Đồ án Thiết kế tuyến tránh qua thành phố Huế thuộc huyên Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên Huế

Phần 1: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TỔNG THỂ 4 KM MẶT ĐƯỜNG 1. XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG 1.1. Vị trí địa lý Tuyến đường thiết kế là tuyến tránh qua thành phố Huế thuộc huyên Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên Huế, được xây dựng mới nằm trong quy hoạch chung của tỉnh. Dự án này nhằm mục đích giảm thiểu tai nạn giao thông và giảm bớt một lưu lượng xe lưu thông trên quốc lộ 1A đi qua thành phố Huế. Tuyến đường có cấp thiết kế là cấp IV, tốc độ thiết kế là 60 km/h, tổng chiều dài 4km, được thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN 4054 - 05. Các thông số kỹ thuật cơ bản của tuyến như sau: Cấp thiết kế  Cấp 4   Tốc độ thiết kế  60 km/h   Địa hình  Đồng bằng - đồi   Loại nền đường  Đào khuôn   Số làn xe cơ giới  2   Bề rộng 1 làn xe  3,5 m   Bề rộng dải phân cách giữa & bên  Không có   Bề rộng mặt đường  7,0m   Bề rộng lề đường  2,0 m   Loại lề đường  Gia cố tối thiểu   Bề rộng lề gia cố  1,5 m   Bề rộng nền đường  11,0 m   Mặt đường được sử dụng trên toàn tuyến là giống nhau, đây là loại mặt đường cấp cao A2 (mặt đường cấp cao thứ yếu), từ trên xuống bao gồm các lớp như sau: STT  Tên lớp vật liệu  Chiều dày (cm)   1  Bê tông nhựa chặt hạt vừa loại 2 - Dmax 20  6   2  Cấp phối đá dăm loại 1 – Dmax 25  19   3  Cấp phối thiên nhiên loại B  25   4  Lớp Subgrade  90   1.2. Các điều kiện tự nhiên 1.2.1. Địa hình Khu vực thiết kế là đồng bằng và đồi, tương đối bằng phẳng, độ dốc ngang sườn phổ biến 0,5% - 10%. Tuyến có cấp thiết kế là cấp IV nên được thiết kế bám theo đường đồng mức, với độ dốc dọc nhỏ do đó chênh cao giữa các điểm đầu và cuối đoạn nhỏ tạo điều kiện thuận lợi khi thi công. 1.2.2. Địa mạo Trong phạm vi thi công, cây cối đã được chặt đổ, bề mặt nền đường trong phạm vi thi công đã được dọn dẹp sạch sẽ. 1.2.3. Địa chất Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, đá lăn, castơ hay nước ngầm lộ thiên. Nhìn chung mắt cắt địa chất khu vực tuyến như sau: - Lớp đất hữu cơ dày từ 10cm - Lớp đất sét lẫn sỏi sạn dày từ 5(7m - Bên dưới là lớp đá gốc dày ( 1.2.4. Địa chất thủy văn Trong khu vực tuyến có mực nước ngầm ở sâu không ảnh hưởng đến công trình. Trong đoạn tuyến thi công có 1 con sông , suối chỉ hình thành vào mùa mưa nên không ảnh hưởng đến quá trình thi công vào mùa khô. 1.2.5 Thủy văn Thừa Thiên Huế thuộc vùng mưa XI, lượng mưa ngày ứng với tần suất 4% là 648 mm. Nước mặt thoát tương đối dễ dàng, vào mùa mưa nước chủ yếu tập trung theo các con suối nhỏ rồi đổ vào các sông. 1.2.6 Khí hậu, thời tiết Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa nắng thường kéo dài từ tháng 3 đến tháng 9, thường có nắng to khô hanh thỉnh thoảng có mưa rào. Mùa mưa là những tháng còn lại trong năm, khoảng tháng 11 có rét kéo dài từng đợt do ảnh hưởng của gió mùa đông bắc. Nhiệt độ vào mùa nóng là tương đối cao khoảng : 300- 400 C. Nhiệt độ trung bình của mùa mưa là: 200C. Độ ẩm trung bình 80%. Với những đặc điểm trên về khí hậu, thời tiết thì thi công về mùa mưa sẽ gặp nhiều khó khăn và tốn kém, chỉ nên tiến hành thi công vào mùa nắng. Khoảng thời gian thi công hợp lý nhất là từ tháng 3 đến tháng 9. 1.3. Điều kiện xã hội 1.3.1. Dân cư và sự phân bố dân cư Dân cư: Người dân ở đây sống chủ yếu bằng nghề trồng trọt, chăn nuôi, một số kinh doanh buôn bán nhỏ. Sự phân bố dân cư:Mật độ dân cư khá đông, phân bố đều dọc theo tuyến đường. 1.3.2. Tình hình văn hoá - kinh tế - xã hội trong khu vực Trình độ văn hoá:các huyện xã trong khu vực đều có trường học. Kinh tế: thành phố Huế những năm gần đây phát triển tương đối nhanh, đây là trung tâm kinh tế của Tỉnh Thừa Thiên Huế, thúc đẩy phát triển kinh tế toàn Tỉnh phát triển.Việc xây dựng tuyến đường tránh nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế của Tỉnh. Xã hội: an ninh chính trị trong khu vực tương đối ổn định. 1.1.3.3. Các định hướng phát triển kinh tế xã hội trong tương lai Huế đang trên đà phát triển, cùng với sự đầu tư về giáo dục, y tế, mạng lưới điện thì vấn đề phát triển mạng lưới giao thông trong vùng cũng được đầu tư thích đáng nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội trong vùng và tạo điều kiện thông thương, giao lưu với các khu vực khác.Với mục tiêu xây dựng thành phố Huế trở thành 1 thành phố du lịch. Chiến lược phát triển lâu dài của tỉnh là mở cửa thu hút vốn đầu tư nước ngoài để xây dựng và phát triển du lịch, dịch vụ, phát triển cơ sở hạ tầng. Phấn đấu trở thành một thành phố du lịch. 1.4. Các điều kiện liên quan khác 1.4.1. Vật liệu xây dựng, bán thành phẩmvà cự ly vận chuyển: - Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở thành phố Huế, cự ly vận chuyển: 1,8 km. - Nhựa đường lấy tại xí nghiệp sản xuất nhựa đường, cự ly vận chuyển: 4,5 km. - Đá dăm – CPĐD lấy ở mỏ cự ly vận chuyển 3,5 km. - Cát, sạn lấy tại sông cự ly vận chuyển 1,8 km. - Đất - Cấp phối thiên nhiên lấy ở mỏ cự ly vận chuyển 10,1 km. - BTN lấy ở trạm trộn cự ly vận chuyển 12,6 km. 1.4.2. Máy móc, nhân lực, phụ tùng thay thế Các đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy móc thi công như máy san, máy đào, máy ủi, máy xúc, các loại lu (lu bánh cứng, lu bánh lốp, lu rung), các loại ô tô tự đổ, máy rải, xe tưới nước….., các xe máy luôn được bảo dưỡng và sẵn sàng phục vụ thi công, có đội ngủ thợ máy giỏi có thể đảm bảo cho máy móc thi công được an toàn, khi gặp sự cố có thể xử lý kịp thời. 1.4.3. Cung cấp năng lượng, nhiên liệu, nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt Điện dùng cho kho xưởng, lán trại công nhân hoặc dùng cho thi công được lấy từ đường dây hạ thế đã được xây dựng, đang phục vụ sinh hoạt cho nhân dân nên khá thuận lợi. Vì ở trong khu vực thành phố nên việc cung cấp xăng, dầu và các loại nhu yếu phẩm, lương thực, thực phẩm được tiện lợi và nhanh chóng. 1.4.4. Vấn đề thông tin liên lạc, y tế, đảm bảo sức khỏe Hiện nay, hệ thống thông tin liên lạc trong khu vực đã tương đối hoàn thiện. Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giám sát thi công, trao đổi thông tin giữa ban chỉ huy công trình và các ban ngành khác có liên quan. Về mặt y tế, bệnh viện nằm cách khu vực thi công khoảng 5km, được xây dựng khang trang, sạch sẽ, có đầy đủ các loại thuốc và có bác sỹ trực. Ngoài ra, đơn vị thi công cũng có tủ thuốc riêng để phòng khi ốm đau nhẹ hoặc bị xây xác. 2. ĐẶC ĐIỂM KCAĐ, CHỌN PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG 2.1. Đặc điểm các lớp kết cấu áo đường Các lớp kết cấu áo đường được xác định theo hồ sơ thiết kế, kết cấu lề gia cố chưa được thiết kế. Căn cứ vào các yêu cầu của lề gia cố( TCVN 4054-05 trang 33): Chịu được lưu lượng xe chạy tính toán bằng 35% lưu lượng xe tính toán trên làn xe cơ giới liền kề. Lớp mặt trên cùng của lề gia cố cùng loại với lớp mặt trên cùng của làn xe cơ giới liền kề. Chịu được tải trọng tác dụng lâu dài khi xe nặng đỗ trên lề. Khi nâng cấp, mở rộng đường thì tận dụng được kết cấu này. Mặt đường bê tông nhựa không đặt trực tiếp trên nền đất. Và để thi công thuận tiện ta chọn được kết cấu lề gia cố như sau: STT  Tên lớp vật liệu  Chiều dày (cm)     Phần xe chạy (7,0 m)  Lề gia cố (2x1,5m)   1  Bê tông nhựa chặt hạt vừa loại 2 Dmax 20  6  6   2  Cấp phối đá dăm loại 1 Dmax 25  19  19   3  Cấp phối thiên nhiên loại B  25  -   2.1.1. Bê tông nhựa chặt hạt vừa loại 2 Dmax 20 2.1.1.1. Khái niệm và vai trò của lớp BTNC loại 2 Dmax 20: - Khái niệm: Bê tông nhựa được chế tạo từ cốt liệu đá, cát, bột khoáng, chất kết dính hữu cơ là nhựa bitum ở trạng thái nóng, đem trộn tạo thành do hỗn hợp bê tông nhựa. - Vai trò của lớp BTNC hạt vừa loại 2 Dmax 20: đây là lớp mặt của mặt đường cấp cao A2, đóng vai trò bộ phận chịu lực chính, chịu tác dụng trực tiếp của áp lực thẳng đứng và tải trọng nằm ngang của xe cộ, chịu tải trọng trùng phục của tải trọng xe cộ và các yếu tố bất lợi về khí hậu, thời tiết, tạo độ nhám và độ bằng phẳng trên mặt đường giúp cho xe chạy trên đường được thuân lợi. 2.1.1.2. Nguyên lý sử dụng vật liệu Bê tông nhựa sử dụng vật liệu theo nguyên lý “cấp phối”. Theo nguyên lý này, cốt liệu gồm các kích cỡ khác nhau, được phối hợp với nhau theo 1 tỷ lệ nhất định, vì vậy sau khi rải và lu lèn hạt nhỏ lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt lớn, từ đó tạo nên 1 kết cấu đặc chắc, kín nước, cường độ cao, chịu được tác dụng của lực thẳng đứng và nằm ngang đều tốt. 2.1.1.3. Cấu trúc vật liệu Về mặt vật liệu: các thành phần trong hỗn hợp BTN phối hợp, tương tác với nhau tạo thành cấu trúc vật liệu BTN. BTN là một hệ thống gồm 3 cấu trúc: + Cấu trúc tế vi:là sự kết hợp giữa bột khoáng và nhựa tạo thành liên kết asphalt. + Cấu trúc trung gian: là sự kết hợp giữa liên kết với cát tạo thành vữa asphalt. + Cấu trúc vĩ mô: là sự kết hợp giữa vữa asphalt với các hạt đá dăm tạo nên BTN. Về mặt chịu lực cấu trúc BTN có dạng động: + Ở nhiệt độ dương BTN có cấu trúc đông tụ. + Ở nhiệt độ âm BTN có cấu trúc ngưng tụ (giòn – dễ gãy vỡ). 2.1.1.4. Sự hình thành cường độ Nguyên lý hình thành cường độ của mặt đường BTN theo nguyên lý cấp phối. Cường độ BTN phụ thuộc vào thành phần lực dính và lực ma sát. ( Thành phần lực dính: đây là thành phần chủ yếu, quan trọng quyết định chất lượng của bê tông nhựa, được tạo ra bởi 2 yếu tố: + Lực dính tương hỗ (lực dính móc) C1: do sự móc vướng giữa các hạt phụ thuộc vào độ lớn và độ sắc cạnh của hạt, ít thay đổi khi nhiệt độ - độ ẩm- tốc độ biến dạng thay đổi nhưng sẽ giảm khi BTN chịu tải trọng trùng phục của xe cộ và hỗn hợp kém chặt. + Thành phần lực dính phân tử (lực dính dạng keo) C2: tạo ra do sự tác dụng tương hỗ giữa nhựa và mặt ngoài khoáng vật và do lực dính kết bên trong của bản thân nhựa. Lực dính bám tác dụng tương hỗ giữa nhựa với cốt liệu: phụ thuộc vào tỉ diện cốt liệu, tinh chất hấp phụ của cốt liệu đối với nhựa. Lực dính kết bên trong của bản thân nhựa: phụ thuộc vào cấu trúc, độ nhớt của nhựa, nhiệt độ và tốc độ biến dạng. ( Thành phần lực ma sát: sinh ra do sự ma sát giữa các hạt có kích thước lớn. Cốt liệu càng sần sùi, sắc cạnh, thì lực ma sát trong càng lớn và cốt liệu trơn nhẵn thì ma sát kém. Lực ma sát ít thay đổi theo nhiệt độ và thời gian gian tác dụng của tải trọng nhưng thay đổi nhiều theo hàm lượng nhựa. Chính do cấu trúc và sự hình thành cường độ như trên mà bê tông nhựa có cường độ cao, chịu tải trong thẳng đứng và nằm ngang đều tốt. 2.1.1.5 Yêu cầu vật liệu: 1) Đá dăm: Đá dăm trong hỗn hợp bê tông nhựa được xay ra từ đá tảng, đá núi, từ cuội sỏi, từ xỉ lò cao không bị phân huỷ. Đối bê tông nhựa loại II được dùng một phần cuội sỏi chưa xay. Không được dùng đá dăm xay từ đá mác-nơ, sa thạch sét, diệp thạch sét. Lượng đá dăm mềm yếu và phong hoá không được vượt quá 10% khối lượng đối với bê tông nhựa rải lớp trên và không quá 15% khối lượng đối với bê tông nhựa rải lớp dưới. Lượng đá thoi dẹt của đá dăm không được vượt quá 15% khối lượng đá dăm trong hỗn hợp. Trong cuội sỏi xay không được quá 20% khối lượng là loại đá gốc silic. Hàm lượng bụi, bùn, sét trong đá dăm không vượt quá 2% khối lượng, trong đó hàm lượng sét không quá 0,05% khối lượng đá. Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm dùng cho từng loại bê tông nhựa phải thoả mãn các quy định ở bảng: Các chỉ tiêu cơ lý của đá  Lớp mặt  Lớp móng đá dăm đen  Phương pháp thí nghiệm    Lớp trên  Lớp dưới      Loại I  Loại II      Cường độ nén (daN/cm2) không nhỏ hơn a) Đá dăm xay từ đá mắcma và đá biến chất b) Đá dăm xay từ đá trầm tích  1000 800  800 600  800 600  600 600  TCVN 7570-06, 7572-06(Lấy chứng chỉ từ nơi sản xuất đá   2-Độ ép nát (nén đập trong xi lanh) của đá dăm xay từ cuội sỏi không lớn hơn, %  8  12  12  16  TCVN 7570-06,7572 -06   3- Độ ép nát của đá dăm xay từ xỉ lò cao: +) Loại +) Không lớn hơn, %  1 15  2 25  2 25  3 35    4- Độ hao mòn LosAngeles (LA), không lớn hơn,%  25  35  35  45  AASHTO-T96   5- Hàm lượng cuội sỏi được xay vỡ trong tổng số cuội sỏi, % khối lượng, không nhỏ hơn,  100  80  80  70  Bằng mắt   6- Tỷ số nghiền của cuội sỏi Rc = Dmin/dmax không nhỏ hơn  4  4  4  4  Bằng mắt kết hợp với xác định bằng sàng   2) Cát: Để chế tạo bê tông nhựa phải dùng cát thiên nhiên hoặc cát xay. Cát thiên nhiên phải có môđun độ lớn (MK) 2. Trường hợp MK < 2 thì phải trộn thêm cát hạt lớn hoặc cát xay từ đá ra. Đối với bê tông nhựa cát phải dùng cát hạt lớn hoặc cát hạt trung có MK > 2 và hàm lượng cỡ hạt 5mm - 1,25mm không dưới 14%. Hệ số đương lượng cát (ES) của phần cỡ hạt 0-4,75mm trong cát thiên nhiên phải lớn hơn 80, trong cát xay phải lớn hơn 50. Cát không được lẫn bụi, bùn sét quá 3% khối lượng trong cát thiên nhiên và không quá 7% trong cát xay, trong đó, lượng sét không quá 0,5%. Cát không được lẫn tạp chất hữu cơ. 3) Bột khoáng: Bột khoáng được nghiền từ đá cácbônát (đá vôi canxit, đô lô mit, đá dầu...) có cường độ nén không nhỏ hơn 200 daN/cm2. Đá cácbônát dùng sản xuất bột khoáng phải sạch, chứa bụi, bùn, sét không quá 5%.Bột khoáng phải khô, tơi (không vón hòn). Các chỉ tiêu quy định cho bột khoáng ghi ở bảng: Các chỉ tiêu  Trị số  Phương pháp thí nghiệm   1- Thành phần cỡ hạt, % khối lượng - Nhỏ hơn 1,25m - Nhỏ hơn 0,315mm - Nhỏ hơn 0,071mm  100 ( 90 ( 70 (1)  22 TCN 63-90   2- Độ rỗng, % thể tích  ( 35  22 TCN 58-84   3- Độ nở của mẫu chế tạo bằng hỗn hợp bột khoáng và nhựa, %  ( 2,5  22 TCN 63-90   4- Độ ẩm, % khối lượng  ( 1,0  22 TCN 63 - 90   5- Khả năng hút nhựa của bột k hoáng, KHN (Lượng bột khoáng có thể hút hết 15g bitum mác 60/70)  ( 40g  NFP 98-256   6- Khả năng làm cứng nhựa của bột khoáng (Hiệu số nhiệt độ mềm của vữa nhựa với tỷ lệ 4 nhựa mác 60/70 và 6 bột khoáng theo trọng lượng, với nhiệt độ mềm của nhựa cùng mác 60/70)  10o( (TNDM ( 20oC (2)  22 TCN 63-84 (Thí nghiệm vòng và bi)   4) Nhựa đường: Dùng nhựa đường đặc có Mác 60/70. Dể thi công, bọc đều đá, dính bám tốt với đá, ổn định nhiệt, chịu được nhiệt độ cao, ổn định nước. Có khả năng biến dạng ở nhiệt độ thấp, ít bị hóa già theo thời gian. Nhựa phải sạch, không lẫn nước và tạp chất. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của nhựa đường đặc quy định ( 22 TCN 279-01) ở bảng: TT  CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT  Đơn vị  Trị số tiêu chuẩn   1  Độ kim lún ở 25 oC  0,1mm  60-70   2  Độ kéo dài ở 25 oC  cm  min.100   3  Nhiệt độ hóa mềm( phương pháp vòng và bi)  oC  46-55   4  Nhiệt độ bắt lửa  oC  min 230   5  Lượng tổn thất sau khi đun nóng ở 163oC trong 5 giờ  %  max 0,8   6  Tỷ lệ độ kim lún của nhựa đường sau khi đun nóng ở 163oC trong 5 giờ so với độ kim lún ở 25oC  %  min. 75   7  Lượng hoà tan trong Trichloroethylene  %  min. 99   8  Khối lượng riêng ở 25oC  g/cm3  1,00-1,05   9  Độ dính bám đối với đá  cấp độ  min. cấp 3   10  Hàm lượng Paraphin  %  max.2,2   5) Thành phần cấp phối các cỡ hạt của hỗn hợp BTN rải nóng: Loại BTN  Lương lọt qua sàng %  Lượng nhựa tính theo % cốt liệu    Theo sàng ASTM (mm)     19,0  16,0  12,5  8,0  4,0  2,0  1,0  0,5  0,3  0,16  0,075    BTNC hạt vừa Dmax 20  100  95-100  81-89  65-75  43-57  31-44  22-33  16-24  12-18  8-13  5-10  5,0-6,0   6) Các chỉ tiêu cơ lý của bê tông nhựa chặt được quy định trong bảng sau: TT  Các chỉ tiêu  Yêu cầu đối với bê tông nhựa loại II  Phương pháp      thí nghiệm   a) Thí nghiệm theo mẫu nên hình trụ   1  Độ rỗng cốt liệu khoáng chất, % thể tích  15-21    2  Độ rỗng còn dư, % thể tích  3-6    3  Độ ngâm nước, % thể tích  1,5-4,5    4  Độ nở, % thể tích, không lớn hơn  1,0  Quy trình   5  Cường độ chịu nén, daN/cm2, nhiệt độ   thí nghiệm    +) 20oC không nhỏ hơn  25  bê tông nhựa    +)50oC không nhỏ hơn  12  22 TCN 62-84   6  Hệ số ổn định nước, không nhỏ hơn  0,85    7  Hệ số ổn định nước, khi cho ngậm nước trong 15 ngày đêm; không nhỏ hơn  0,75    8  Độ nở, % thể tích, khi cho ngậm nước trong 15 ngày đêm, không lớn hơn  1,8    b) Thí nghiệm theo phương pháp Marshall (mẫu đầm 75 cú mỗi mặt)   1  Độ ổn định (Stability) ở 60oC, kN, không nhỏ hơn  7,50    2  Chỉ số dẻo quy ước (flow) ứng với S = 8kN, mm, nhỏ hơn hay bằng  4,0    3  Thương số Marshall (Marshall Quotient)      Độ ổn định (Stability) kN  min 1,8  AASHTO-T245    Chỉ số dẻo quy ước (flow) mm  max 5,0  hoặc   4  Độ ổn định còn lại sau khi ngâm mẫu ở 60oC, 24h so với độ ổn định ban đầu, % lớn hơn  75  ASTM- D1 559-95   5  Độ rỗng bê tông nhựa (Air voids)  3-6    6  Độ rỗng cốt liệu (Voids in mineral aggregate)  14-20    c) Chỉ tiêu khác   1  Độ dính bám vật liệu nhựa đối với đá  Đạt yêu cầu  QT thí nghiệm vật liệu nhựa đường 22TCN 63-84   2.1.1.6. Ưu nhược điểm Ưu điểm: Do cấu trúc và đặc điểm hình thành cường độ như trên mà lớp bê tông nhựa có các ưu điểm sau: + Kết cấu chặt kín. + Mặt đường có tính toàn khối nên có khả năng chịu nén, chịu cắt, chịu uốn. + Chịu lực ngang tốt + Chịu tải trọng động tốt, ít hao mòn, ít sinh bụi. + Bằng phẳng, độ cứng không quá cao, xe chạy tốc độ cao rất êm thuận, ít gây tiếng ồn. + Có thể cơ giới hóa toàn bộ khâu thi công. + Công tác duy tu sữa chữa ít. + Thời gian sử dụng tương đối dài. Nhược điểm: + Mặt đường có màu sẫn khó nhận định hướng xe chạy về ban đêm. + Cường độ giảm khi nhiệt độ cao. + Cường độ giảm khi bị nước tác dụng lâu dài. + Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường giảm khi mặt đường bị ẩm ướt. + Mặt đường bị hóa già dưới tác dụng của thời gian, tải trọng và các yếu tố khí quyển. + Yêu cầu thiết bị thi công chuyên dụng, công tác tư vấn giám sát tương đối phức tạp. + Nhiệt độ khi thi công cao. Đối với loại rải nóng, nhiệt dộ lu lèn hiệu quả nhất từ 130 ÷ 160oC, nhiệt độ thi công không được nhỏ hơn 120oC lúc bắt đầu lu lèn và kết thúc lu lèn khi nhiệt độ không nhỏ hơn 70oC. + Thời gian vận chuyển, thời gian thi công bị khống chế, việc tổ chức thi công khó khăn, phức tạp.. 2.1.1.7. Nhận xét về vật liệu Bê tông nhựa chặt hạt vừa Dmax20 thỏa mãn được các yêu cầu của vật liệu tầng mặt: có cường độ cao và ổn định cường độ, có khả năng chịu cắt tốt, có khả năng chịu bào mòn do độ cứng lớn, kích cỡ nhỏ nên dễ tạo bằng phẳng, hạn chế bong bật và tạo độ nhám cao cho mặt đường. 2.1.1.8. Các chú ý khi thi công Bê tông nhựa là loại vật liệu đắt tiền, có yêu cầu rất cao nên khi thi công phải theo đúng như quy trình thi công và nghiệm thu lớp bê tông nhựa, phải đặc biệt chú ý đến các điểm sau đây: + Kiểm tra khi sản xuất: đảm bảo về cấp phối, nhiệt độ khi trộn và khi cho lên xe vận chuyển đến công trường. + Trước khi rải cần kiểm tra nhiệt độ hỗn hợp, cần phải lớn hơn nhiệt độ yêu cầu ≥ 1200C. + Đảm bảo thi công trong thời tiết thuận lợi, nhiệt độ không khí khi rải không dưới +50C, thi công vào những ngày không có mưa. + Thi công đúng thời gian khống chế, vì quá thời gian này việc lu lèn bê tông nhựa đã nguội không còn hiệu quả. + Độ chặt của bê tông nhựa có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ vật liệu nên cần được thường xuyên kiểm tra, điều chỉnh công nghệ lu lèn cho hợp lý. + Tránh phân tầng khi thi công bê tông nhựa, cả về phân tầng cấp phối và phân tầng nhiệt độ. 2.1.2. Lớp cấp phối đá dăm loại 1 Dmax 25: 2.1.2.1. Khái niệm và vai trò của lớp CPĐD loại 1Dmax 25: - Khái niệm:Cấp phối đá dăm loại 1 là cấp phối cốt liệu khoáng mà tất cả các cỡ hạt được nghiền từ đá nguyên khai, có cấu trúc thành phần hạt theo nguyên lý cấp phối, chặt, liên tục. - Vai trò: CPĐD loại 1 Dmax 25 là lớp móng trên của mặt đường, chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng, tryền và phân bố lực thẳng đứng xuống nền đất 2.1.2.2. Nguyên lý sử dụng vật liệu Vật liệu được sử dụng theo nguyên lý “cấp phối. 2.1.2.3. Cấu trúc vật liệu Cấp phối đá dăm là kết cấu có cấu trúc keo tụ. Trong cấu trúc này, các hạt khoáng tiếp xúc với nhau thông qua 1 màng chất lỏng bao bọc các hạt (màng nước). Cấp phối đá dăm không có tính toàn khối, do đó khả năng chịu cắt kém và khi tính toán thì bỏ qua sức chống cắt của lớp vật liệu này, không kiểm tra ứng suất kéo- uốn dưới đáy lớp. Cấp phối đá dăm gồm nhiều cỡ hạt to nhỏ khác nhau, khi rải và lu lèn thì các hạt nằm sát lại với nhau, ở giữa có lỗ rỗng. Các hạt nhỏ hơn sẽ chèn vào lỗ rỗng này, lượng hạt có kích thước nhỏ dần được tính toán sao cho lấp đủ vào lỗ rỗng để cho kết cấu đặc nhất, có cường độ cao. 2.1.2.4. Sự hình thành cường độ Cường độ cấp phối hình thành do thành phần lực dính phân tử do thành phần hạt mịn tạo ra và do sự chèn móc ma sát giữa các hạt lớn. Thành phần lực dính: đây là thành phần quan trọng quyết định chất lượng của cấp phối, được tạo ra bởi 2 yếu tố : + Thành phần lực dính phân tử (lực dính dạng keo): được hình thành nhờ lực dính của các hạt keo có kích thước rất nhỏ, lực này đảm bảo tính dính của cấp phối, nâng cao được cường độ cấp phối khi chịu lực thẳng đứng và nằm ngang, lực này sẽ giảm khi cấp phối bị ẩm ướt. So với bê tông nhựa thì thành phần lực này nhỏ hơn nên cấp phối đá dăm chịu tải trọng ngang kém hơn. + Lực dính tương hỗ (lực dính móc): hình thành nhờ sự tiếp xúc giữa các hạt do sự chèn móc các hạt có kích thước lớn vào với nhau, có tác dụng làm tăng cường độ nhưng không chống lực ngang. Thành phần lực này ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm mà phụ thuộc vào kích cỡ hạt và thành phần hạt, giảm khi chịu ảnh hưởng của tải trọng trùng phục của xe cộ. Khi cấp phối đá dăm có độ chặt lớn thì thành phần lực này tăng lên. Thành phần lực ma sát: sinh ra do sự ma sát giữa các hạt cốt liệu lớn trong cấp phối. Thành phần lực này không phụ thuộc vào thời gian chịu tải nhưng giảm khi độ ẩm tăng lên. Vật liệu càng sần sùi, sắc cạnh, kích cỡ lớn và đồng đều lực ma sát càng lớn. 2.1.2.5 Yêu cầu vật liệu: Thành phần hạt của CPĐD loại 1 Dmax 25 yêu cầu như bảng sau ( 22 TCN 334-06): Kích cở mắt sàng vuông (mm)  Tỷ lệ lọt sàng % theo khối lượng   50  -   37,5  100   25  79-90   19  67-83   9,5  49-64   4,75  34-54   2,36  25-40   0,425  12-24   0,75  2-12   Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cấp phối đá dăm được quy định như sau: TT  Chỉ tiêu kỹ thuật  Cấp phối đá dăm loại 1  Phương pháp thi nghiệm   1  Độ hao mòn Los-Angeles của cốt. liệu (LA), %  ≤ 35  22 TCN 318-04   2  Chỉ số sức chịu tải CBR tại độ chặt. K98, ngâm nước 96 giờ, %.  ≥ 100  22 TCN 322-06   3  Giới hạn chảy (WL), %  ≤ 25  AASHTO T89-02   4  Chỉ số dẻo (IP), %  ≤ 6  AASHTO T90-02   5  Chỉ số PP = Chỉ số dẻo IP x % lượng lọt qua sàng 0,075 mm  ≤ 45    6  Hàm lượng hạt thoi dẹt, %  ≤ 15  TCVN 7572-06   7  Độ chặt đầm nén (Kyc), %  ≥ 98  22TCN 333-06   2.1.2.6. Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Kết cấu chặt kín, cường độ cao (Eđh= 2000-2500 daN/cm2). + Sử dụng được các loại vật liệu địa phương. + Thi công đơn giản, công đầm nén nhỏ, có thể cơ giới hóa toàn bộ khâu thi công nên tốc độ thi công cao. + Thi công không bị khống chế về thời gian vận chuyển, thi công cũng như nhiệt độ khi rải và lu lèn như bê tông nhựa. + Tương đối ổn định nước, giá thành hợp lý. - Nhược điểm: + Chịu lực ngang kém, khi khô hanh cường độ giảm nhiều. + Hao mòn sinh bụi nhiều khi khô hanh. + Cường độ giảm nhiều khi bị ẩm ướt. + Vật liệu nặng, công tác vận chuyển có khối lượng lớn. 2.1.2.7. Nhận xét về vật liệu Cấp phối đá dăm được dùng làm lớp móng rất hợp lý về phương diện chịu lực. Hoạt tải bánh xe khi tryền đến tầng móng chỉ còn thành phần lực thẳng đứng (thành phần nằm ngang không đáng kể) và trị số đã giảm, sử dụng cấp phối đá dăm là loại vật liệu chịu được tải trọng đứng tốt, đồng thời nó không phải chịu tác dụng trực tiếp, gây bong bật và tác dụng của khí hậu, thời tiết. 2.1.2.8. Các chú ý khi thi công Khi thi công cấp phối đá dăm phải đảm bảo theo đúng yêu cầu trong quy trình thi công và nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm, và phải đặc biệt chú ý đến các điểm sau: + Kiểm tra thành phần hạt, đảm bảo đúng cấp phối thiết kế. Có như vậy khi lu lèn mới đạt độ chặt yêu cầu và hình thành cường độ. + Đảm bảo tránh phân tầng khi thi công , những chỗ nào khi đổ, rải bị phân tầng cần được thay thế ngay. + Thi công đầm nén ở độ ẩm đầm nén tốt nhất để mang lại hiệu quả cao. + Luôn theo dõi, kiểm tra độ chặt K, mô-đun đàn hồi E ở từng lớp rải để điều chỉnh công nghệ thi công cho hợp lý.