Nghiên cứu công nghệ của hệ thống thi công mặt đường bê tông xi măng bằng phương pháp san đầm trục lăn

Loại đường đang phổ biến nhất tại nước ta theo Theo nghị quyết số 14/NQ-CP của chính phủ ngày 5/2012 - Phương pháp thi công bằng thiết bị san đầm trục lăn là một thiết bị thi công hoàn t

LÊ VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SAN ĐẦM TRỤC LĂN

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2013

LÊ VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SAN ĐẦM TRỤC LĂN

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG,

NÂNG CHUYỂN

MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH : 60.52.10

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN HỒNG NGÂN

Thành phần đánh giá luận văn thạc sĩ gồm :

( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ )

1 Chủ tịch hội đồng : PGS.TS Trần Thị Hồng

2 Thư ký hội đồng : TS Lưu Thanh Tùng

3 Ủy viên phản biện 1 : PGS TS Nguyễn Hồng Ngân

4 Ủy viên phản biện 2 : TS Trương Quốc Thanh

5 Ủy viên hội đồng : TS Lê Thanh Danh

Xác nhận của Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sủa chữa

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

( Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký )

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Lê Văn Thắng Phái: Nam

Ngày tháng năm sinh: 03/10/1983 Nơi sinh: Nam Định

Chuyên ngành: KĨ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG , NÂNG CHUYỂN

Mã số ngành: 60.52.10

I TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ

TÔNG XI MĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SAN ĐẦM TRỤC LĂN

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN:

1 Nhiệm vụ:

- Tổng quan công nghệ & thiết bị thi công của đường BTXM

- Cơ sở thiết kế đường BTXM và Lý thuyết của việc đầm bê tông bằng rung

động

- Phân tích lựa chọn phương án thiết kế và hợp lý hóa các thông số kết cấu thép

của dầm khung di chuyển

- Thí nghiệm và đo đạc các thông số rung của bộ công tác san đầm và chất lượng

bê tông thành phẩm

III NGÀY GIAO NHIỆM VU : 21/01/2013

IV NGÀY HOÀN THÀNH : 21/06/2013

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN HỒNG NGÂN

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

Em xin chân thành cảm ơn các giảng viên trong bộ môn KĨ THUẬT MÁY

VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG, NÂNG CHUYỂN – Trường Đại Học Bách Khoa

TP Hồ Chí Minh đã dạy em rất nhiều kiến thức bổ ích trong quá trình học và chính kiến thức này đã giúp em rất nhiều trong việc thực hiện luận văn này cũng như trong công việc hiện tại Đặc biệt là giảng viên PGS.TS NGUYỄN

HỒNG NGÂN đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá

trình thực hiện luận văn

Nhân tiện, em cũng xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp cao học

KĨ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG, NÂNG CHUYỂN khóa 2011

đã giúp đỡ, hỗ trợ trong suốt quá trình học tại trường

Xin chân thành cảm ơn !

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2013

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CỦA HỆ THỐNG THI CÔNG

MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SAN ĐẦM TRỤC LĂN

Tóm tắt

Luận văn trình bày tổng quát về công nghệ thi công mặt đường bê tông

xi măng và cơ sở lý thuyết của việc đầm bê tông bằng rung động Đối với thiết bị san đầm trục lăn, phân tích thiết kế và hợp lý hóa các thông số của khung dàn và cụm di chuyển thiết bị Cuối cùng là đưa ra kết quả thí nghiệm đối với thiết bị san đầm trục lăn cũng như chất lượng bê tông thành phẩm

Chương III : Phân tích lựa chọn phương án thiết kế và hợp lý hóa các

thông số kết cấu thép của dầm khung di chuyển

Chương IV : Thí nghiệm và đo đạc các thông số rung của bộ công tác

san đầm và chất lượng bê tông thành phẩm

Phần kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ & THIẾT BỊ THI CÔNG

CỦA ĐƯỜNG BTXM

1 Chuẩn bị nền móng 2

2 Trộn và vận chuyển bê tông 3

3 Quá trình đổ bê tông 3.1 Thi công bề mặt dùng cốp pha cố định 4

3.2 Thi công bề mặt dùng cốp pha trượt 7

4 Quá trình làm khe nối 13

5 Xử lí bề mặt 22

6 Bảo vệ bề mặt bê tông 26

7 Các biện pháp đặc biệt 28

8 Đưa vào lưu thông 29

CHƯƠNG II : CƠ SỞ THIẾT KẾ ĐƯỜNG BTXM VÀ LÝ THUYẾT CỦA VIỆC ĐẦM BÊ TÔNG BẰNG RUNG ĐỘNG 2.1 Yếu tố đầu vào 2.1.1 Cát 31

2.1.2 Đá cốt liệu 33

2.1.3 Nước 34

2.1.4 Xi măng 35

2.2 Chuẩn đầu ra kết cấu của đường BTXM 2.2.1 Kết cấu mặt đường BTXM 38

2.2.2 Bề dày tấm của đường BTXM 39

2.2.3 Cường độ của BTXM 40

2.2.4 Liên kết giữa các khe của tấm bê tông 40

2.2.5 Khoảng cách giữa các khe co giãn 42

2.2.6 Chiều rộng của khe co và yêu cầu đối với vật liệu chèn khe 43

2.2.7 Cấu tạo và kích thước tấm trong các trường hợp đặc biệt 43

2.3 Cơ sở lý thuyết của việc làm chặt bê tông bằng rung động 2.3.1 Chuyển động rung 45

2.3.2 Tham số trong rung động bê tông 45

2.3.3 Sự truyền dao động sóng qua bê tông tươi 48

2.3.4 Quá trình rung 49

2.3.5 Mức tiêu hao năng lượng 53

2.4 Các phương pháp rung động 2.4.1 Rung bên trong 54

2.4.2 Rung bề mặt 58

2.4.3 Rung cốp pha 59

2.4.4 Bàn rung 61

CHƯƠNG III : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ HỢP LÝ HÓA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU THÉP CỦA DẦM KHUNG DI CHUYỂN 3.1 Tham khảo các thiết bị san đầm 3.1.1 Hệ khung đỡ 3.1.1.1 Bid - Well 2450 64

3.1.1.2 Gomaco C450 65

3.1.2 Cụm khung chân di chuyển 3.1.2.1 Chân kiểu kích nâng thủy lực 66

3.1.2.1.1 Kiểu kích tay 66

3.1.2.2 Chân kiểu kích nâng cơ 68

3.1.2.2.1 Patent US 5435523 68

3.1.2.2.2 Patent US6499722B1 69

3.1.3 Cụm bánh xe di chuyển 3.1.3.1 Patent US 3738763 71

3.1.3.2 Patent US 4068970 72

3.2 Hợp lý hóa các thông số kết cấu thiết kế 3.2.1 Thông số kết cấu khung 3.2.1.1 Giới thiệu tổng quan về kết cấu thép dầm chính 73

3.2.1.2 Lựa chọn vật liệu chế tạo và xác định cơ tính vật liệu 74

3.2.1.3 Xác định các tải trọng tác dụng lên dầm 74

3.2.1.4 Kiểm bền khung 76

a Trường hợp 01 76

b Trường hợp 02 79

c Trường hợp 03 82

3.2.1.5 Biện pháp gia cố 86

3.2.1.6 Kết quả chuyển vị 88

3.2.2 Thông số khung chân kích nâng 3.2.2.1 Giới thiệu cơ cấu khung chân kích nâng 88

3.2.2.2 Các thông số cơ bản để tính cơ cấu khung chân kích nâng 88

3.2.2.3 Thiết kế khung chân kích nâng 90

3.2.2.4 Kiểm tra bền chân kích nâng 91

3.2.3 Thông số cụm bánh xe di chuyển 3.2.3 1 Giới thiệu về cụm bánh xe di chuyển 93

3.2.3.2 Số liệu ban đầu 93

3.2.3.3 Chọn bánh xe và ray 94

3.2.3.4 Tính toán áp lực tác dụng lên cụm bánh xe 95

3.2.3.5 Động cơ điện 96

3.2.3.6 Kiểm tra lại ứng suất trên bánh xe 98

3.2.3.7 Thiết kế bộ truyền xích 99

3.2.3.8 Thiết kế bộ truyền bánh răng 101

3.3 Kết luận

CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM & ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ RUNG

CỦA BỘ CÔNG TÁC SAN ĐẦM VÀ CHẤT LƯỢNG

BÊ TÔNG THÀNH PHẨM

4.1 Kiểm tra thông số rung của bộ công tác san đầm

4.1.1 Sơ đồ kiểm tra 103 4.1.2 Kết quả 103

4.2 Kiểm tra chất lượng bê tông

4.2.1 Kiểm tra độ sụt 112 4.2.2 Kiểm tra cường độ chịu nén 112

4.3 Kết luận

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài:

- Hiện nay, hệ thống đường làm bằng bê tông xi măng đã bắt đầu được ứng dụng ở Việt Nam trong các công trình ở vùng nông thôn cũng như thành thị nhằm thay thế đường làm bằng bê tông nhựa Loại đường đang phổ biến nhất tại nước ta theo Theo nghị quyết số 14/NQ-CP của chính phủ ngày 5/2012

- Phương pháp thi công bằng thiết bị san đầm trục lăn là một thiết bị thi công hoàn thiện bề mặt khá hiệu quả dựa trên việc tích hợp nhiều nhiệm vụ của các cơ cấu đơn lẻ lại với nhau : cơ cấu san bê tông , cơ cấu đầm bê tông và cơ cấu là phẳng

- Thiết bị có thể ứng dụng linh hoạt trong thi công : mặt đường các loại, sân bay,

bãi đỗ xe, nền móng nhà xưởng Nếu tích hợp bộ di chuyển góc nghiêng thì có thể thi công mái kênh mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra

2.Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu, thiết kế và thực nghiệm hệ thống thiết bị thi công đường BTXM bằng phương pháp san đầm trục lăn với các thông số hợp lý cho hỗn hợp bê tông xi măng làm đường giao thông

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu của luận văn là toàn bộ hệ thống thiết bị thi công đường BTXM , đi sâu vào nghiên cứu thiết bị san đầm trục lăn và hợp lý hóa các thông

số thiết kế

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

- Khi nghiên cứu tính thiết bị san đầm trục lăn, đề tài chỉ tính toán cho loại hỗn hợp bê tông xi măng dùng để làm đường giao thông và loại bê tông này không có kết cấu thép bên trong

4.Ý nghĩa khoa học của luận văn

- Áp dụng các phương pháp, lý thuyết và thực nghiệm mang tính khoa học và hiện đại nhằm thỏa mãn các yêu cầu đề ra

5.Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

- Xác định hiệu quả và tầm ảnh hưởng của các thông số thiết kế đối với hỗn hợp

BTXM trong thực tế như thông số rung, biên độ, tàn số …

- Hợp lý hóa các thông số thiết kế cơ khi nhằm giảm giá thành thiết bị

PHẦN TỔNG QUAN

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ & THIẾT BỊ THI CÔNG

CỦA ĐƯỜNG BTXM

1 Chuẩn bị nền móng

Nền đường phải được sử lí cẩn thận, đảm bảo cấu trúc nền đất đồng đều và phẳng trên suốt chiều dài thi công Điều này cho phép tạo mối liên kết đồng nhất giữa nền đất với lớp bê tông lát tạo nên cấu trúc ổn định của mặt

đường sau này

Hình 1-1 Lắp đặt lưới thép Nền đường phải có chỗ rút nước và phải loại bỏ cặn bã và lá cây trên nền chuẩn bị thi công Nếu nền đất dễ thấm thì phải được xử lí nhằm đảm bảo tránh thất thoát nước trong hỗn hợp trộn bê tông Tuy nhiên nếu nền không

có khả năng thấm ( như làm trên nền đường bê tông át phan có sẵn ) thì ta phải tiến hành thi công trong điều kiện thời tiết ấm để làm mát lớp nền này bằng cách tưới nước lên bề mặt

Hình 1-2 Rác trên nền móng

Những điểm cần chú ý đối với đường không có nền móng :

 Sự rút nước trên bề mặt nền

 Khả năng chịu nén tốt của bề mặt nền

 Bồi đắp ngay chỗ nền bị phương tiện thi công làm lún

 Không được dùng cát để bồi đắp nền mà phải sử dụng vật liệu dạng hạt như đá, sỏi với kích thước hạt 0/20

 Tạo thêm bề rộng hai bên đường

2.Trộn và vận chuyển bê tông

2.1.Trạm trộn bê tông

Bê tông từ trạm trộn phải được cung cấp liên tục và đảm bảo hiệu suất phục

vụ cho qua trình đổ bê tông Hỗn hợp bê tông phải được định lượng chính xác theo tiêu chuẩn

Đối với các công trình nhỏ, bê tông thường được vận chuyển từ trạm trộn ở

xa tới, nên việc đảm bảo của hỗn hợp trong quá trình vận chuyển cũng rất quan trọng

2.2.Vận chuyển bê tông

Xe đổ bê tông phải luôn sẵn sàng cung cấp cho thiết bị thi công Số xe phụ thuộc vào hiệu suất ở công trường , còn loại xe thì phụ thuộc vào thiết bị thi công làm bề mặt

Hình 1-3 Xe ben đổ bê tông

Thông thường thì xe ben được sử dụng phổ biến khi hỗn hợp bê tông là khô điều mà đối với xe bồn thì khó khăn trong quá trình đổ Đôi với việc thi công tại công trường nhỏ và ở thành thị thì việc sử dụng xe bồn thì được yêu cầu, trong trường hợp này thì một chất phụ gia được trộn trước khi đổ

bê tông

Hình 1-4 Xe bồn đổ bê tông Phương pháp cần thiết để tránh việc thay đổi lượng nước và nhiệt độ của hỗn hợp bê tông trong suốt quá trình vận chuyển, để thực hiện điều này người ta thường sử dụng tấm bạt nhựa phủ lên xe ben vận chuyển bê tông

3 Quá trình đổ bê tông

3.1 Thi công bề mặt dùng cốp pha cố định

Hình 1-5 Thiết bị thi công dùng cốp pha cố định

a Xây dựng mặt cốp pha mặt bên

Để đặt các cốp pha bên một cách hợp lý theo chiều dài đường phải đóng các cọc cố định một cách cẩn thận Điều này thường được thực hiện bằng các thanh sắt tròn sâu vào đất nền đường với khoảng cách tối đa là 5 m Cao độ của đường được đánh dấu trên cọc sắt định vị này và được kết nối với một chuỗi các đường căn chỉnh tương ứng với đỉnh của cốp pha Cốp pha phải được xếp một cách thảng đứng và theo hàng, ở những chỗ cong và

có độ uốn phải có cốp pha để canh chỉnh

Hình 1- 6 Cọc đinh vị cốp pha Sau khi cốp pha mặt cắt ngang đã được căn chỉnh hợp lí theo các khỏang cách nhất định và được giữ bởi các cọc định vị Khi cốp pha bên được lắp đặt để tạo đường căn chỉnh cho bàn đầm rung, sai lệch độ cao không được vượt quá cao độ cốp pha bên Để đảm bảo độ chính xác cao thì cần có một thanh mẫu có độ cao tương ứng với cao độ của mặt đường thi công tại công trường để dung khi cần thiết bất kể cốp pha ngang đã được đặt song song

Bề mặt bên trong của các tấm ốp pha định hình nên được làm sạch và bôi trơn hoặc tráng một lớp ngăn sự bám dính của vữa và có thể loại bỏ dễ dàng giúp cho việc sử dụng lại sau này

b Thiết bị

Tất cả các thiết bị cho việc là phẳng bề mặt phải có tại công trường như : đầm dùi, bàn là rung, thiết bị xoa bề mặt bê tông, thiết bị cắt khe co giãn

Bề mặt của thiết bị hoàn thiện phải nhẵn để đảm bảo cho độ nhẵn của bề mặt đường, để kiểm tra, ta sử dụng các mức đóng dấu trên cọc sắt Thiết bị đầm chặt phải có sự rung động ở tần số và biên độ thích hợp

c Qúa trình thực hiện

Bê tông được lấy từ xe bồn và được đổ vào khoảng giữa cốp pha và đường trải đều ra bằng cẩu Chiều cao đổ của bê tông phải được giới hạn và bê tông phải được đổ đều nhằm ngăn ngừa sự phân tầng giữa cáp lớp đổ Ngoài ra còn phải phun nước lên bê tông để đảm bảo khả năng dễ tạo hình

Bê tông được đầm chặt với đầm dùi và bàn xoa rung, trong đó đầm dùi được sủ dụng trước sau đó tới bàn xoa rung Sau khi qua 2 thiết bị này mà

bề mặt của đường vẫn còn chưa phẳng có thể sử dụng bàn xoa bằng tay có khớp xoay để xử lý

Hình 1-7 Bàn xoa tay

3.2 Thi công bề mặt dùng cốp pha trượt

Hình 1-8 Thiết bị thi công dùng cốp pha trượt

a Chuẩn bị đường chạy hai bên

Chất lượng bề mặt của hai bên đường chuẩn bị thi công là một trong những yếu tố quan trọng tạo nên độ nhẵn bề mặt đường thi công Để đảm bảo thì những tiêu chuẩn sau phải được đáp ứng :

Hinh 1-9 Lỗi đường chạy bên

 Kết cấu bệ đỡ phải đảm bảo để thiết bị trong quá trình thi công

không làm biến dạng bề mặt

 Hệ thống phanh trượt phải đảm bảo khi thi công trên mặt nghiêng

 Độ đồng phẳng phải tốt để tránh thiết bị phải điều chỉnh khi thi công

ở nhứng vị trí có độ cao khác nhau

 Độ rộng của chân thiết bị hai bên phải đủ rộng cho khung ván cốp pha trượt hai bên

 Có không gian cần thiết để đặt đường dây đo hai bên

 Hơn nữa,nếu đường có độ dốc hơn 4% thì khung chân trượt 2 bên phải có má phanh chống trượt cho thiết bị

b Đặt đường dây đo

Hình 1-10 Đường dây căn chỉnh bên đường Cùng với việc chuẩn bị đường bên, đặt các đường dây đo (có gắn cảm biến) bên đường là yếu tố quan trọng góp phần tạo nên độ nhẵn bề mặt đường thi công Sau đây là những đề nghị cần thiết :

 Nếu đường thi công trên bờ đắp, phải đặt các đường dẫn hỗ trợ cho cọc đóng đủ xa so với mặt trên của dốc nghiêng bờ đắp

c Thiết bị

Cấu tạo của thiết bị cốp pha trượt gồm :

Máy bao gồm một hệ khung đỡ đứng trên 2 hay 4 chân và được điều khiển bằng thủy lực

Hình 1-11 Tổng thể máy thi công cốp pha trượt Chiều cao và hướng được điều khiển bởi cảm biến và một đường dây dẫn

có gắn cảm biến :

 Hoặc 2 dây cảm biến (được kéo căng theo cạnh bên của máy )

 Hay một dây cảm biến và tấm bê tông cứng kế bên

 Hay một dây cảm biến và bộ điều chỉnh độ dốc

 Hay chân tự đứng ( trong trường hợp hệ thống tự điều chỉnh mức bằng thủy lực bị khóa )

Phụ thuộc vào máy có thể thực hiện một hay hơn các nhiệm vụ sau :

 Trải bê tông suốt bề rộng làm việc

 Rung và đầm bê tông

 Một khung để là phẳng bề mặt được đặt sau máy để hoàn thiện bề mặt đường nếu cần thiết

Hình 1-12 Khung hoàn thiện bề mặt đặt sau máy

d Quá trình thực hiện

Quá trình cung cấp bê tông phải được sắp xếp nhằm đảm bảo không có sự ngắt quãng cũng như chất lượng bê tông trong quá trình vận chuyển đến công trường thi công

Quá trình đổ bê tông :

 Hoặc trực tiếp từ phía trước máy sử dụng xe tải thùng đổ Bê tông phải được đổ từ từ để giới hạn chiều cao đổ Một máy xúc là rất cần thiết nếu bề rộng đổ lớn để đảm bảo quá trình rải bê tông

 Hay phía trong thiết bị đổ bê tông riêng ( nếu dùng xe tải thùng đổ thì không khả thi bởi phía dưới là lưới thép và các chốt thép định vị trí )

 Hay trong một container và từ đó bê tông được múc ra bằng xe xúc

Hình 1-13 Máy xúc giúp rải bê tông đổ Quá trình rải bê tông phía trước máy là rất quan trọng đối với chất lượng của quá trình làm đường, đặc biệt liên quan đến độ nhẵn của mặt đường Bê tông phải được cấp liên tục và ổn định ở một lượng nhất định nhằm đảm bảo cho quá trình lát được bảo đảm Quá trình lát đường không bao giờ để

bê tông bị đẩy về phía trước

Đối với đường có bề rộng lớn phải có thiết bị đổ bê tông ( Máy rải hay thiết

bị rải ) phía trước máy thi công bề mặt nhằm đảm bảo cho quá trình thi công thêm ổn định Khoảng cách giữa hai thiết bị phải đủ nhỏ để đảm bảo không có sự thay đổi lượng nước trong hỗn hợp bê tông đổ xuống

Hình 1-14 Thiết bị rải bê tông Quá trình lát phải đồng bộ với quá trình đổ bê tông, chất lượng bề mặt của hai bên đường xung quanh cũng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bề mặt

thi công Do đó trong thực tế tốc độ di chuyển tối ưu của máy từ 0.75 tới 1 m/ph

Việc sử dụng dụng cụ là bề mặt riêng biệt được khuyến khich đối với quá trình làm đường cao tốc , dụng cụ này được treo phía sau của máy và có thể

di chuyển linh hoạt trên suốt bề mặt lát đường giúp đảm bảo bề mặt được nhẵn

Hình 1-15 Tay xoa bề mặt

e Phương pháp để có bề mặt đường nhẵn không gồ ghề

Một hỗn hợp bê tông có độ sụt đồng nhất và phải thích hợp với thiết bị và môi trường làm việc cụ thể

Quá trình cung cấp và rải bê tông phải đều đặn phía trước máy hoàn thi công bề mặt

Vận hành thiết bị phải đúng quy tắc liên quan tới : quá trình đặt cốp pha, các dây cảm biến dẫn hướng thi công, chất lượng bề mặt đường bên cho thiết bị di chuyển

Quá trình thi công ổn định, không có sự ngặt quãng làm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông

Sử dụng thêm các thiết bị phụ trợ giúp hoàn thiện bề mặt thi công : tay xoa

bề mặt, bộ khung xoa …

4 Quá trình làm khe nối

Tất cả các thiết bị phục vụ cho việc thực hiện khe nối phải sẵn sàng tại công trường khi cần Lưỡi cưa phải đảm bảo cứng và có độ mài mòn cao và đặc biệt phải luôn có sẵn để thay thế khi bị gãy

Khung cho thiết bị làm khe nối phải đủ cứng vững và đảm bảo khe nối phải thẳng và vuông góc với trục của đường

Hình 1-16 Máy cắt khe nối

4.1 Khe nối ngang

4.1.1 Khe nối co

Khe nứt phải được thực hiện để tránh sự xuất hiện vết nứt do co ngót bê tông Khe nối này có chiều sâu bằng 1/3 chiều sau lớp lát bê tông và khe nối này có đặt các thanh chốt

Hình 1-17 Khe nối co ngót và kết cấu khe nối

Khe nối thường được thực hiện bởi máy cắt, thời gian thực hiện thường trong khoảng 5 đến 24 giờ sau khi đổ bê tông Trong khi đó bê tông phải đạt độ cứng để không ảnh hưởng đến cạnh của khe nối Trong trường hợp nhiệt độ cao , thiết bị thực hiện phải tiến hành sau 3 giờ khi đổ bê tông, lúc

đó sử dụng thiết bị nhẹ thực hiện chiều sau cắt khoảng 2.5 cm Sau đó khe nối sẽ được thực hiện cho đến 1/3 lớp lát trong vòng 24 giờ

bê tông

Hình 1-18 Khe dãn và kết cấu khe nối Khe nối mở rộng bắt buộc phải có thanh nối phía dưới, ngay cả với nơi có cường độ giao thông thấp, điểm cuối mỗi thanh nối phải có vật liệu chịu nén để có thể chịu được khi bê tông dịch chuyển

4.1.3 Khe thi công

Khe nối được thực hiện khi quá trình đổ bê tông xong, được thực hiện sau

ít nhất 2 giờ Bề mặt của khe nối này phẳng, thẳng đứng và vuông góc với

trục của đường Luôn luôn phải có chốt định vị ở dưới Hai bên khe nối sẽ được đầm băng đầm dùi tay

Hình 1-19 Khe thi công

4.2 Khe nối theo chiều dọc

Khe nối này được thực hiện song song với trục đường và chỉ thực hiện khi

bề rộng mặt đường lớn hơn 4.5m Khe nối này có thể phải sử dụng thanh nối

Hình 1-20 Khe nối theo chiều dọc và ngang

Hình 1-21 Kết cấu khe nối theo chiều dọc 4.2.1 Khe co theo chiều dọc

Khe nối này được thực hiện giữa 2 làn đường bê tông kế nhau nơi đã được

đổ dồng thời, chúng được cắt khi bê tông đã cứng và không sớm hơn 24 giờ sau khi đổ bê tông Chiều sau của lớp cắt bằng 1/3 chiều sau lớp bê tông rải

Hình 1-22 Kết cấu khe nối co theo chiều dọc

4.2.2 Khe thi công

Khe nối này thực hiện giữa 2 làn đường bê tông liền kề

Hình 1-23 Kết cấu khe nối

4.3 Đặt thanh truyền lực và thanh liên kết

4.3.1 Đặt thanh truyền lực

4.3.1.1 Đặt thanh truyền lực trên giá đỡ

Bắt buộc phải kểm tra thanh truyền lực và giá đỡ cho dù chúng có đạt yêu cầu hay không Sự biến dạng của giá đỡ cần phải tránh, tiếp theo thanh truyền lực phải thẳng hoàn toàn không được có ba via Thanh truyền lực không song song với bề mặt lát sẽ không tạo sự co dãn cho khe nối dẫn tới nứt bề mặt tại điểm cuối của thanh truyền lực

Hình 1-24 Vết nứt sau thanh truyền lực Những yêu cầu đối với thanh truyền lực và giá đỡ :

Các giá đỡ phải được bố trí dọc trên đường thi công và phải đặt trên bề mặt phẳng nhẵn ( không đặt trên dốc nghiêng ) Nếu các giá đỡ được hàn gắn vào thanh truyền lực, chúng phải được cắt tỉa trước khi lát nhằm tránh gây ảnh hưởng đến chức năng của khe nối

Nếu lớp lát được đặt trên nền móng là bê tông cường độ thấp hay lớp

đường nhựa thì thanh truyền lực phải được định vị cắm vào nền móng bằng các bộ khung kẹp Khi máy lát đường đi qua phải kiểm tra ngay tại vị trí khung thanh truyền lực đầu tiên

Hình 1-25 Khung đỡ cho thanh truyền lực Đối với các lớp lát mà không có lớp nền móng hay với nền móng rỗ hạt thì thật khó để định vị thanh truyền lực hay giá đỡ Trong những trường hợp này các nhà thầu thường sử dụng các phương pháp sau :

Sau khi định vị trí , khung giá đỡ được phủ lên lớp bê tông, và bê tông

được đổ từ xe bồ một các nhẹ nhàng để không làm xê dịch khung giá đỡ Quá trình này phải được tiến hành trước khi quá trình đổ lát bề mặt diễn ra

và phải diễn ra trong vòng 30 phút

Hình 1-26 Quá trình đặt thanh truyền lực trước Khi sử dụng phương pháp cốp pha trượt thì phải có sự quan tâm khi mà thanh truyền lực vẫn được đặt khi máy đi ngang qua

4.3.1.2 Tự động đặt thanh truyền lực

Đặc điểm kỹ thuật có thể yêu cầu đặt thanh truyền lực một cách tự động vào bê tông tươi Trong trường hợp đó, những vị trí dọc theo đường có thanh truyền lực phải được đánh dấu chính xác để sau này phục vụ cho quá trình cưa

4.3.2 Đặt thanh liên kết

Thanh liên kết có thể được đặt ở khe nối dọc theo trục đường như sau : Hoặc đặt chúng trực tiếp vào bê tông tươi khi máy lát bê tông thi công Hay đặt chúng trên các giá đỡ bằng kim loại Trong trường hợp này phải lưu ý giống như quá trình đặt thanh định vị

Không bao giờ có khả năng đặt thanh liên kết trong bê tông tươi khi máy lát bê tông đã đi qua

Hình 1-27 Đặt thanh liên kết theo khe dọc 4.3.3 Sự chống thấm khe nối

Các mối nối theo chiều dọc và theo chiều ngang cần được trám kín để tránh

nước xâm nhập lớp lát bê tông làm ảnh hưởng đến bề mặt đường trong

tương lai Để đảm bảo độ bền cho vết trám thì quá trình này phải được làm

cẩn thận Trước khi tiến hành trám các mép khe nối phải được vát mép để

tránh sự nứt mép và cũng tạp không gian cho chất chống thấm điền đầy

khe nối

Hình 1-28 Quá trình điền đầy khe nối

Hình 1-29 Quá trình trám khe nối loại co ngót và mở rộng

5.Xử lí bề mặt

Quá trình sử lí bề mặt được thực hiện sau khi tiến hành đổ và lát bề mặt

xong nhằm đạt được các đặc tính tối ưu như : chống trượt và giảm tiến ồn

khi phương tiện di chuyển ngay cả trong các điều kiện thời tiết ẩm ướt

Trái với suy nghĩ thông thường rằng quá trình xử lí bề mặt có thể che dấu

khuyết diểm do quá trình lát bê tông bề mặt gây ra Để đạt chất lượng thì

sau khi quá trình lát hoàn thiện bề mặt cần được kiểm tra kĩ trước khi tiến

hành xử lí bề mặt

Những điểm sau cần lưu trong xử lí bề mặt :

 Bề mặt phải phẳng nhẵn trước khi được xử lí

 Quá trình xử lí bề mặt không làm giảm độ phẳng nhẵn cũng như làm

giảm sự rò rỉ trên bề mặt

 Đặc tính của hỗn hợp trộn bê tông trên bề mặt phải đồng nhất với

nhau

Trong quá khứ có rất nhiều phương pháp sử lí bề mặt đã được áp dụng như

: chổi cào, rải đá sỏi, hỗn hợp lát phơi ra trên bề mặt Nhưng sau này chỉ

một số phương pháp xử lí bề mặt sau được xử dụng :

 Chổi cào bề mặt theo chiều dọc hay chiều ngang của đường

 Xử lí hóa chất trên bề mặt

 Bê tông được tạo hình theo mẫu

Công nghệ xử lí hóa chất trên bề mặt thường được sử dụng trên đường cao tốc hay đường có mật độ phương tiện giao thông cao Kỹ thuất này cũng từng được dùng ở các công trình công cộng để nhấn mạnh đặc tính hỗn hợp được sử dụng Trong một số trường hợp khác ( đường có mật độ phương tiện thấp, đường công viên, đường vòng xoay, đường khu công nghiệp), kỹ thuật xử lý bề mặt thường là cào bề mặt theo hướng vuông góc với trục đường

5.1 Cào bề mặt

Thiết bị cào bề mặt giống như các chổi quét được quét ngang bề mặt bê tông, được thực hiện thủ công hoặc bằng máy Trong cả hai cách bề mặt không được xử lý quá dày, nếu không quá trình tạo vết trên bề mặt bê tông hay ở các cạnh sẽ bị ảnh hưởng

Thỉnh thoảng quá trình cào bề mặt còn được thực hiện theo chiều dọc của đường như đường nông thôn, đường vòng xoay

Hình 1-30 Thiết bị cao tay và máy

5.2 Xử lí hóa chất trên bề mặt

Kỹ thuật này bao gồm việc phun lớp chất hóa học nhằm làm chậm quá trình đông kết trên bề mặt bê tông tươi sau khi được lát Sau đó tiến hành làm sạch lớp không bị hydrat hóa của vữa bê tông để làm lộ lớp đá trên bề mặt đường

Chất làm chậm đông kết phải giúp ngăn ngừa lớp vữa bê tông bị hydrat hóa trong thời điểm đó Điều này còn phụ thuộc vào chất lượng lớp bê tông và điều kiện thời tiết vào thời điểm đó Quá trình xử lí này đòi hỏi phải ngăn

sự thấm của chất làm chậm đông kết vào trong bê tông

Chất làm chậm đông kết có màu sáng do thường có pha thêm sơn vào và nó thường sền sệt để tránh bị trượt khi phun lên bề mặt nghiêng Khi phun tránh phun nhiều tại một vị trí và có thể phun bằng tay nếu bề mặt nhỏ

Hình 1-31 Xử lý bề mặt bằng thiết bị cầm tay Sau phi phun, ngay lập tức bề mặt phải được phủ tấm plastic mỏng chống thấm nước và nó được giữ cho tới khi lớp vữa bê tông được loại bỏ

Khoảng 20 giờ sau khi lớp bê tông được lát, lớp vữa bê tông không hydrat được đánh mòn bởi bàn chải thép Thời gian này có thể tăng lên nếu lớp bê tông bên trong chưa đủ cứng Các sợi thép được gắn trên trục quay thủy lực trên thiết bị, các sợi thép có kích thước từ 0.8 tới 1mm Chiều cao và góc quay của bàn cào điều chỉnh được

Hình 1-32 Bàn cào trên máy Trên các bề mặt đường nhỏ, lớp vữa bê tông có thể được loại bỏ bằng cách phun nước trên bề mặt dưới áp lực và thời gian từ 6 tới 24 giờ sau khi bê tông được lát Phải có biện pháp cần thiết khi hồ xi măng chảy vào hệ thống thoát nước, nếu vấn đề này xảy ra phải loại bỏ ngay lập tức Do đó yêu cầu quan trọng là hỗn hợp bê tông không bị khô ít nhất trong vòng 72 giờ sau khi hoàn thiện xong Do đó chất bảo dưỡng bề mặt hay tấm plastic chống thấm nước được sử dụng

5.3 Be tông tạo hình theo mẫu

Bê tông sau khi được lát thì lớp trên bề mặt được tạo hình theo mẫu ,bề mặt này thường được mở rộng cho những ứng dụng đặc biệt nhằm tạo nên cấu trúc có sự tin cậy cao như bề mặt lát hình gạch

Hình 1-33 Khuôn in hình bề mặt

Chất đông cứng có màu sắc được phủ lên bề mặt bê tông tươi với mật độ 3kg/m2 Sau đó bề mặt được là phẳng bằng bàn là sao cho mật độ còn khoảng 150g/m2 nhằm đảm bảo bê tông không dính lên trên dụng cụ Dụng

cụ tạo hình sẽ tiến hành thực hiện, sau đó phủ lớp plastic lên bề mặt để tránh bị khô hóa bề mặt Sau một vài ngày sau khi bề mặt đã cứng, dùng nước rủa sạch bề mặt rồi phủ lớp nhựa acrylic lên

6 Bảo vệ bề mặt bê tông

6.1 Bảo vệ chống bị khô

Chất lượng của bê tông đã đông cứng, trong trường hợp cụ thể chính là độ bền của bề mặt, phụ thuộc vào quá trình bảo vệ bê tông tươi chống lại sự khô Nó thì có hại cả về độ bền kết cấu cũng như độ bền khi bê tông bị mất nước Kết quả của bề mặt tùy theo sự khô Ví dụ : nhiệt độ của môi trường xung quanh 200 C , Độ ẩm là 60%, và nhiệt độ của bê tông là 250 C, tốc độ gió là 25km/h Kết quả 1lit nước sẽ bốc hơi khỏi bề mặt trong 1 giờ ứng với 1m2 Điều này còn phụ thuộc lớp bê tông phía trên khoảng vài cm chỉ chứa khoảng 1 lit/m2

Hình 1-34 Quá trình bảo dưỡng bề mặt Chất bảo dưỡng bề mặt thường được phun lên bề mặt bê tông sau khi máy lát bê tông đi qua Nếu cần thiết có thể phải phun lên cả bề mặt lúc thiết bị cào đã thực hiện xong

Trong trường hợp đối với bề mặt được phơi ra thì chất làm chậm đông kết phải có đặc tính giúp bề mặt chống khô Nếu không thì tấm plastic phải được phủ ngay lên khi chất đông kết được phun lên

Chất bảo quản phải được phủ tối thiểu phải khoảng 200g/m2 và nó có pha màu trăng hay có mày sáng kim loại để tạo hiệu quả tốt hơn dưới ánh sáng mặt trời giúp bê tông khống bị ấm lên

6.2 Bảo vệ chống mưa

Quá trình đổ bê tông sẽ ngừng nếu trời mưa Hơn nữa phải có biện pháp cần thiết chống bê tông trên bề mặt bị chảy do mưa.Những tấm chắn plastic hay tấm chắn có độ cơ động cao thường được sử dụng

Hình 1-35 Bạt bảo vệ bề mặt

6.3 Bảo vệ chống tạo băng

Khi bê tông được đổ trong thời tiết lạnh thì bề mặt phải được bảo vệ làm sao nhiệt độ bê tông trên bề mặt không bị giảm xuống 10 C trong vòng 72 giờ sau khi đổ Thiết bị bảo vệ có thể là các tấm vải được đan kết lại hay các tấm nhựa cách nhiệt polytiren

6.4 Bảo vệ chống lại các ảnh hưởng khác

Bề mặt phải được bảo vệ chống lại các ảnh hưởng do : phương tiện giao thông, thú vật, người bộ hành…

Hình 1-36 Bảo vệ bề mặt

7 Các biện pháp đặc biệt

7.1 Điều kiện làm việc

Ta phải đảm bảo bê tông được xử lý nhanh nhất có thể trong vòng 2 giờ sau khi được đưa từ trạm trộn bao gồm cả xử lý và bảo vệ bề mặt Trong điều kiện trời nóng, khô, quá trình làm việc phải được giám sát (tối đa là 90 phút)

Hơn nữa, lượng nước trong bê tông phải được giữ, không được mất mát từ khi được đưa từ trạm trộn tới khi quá trình xử lí bề mặt xong

7.2 Quá trình đổ bị ngắt quãng

Bất cứ khi nào việc cung cấp bê tông bị ngắt quãng thì máy thi công phải điều chỉnh tốc độ chậm lại và làm sao quá trình này ngắn nhất có thể Nếu quá trình cung cấp bê tông bị đình trệ từ 45-60 phút thì khớp nối phải được làm Còn thời gian mà quá lâu thì lớp bê tông vẫn còn đang trong quá trình thi công dở phải được loại bỏ

Để đảm bảo kết cấu được liên tục thì quá trình thi công khe nối cần phải được quan tâm Cả tại thời điểm kết thúc làm việc và thời điểm công việc được bắt đầu trở lại thì bê tông phải được đầm rắn chắc ở cả 2 mép của khe nối

7.3 Đổ bê tông trên mặt phẳng nghiêng

Khi đổ bê tông trên mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn 4%, nếu lên dốc thì phải đảm bảo bề mặt không bị nứt gãy Do đó quá trình thi công phải có sự phối hợp chặt chẽ giữa các công đoạn

Nếu bề mặt nghiêng lớn hơn 4% thì bề mặt dễ bị gãy, trượt xuống khi máy thi công đi qua Do đó hỗn hợp bê tông đặc biệt phải được xử dụng

Thường thì độ nghiêng có thể thi công từ 10 – 12 % và có thể lên tới 18%

7.4 Điều kiện thời tiết đặc biệt

7.4.1 Thời tiết lạnh

Khi đổ bê tông trong thời tiết lạnh thì sự đông kết của bê tông phải tăng lên

để làm chậm sự hydrat hóa của xi măng

Bê tông chỉ được đổ khi nhiệt độ không khí đo vào lúc 8h sáng và ở cao độ 1.5m so với mặt đường là 10 C và nhiệt độ ban đêm không được xuống dưới 30 C

7.4.2 Thời tiết nóng, khô

Thời tiết nóng không gây ra 2 tác động :

 Làm bê tông khô nhanh dẫn tới biến dạng trong cấu trúc dẫn tới dễ nứt, gãy

 Biến dạng nhiệt làm bê tông bị nóng lên

Ở điều kiện nhiệt độ trên 25 0C, và độ ẩm 50% ta có thể sử dụng các biện pháp sau :

 Cho chất bảo dưỡng vào trong bê tông tươi

 Làm ẩm bê tông một cách hiệu quả ngay khi bê tông bị đông cứng

 Tưới nước lên trền nền đất trước khi bê tông được đầm chặt

 Thay đổi ca làm việc

8 Đưa vào lưu thông

Đường chỉ được đưa vào lưu thông sau 7 ngày đã hoàn thiện xong và bất kì vết nứt nào trên bề mặt được phải được ghi nhận lại Đối với các bề mặt