Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 12 ch ơng II: xây dựng mặt đ ờng cấp phối thiên Đ1. nguyên lý cấu tạo, yêu cầu vật liệu và phạm vi sử dụng 1. Nguyên lý cấu tạo * Mt ng cp phi thiên nhiên l loại kết cấu dùng cấp phối sỏi ong, sỏi đồi, sỏi cuội hoặc cốt liệu thô đ ợc nghiền từ sỏi có các thành phần hạt đ ợc phối hợp với nhau tạo thành cấp phối, rồi đem san rải và lu lèn đạt độ chặt yêu cầu có cng v n nh nht nh. * Nguyên lý hình thành c ờng độ: nguyên lý cp phi. - Hình thành c ờng độ: cơ bản là nhờ thành phần lực dính phân tử do chất dính tạo ra, một phần nhờ sự chèn móc và ma sát giữa các hạt lớn. - Loại mặt đ ờng: cấp thấp, kết cấu chặt kín, độ rỗng nhỏ. - Quy trình thi công nghiệm thu: 22TCN 304-03 * Phân loại: tuỳ theo cốt liệu chính và loại chất dính trong cấp phối mà có các dạng + Cấp phối sỏi ong + Cấp phối sỏi đồi + Cấp phối sỏi cuội * Ưu điểm: + Kết cấu chặt kín, chịu lực ngang t ơng đối tốt. + Sử dụng đ ợc các loại vật liệu địa ph ơng. + Thi công đơn giản, công đầm nén nhỏ, có thể cơ giới hóa toàn bộ quá trình thi công. + Giá thành thấp. + Tận dụng vật liệu địa ph ơng. + Dễ duy tu bảo d ỡng. + Dễ thi công *Nh ợc điểm: + C ờng độ không cao ( E đh = 1600 2200 daN/cm 2 ) + Không ổn định c ờng độ: về mùa m a c ờng độ giảm, mặt đ ờng trơn tr ợt; về mùa khô thì hao mòn sinh nhiều bụi. + Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đ ờng nhỏ. + Khối l ợng duy tu bảo d ỡng lớn. + Mặt đ ờng không bằng phẳng. * Cấu tạo: + Chiều dày kết cấu áo đ ờng và chiều dày của mỗi lớp do thiết kế qui định, nh ng để sử dụng lu đ ợc chặt, bề dày tối thiểu trên lớp móng chắc là 8cm, trên móng cát là 12cm. + Bề dày lớp vật liệu khi lu với bánh cứng không quá 20cm, nếu v ợt quá phải chia làm 2 lớp, lớp trên 0,4h và không nhỏ hơn chiều dày tối thiểu, lớp d ới 0,6h + Để thoát n ớc tốt độ dốc ngang của mặt đ ờng th ờng lấy 2 4%, của lề đ ờng 4,5 5,5% Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 13 2. Yêu cầu vật liệu ( theo 22 TCN 304 03): 2.1 Thành phần hạt 2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật: (đ ờng GTNT có thể không yêu cầu chỉ tiêu Los Angeles (L.A) và California Bearing Ratio (C.B.R) Trị số yêu cầu Chỉ tiêu kỹ thuật Ph ơng pháp thí nghiệm Móng d ới loại A 1 Móng trên loại A 2 Móng d ới loại A 2 Móng loại B 1 , B 2 Mặt loại B 1 , B 2 , lề gia cố Loại cấp phối A,B,C A,B,C A,B,C,D,E A,B,C,D,E A,B,C,D,E G. hạn chảy TCVN 4197-95 35 25 35 35 35 C. số dẻo TCVN 4197-95 6 6 6 12 6-12 C.B.R AASHTO T- 193 30 70 25 25 30 L.A ASTM C-131 50 35 50 50 50 %lọt 0,075/ %lọt 0,425 TCVN 4198-95 < 0,67 < 0,67 < 0,67 Không TN < 0,67 Hạt dẹt 22 TCN 57-84 15 15 Không TN Không TN Không TN * Chú ý: khi không đạt đ ợc các chỉ tiêu trên thì có các biện pháp để pha trộn: - Khi tỷ lệ hạt nhỏ v ợt quá giới hạn cho phép phải dùng sàng loại bỏ bớt hạt nhỏ. - Khi cấp phối thiếu hạt cứng thì phải trộn thêm đá dăm hoặc cuội sỏi. - Khi chỉ số dẻo lớn thì phải trộn thêm một tỷ lệ cát thô và cát hạt nhỏ hoặc trộn thêm vôi. - Khi cấp phối suối không đạt đ ợc trị số dẻo thì phải trộn thêm một tỷ lệ hạt sét. - Khi tỷ lệ hạt dẹt quá quy định thì phải nghiền vỡ hoặc loại bỏ bớt hạt dẹt. Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 14 - Khi có cốt liệu > 50mm thì phải sàng bỏ hoặc nghiền vỡ chúng để lọt qua sàng 50mm. 3. Phm vi s dng: (theo 22 TCN 304-03): Mt ng cp phi ch nên dùng lm mt ng cho ng cp thp, ng tm, lm móng cho ng cp cao, l gia c cho ng cp thp. - Móng d ới đ ờng cấp A 1 , móng trên đ ờng cấp A 2 : loại A,B,C. - Móng d ới đ ờng cấp A 2 : loại A,B,C,D,E. - Móng, mặt đ ờng cấp B 1 , B 2 , gia cố lề: loại A,B,C,D,E. Theo khuyến cáo của ch ơng trình đánh giá cấp phối đ ờng nông thôn ( SEACAP 4) thì mặt đ ờng CPTN áp dụng ở Việt nam khi: + ở những nơi có sẵn vật liệu địa ph ơng với chất l ợng đ ợc đảm bảo, đủ để xây dựng và bảo d ỡng đ ờng. + ở những nơi mà độ dốc dọc nhỏ hơn 4% với l ợng m a trung bình (1000 2000 mm/năm) Đ2. trình tự, nội dung thi công 1 Công tác chuẩn bị: * Chuẩn bị lòng đ ờng: - Căng dây, đóng cọc xác định phạm vi thi công của mặt đ ờng. - Lòng đ ờng đảm bảo đ ợc thi công đúng kích th ớc hình học (chiều rộng, chiều sâu), đúng cao độ, độ dốc ngang, dốc dọc, độ chặt và độ bằng phẳng. Nếu có điều kiện thì xếp đá vỉa: Rộng: 10 ữ 15 cm Cao:H = h + ( 10 ữ 15 cm) và không tính vào bề rộng lòng đ ờng. - Lớp móng phải đ ợc thi công theo đúng quy trình và phải đ ợc nghiệm thu tr ớc khi làm lớp cấp phối. + Nếu là mặt đ ờng cũ bằng phẳng, đủ c ờng độ thì phải làm sạch mặt đ ờng. + Nếu mặt đ ờng cũ rời rạc, nhiều ổ gà phải tiến hành vá ổ gà, làm phẳng, lu lèn lại tr ớc khi thi công lớp cấp phối. * Chuẩn bị vật liệu: - Cấp phối phải đ ợc khai thác, gia công và tập kết tại các bãi chứa vật liệu. - Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cấp phối theo quy định. Khi có sự chấp thuận của TVGS và CĐT mới đ ợc vận chuyển đến hiện tr ờng. - Cấp phối phải đ ợc trộn ẩm tr ớc khi vận chuyển đến hiện tr ờng. * Chuẩn bị xe máy, thiết bị thi công: Chuẩn bị về xe chở vật liệu, máy san (rải) vật liệu, các loại lu * Thi công đoạn thử nghiệm: - Đoạn thử nghiệm dài tối thiểu 50m, rộng tối thiểu 2,75m (nửa mặt đ ờng hoặc 1 làn xe). - Từ số liệu thí nghiệm xác định dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất của cấp phối (thí nghiêm 22TCN 333-06 ph ơng pháp II-D). - Lập hồ sơ thiết kế đoạn đầm nén thử nghiệm, trình TVGS và CĐT phê duyệt. - Ghi chép số liệu trong quá trình thi công thử nghiệm, tính toán xác định chính xác công nghệ thi công thử nghiệm tr ớc khi tiến hành thi công đại trà nh : độ ẩm Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 15 vật liệu tại bãi chứa và khi bắt đầu lu lèn, khoảng cách đổ đống vật liệu, hệ số rải, công nghệ san rải, lu lèn 2 Kỹ thuật thi công: a. Công tác vận chuyển: - Dùng ôtô tự đổ hoặc xe chuyên dụng vận chuyển cấp phối ra hiện tr ờng, khi xúc lên xe tự đổ phải dùng máy xúc, nếu dùng thủ công phải dùng sọt chuyển lên xe, không dùng xẻng hất lên xe để tránh phân tầng. - Cấp phối có thể đổ đống ở lòng đ ờng với khoảng cách hợp lý hoặc đổ trực tiếp vào phễu của máy rải. - Khoảng cách các đống đổ: k h B Q l . . = , (m) Trong đó: Q Thể tích của xe trở đ ợc (m 3 ) B Bề rộng vệt san rải (m) h Chiều dày của lớp cấp phối sau đầm nén (chiều dày thiết kế) k Hệ số đầm nén. k th ờng lấy từ 1,25 á 1,45 - Cấp phối sau khi xúc và vận chuyển lên xe có độ ẩm thích hợp để sau khi san và lu lèn cấp phối có độ ẩm nằm trong độ ẩm tốt nhất sai số 1%. - Cứ 200m 3 vật liệu hoặc 1 ca thi công phải lấy 1 mẫu kiểm tra các chỉ tiêu b. San rải vật liêu: Rải cấp phối: bằng máy rải hoặc máy san (ủi). Chiều dày rải đ ợc tính toán với hệ số rải k r = 1,25 -1,45. Tr ớc khi rải phải t ới n ớc tạo dính bám (2 3 l/m 2 ) Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 16 - Rải cấp phối phải đảm bảo chiều dày, độ bằng phẳng và độ dốc ngang thiết kế. - Th ờng xuyên kiểm tra chiều dày rải bằng con xúc xắc hoặc bộ sào 3 cây tiêu, kiểm tra độ dốc bằng th ớc đo độ dốc hoặc bằng máy thủy bình. - Th ờng xuyên kiểm tra sự phân tầng của hỗn hợp. Nếu phát hiện hỗn hợp phân tầng phải trộn lại bằng thủ công hoặc loại bỏ. - Phải chừa lại một l ợng cấp phối (5-10%) để bù phụ sau này. - Trời m a phải ngừng rải cấp phối. - Nếu độ ẩm san ra lớn hơn độ ẩm tốt nhất thì phải phơi. Ng ợc lại, nếu độ ẩm san ra nhỏ hơn độ ẩm tốt nhất thì vừa san vừa t ới để n ớc thấm đều. Khi t ới có thể: + Dùng bình hoa sen. + Dùng xe t ới cho chếch vòi lên tạo m a. - Khi san rải cấp phối lớp sau thì mặt của lớp d ới phải đủ ẩm để đảm bảo liên kết giữa các lớp. - Khi san rải chú ý thao tác, tốc độ sao cho bề mặt bằng phẳng không gợn sóng, không phân tầng c. Công tác lu lèn: - Chỉ tiến hành lu lèn cấp phối khi độ ẩm bằng độ ẩm tốt nhất sai số 1%. - Trình tự lu lèn: + Lu sơ bộ: dùng lu tĩnh từ 6 á 8 tấn, lu 3 á 4 l ợt/điểm, vận tốc lu: 2 á3km/h. + Lu lèn chặt: phải sử dụng lu rung từ 6 á8 tấn, lu 2 á 3 l ợt/điểm, vận tốc lu: 2 á 4km/h . Nếu không có lu rung thì dùng lu nặng, lu từ 4 á 6 l ợt/điểm. + Lu hoàn thiện: sử dụng lu bánh cứng (chỉ cần đối với lớp mặt). - Số lần lu lèn cụ thể phải đ ợc căn cứ kết quả lu thí điểm tại thực địa. Đoạn lu thí điểm có chiều dài 50m, chiều rộng 2,75m. - Khi trời m a phải ngừng rải hoặc ngừng lu. Sau đó tiếp tục công việc khi độ ẩm cấp phối bằng độ ẩm tốt nhất. d. Công tác hoàn thiện và bảo d ỡng: Sau khi thi công xong trong vòng 7á10 ngày cần thực hiện các b ớc sau đây: - Nếu thi công 2 lớp phải t ới ẩm lớp d ới tr ớc khi thi công lớp trên. - Nếu thi công cấp phối làm lớp mặt phải rải đá 0,15x 5 (nếu không có đá có thể rải lớp cát hạt lớn) lu vài l ợt để làm lớp bảo vệ rời rạc dày 3 -5mm, điều chỉnh xe chạy đều khắp mặt đ ờng, t ới ẩm (nếu cần) trong 1 đến 2 tuần. - Nếu cấp phối là lớp móng nh ng ch a có điều kiện thi công ngay lớp mặt cũng phải bảo d ỡng nh trên. - Thu gom vật liệu rơi vãi, hoàn thiện bề mặt lớp cấp phối và lề đ ờng. - Đặt các barie điều chỉnh cho xe chạy phân bố đều. Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 17 - Quét cát sạn lớp bảo vệ văng ra ngoài trở lại phần xe chạy. - Nếu nắng khô phải t ới ẩm đều phần xe chạy mỗi ngày một lần Đ3. công tác kiểm tra nghiệm thu 1. Nội dung kiểm tra: - Chiều rộng mặt đ ờng, độ dốc ngang, độ bằng phẳng kiểm tra 3mc/km - Chiều dày mặt đ ờng kiểm tra 3mc/km, mỗi mặt cắt kiểm tra tại 2 vị trí. - Đào lấy vật liệu tại mặt đ ờng thí nghiệm tất cả các chỉ tiêu cơ lý 3 mẫu/km mặt đ ờng rộng 7m - Độ chặt mặt đ ờng kiểm tra bằng ph ơng pháp rót cát 22TCN 346-06 (3 chỗ/km). - C ờng độ mặt đ ờng kiểm tra bằng ph ơng pháp ép tĩnh. 2. Các sai số cho phép khi nghiệm thu: + Chiều rộng mặt đ ờng: lớp mặt 10cm, lớp móng +10cm + Chiều dày: sai số 0,5cm với lớp mặt -2cm á +1cm với lớp móng + Độ dốc ngang: sai số 0,5% + Độ bằng phẳng: kiểm tra bằng th ớc 3m thì khe hở đáy th ớc và bề mặt cấp phối < 10 mm với lớp mặt, < 20 mm với lớp móng. - Chất l ợng: + Hệ số đầm nén k 0,98 + C ờng độ E tt E tk (dùng ph ơng pháp ép tĩnh, cần đo võng, chuỳ chấn động) . Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 12 ch ơng II: xây dựng mặt đ ờng cấp phối thiên Đ1. nguyên lý cấu tạo, yêu cầu vật. Mt ng cp phi thiên nhiên l loại kết cấu dùng cấp phối sỏi ong, sỏi đồi, sỏi cuội hoặc cốt liệu thô đ ợc nghiền từ sỏi có các thành phần hạt đ ợc phối hợp với nhau tạo thành cấp phối, rồi đem. ớc khi thi công lớp cấp phối. * Chuẩn bị vật liệu: - Cấp phối phải đ ợc khai thác, gia công và tập kết tại các bãi chứa vật liệu. - Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cấp phối theo quy định.