợp theo một

tỷ lệ nhất định.Tầng mặt là tấm bê tông xi măng có độ cứng rất lớn, mô hình tính toán là: Tấm trên nền đàn hồi (nền đất và các lớp móng đường) [4]

- Trạng thái chịu lực chủ yếu của tấm là chịu kéo khi uốn

- Nguyên lý sử dụng vật liệu: “cấp phối”

- Nguyên lý hình thành cường độ: Nhờ xi măng thuỷ hoá và kết tính liên kết cốt liệu thành một khối vững chắc có cường độ cao, có khả năng chịu nén

và chịu kéo,chịu kéo khi uốn

- Loại mặt đường: Mặt đường cấp cao

2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm đường bê tông xi măng:

2.1.2.1 Ưu điểm đường bê tông xi măng:

- Cường độ cao, thích hợp với mọi loại phương tiện vận tải kể cả xe xích

- Cường độ mặt đường hầu như không thay đổi khi nhiệt độ thay đổi

- Rất ổn định nước, dưới tác dụng của các yếu tố khí hậu mặt đường không bị giảm cường độ [5]

- Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường cao, hầu như không giảm khi mặt đường bị ẩm ướt

- Độ hao mòn không đáng kể, mặt đường sinh bụi rất ít

- Mặt đường có màu sáng, định hướng xe chạy về ban đêm tốt

- Tuổi thọ rất cao (30-40 năm)

- Có thể cơ giới hoá toàn bộ khâu thi công

- Công tác duy tu, bảo dưỡng không đáng kể

- Sử dụng chất liên kết là xi măng nên thi công ít gây ô nhiễm môi trường

2.1.2.2 Nhược điểm đường bê tông xi măng:

- Mặt đường có độ cứng quá lớn, xe chạy không êm thuận, gây tiếng ồn nhiều

- Các khe biến dạng làm cho mặt đường kém bằng phẳng, hạn chế xe chạy tốc độ Cao

- Thi công tương đối phức tạp, đòi hỏi có các thiết bị chuyên dùng

- Chi phí xây dựng ban đầu thường rất lớn (2-2,5 lần mặt đường mềm)

- Yêu cầu phải có thời gian bảo dưỡng sau khi thi công xong

 Các ưu điểm của mặt đường Bê tông xi măng là cơ bản, vì vậy mặc dù

có nhược điểm song hiện nay các nước tiên tiến sử dụng ngày càng nhiều loại mặt đường này

2.1.3 Phân loại mặt đường bê tông xi măng:

- Theo phương pháp thi công:

 Mặt đường BTXM cốt thép ứng suất trước;

 Mặt đường BTXM sợi kim;

 Mặt đường BTXM hỗn hợp (2 hoặc 3 lớp BT khác nhau)

- Theo loại hình tấm BTXM:

 Mặt đường tấm BTXM thông thường (Jointed plain concete pavement - JPCP Structure): Là loại mặt đường có tầng mặt bằng các tấm BTXM kích thước hữu hạn, liên kết với nhau bằng các khe nối (khe dọc và khe ngang) Ngoại trừ các chỗ có khe nối và các khu vực cục bộ khác, trong tầng mặt BTXM loại này đều không bố trí cốt thép (mặt đường BTXM phân tấm không cốt thép) [5]

Hình 2.1: Mặt đường BTXM thông thường

+ Mặt đường tấm BTXM có mối nối tăng cường (JRCP): Các tấm bê tông

có chiều dài tối thiểu 15m, được bố trí cốt thép Dưới ảnh hưởng của các nhân

tố bên ngoài (mưa, nắng, nhiệt độ, độ ẩm, ) sẽ sinh ra đường nứt ngang cách nhau khoảng 4.6m, rộng 0.2-0.4m, do chiều rộng vết nứt nhỏ và nhờ có cốt thép mà vết nứt này không mở rộng được do vậy đảm bảo sự làm việc bình thường của tấm bê tông (đảm bảo được sự truyền lực ngang giữa các tấm và hạn chế nước thấm qua mặt đường)

Hình 2.2: Mặt đường BTXM cốt thép mối nối tăng cường

+ Mặt đường BTXM cốt thép liên tục(CRCP): Mặt đường BTCT liên tục chỉ bố trí khe thi công, khe tại vị trí nút giao, hoặc tại vị trí công trình thoát nước Cũng như mặt đường bê tông cốt thép có mối nối, trên mặt đường cũng xuát hiện các đường nứt ngang, rộng từ 0.2 - 0.4 mm, nhưng với khoảng cách mau hơn (1.1-2.4 m)

- Các đoạn đường có lực ngang lớn

- Các đoạn đường có chế độ thuỷ nhiệt bất lợi

- Các tuyến đường ít có điều kiện duy tu, bảo dưỡng

- Bến, bãi đỗ xe

- Đường tràn, đường thấm

- Đường trong các khu công nghiệp nhiều xe nặng

- Đường cất, hạ cánh, đường lăn, sân đỗ máy bay

- Đường, bãi trong các hải cảng

- Đường trong các mỏ

2.1.5 Cấu tạo mặt đường bê tông xi măng:

Tấm bê tông: Là bộ phận chủ yếu của mặt đường bê tông xi măng Tấm

bê tông có thể là BT không cốt thép, BTCT, BTCT dự ứng lực

Lớp giãn cách: Lớp giãn cách có thể làm bằng các vật liệu sau:

- Làm bằng giấy dầu: thường dùng khi lớp móng hở, có khả năng thấm nước (cát, đá dăm, cấp phối ) Tác dụng chủ yếu của lớp giấy dầu là ngăn không cho móng cát hút nước của tấm bê tông khi bê tông mới đổ và làm giảm ma sát của tấm bê tông với đáy móng, làm cho tấm bê tông có thể di chuyển khi nhiệt độ thay đổi mà không gây nứt bề mặt

- Làm bằng cát trộn nhựa dày 2-5cm (thường dùng nhựa lỏng từ 2-4% theo khối lượng hoặc nhũ tương từ 4-8% theo khối lượng) Lớp cát trộn nhựa được làm khi các lớp móng là đá dăm, đá dăm gia cố xi măng, đất gia cố…

Nó có tác dụng tạo phẳng và làm giảm ma sát của tấm bê tông với đáy móng Nếu không có cát trộn nhựa có thể làm bằng cát thiên nhiên (tốt nhất là cát mịn) để tạo phẳng sau đó trải giấy dầu lên

Lớp móng: Thường bằng đất gia cố, cát gia cố xi măng, cấp phối đá dăm, cấp phối đá dăm gia cố xi măng, bê tông nghèo hoặc đá dăm

2.1.5.1 Tầng mặt:

 Tấm BTXM:

- Mác Bê Tông: bê tông xi măng mác cao 350,400, 450, 500

- Chiều dày tấm: Chiều dày tấm phải được xác định thông qua kiểm toán với 2 trạng thái giới hạn mỏi và nứt do ứng suất nhiệt Để thuận lợi cho việc kiểm toán, bước đầu có thể tham khảo các trị số chiều dày tấm tùy thuộc vào cấp hạng đường và quy mô giao thông như bảng 2.1

Bảng 2.1: Quy định chiều dày tối thiểu tấm Bê tông xi măng ứng với

cấp đường

Cấp thông

thường

Chiều dày tấm BTXM (cm) Cực nặng Rất nặng Nặng Trung bình Nhẹ

 Tại các đoạn đường cong trên bình đồ phải bố trí các tấm hình thang với 2 cạnh xiên kéo dài gặp nhau tại tâm của đường cong hoặc hướng mỗi cạnh xiên trùng với hướng pháp tuyến của đường cong Chiều dài ở giữa tấm cũng nên chọn như đề cập ở điểm 1 nói trên

 Tại các chỗ chiều rộng mặt đường thay đổi và các chỗ nút giao nhau thường cần bố trí các tấm đặc biệt Các tấm này nên có góc tấm lớn hơn 90°

và không nên nhỏ hơn 80°, tại các góc nhọn nên bố trí thêm cốt thép gia

Các khe nối này có mục đích cụ thể như sau:

- Bảo đảm khả năng biến dạng bình thường của tấm bê tông (co, giãn, uốn vồng) do sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm

- Giảm bớt các vết nứt xuất hiện trong tấm bê tông do sự bất lợi về chế

độ thuỷ nhiệt của nền đường gây ra

- Bảo đảm sự tiếp xúc bình thường giữa các tấm bê tông khi không thể thi công cùng thơi điểm

Có 3 loại khe nối trong mặt đường bê tông xi măng: khe co, khe giãn và khe nối dọc

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí khe co, giãn, và khe dọc

(1- Khe giãn, 2- Khe co, 3- Khe dọc, 4- Thanh truyền lực)

- Cấu tạo ke: Để truyền lực giữa các tấm, bố trí thanh truyền lực bằng thép trơn Đường kính cốt thép Ø28- Ø 40, dài 40-60cm, khoảng cách các thanh tuỳ thuộc vào khe co, giãn (25- 40cm) hay khe uốn vồng (70-120cm) Một đầu thanh quét nhũ tương hoặc nhựa lỏng để chuyển vị tự do

a) Không có thanh truyền lực

b) Có thanh truyền lực

Hình 2.6 Tác dụng của thanh truyền lực để truyền lực

Hình 2.7 Bố trí thanh truyền lực để truyền lực giữa các tấm

- Mặt đường BTXM thông thường bố trí các khe ngang gồm: khe co, 3-5 khe co làm 1 khe giãn, khe thi công bố trí ở cuối ca (thường trùng với 1 khe

co hoặc khe giãn) và khe uốn vồng (khe dọc)

- Mặt đường BTXM có mối nối tăng cường chỉ bố trí khe giãn, khe thi công và khe uốn vồng Thêm 1 lưới cốt thép bố trí ở sát mặt trên của tấm để chịu ứng suất khi BT co ngót và ứng suất nhiệt (lưới cốt thép chống nứt)

khe giãn kiểu ngàm

- Để đảm bảo cho tấm bê tông có thể giãn dài và giảm bớt lực nén ở hai đầu tấm, cần phải bố trí tấm đệm đàn hồi bằng gỗ mềm trong khe giãn Tấm đệm này thường làm thấp hơn mặt tấm bê tông 3 cm, trên chèn ma tít vào

- Bề rộng khe giãn khoảng 20 - 25 mm khi khoảng cách giữa hai khe giãn từ 25 -40 m

- Các thanh truyền lực bố trí song song với mặt tấm bê tông, cách nhau khoảng 30- 40 cm bố trí một thanh, gần hai mép ngoài tấm giảm xuống còn

15 - 20 cm

 Khe co:

- Mục đích: làm cho tấm bê tông có thể co vào khi nhiệt độ giảm

- Khi đổ bê tông liên tục theo từng vệt, thường làm khe co giả, khi đổ bê tông từng tấm theo phương pháp thủ công thường dùng khe co kiểu ngàm

 Khe dọc:

- Khe dọc là một dạng của khe co và có thể bố trí theo kiểu khe co giả khi đổ tấm bê tông liên tục theo dải hoặc kiểu ngàm khi đổ thủ công từng tấm một

- Để tránh cho cho khe dọc không mở rộng miệng, các thanh truyền lực trong khe dọc được đặt cố định trong bê tông (không quét nhựa đường), tạo nền những khớp mềm trong mặt đường

- Bố trí cự ly khe dọc: căn cứ vào điều kiện thi công, bề rộng mặt đường

mà ta chia tấm cho phù hợp Thường, khoảng cách giữa các khe dọc không được quá 4.5m và thường bằng bề rộng một làn xe

2.1.5.2 Tầng móng

- Có thể là BTXM mác 350,300,250 với mặt đường BTXM hỗn hợp

- Có thể là kết cấu tầng móng áo đường mềm thông thường Nếu móng

là cát gia cố XM sẽ có nhiều ưu điểm

- Chiều rộng móng phải lớn hơn chiều rộng phần xe chạy từ 25-35cm khi

đổ BT bằng ván khuôn cố định; từ 50-60cm khi đổ BT bằng ván khuôn trượt

- Nếu móng là lớp đá dăm phải bố trí lớp tạo phẳng dày 6-10 cm

- Mô đun đàn hồi trên đỉnh lớp móng phải đảm bảo (Bảng 2.2)

Bảng 2.2: Modun đàn hồi tối thiểu lớp móng của các cấp đường

 Lớp ngăn cách: Bố trí để đảm bảo tấm BTXM chuyển vị tự do trên tầng móng Lớp ngăn cách làm 2 lớp giấy dầu ở giữa không dán nhựa

2.1.5.3 Yêu cầu vật liệu: (theo QĐ3230/2012-BGTVT về thiết kế mặt đường

bê tông xi măng và QĐ1951/2012 về thi công, nghiệm thu mặt đường bê tông

xi măng) [5]

a Yêu cầu với xi măng

Xi măng dùng làm mặt đường phải là loại xi măng poóclăng mác30, 40 MPa (PC40, PC30), riêng làm lớp móng có thể dùng xi măng pooclang xỉ lò cao mác không dưới 30 MPa Mác xi măng được chọn theo mác bê tông, thông thường mác xi măng phải cao hơn Nếu không đảm bảo yêu cầu này thì phải tăng lượng xi măng, điều này sẽ không kinh tế

Không cho phép trộn các chất phụ gia trơ như cát nghiền bột đá hoặc chất hoạt tính (tro bay, xỉ nghiền, ) vào xi măng, bởi vì các chất này sẽ làm kém phẩm chất của hỗn hợp và ảnh hưởng đến sự đông cứng bình thường của

bê tông Vì vậy chỉ dùng xi măng poóclăng có sủ dụng chất phụ gia khoáng vật để làm lớp móng

Thời gian bắt đầu ninh kết của xi măng phải đủ để có thể thi công hỗn hợp (tối thiểu 120’)

b Yêu cầu với cát

- Cát dùng trong bê tông làm đường là cát thiên nhiên, cát nghiền và cát cải thiện (cát thiên nhiện trộn thêm với cát xay)

- Thành phần hạt: đặc trưng bằng mô đuyn độ lớn Mk và lượng cát còn sót lại trên sàng 0.63 mm

- Không cho phép dùng cát hạt mịn (Mk < 1.5) để làm lớp mặt, nếu làm thì phải trộn thêm cát hạt lớn hay cát xay Cho phép dùng cát hạt nhỏ trong xây dựng lớp móng

- Với cát dùng làm lớp mặt, phải dùng cát hạt lớn (Mk ≥ 2.5) với lượng sót lại trên sàng 0.63 mm không dưới 30%, có thể dùng cát hạt nhỏ với lượng sót trên sàng mm không dưới 10%

- Hàm lượng bụi, sét không quá 2% với cát thiên nhiên, không quá 5% với cát nghiền

- Hàm lượng hạt > 5 mm trong cát không được quá 5%, hàm lượng các hạt nhỏ hơn 0.14 mm không quá 10%

- Cát nghiền dùng trong bê tông lớp mặt phải được nghiền từ đá phún xuất có cường độ nén không dưới 80 MPa Nếu dùng làm lớp dưới thì có thể nghiền từ đá vôi có cường độ không dưới 80 MPa hay đá trầm tích có cường

độ không dưới 40 MPa

c Yêu cầu với đá

- Thành phần cấp phối của đá dăm, đá sỏi dùng làm mặt đường bê tông

xi măng phải tuân theo một cấp phối nhất định

- Cốt liệu hạt lớn của bê tông xi măng là đá dăm nghiền từ đá gốc, từ cuội sỏi hoặc từ xỉ lò cao với Dmax = 40 mm khi làm lớp mặt, Dmax = 70

Bảng 2.3 Yêu cầu kỹ thuật đá gốc sản xuất cốt liệu lớn làm mặt đường bê

tông xi măng

Loại cốt liệu lớn

Cường độ chịu nén giới hạn của đá gốc bão hoà nước, MPa

Độ mài mong Angeles

- Cũng có thể dùng sỏi suối để làm cốt liệu sản xuất bê tông xi măng Nhưng cường độ kéo uốn của BTXM sỏi không bằng BTXM đá dăm Nhưng dùng sỏi sẽ tận dụng được vật liệu địa phương, đỡ tốn công đầm nèn

- Với Dmax = 70 mm, chia làm hai nhóm: 5 - 40 mm và 40 - 70 mm Với Dmax = 40 mm, chia làm hai nhóm: 5 - 20 mm và 20 - 40 mm

- Thành phần cấp phối của đá dăm, đá sỏi dùng làm mặt đường bê tông

xi măng phải tuân theo qui luật cấp phối Tỷ số giới hạn của từng nhóm hạt tính theo lượng đá còn sót lại trên sàng, bảo đảm cho đá có thành phần hạt tốt nhất, với độ rỗng không quá 45%

d Yêu cầu đối với nước

- Nước là thành phần quan trọng để tạo thành hỗn hợp bê tông xi măng Nước thực hiện phản ứng hoá học với với các khoáng vật của xi măng để tạo thành đá xi măng là chất kết dính của bê tông Phải dùng nước không chứa các chất có hại cho xi măng và cốt thép

- Không dùng nước có hàm lượng muối hoà tan trên 5000 mg/lít, trong