Kể tên các phương pháp kiểm soát độ chặt đầm nén ngoài hiện trường. Phạm vi áp dụng của từng phương pháp? Kiểm soát chất lượng đầm nén trong thi công bao gồm việc xác định độ chặt của đất tại hiện trường sau khi đầm nén và so sánh với độ chặt lớn nhất có được từ thí nghiệm trong phòng đối với loại đất sử dụng. Thí nghiệm xác định độ chặt ngoài hiện trường có thể sử dụng là thí nghiệm lấy mẫu hoặc thiết bị xác định độ chặt theo phương pháp hạt nhân, các phương pháp kiểm soát phổ biến sau:
Trang 1MÔN: CÔNG NGHỆ HIỆN ĐẠI TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ
1) Kể tên các phương pháp kiểm soát độ chăt đầm nén tại hiện trường Phạm vi áp dụng của từngphương pháp?
Câu 2: Kể tên các phương pháp kiểm soát độ chặt đầm nén ngoài hiện trường Phạm vi áp dụng của từng phương pháp?
- Kiểm soát chất lượng đầm nén trong thi công bao gồm việc xác định độ chặt của đất tại hiện trườngsau khi đầm nén và so sánh với độ chặt lớn nhất có được từ thí nghiệm trong phòng đối với loại đất sửdụng
- Thí nghiệm xác định độ chặt ngoài hiện trường có thể sử dụng là thí nghiệm lấy mẫu hoặc thiết bị xác định độ chặt theo phương pháp hạt nhân, các phương pháp kiểm soát phổ biến sau:
1 Phương pháp dao vòng
(dao đai – đốt cồn)
Áp dụng cho đất cát, á cát (đấtẩm) không lẫn sỏi sạn
2 Phương pháp rót cát
Áp dụng cho các loại đất(22TCN 346-06)
- Áp dụng cho các loại vật liệu
có không quá 50% lượng hạt nằmtrên sàng 19mm
- Không áp dụng cho: Vật liệuchứa quá 50% trên sàng 19mm; khithí nghiệm có nước chảy vào hốđào; hố đào bị biến dạng hoặc sậpkhi đào
- Dùng cho mọi loạivật liệu đất và cấp phối
có thể đào được hố đào
sử dụng hiện nay, kết quảthí nghiệm có được ngaylập tức
+ Tán xạ trực tiếp+ Tán xạ ngược
5 động nền đườngPhương pháp đo dao Không phổ biến
Là quá trình đầm nén
và kiểm tra độ chặt liênlục trong quá trình đầmnén
2) Nêu vai trò của công tác đầm nén trong xây dựng đường? Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng của công tác đầm nén đất nền đường?
(tài liệu - vấn đề 1, trang 11,12)
3) Trình bày khái niệm độ chặt tốt nhất, độ chặt yều cầu, độ chặt thực tế và hệ số đầm nén K?
Trang 2a Độ chặt tốt nhất: Muốn đạt được độ chặt của đất tốt nhất khi đầm nén, đất đắp phải có độ ẩm tốt nhất Độ ẩm của đất khi đầm lu chỉ được sai khác tối đa 10% đối với đất dính và 20% đối với đất không dính so với độ ẩm tốt nhất của loại đất đó tìm được trong phòng thí nghiệm Nếu đất ướt phải xử
lí để hạ độ ẩm, nếu đất khô phải tiến hành tưới ẩm để độ ẩm đạt gần độ ẩm tốt nhất Việc xử lí tưới ẩm phải thực hiện ở ngoài khu vực đắp, đầm nén
b Độ chặt yêu cầu là tỷ số giữa khối lượng thể tích đơn vị đất khố đạt được theo yêu cầu khi thínghiệm ngoài hiện trường và khối lượng thể tích đơn vị đất khô lớn nhất của đất đó khi đầm nén theođiều kiện tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm (Độ chặt yêu cầu thường do bên đơn vị tư vấn đưa ratrong hồ sơ thiết kế được phê duyệt)
c K90 : có nghĩa là đọ chặt thực tế bằng 90% độ chặt tiêu chuẩn, tương tự vói K95 và K98 có nhiềuphương pháp để đo độ chặt thực tế : hay dùng hiện trường là rót cát, hay màng mỏng vv)
d Hệ số nén chặt K còn gọi là hệ số đầm chặt của đất Là tỷ số khối lượng thể tích đơn vị đất khô củađất đắp đạt được khi đầm nén tại hiện trường và khối lượng thể tích đơn vị đất khô lớn nhất của đất đóđạt được khi thí nghiệm đầm nén trong phòng thí nghiệm
(Thông thường thì hệ số K ≤ 1, nếu K > 1 thì cần phải xem xét lại)
4) Kể tên các loại tường chắn bằng đất có cốt Phạm vi áp dụng của các loại tường chắn đó?
a Kể tên các loại tường chắn bằng đất có cốt (Tài liệu vấn đề 2 – Trang 3)
b Phạm vi áp dụng của các loại tường chắn đó?
- Thay thế tường chắn bằng bê tông hoặc đá xây để xây dựng nền đường đắp trên sườn dốc có độ dốcngang tự nhiên >=50%;
- Thay thế mái dốc taluy nền đường đắp bằng đất thông thường có độ dốc thoải 1:1,5 bằng độ dốc taluydốc hơn, thậm chí thẳng đứng để giảm diện tích chiếm dụng mặt bằng
- Làm công trình chống đỡ các khối trượt trên sườn dốc thiên nhiên vùng có tuyến đường đi qua
- Làm tường cách li chống ồn, bảo vệ môi trường
- Trên thực tế, tường chắn đất có cốt được sử dụng khi phân tích giá thành xây dựng rẻ hơn các loạitường khác hoặc so với giải pháp đắp mái dốc thoải
5) Trình bày các yêu cầu đối với vật liệu xây dựng tường chắn đất có cốt Nêu trình tự thi côngtường chắn bằng đất có cốt bằng kim loại và mặt tường bằng bê tông xi măng lắp ghép?
a Trình bày các yêu cầu đối với vật liệu xây dựng tường chắn đất có cốt ( tài liệu vấn đề 2 – trang 4,5)
b Nêu trình tự thi công tường chắn bằng đất có cốt bằng kim loại và mặt tường bằng bê tông xi mănglắp ghép?(tài liệu – trang 6-10)
6) Khái niệm về đất yếu? Kể tên các nhóm biện pháp sử dụng để xử lý đất yếu? Ưu – nhược điểm
và phạm vi áp dụng của các giải pháp đó?
Trả lời:
Trang 36.1 Khái niệm về đất yếu:
Về định tính: Đất yếu là loại đất mà bản thân nó không đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công trình
bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập…Khái niệm này nói chung không chặt chẽ vàkhông có cơ sở khoa học
Về định lượng: Đất yếu là loại đất có sức chịu tải kém dễ bị phá hoại, biến dạng dưới tác dụng của
tải trọng công trình dựa trên những số liệu về chỉ tiêu cơ lý cụ thể Khái niệm này được thế giới chấpnhận và có cơ sở khoa học
Dựa vào chỉ tiêu vật lý, đất được gọi là yếu khi :
Trong thực tế xây dựng, chúng ta thường gặp những loại nền đất yếu sau: đất sét yếu; đất cát
yếu (cát chảy); bùn; than bùn và đất than bùn, đất bazan, đất đắp.
6.2 Kể tên các nhóm biện pháp sử dụng để xử lý đất yếu? Ưu – nhược điểm và phạm vi áp dụng củacác giải pháp:
Có nhiều giải pháp kỹ thuật được áp dụng để xây dựng nền đường đắp trên đất yếu, bao gồm:
Các giải pháp được thực hiện cùng với nền đắp:
- Đắp theo giai đoạn
- Bê phản áp
- Gia tải tạm thời (gia tải trước)
- Đắp bằng vật liêu nhẹ
- Gia cường bằng vải địa kỹ thuật
Các giải pháp cải thiện đất dưới nền đắp:
- Thay đất yếu
- Đường thấm thẳng đứng
- Cố kết bằng hút chân không
- Cọc vật liêu rời (cọc ba lát): đá dăm, sỏi, cát,
- Hào balát: đá dăm, sỏi,
- Phun chất rắn (theo phương ngang)
- Cọc đất gia cố vô cơ (vôi, xi măng)
- Nền đắp trên móng cứng
- Gia cố đất bằng điên thấm (điên phân)
Các tác dụng của các kỹ thuật xây dựng nền đắp trên đất yếu được thể hiên trong Bảng 1 và tổng
hợp các ưu, nhược điểm của mỗi phương pháp được mô tả trong Bảng 2
Trang 4Đắp theo giai đoạn là đắp trực tiếp nền đường trên nền đất yếu có khống chế tốc độ đắp hoặc chia
thành các giai đoạn đắp khác nhau theo thời gian phù hợp với tốc độ cố kết của đất yếu Đây là phươngpháp đắp đơn giản, rẻ tiền, thường được áp dụng cho các nền đất đắp có chiều cao từ 3 mét trở xuống
Đắp bệ phản áp là giải pháp để chống trượt trồi đảm bảo ổn định của nền đắp trên đất yếu Bê phản
áp cũng là một giải pháp được xem là rẻ tiền, tuy nhiên, diên tích chiếm dụng mặt bằng khá lớn,
thường thích hợp với các đoạn nền đắp cao như đường đầu cầu
Gia tải trước là đắp trước đến bằng hoặc thậm chí cao hơn cao độ thiết kế Sau khi đắp, chờ một
thời gian thích hợp để nền yếu lún và cố kết, sau đó dỡ tải Phương pháp này khá đơn giản, tuy nhiên,
do thời gian đắp dài nên trong nhiều trường hợp, gây nên các khó khăn về giải pháp thi công tổng thểcho công trình Chiều sâu đất yếu để xử lý bằng phương pháp này tùy thuộc vào chiều cao có thể đắpđược hoặc thời gian có thể chờ để cố kết được, có thể tối đa đến 30 mét Phương pháp này được xem là
thích hợp với các loại sét hay bùn tích đọng
Đắp bằng vật liệu nhẹ được hiểu theo nghĩa rộng bằng viêc sử dụng một số giải pháp:
- sử dụng vật liêu đắp hỗn hợp có khối lượng thể tích nhỏ: xỉ, tro bay, đất được tạo bọt, bê tôngbọt, phối hợp với các lớp đất đắp thông thường hay nhựa tổng hợp (polistyren nở) kết hợp với
bê tông cốt thép
- Kết hợp đắp nền và hê thống ống cống vừa có tác dụng thoát nước, vừa làm giảm trọng lượng của nền đắp
Hiên phương pháp này ít sử dụng do tính chất phức tạp trong khi thi công và giá thành khá cao,
thông thường chỉ sử dụng khi có sẵn nguồn vật liêu nhẹ thích hợp
Gia cường bằng vải địa kỹ thuật là giải pháp dựa trên nguyên lý đất có cốt, làm tăng diên phân bố
áp lực của nền đắp trên đất yếu, tăng khả năng chống cắt của nền đất yếu và giảm độ lún Kỹ thuật thicông khá đơn giản và đã được phổ biến, thích hợp khi độ lún tổng cộng không lớn Đây còn là giảipháp kết hợp phát huy hiệu quả ngăn cách lớp đất yếu và vật liêu đắp, đồng thời làm tầng lọc ngược
cho nền đất đắp
Thay đất là giải pháp để tăng cường độ và giảm lún của nền đất yếu bằng cách thay thế một phần
nền đất yếu bằng cát, sỏi, cuội hay đất cấp phối tốt theo phương pháp đào đất yếu để bỏ đi đến đâu,thay thế vật liêu đắp thích hợp đến đó Đây là phương pháp đơn giản, có thể thực hiên bằng các kỹthuật thi công nền thông thường, có thể áp dụng để sử lý chiều sâu đất yếu tối đa đến 3 mét Phương
pháp này không áp dụng được trong trường hợp nền đất yếu là bùn lỏng
Đường thấm thẳng đứng là giải pháp khá phổ biến, bao gồm một số kỹ thuật cơ bản: đường thấm
thoát nước đứng bằng bấc thấm + đêm cát, đường thấm thoát nước đứng bằng giếng cát + đêm cát,đường thấm thoát nước đứng phối hợp với thoát nước ngang đều bằng bấc thấm, hay ruột tượng cát làcác túi vải địa kỹ thuật đường kính 7 10 cm chứa đầy cát thô hay cát trung làm đường thoát nước dạnggiếng cát Đêm cát thoát nước ngang bằng cát thô và cát trung dày 30 50 cm Chiều sâu sử lý củaphương pháp này phụ thuộc vào chiều sâu có thể của đường thoát nước đứng để phát huy hiêu quảthoát nước của cả hê thống đứng và ngang, và tải trọng đắp tạo áp lực làm đất cố kết, thông thường tối
đa đến 18m
Cố kết bằng hút chân không là giải pháp hỗ trợ thoát nước đứng và được thực hiên kết hợp với
phương pháp đường thoát nước thẳng đứng Nguyên lý hoạt động của giải pháp này là tạo khoảngchân không phía trên khu vực nền yếu cần xử lý hỗ trợ nước thoát ra khỏi nền đất yếu theo các hêthống thoát nước đứng và ngang ra hào thu nước được bố trí ở hai bên của nền đắp Áp lực có hiêusinh ra do giải pháp này được kiểm chứng là tương đương với chiều cao đắp đất bằng 4 m, tuy nhiên,tốc độ thoát nước lớn hơn rất nhiều nhờ hê thống bơm hút Thời gian cố kết của nền đất vì thế nhanhhơn nhiều so với phương pháp gia tải trước thông thường Đây là một ưu điểm nổi bật của giải pháp kỹthuật này Tuy nhiên, hút chân không là giải pháp tốn kém và cần phải thận trọng trong viêc thi côngmàng phủ để đảm bảo màng phủ kín, không bị rò rỉ làm triêt tiêu áp lực có hiêu do hút chân không
Trang 5Cọc vật liệu rời bao gồm cọc cát, cột balát (đá dăm, sỏi, ) dùng gia cố nền đất yếu được thi công
bằng cách dùng máy đóng cọc tạo lỗ phối hợp đổ cát/ đá dăm đầy lỗ và rung bằng máy chấn động đểlàm chặt vật liêu rời đồng thời đẩy ép vùng đất yếu quanh lỗ khoan Các cọc này vừa có tác dụng thaythế một phần nền đất yếu, vừa đẩy ép ngang các khoảng đất yếu giữa các cọc và làm đường thoát nướcthẳng đứng, cải thiên khả năng chống cắt của đất yếu Kỹ thuật thi công khá phức tạp có có thể gâyảnh hưởng đến môi trường xung quanh nếu sử dụng thiết bị chấn động (đầm rung ở độ sâu nhất định).Ngoài ra, viêc kiểm soát chất lượng thi công các cọc cũng khá khó khăn Chiều sâu gia cố tối đa đốivới giải pháp này khoảng 20 mét Phương pháp cọc vật liêu rời thích hợp sử dụng với nền đất yếu rời
(cát lỏng) hoặc sét chưa bão hòa (độ ẩm dưới 25%)
Hào balát là giải pháp tạo ra các hào rộng bằng vật liêu tốt đầm chặt qua nền đất yếu để hạn chế
được độ lún và cải thiên khả năng chống cắt của nền yếu Các hào này đồng thời là hê thống đường
thấm thoát nước Kỹ thuật thi công được thực hiên theo các bước:
- tạo hào bằng phương pháp thả đầm rơi : máy đào bánh xích thả một khối nặng khoảng 15 tấn
- lấp đầy các hào bằng đá balát, sử dụng phương pháp thả đầm rơi để đầm đá trong hào và đồng thời để tăng chiều sâu của hào;
- tiếp tục lấp đá và đầm bằng phương pháp thả đầm rơi để đầm đá balát lún vào nền đất yếu trongkhoảng sâu 7 mét, mặt cắt từ 4 5 m2
Phun chất rắn là phương pháp dùng lực đưa vào trong đất hồ vữa rất nhớt bằng cách phun có áp trong
một ống nhỏ đặt trong lỗ khoan Do độ sệt, vữa không tự thấm vào trong đất mà áp lực sẽ phụt và nén vữatheo phương ngang Vữa đông cứng tạo cột gia cố nền yếu Trình tự thực hiện có thể tóm tắt:
- Khoan tạo lỗ kết hợp đặt ống chờ phun
- Phun vữa vào ống nhờ thiết bị bơm, kết hợp rút ống, tỉ lệ phun vữa 5 6 % khối lượng đất yếu được xử lý
Báng 1: Tác dụng của các kỹ thuật xây dựng nền đường đắp trên đất yếu
Cải thiện
nền đất dưới
nền đắp
Điện thấmĐắp trên nềncứngCọc đất giacốCọc phun vữa xi măng +
đấtPhun chấtrắn ngangHào balátCột balát
Cố kết bằng hút chânkhông
Đường thấmthẳng đứngThay đấtGiải pháp
đối với nền
đắp
Tăng cường bằng vảiđịa kỹ thuậtĐắp bằng vậtliệu nhẹGia tải trước
Bệ phản ápĐắp theo giaiđoạn
Trang 6Đạt được độ lún cuối cùng
Cọc đất gia cố xi măng, vôi là giải pháp sử dụng thiết bị để đưa và trộn tại chỗ xi măng và vôi (hàm
lượng 10 15% để gia cố đất thành các cột Giải pháp này làm tăng cường độ chống cắt của nền yếu vàgiảm độ lún Có hai phương pháp thi công gọi là phương pháp phun/ trộn khô và phun/ trộn ướt Kỹthuật thi công khá phức tạp và giá thành tương đối cao làm cho giải pháp này chưa được phổ biến ởViệt Nam Tuy nhiên đây là giải pháp hữu hiệu với nhiều loại đất yếu: bùn, đất bùn, đất sét yếu Vôi sửdụng tốt hơn đối với đất có hàm lượng cát nhỏ hoặc nền đất yếu không có các lớp cát xen kẽ, trong khi
xi măng thích hợp hơn đối với đất có hàm lượng cát lớn Chiều sâu gia cố tối đa của phương pháp này
đến 20m
Nền đắp trên móng cứng là giải pháp xây dựng đường trên đất yếu đã được áp dụng từ lâu đời, đặc
biệt trong thời kỳ chiến tranh để xây dựng đường qua vùng đất yếu, lầy lội trong thời gian nhanh nhấtđảm bảo giao thông, bằng đắp đất trên các bè bằng tre, gỗ, hoặc thậm chí các cành cây xếp lại Giảipháp này còn có thể áp dụng ở các vị trí đắp cao đầu cầu bằng việc sử dụng các tấm bê tông xi mănglàm bản giảm tải để đắp nền đường lên trên, hay có thể được mở rộng hơn ở khái niệm đắp trên đệmphân bố tải trọng được hỗ trợ bằng hệ thống cọc, cũng được áp dụng hiệu quả ở vị trí đắp đường đầu
cầu
Gia cố đất bằng điện thấm (điện phân) là giải pháp hỗ trợ cố kết bằng các điện cực như đã được
mô tả trong phần trước
Bảng 2: Đánh giá ưu, nhược điểm và tính khả thi của các kỹ thuật xây dựng nền đường đắp trên đất
Tác dụng đối với nền yếu
Trang 77) Kể tên các loại hình quan trắc khi sử dụng biện pháp xử lý nền đất yếu bằng đường thấm thẳng đứng? Mục đích của việc bố trí hệ thống quan trắc trong quá trình thi công và khai thác?
* Quan trắc công trình đường bộ (tham khảo)
a) Quan trắc công trình đường bộ là hoạt động theo dõi, đo đạc, ghi nhận sự biến đổi về hình học, biến dạng, chuyển vị và các thông số kỹ thuật khác của công trình và môi trường xung quanh theo thời gian;
b) Quan trắc công trình đường bộ phục vụ công tác bảo trì bắt buộc phải được thực hiện trong các trường hợp: công trình đường bộ khi xảy ra sự cố có thể dẫn tới thảm họa theo quy định tại Phụ lục I ban hành kèm theo Thông tư này; công trình, bộ phận công trình đường bộ có dấu hiệu lún, nứt, nghiêng và các dấu hiệu bất thường khác có khả năng gây sập đổ, mất an toàn trong quá trình khai thác sử dụng hoặc theo yêu cầu của chủ đầu tư, chủ sở hữu hoặc người quản lý sử dụng công trình;
c) Các bộ phận công trình cần được quan trắc bao gồm các kết cấu chịu lực chính của công trình mà khi bị hư hỏng có thể dẫn đến sập đổ công trình (kết cấu nhịp cầu; mố và trụ cầu có chiều cao lớn; trụ tháp cầu treo; vỏ hầm);
d) Nội dung quan trắc đối với các công trình quy định tại Phụ lục I ban hành kèm theo Thông tư này được quy định trong quy trình bảo trì, gồm: các vị trí quan trắc, thông số quan trắc và giá trị giới hạn của các thông số này (biến dạng nghiêng, lún, nứt, chuyển vị, võng), thời gian quan trắc, số lượng chu kỳ đo và các nội dung cần thiết khác.
đ) Trước khi quan trắc, nhà thầu quan trắc phải khảo sát, lập phương án quan trắc, khối lượng và các yêu cầu cần quan trắc nhằm bảo đảm mục đích, yêu cầu của việc quan trắc Phương án quan trắc phù hợp với các nội dung quan trắc; trong đó quy định về phương pháp đo, thiết bị đo, sơ đồ bố trí và cấu tạo các mốc quan trắc, tổ chức thực hiện, phương pháp xử lý số liệu đo và các nội dung cần thiết khác.
Nhà thầu quan trắc phải thực hiện quan trắc theo phương án quan trắc được phê duyệt và báo cáo người quản
lý, sử dụng công trình đường bộ về kết quả quan trắc, số liệu quan trắc phải được so sánh, đánh giá với giá trị giới hạn do nhà thầu thiết kế xây dựng công trình quy định hoặc quy chuẩn kỹ thuật, tiêu chuẩn áp dụng.
Trường hợp số liệu quan trắc vượt giá trị giới hạn cho phép hoặc có dấu hiệu bất thường, người quản lý, sử dụng công trình đường bộ phải tổ chức đánh giá an toàn chịu lực, an toàn vận hành công trình trong quá trình khai thác, sử dụng và có biện pháp xử lý kịp thời.
8) Căn cứ lựa chọn các lớp vật liệu trong kết cấu áo đường mềm?
Tùy theo cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường, tùy vào công nghệ thi công, điều kiện vật
tư, (tham khảo).
1.1.2 Phải chọn và bố trí đúng các tầng, lớp vật liệu trong kết cấu áo đường sao cho phù hợp với chức năng của mỗi tầng, lớp và bảo đảm cả kết cấu đáp ứng được những yêu cầu cơ bản theo mục 1.3.1 đồng thời phù hợp với khả năng cung ứng vật liệu, khả năng thi công và khả năng khai thác duy tu, sửa chữa, bảo trì sau này.
Trang 8Phải sử dụng tối đa các vật liệu và phế thải công nghiệp tại chỗ (sử dụng trực tiếp hoặc có gia cố chúngbằng chất kết dính vô cơ hoặc hữu cơ) Ngoài ra, phải chú trọng vận dụng các kinh nghiệm về xâydựng và khai thác áo đường trong điều kiện cụ thể của địa phương đường đi qua.
1.1.3 Cần đề xuất từ 2 đến 3 phương án cấu tạo kết cấu áo đường Khi đề xuất các phương án thiết kế cần phải chú trọng đến yêu cầu bảo vệ môi trường, yêu cầu bảo đảm an toàn giao thông
và cả yêu cầu về bảo vệ sức khoẻ, bảo đảm an toàn cho người thi công.
1.1.4 Cần xét đến phương án phân kỳ đầu tư trong thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường Trên cơ
sở phương án cho quy hoạch tương lai cần dự tính biện pháp tăng cường bề dày để tăng khả năng phục vụ của áo đường phù hợp với yêu cầu xe chạy tăng dần theo thời gian Riêng đối với
áo đường cao tốc và đường cấp I hoặc cấp II thì không nên xét đến phương án phân kỳ xây dựng
áo đường.
1.1.5 Đối với các đoạn đường có tầng mặt là loại cấp cao A1 nhưng qua vùng đất yếu có khả năng phát sinh độ lún lớn và kéo dài thì có thể thiết kế kết cấu nền áo đường theo nguyên tắc phân kỳ xây dựng trên cơ sở đảm bảo cho tầng mặt cấp cao A1 ở trên không bị hư hại do lún Lúc thiết kế vẫn phải dựa vào lượng giao thông ở cuối thời hạn thiết kế để thiết kế kết cấu và bề dày nhưng khi thi công có thể giảm bớt bề dày tầng mặt tương ứng với thời gian phân kỳ, đợi sau khi nền đường đi vào ổn định mới rải tiếp lớp mặt bê tông nhựa cấp cao A1 hoặc các lớp tạo phẳng, tạo nhám trên cùng.
1.2 Cấu tạo tầng mặt và các yêu cầu thiết kế
1.2.1 Chức năng và phân loại tầng mặt:
1 Tầng mặt của kết cấu áo đường là bộ phận phải chịu đựng trực tiếp tác dụng phá hoại của xe cộ (đặcbiệt là dưới tác dụng phá hoại bề mặt) và của các yếu tố bất lợi về thời tiết, khí hậu Yêu cầu thiết kếcấu tạo tầng mặt là vật liệu và bề dày các lớp trong tầng mặt phải bảo đảm chịu đựng được các tácdụng phá hoại trực tiếp nêu trên đồng thời phải bảo đảm được các yêu cầu sử dụng khai thác đường về
độ bằng phẳng và độ nhám Vật liệu làm các lớp tầng mặt phải có tính ổn định nhiệt, ổn định nước vàkhông thấm nước (hoặc hạn chế thấm nước)
2 Tuỳ theo mức độ đảm bảo được các yêu cầu nêu trên là cao hay thấp, tầng mặt kết cấu áo đườngmềm được phân thành 4 loại cấp cao A1, cấp cao A2, cấp thấp B1 và cấp thấp B2 với định nghĩa vềmỗi loại đã nêu ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và 1.2.11
1.2.2 Chọn loại tầng mặt:
Khi thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm, trước hết phải căn cứ vào cấp hạng đường, thời hạn thiết
kế và tham khảo số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trên một làn xe trong suốt thời hạn thiết kế để chọn loạitầng mặt thiết kế Nếu chủ đầu tư không có các yêu cầu đặc biệt gì khác thì có thể tham khảo ở Bảng 2-
1 để chọn loại tầng mặt thiết kế
Trong Bảng 2-1 cùng một cấp thiết kế đường cũng có thể cân nhắc chọn loại tầng mặt khác nhau; trên
cơ sở đó có thể hình thành các phương án thiết kế kết cấu áo đường khác nhau (kể cả phương án phân
kỳ đầu tư) và để đi đến quyết định cuối cùng thì phải tiến hành phân tích so sánh tổng chi phí xâydựng, khai thác và vận doanh giữa các phương án Tương tự, khi lượng giao thông còn chưa lớn nhưngđường có chức năng và ý nghĩa kinh tế, xã hội quan trọng thì vẫn có thể chọn loại tầng mặt cấp caohơn căn cứ vào kết quả phân tích so sánh kinh tế và kết quả đánh giá tác động môi trường
Bảng 2-1: Chọn loại tầng mặt
Trang 9Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế (trục xe tiêu chuẩn/làn)
Cấp I, II, III
Bê tông nhựa chặt loại I hạt nhỏ, hạttrung làm lớp mặt trên; hạt trung, hạtthô (chặt hoặc hở loại I hoặc loại II)làm lớp mặt dưới
- Thấm nhập nhựa
- Láng nhựa (cấp phối đá dăm, đádăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố trên cóláng nhựa)
8-105-84-7
Cấp V và cấp
- Đất cải thiện hạtĐất, đá tại chỗ, phế liệu công nghiệpgia cố (trên có lớp hao mòn, bảo vệ)
Ghi chú Bảng 2-1:
- Về định nghĩa các loại tầng mặt xem thêm ở các mục 1.2.8, 1.2.9, 1.2.10 và 1.2.11;
- Trị số số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ chỉ để tham khảo (tức là không có ý nghĩa quyết định đến việcchọn loại tầng mặt);
9) Các yêu cầu đối với mặt đường? Yêu cầu cơ bản đối với thi công mặt đường mềm
a Các yêu cầu đối với mặt đường
- Mặt đường phải đủ cường độ & ổn định cường độ: đảm bảo chịu đựng được tác dụng trực tiếp của xe
cộ & các yếu tố khí hậu mà không phát sinh các biến dạng & hư hỏng quá lớn trong suốt thời gian phụcvụ
- Mặt đường phải đủ độ bằng phẳng: đảm bảo cho xe chạy êm thuận và an toàn với vận tốc cao, rútngắn được thời gian hành trình, giảm được lượng tiêu hao nhiên liệu, hạn chế được hao mòn xăng lốp,kéo dài được thời gian trung đại tu của phương tiện vận chuyển, làm giảm chi phí khai thác vận tảihành khách và hàng hoá
Trang 10- Mặt đường phải đủ độ nhám: đảm bảo cho xe chạy an toàn với vận tốc cao, hạn chế được tai nạn giaothông, nâng cao được khả năng thông hành của đường.
- Các yêu cầu khác: Kết cấu chặt kín, hạn chế nước thấm xuống bên dưới; ít bị bào mòn; ít sinh bụi; xechạy ít gây tiếng ồn; thoát nước mặt tốt, tạo mỹ quan
b Yêu cầu cơ bản đối với thi công mặt đường mềm
1 Tầng mặt (Surface Course): bao gồm Lớp bảo vệ, chịu hao mòn, tăng ma sát, thoát nước nếu cần Lớp mặt trên (Wearing Course) - Lớp mặt dưới (Binder Co
-2 Tầng móng: bao gồm - Lớp móng trên (Base Course) - Lớp móng dưới (Subbase course) - Lớp cóchức năng đặc biệt (thoát nước, cách hơi, cách nước)
3 Phần trên nền đường (Subgrade)
4 Yêu cầu đối với vật liệu làm tầng mặt
- Có cường độ cao và ổn định cường độ (với nhiệt và nước) để chịu được áp lực thẳng đứng của bánh
xe, hoạt tải với trị số lớn cùng với tác dụng trực tiếp của các yếu tố khí hậu; có cấp phối tốt, độ rỗngnhỏ, kín nước
- Có khả năng chịu cắt để chịu đựng được tải trọng nằm ngang của ô tô
- Có độ cứng lớn để hạn chế tác dụng gây bào mòn của bánh xe hoạt tải
- Có kích cỡ nhỏ để dễ tạo phẳng, hạn chế tác dụng gây bong bật của bánh xe và tạo ra độ nhám cao, xechạy ít ồn Khi lớp mặt trên không đảm bảo được đầy đủ các yêu cầu trên thì phải cấu tạo lớp bảo vệ,chịu hao mòn, tăng ma sát hoặc thoát nước
- Mặt đường cấp cao A1 nên cấu tạo cả lớp mặt trên và lớp mặt dưới để tiết kiệm vật liệu, giảm chi phíxây dựng;
- Mặt đường cấp cao A2 có thể không có lớp mặt dưới
- Mặt đường cấp thấp có thể chỉ cấu tạo 1 đến 2 lớp, vừa là tầng mặt vừa đóng vai trò là tầng móng
5 Yêu cầu đối với vật liệu làm tầng móng
- Có độ cứng nhất định, ít biến dạng vì không chịu tác dụng của bánh xe hoạt tải và tác dụng trực tiếpcủa các yếu tố khí hậu
- Có thể chịu bào mòn kém, kích cỡ lớn, dùng vật liệu rời rạc cường độ giảm dần theo chiều sâu đểtruyền áp lực và phân bố áp lực thẳng đứng của xe cộ đến nền đất có thể chịu đựng được
Khi tuyến đường đi qua vùng thuỷ nhiệt bất lợi, lớp móng dưới ngoài chức năng chịu lực còn có thểđóng vai trò lớp thoát nước cách hơi cách nước để cải thiện chế độ thuỷ nhiệt của nền mặt đường
6 Phần trên của nền đường (lớp đáy áo đường): - Nên cấu tạo là lớp cấp phối thiên nhiên hoặc đất gia
cố, có độ chặt K0,98, chiều dày tối thiểu 3050cm
Chức năng của lớp đáy áo đường:
Trang 11- Tạo được một lòng đường có cường độ cao và đồng đều; tiếp nhận và phân bố tải trọng của hoạt tảitruyền qua KCAĐ, làm giảm độ lún đàn hồi của toàn bộ kết cấu, tăng tuổi thọ cho KCAĐ - Cải thiệnchế độ thuỷ nhiệt của nền-mặt đường do có độ chặt lớn, tính thấm nhỏ.
- Tạo ra hiệu ứng “ĐE” để lu lèn các lớp mặt đường nhanh đạt độ chặt
- Đảm bảo cho xe máy thi công mặt đường đi lại mà không gây hư hỏng bề mặt nền đường
10) Trình bày nguyên tắc bố trí các lớp vật liệu trong kết cấu áo đường mềm? Nêu các yêu cầu thiết kế kết cấu mặt đường mềm?
a Trình bày nguyên tắc bố trí các lớp vật liệu trong kết cấu áo đường mềm (câu 9)
b Các yêu cầu thiết kế kết cấu mặt đường mềm
Có 6 tiêu chí cơ bản đối với xây dựng mặt đường Đó là:
- Đủ cường độ chịu tải trọng giao thông: Mặt đường phải được xây dựng để đủ khả năng chịu tải trọng
xe chạy trên đường, để biến dạng trong các lớp mặt, móng và nền đất nằm trong phạm vi giới hạn chấpnhận được Khái niệm này chính là cường độ và độ ổn định của kết cấu mặt đường, không chỉ liênquan đến khả năng chống lại lực tác dụng theo phương thẳng đứng của bánh xe lên mặt đường (là baonhiêu KG/cm2 hoặc bao nhiêu MPa ), mà còn là khả năng chống lại các nứt vỡ, bong bật bề mặt, biếndạng trượt trong cấu trúc vật liệu của mặt đường Để đảm bảo tiêu chí này, trong thi công, khi đã cómột thiết kế kết cấu mặt đường hợp lý, phải tuân theo các quy định kỹ thuật phù hợp với điều kiện khaithác tương ứng với mỗi loại vật liệu mặt đường
- Chong thấm nước xuong nền đường: Độ ẩm lớn của nền đường và vật liệu của kết cấu mặt đường ảnhhưởng đến độ ổn định về cường độ của kết cấu mặt đường Lớp mặt của kết cấu mặt đường cần đượcthiết kế và thi công để tránh nước thấm xuống các lớp móng và nền đường Trong thi công, yêu cầunày liên quan đến mức độ đủ của công tác lu lèn
- Giảm thiểu mất mát vật liệu bề mặt: Tải trọng giao thông gây mài mòn, mất mát vật liệu bề mặt kếtcấu mặt đường ở các mức độ khác nhau, phụ thuộc vào loại vật liệu bề mặt, loại hình giao thông trênđường, điều kiện thời tiết - khí hậu Tải trọng giao thông tác dụng trực tiếp trên bề mặt đường gây bongtróc hạt mịn bề mặt đến bong bật các hạt lớn Ngoài việc thiết kế kết cấu mặt đường với lớp mặt cóchất dính kết hợp lý, việc kiểm soát chất lượng trong quá trình thi công để đảm bảo tránh hiện tượngnhựa lão hóa sớm, đảm bảo dính bám tốt trong cấu trúc vật liệu sẽ góp phần giảm thiểu mất mát vậtliệu bề mặt
- Tạo lớp bề mặt đủ nhám: Trong thi công, kiểm soát chất lượng vật liệu và qui trình thi công sẽ đảmbảo có bề mặt đường đủ nhám thỏa mãn thiết kế, đặc biệt là đối với loại vật liệu đặc biệt tạo nhám bềmặt đường
Trang 12- Khả năng chống lại phong hóa: Mặt đường chịu tác dụng trực tiếp của các yếu tố khí hậu như nắng,mưa, gió, băng giá trong quá trình khai thác Ngoài việc xem xét lựa chọn loại vật liệu hoặc phốihợp bố trí các tầng lớp vật liệu phù hợp với điều kiện thời tiết trong thiết kế kết cấu mặt đường, khi thicông đảm bảo chất lượng vật liệu, qui trình công nghệ lớp mặt để kiểm soát lão hóa của nhựa đườngtrong giai đoạn thi công và hạn chế quá trình lão hóa trong khai thác hay kiểm soát lu lèn đảm bảo độchặt của nền đường và móng đường giúp kết cấu mặt đường có khả năng chống lại phong hóa do khíhậu, thời tiết.
11) Các thành phần vật liệu trong hỗn hợp bê tông nhựa rải nóng? Nêu trình tự thi công mặt đường bê tông nhựa rải nóng? Các chú ý trong quá trình thi công
(câu 11- trả lời đề cương).
a Các thành phần vật liệu trong hỗn hợp bê tông nhựa rải nóng
b Nêu trình tự thi công mặt đường bê tông nhựa rải nóng
c Các chú ý trong quá trình thi công (tham khảo)
8.2 Yêu cầu về điều kiện thi công
8.2.1 Chỉ được thi công lớp bê tông nhựa khi nhiệt độ không khí lớn hơn 15 0C Không được thi côngkhi trời mưa hoặc có thể mưa
8.2.2 Cần đảm bảo công tác rải và lu lèn được hoàn thiện vào ban ngày Trường hợp đặc biệt phải thicông vào ban đêm, phải có đủ thiết bị chiếu sáng để đảm bảo chất lượng và an toàn trong quá trình thicông và được Tư vấn giám sát chấp thuận
8.3 Yêu cầu về đoạn thi công thử
8.3.1 Trước khi thi công đại trà hoặc khi sử dụng một loại bê tông nhựa khác, phải tiến hành thi côngthử một đoạn để kiểm tra và xác định công nghệ thi công làm cơ sở áp dụng cho thi công đại trà Đoạnthi công thử phải có chiều dài tối thiểu 100 m, chiều rộng tối thiểu 2 vệt máy rải Đoạn thi công thửđược chọn ngay trên công trình sẽ thi công đại trà hoặc trên công trình có tính chất tương tự
8.3.2 Số liệu thu được sau khi rải thử sẽ là cơ sở để chỉnh sửa (nếu có) và chấp thuận để thi công đạitrà Các số liệu chấp thuận bao gồm:
- Công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa (theo 6.3.3);
TCVN 8819 : 2011
- Phương án và công nghệ thi công: loại vật liệu tưới dính bám, hoặc thấm bám; tỷ lệ tưới dính bám,hoặc thấm bám; thời gian cho phép rải lớp bê tông nhựa sau khi tưới vật liệu dính bám hoặc thấm bám;chiều dầy rải lớp bê tông nhựa chưa lu lèn; nhiệt độ rải; nhiệt độ lu lèn bắt đầu và kết thúc; sơ đồ lu lèncủa các loại lu khác nhau, số lượt lu cần thiết; độ chặt lu lèn; độ bằng phẳng; độ nhám bề mặt sau khithi công
Trang 138.3.3 Nếu đoạn thi công thử chưa đạt được chất lượng yêu cầu thì phải làm một đoạn thử khác, với sựđiều chỉnh lại công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa, công nghệ thi công cho đến khi đạt được chấtlượng yêu cầu.
8.4 Chuẩn bị mặt bằng
8.4.1 Phải làm sạch bụi bẩn và vật liệu không thích hợp rơi vãi trên bề mặt sẽ rải bê tông nhựa lên bằngmáy quét, máy thổi, vòi phun nước (nếu cần) và bắt buộc phải hong khô Bề mặt chuẩn bị phải rộnghơn sang mỗi phía lề đường ít nhất là 20 cm so với bề rộng sẽ được tưới thấm bám hoặc dính bám.8.4.2 Trước khi rải bê tông nhựa trên mặt đường cũ phải tiến hành công tác sửa chữa chỗ lồi lõm, vá ổ
gà, bù vênh mặt Nếu dùng hỗn hợp đá nhựa rải nguội hoặc bê tông nhựa rải nguội để sửa chữa thì phảihoàn thành trước ít nhất 15 ngày, nếu dùng bê tông nhựa rải nóng thì phải hoàn thành trước ít nhất 1ngày
8.4.3 Bề mặt chuẩn bị, hoặc là mặt của lớp móng hay mặt của lớp dưới của mặt đường sẽ rải phải bảođảm cao độ, độ bằng phẳng, độ dốc ngang, độ dốc dọc với các sai số nằm trong phạm vi cho phép màcác tiêu chuẩn kỹ thuật tương ứng đã quy định
8.4.4 Tưới vật liệu thấm bám hoặc dính bám: trước khi rải bê tông nhựa phải tưới vật liệu thấm bámhoặc dính bám
8.4.4.1 Tưới vật liệu thấm bám: tưới trên mặt các lớp móng không dùng nhựa (cấp phối đá dăm, cấpphối đá gia cố xi măng ), tuỳ thuộc trạng thái bề mặt (kín hay hở) mà tưới vật liệu thấm bám với tỷ lệ
từ 0,5 lít/m2 đến 1,3 lít/m2 Dùng nhựa lỏng đông đặc vừa MC30, hoặc MC70 (TCVN 8818¬1:2011)
để tưới thấm bám Nhiệt độ tưới thấm bám: với MC30 là 45°c ±10°c, với MC70 là 70°c ±10°c Thờigian từ lúc tưới thấm bám đến khi rải lớp bê tông nhựa phải đủ để nhựa lỏng kịp thấm sâu xuống lớpmóng độ 5-10 mm và đủ để cho dầu nhẹ bay hơi, do Tư vấn giám sát quyết định, thông thường saukhoảng 1 ngày
8.4.4.2 Tưới vật liệu dính bám: tưới trên mặt đường nhựa cũ, trên các lớp móng có sử dụng nhựađường (hỗn hợp đá nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa ) hoặc trên mặt lớp bê tông nhựa đã rải Tùythuộc trạng thái bề mặ t (kính hay hở) và tuổi thọ mặt đường cũ mà tưới vật liệu dính bám với tỷ lệ phùhợp Dùng nhũ tương cationic phân tích chậm CSS1-h (TCVN 8817-1: 2011) với tỷ lệ từ 0,3 lít/m2 đến0,6 lít/m2, có thể pha thêm nước sạch vào nhũ tương (tỷ lệ 1/2 nước, 1/2 nhũ tương) và quấy đều trướckhi tưới Hoặc dùng nhựa lỏng đông đặc nhanh RC70 (TCVN 8818-1:2011) với tỷ lệ từ 0,3 lít/m2 đến0,5 lít/m2 để tưới dính bám Thời gian từ lúc tưới dính bám đến khi rải lớp bê tông nhựa phải đủ (đểnhũ tương CSS1-h kịp phân tách hoặc để nhựa lỏng RC70 kịp đông đặc) và do Tư vấn giám sát quyếtđịnh, thông thường sau ít nhất là 4 giờ Trường hợp thi công vào ban đêm hoặc thời tiết ẩm ướt, có thể