Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: VẬT LIỆU XÂY DỰNG MỚI Học viên: Kiều Văn Thành Khoa: Cơng trình – Khố 17 Đề bài: Nghiên cứu thành phần, tính chất bê tơng xi măng chất lượng cao làm mặt đường lát (ICP - Interlocking Concrete Pavement) Đặt vấn đề Trong năm qua việc đầu tư xây dựng hệ thống hạ tầng đặc biệt giao thông đường nước ta diễn mạnh mẽ, góp phần hồn thiện mạng lưới giao thơng, nâng cao đời sống dân cư tạo sở phát huy tiềm kinh tế địa phương Hiện ngành xây dựng đường Việt Nam chủ yếu dùng vật liệu truyền thống (cát, đá …).Để đạt cường độ phù hợp với tiêu chuẩn cấp đường lớp Kết cấu áo đường dày dẫn đến kinh phí xây dựng lớn Một phương án tiên tiến để tăng độ bền vật liệu tìm kiếm vật liệu mới, cải tiến tính vật liệu truyền thống để tăng cường chất lượng vật liệu Các biện pháp thay đổi thành phần, cấu trúc vật liệu thay vào vật liệu thành phần để đạt tính tiên tiến so với vật liệu cũ Trên giới nước nghiên cứu tìm vật liệu đáp ứng nhu cầu sử dụng vật liệu cách tiết kiệm nguồn liệu chỗ để thi công cơng trình giao thơng mà lại đem lại hiệu cao khai thác sử dụng Trong giới hạn xin giới thiệu vật liệu “RRP” dùng để gia cố đất làm đường giao thông Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Giới thiệu vật liệu RRP Công nghệ vật liệu RRP - CHLB Đức công nghệ liên kết ion Theo tài liệu Nhà sản xuất, Vật liệu RRP vật liệu ngăn chặn triệt để đặc tính trương nở hạt sét hỗn hợp đất Đồng thời xúc tác tối đa liên kết ion thành phần khoáng chất đất tạo nên khả ngăn chặn thẩm thấu nước biến rắn Bão hịa sau q trình xúc tác đất, khơng gây độc hại cho môi trường đất, nước không khí Cơng nghệ hóa rắn đất RRP sử dụng thành công Việt Nam vào năm 2003 Bộ Quốc Phịng Việt Nam tiến hành thí điểm đợt trước đưa triển khai đại trà tuyến đường quốc phòng RRP (REYNOLDS ROAD PACKER) chất dung mơi thể dung dịch (có tỷ trọng 1.05) có mầu nâu đen, phối trộn với đất tạo thành vật liệu gia cố móng cơng trình xây dựng giao thơng, thủy lợi, cơng nghiệp, quốc phòng dân dụng Nguyên lý làm việc RRP Nguyên tắc làm việc phụ gia RRP xúc tác tạo lập lại trình trình tự nhiên đá bị phong hóa tác động thiên nhiên trở thành đất, lại cải tạo ngược để đất trở lại đặc tính đá: tăng cường độ giảm tính thấm đất Phụ gia RRP, trộn vào đất đánh tơi làm nhỏ, cung cấp thêm ion mang điện tích dương tác động làm điện tích âm hạt sét đất xếp lại Dưới tác động lực đầm nén, liên kết dạng từ tính xuất (liên kết trao đổi ion) làm biến đổi tính chất lý đất từ rời rạc sang thể rắn tăng độ đặc độ chống xuyên nước đất, loại bỏ tính trương nở thành phần sét đất Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới So sánh công nghệ truyền thống công nghệ RRP Chỉ tiêu so Theo công nghệ thông Theo công nghệ RRP sánh thường Kết cấu: Nền đường Vật liệu làm Kết cấu: Lớp cát, đá -4, đất, hóa chất phụ gia, thảm đường đá dăm cấp phối, nhựa bê tông nhựa polyme thấm nhập, bê tông Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Chiều dầy kết nhựa nóng - 2cm BTN Novachip cấu mặt đường - Từ 20 - 40cm đất gia - cm BTN hạt mịn Thời gian thi - 7cm BTN hạt thô cố theo công nghệ công - 15cm CPĐD loại RRP - 20cm CPĐD loại Khả khai Thời gian thi công thác vật liệu Thời gian thi công kéo dài 1/3 thời gian thi công theo phương pháp truyền thống Đảm bảo cảnh - Rất khó khăn khai quan, vệ sinh thác đá xa - Đất khai thác chỗ môi trường xung quanh - Công nghệ khai phức Thời gian bảo tạp - Giá thành khai thác hành vận chuyển thấp - Giá thành khai thác vận chuyển cao - Rất tốt sử dụng nguồn vật liệu chỗ, - Khai thác đá vật tàn phá mơi trường, liệu từ xa chuyển quàng đường vậm đến, gây ô nhiễm chuyển gần môI trường, làm hư hỏng đường - Không phụ thuộc vào trình vận yếu tố thời tiết chuyển Thời gian bảo hành đến 12 - Phụ thuộc nhiều năm vào điều kiện thời tiết mưa gió Thời gian bảo hành đến năm Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Hiệu đầu Thấp kết cấu Cao nhiều, kết tư đường, mặt đường loại cấu đường loại kết trình khai thác, kết cấu không liên kết => cấu ion gắn kết cao, chịu tải vận hành chịu tải kém, thấm nước tốt Không thấm nước nên làm hư hại cơng trình kéo dài tuổi thọ công đường nhanh => tuổi thọ giảm, trình Mặt đường polyme hiệu đầu tư kém, siêu bền, hiệu đầu tư Giá thành xây không an toàn tốt dựng - Chi phí khai thác vận - Chi phí xây dựng thấp chuyển vật liệu cao - Không phảI tu bảo - Khối lượng Bê tông dưỡng hàng năm nhựa nhiều Hàng năm tu bảo - Tuổi thọ cơng trình có dưỡng lớn thể kéo dài 30 năm - Khả thu hồi vốn - Khả thu hồi vốn chậm nhanh Ưu điểm chất RRP 4.1 Sử dụng nguyên liệu đất đa dạng 4.2 Tiết kiệm đáng kể chi phí q trình thi công, tiết kiệm đáng kể thời gian so với phương pháp thi công đường thông thường 4.3 Với cấp độ, tiêu chuẩn đường cơng nghệ RRP có cơng nghệ vượt trội cơng nghệ truyền thống tuổi thọ đường 4.4 Thi công thiết bị xây dựng thông thường kết hợp máy chun dụng 4.5 Việc bố trí nhân lực khơng cần nhiều biện pháp thi công đơn giản dễ thi công Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới 4.6 Kết cấu đường liên kết ion đồng không bị biến dạng tác động mối trường, thời gian 4.7 Giảm đáng kể phương tiện vận chuyển vật liệu trình thi công đặc biệt vùng sâu, vùng xa nơi khó khăn vận chuyển 4.8 Đảm bảo tính ưu việt mơi trường, khơng hủy hoại môi sinh động thực vật trực tiếp nơI thi công, không gây độc hại nguồn nước ngầm 4.9 RRP giúp đạt sức chịu tải cao Đối với móng tiết kiệm phần lơn độ dầy phủ bề mặt phương pháp thi công thông thường, lẽ lớp phủ bề mặt đường nằm phần móng RRP đầm nén tối đa không bị nước nứt nẻ khô han phá hủy Phần móng đường với RRP thi cơng theo quy cách tránh chuyển động trơi trượt phía đường 4.10 Trong việc nâng cấp tôn cao mặt đường tạo mặt đê, đập cao hơn, việc chuyển đất tốn hồn tồn tránh Bởi đất lấy chỗ, hai bên đường qua việc đào rãnh thoát nước mưa, dùng đất để nhồi cho móng, kể trường hợp đất chất lượng Bằng RRP biến đất chất lượng trở thành đất đầm nén 4.11 Từ việc giảm đáng kể phương tiện vận chuyển q trình thi cơng tiết kiệm nhiều chi phí cho việc mua sắm thiết bị phụ tùng, nhiên liệu sửa chữa đới với xe máy Quy trình ứng dụng nguyên tắc 5.1 Phối trộn tuyệt đối chất RRP hòa tan nước với định mức đất gia cố 5.2 Tuân thủ nghiêm ngặt tỷ lệ định mức Chất RRP + Vôi củ nghiền bột + Nước + Đất & Độ ẩm tối ưu Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới 5.3 Thành phần đất gia cố phải có 15% đất sét có cỡ hạt 0,06mm (Đất cát, đất bùn hữu khơng thích hợp) 5.4 Quy trình cơng nghệ cho làm đường giao thông, sân bãi; kho; Làm gạch không nung; làm kè hồ ao; Đê điều; Đồng muối; Công trình ni thủy sản Biện pháp thi cơng dùng phụ gia RRP Bước 1: Dọn cỏ lớp mùn phủ mặt Bước 2: San phẳng lên độ cao định Bước 3: Dùng máy phay để xới tơi đất đến độ tơi xốp để thẩm thấu triệt để hỗn hợp RRP hòa tan Bước 4: Lấy đất tiến hành thí nghiệm để xác định loại đất Ước chừng 100m2 trường hợp sau: - Đất chứa: 15%-30% hạt sét 0,06mm; 3kg RRP/100m2 - Đất chứa: 30% hạt sét 0,06mm Bước 5: Số lượng RRP sau đong đo, đổ vào thùng nước hòa tan nước Hỗn hợp sử dụng chế biến theo quy cách ( nước với RRP) tưới lên đất xe téc chuyên dụng có thiết kế đường ống phun hỗn hợp - Đối với 3kg RRP/100m2: + Đầu tiên 1kg khấy với 100L nước tiến hành phun tưới + Tiếp sau 2kg khấy với 400L nước tiến hành phun tưới - Đối với 4kg RRP/100m2 + Đầu tiên kg khấy với 200L nước phun tưới + Tiếp sau 2kg khấy với 400L nước phun tưới Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Sau lần phun tưới RRP người ta phải dùng máy phay cày xới đất lên (ở độ sâu 25 cm) đất lẫn đá (loại đất đá) dùng lưới búa dạng đĩa Phải làm đất nhiều lần để RRP thấm vào đất Phải thường xuyên kiểm tra độ ẩm tối ưu đất quan trọng cho việc nén đất sau này), Đối với cơng trình có mật độ tải trọng giao thông lớn, thi công hai nhiều lớp Mỗi lớp sử dụng khối lượng RRP Tại lớp phải theo quy trình Bước Thiết lập mặt phẳng (bằng máy san ủi) Bước Đầm nén tối đa mặt đất, nghĩa đất phảI nén chặt trạng thái độ ẩm tối ưu Phải tính tốn tìm thời điểm thích hớp cho việc đầm nén thông qua thử nghiệm (độ ẩm tối ưu), Phải sử dụng máy lu rung, không dùng loại 10 nguyên trọng Khi đất qua xử lý chất phụ gia RRP đất trở lên rắn Lặp lại trình tương tự thi công lớp chịu lực trước phủ lớp bề mặt (bê tông mịn bitum) cần kiểm tra Bước 8: Làm lớp phủ - Nền đất xử lý RRP sau đầm nén, có tác động nước mưa vào vài mm bề mặt trở nên sền sệt, địi hỏi thiết phải làm lớp phủ bề mặt Tùy thuộc vào cơng trình xử lý người ta dùng lớp phủ chất bitum, bê tông chất liệu khác lên đất thẩm thấu RRP Chú ý thi công phụ gia RRP: - RRP chất cô đặc có tác dụng ăn mịn, khơng uống, tránh tiếp xúc với quần áo cần có phịng kỹ thuật giám sát cam kết việc thi công Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới - Khẩn chương tiến hành kiểm tra chất đất Phân tích qua việc rần sàng xác định - Thử nghiệm để tính toán độ ẩm tối ưu cho việc đầm nén - Thử nghiệm sức nén chịu lực để kiểm tra sức chịu tải trước thi công lớp phủ đầm nén Các dự án thi công Việt Nam - Khu du lịch Suối Tranh Phú Quốc (năm 2004) Diện tích 5000 m2 - Đường Hòn Chồng Đảo Phú Quốc (Năm 2003) Diện tích 500 m2 - Đường Quỳnh Sơn - Bắc Giang (Năm 2004) Diện tích 3500 m2 - Đường Thiện Phú - Hưng Yên ( Năm 2003) Diện tích 2520m2 - Đường Tức Tranh - Thái Nguyên (Năm 2004) Diện tích 3000m2 - Đường Đơng La - Hà Tây (Năm 2007) Diện tích 4800m2 Một số hình ảnh trình tự thi cơng đường giao thơng sử dụng RRP Khảo sát trường, lấy mẫu thí nghiệm Chuẩn bị xới đất máy xới chuyên dụng Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Đất xới tơi, làm nhỏ đạt yêu cầu Thí nghiệm xác định độ ẩm trường Pha trộn hóa chất với nước Dung dich nước hóa chất tưới trộn với đất thông qua máy chuyên dụng đảm Bảo tính đồng tốt Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP 10 ... thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Giới thiệu vật liệu RRP Công nghệ vật liệu RRP - CHLB Đức công nghệ liên kết ion Theo tài liệu Nhà sản xuất, Vật liệu RRP vật liệu ngăn... thành phần sét đất Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới So sánh công nghệ truyền thống công nghệ... hành đến năm Học viên : Kiều Văn Thành – Lớp Xây dựng đường ô tô & đường TP Trường ĐH Giao thông vận tải Bài tập lớn môn học: Vật Liệu Xây Dựng Mới Hiệu đầu Thấp kết cấu Cao nhiều, kết tư