Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 18 ch ơng III: xây dựng mặt đ ờng cấp phối đá dăm Đ1. khái niệm, phân loại và phạm vi sử dụng 1. Khái niệm: Mặt đ ờng cấp phối đá dăm là mặt đ ờng sử dụng cấp phối đá dăm có kích cỡ to, nhỏ khác nhau đ ợc sản xuất tại xí nghiệp theo quy luật cấp phối tốt nhất, chặt, liên tục. Trong đó đá dăm có vai trò là cốt liệu, cát là chất chêm chèn, đất dính và bột đá là chất kết dính. C ờng độ hình thành chủ yếu do lực ma sát chèn móc giữa các hạt đá và lực dính kết của đất dính và bột đá. 2. Phân loại: Cấp phối đá dăm đ ợc chia làm 2 loại: + Cấp phối đá dăm loại 1: là CP tất cả các cỡ hạt đ ợc nghiền từ đá nguyên khai. + Cấp phối đá dăm loại 2: là CP đ ợc nghiền từ đá nguyên khai, cuội sỏi, trong đó cỡ hạt nhỏ hơn 2,36 mm có thể là khoáng vật tự nhiên không nghiền nh ng khối l ợng không đ ợc v ợt quá 50% cấp phối đá dăm. Khi CPĐD đ ợc nghiền từ cuội sỏi thì các hạt trên sàng 9,5 mm phải có từ 75% trở lên. - Ưu điểm: + C ờng độ t ơng đối cao E đh = 2000 á 3000 daN/ cm 2 + Đỡ tốn công lu lèn. + T ơng đối ổn định n ớc. + Giá thành hợp lý. - Nh ợc điểm: + Chịu lực đẩy ngang kém. + Yêu cầu vật liệu cao đòi hỏi sản xuất trong xí nghiệp với dây chuyền công nghệ hiện đại nên giá thành cao. + Dễ bị bào mòn d ới tác dụng của tải trọng bánh xe nên sinh bụi khi trời hanh khô, trời m a thành phần đất dính, bột đá bị rửa trôi làm đá bị bong bật tạo thành các ổ gà làm mặt đ ờng kém bằng phẳng. + Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đ ờng nhỏ. + C ờng độ giảm nhiều khi bị ẩm ớt (đặc biệt là cấp phối đá dăm loại 2) 3. Phạm vi sử dụng: + CPĐD loại I đ ợc sử dụng làm lớp móng trên (và móng d ới, trên cơ sở xem xét yếu tố kinh tế, kỹ thuật) của kết cấu áo đ ờng mềm có tầng mặt loại A1, A2 (nếu làm lớp mặt phải láng nhựa lên trên). + CPĐD loại II đ ợc sử dụng làm lớp móng d ới của kết cấu áo đ ờng có tầng mặt loại A1 và làm lớp móng trên cho tầng mặt loại A2 hoặc B1 Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 19 Đ2. Yêu cầu vật liệu (Theo 22 TCN 334-06): 1. Thành phần hạt của vật liệu CPĐD - Thành phần hạt của vật liệu CPĐD đ ợc quy định tại Bảng. - Việc lựa chọn loại CPĐD (theo cỡ hạt danh định lớn nhất D max ) phải căn cứ vào chiều dày thiết kế của lớp móng và phải đ ợc chỉ rõ trong hồ sơ thiết kế kết cấu áo đ ờng và chỉ dẫn kỹ thuật của công trình: a) Cấp phối loại D max = 37,5 mm thích hợp dùng cho lớp móng d ới; b) Cấp phối loại D max = 25 mm thích hợp dùng cho lớp móng trên; c) Cấp phối loại D max = 19 mm thích hợp dùng cho việc bù vênh và tăng c ờng trên các kết cấu mặt đ ờng cũ trong nâng cấp, cải tạo. Bảng 1. Thành phần hạt của cấp phối đá dăm Tỷ lệ lọt sàng % theo khối l ợng Kích cỡ mắt sàng vuông (mm) D max = 37,5 mm D max = 25 mm D max = 19 mm 50 100 - - 37,5 95 - 100 100 - 25 - 79 - 90 100 19 58 - 78 67 - 83 90 - 100 9,5 39 - 59 49 - 64 58 - 73 4,75 24 - 39 34 - 54 39 - 59 2,36 15 - 30 25 - 40 30 - 45 0,425 7 - 19 12 - 24 13 - 27 0,075 2 - 12 2 - 12 2 - 12 2. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD - Đảm bảo thành phần cấp phối tốt nhất - Đá dăm dùng đá từ cấp 1 - 4 Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của vật liệu CPĐD đ ợc quy định tại Bảng 2. Bảng 2. Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của vật liệu CPĐD Cấp phối đá dăm TT Chỉ tiêu kỹ thuật Loại I Loại II Ph ơng pháp thí nghiệm 1 Độ hao mòn Los-Angeles của cốt liệu (LA), % Ê 35 Ê 40 22 TCN 318-04 Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 20 2 Chỉ số sức chịu tải CBR tại độ chặt K98, ngâm n ớc 96 giờ, % 100 Không quy định 22 TCN 332-06 3 Giới hạn chảy (W L ), % Ê 25 Ê 35 AASHTO T89-02 (*) 4 Chỉ số dẻo (I P ), % Ê 6 Ê 6 AASHTO T90-02 (*) 5 Chỉ số PP = Chỉ số dẻo I P x % l ợng lọt qua sàng 0,075 mm Ê 45 Ê 60 6 Hàm l ợng hạt thoi dẹt, % Ê 15 Ê 15 TCVN 1772-87 (**) 7 Độ chặt đầm nén (K yc ), % 98 98 22 TCN 333-06 (ph ơng pháp II-D) Ghi chú: (*) Giới hạn chảy, giới hạn dẻo đ ợc xác định bằng thí nghiệm với thành phần hạt lọt qua sàng 0,425 mm. (**) Hạt thoi dẹt là hạt có chiều dày hoặc chiều ngang nhỏ hơn hoặc bằng 1/3 chiều dài; Thí nghiệm đ ợc thực hiện với các cỡ hạt có đ ờng kính lớn hơn 4,75 mm và chiếm trên 5 % khối l ợng mẫu; Hàm l ợng hạt thoi dẹt của mẫu lấy bằng bình quân gia quyền của các kết quả đã xác định cho từng cỡ hạt. Đ3. Trình tự nội dung thi công mặt đ ờng cấp phối đá dăm 1 Công tác chuẩn bị thi công: a. 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 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. - Khi rải đá tăng c ờng mặt đ ờng cũ nếu mặt đ ờng cũ còn tốt và bằng phẳng thì cần làm sạch mặt đ ờng rồi mới rải đá mới lên. Nếu mặt đ ờng cũ nhiều ổ gà và lồi lõm thì phải xáo xới lại tr ớc khi rải đá mới. b. Chuẩn bị vật liệu cấp phối và thiết bị thi công : - Chuẩn bị đầy đủ vật liệu thi công chủ yếu: đủ số l ợng và đảm bảo chất l ợng - Cấp phối phải đ ợc gia công và tập kết tại các bãi chứa vật liệu. - Phải thí nghiêm cấp phối đạt các chỉ tiêu cơ lý quy định mới đ ợc vận chuyển đến hiện tr ờng. - Cấp phối phải đ ợc trộn ẩm tr ớc khi xúc lên ph ơng tiện vận chuyển. Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 21 - Cứ 3000m 3 vật liệu tại mỏ phải lấy mẫu kiểm tra chất l ợng. - Cứ 1000m 3 vật liệu chở đến công tr ờng phải lấy mẫu kiểm tra chất l ợng * Chuẩn bị máy rải, máy san, các loại lu, ô tô vận chuyển, thiết bị khống chế độ ẩm, chiều dày, thiết bị kiểm tra độ chặt, độ ẩm c. Thi công đoạn thí điểm: - Mỗi phân đoạn thử nghiệm dài 50m - Từ số liệu thí nghiệm xác định dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất của cấp phối (thí nghiệm 22TCN 333-06 ph ơng pháp II-D) - Các nội dung khác t ơng tự nh mặt đ ờng cấp phối thiên nhiên 2. Kỹ thuật thi công: a. Công tác vận chuyển: - Dùng ô tô tự đổ vận chuyển vật liệu. Tr ớc khi đổ CP lên xe phải t ới n ớc ẩm thùng xe và t ới ẩm CP. - Dùng máy xúc gầu để xúc CPĐD lên xe, không dùng thủ công, khi xúc đảm bảo chiều cao rơi của CPĐD xuống thùng xe Ê 0,5m (tránh phân tầng). - Vật liệu CPĐD khi về nên có độ ẩm thích hợp để khi san và lu lên đạt độ ẩm: W 0 1%. - CPĐD về đến công tr ờng tốt nhất là dùng máy rải để rải. Nếu không sử dụng máy rải thì dùng máy san khi đó để đảm bảo vật liệu san không bị phân tầng thì cự ly đổ đống càng ngắn càng tốt -> 1 xe đổ thành 2 á3 đống (khoảng cách Ê 8 - 10m). * Chú ý: - Nếu vật liệu có độ ẩm thấp hơn phạm vi độ ẩm tối u, phải t ới n ớc bổ xung bằng các vòi t ới dạng m a và không đ ợc để n ớc rửa trôi các hạt mịn. Nên kết hợp việc bổ xung độ ẩm ngay trong quá trình san rải, lu lèn bằng bộ phận phun n ớc dạng s ơng gắn kèm; - Nếu độ ẩm lớn hơn phạm vi độ ẩm tối u thì phải rải ra để hong khô tr ớc khi lu lèn. - Cứ 200m 3 vật liệu hoặc 1 ca thi công phải lấy 1 mẫu kiểm tra các chỉ tiêu :thành phần hạt, độ ẩm. b. Công tác san rải CPĐD: - Với lớp móng trên, vật liệu cấp phối đá dăm chỉ đ ợc dùng máy rải chuyên dụng. Với lớp móng d ới có thể sử dụng máy rải hoặc máy san. Nếu sử dụng máy san phải có các giải pháp chống phân tầng và đ ợc sự cho phép của t vấn giám sát. Và bố trí công nhân lái máy lành nghề và nhân công phụ theo nhằm hạn chế và xử lý kịp thời các hiện t ợng phân tầng. Với những vị trí bị phân tầng phải loại bỏ kịp thời và thay thế bằng cấp phối mới. - T ới n ớc tạo dính bám tr ớc khi rải - Phải làm thành chắn đá vỉa hoặc rải cấp phối rộng thêm 25cm về mỗi phía. Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 22 - Th ờng xuyên kiểm tra độ ẩm cấp phối tr ớc khi rải - Chỉ đ ợc rải bằng máy rải, nếu đ ợc t vấn giám sát chấp thuận, lớp móng d ới có thể rải bằng máy san. Hệ số rải gần đúng K r =1,3 - Phải đảm bảo chiều dày rải, độ bằng phẳng, độ dốc ngang thiết kế. - Chiều dày của mỗi lớp thi công sau khi lu lèn không nên lớn hơn 18cm đối với móng d ới và 15cm đối với lớp móng trên và chiều dày tối thiểu của mỗi lớp phải không nhỏ hơn 3 lần cỡ hạt lớn nhất danh định D max . - Để bảo đảm độ chặt lu lèn trên toàn bộ bề rộng móng, khi không có khuôn đ ờng hoặc đá vỉa, phải rải vật liệu CPĐD rộng thêm mỗi bên tối thiểu là 25 cm so với bề rộng thiết kế của móng. - Nếu chiều rộng mặt đ ờng lớn phải sử dụng nhiều vệt rải - Dùng nhiều máy rải đồng thời thì các máy phải đi cách nhau 10-20m. - Dùng một máy rải tiến hành rải so le, rải đủ chiều rộng thì tiến hành lu lèn ngay. - Giữa các vệt rải phải xử lý mối nối (xắn thẳng hàng, loại bỏ hỗn hợp rời rạc, phân tầng, t ới ẩm tạo liên kết) - Phải th ờng xuyên kiểm tra cao độ, độ bằng phẳng, độ dốc ngang, độ dốc dọc, độ ẩm, độ đồng đều của vật liệu CPĐD trong suốt quá trình san rải. - Nếu phát hiện hỗn hợp rải phân tầng phải loại bỏ thay thế bằng hỗn hợp tốt. - Phải chừa lại 5% cấp phối để rải bù phụ sau này c. Công tác lu lèn: * Yêu cầu: - Nếu chiều dày lớn hơn phải phân thành hai lớp, nên rải và tiếp tục lu lèn lớp trên ngay, trình tự và công nghệ nh lớp d ới. - Tr ớc khi lu thật phải lu thí điểm L 50m * Các giai đoạn lu lèn - Lu sơ bộ: dùng lu tĩnh 6T 8T, lu 3 4 l ợt/điểm , vận tốc 2 3 km/h. Ngay sau giai đoạn lu lèn sơ bộ, phải tiến hành ngay công tác kiểm tra cao độ, độ dốc ngang, độ bằng phẳng và phát hiện những vị trí bị lồi lõm, phân tầng để bù phụ, sửa chữa kịp thời: + Nếu thấy có hiện t ợng khác th ờng nh rạn nứt, gợn sóng, xô dồn hoặc rời rạc không chặt phải dừng lu, tìm nguyên nhân và xử lý triệt để rồi mới đ ợc lu tiếp. Tất cả các công tác này phải hoàn tất tr ớc khi đạt đ ợc 80% công lu; + Nếu phải bù phụ sau khi đã lu lèn xong, thì bề mặt lớp móng CPĐD đó phải đ ợc cầy xới với chiều sâu tối thiểu là 5 cm tr ớc khi rải bù. - Lu lèn chặt: dùng lu rung 8T 10T hoặc lu rung 14T, lu 8 10 l ợt/điểm, vận tốc 2 4 km/h. Sau đó dùng lu bánh lốp, lu 20 25 l ợt/điểm, tải trọng bánh > 1,5T/bánh, vận tốc 2 4 km/h. Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 23 - Lu hoàn thiện: dùng lu bánh thép tĩnh 8T 10T, lu 3 4 l ợt/điểm, vận tốc lu đạt từ 4 6km/h Chú ý: - Sau khi kết thúc 1 loại lu thì xác định độ chặt t ơng ứng bằng phẳng phễu rót cát. - Khi lu phải th ờng xuyên t ới ẩm để cát hạt mịn <1mm không bị bốc bụi mất ổn định mặt đ ờng. - Nếu xuất hiện có chỗ phân tầng đào bỏ thay bằng vật liệu mới rồi mới lu lên tiếp. - Đảm bảo vật liệu sau đè vật liệu tr ớc 15 20cm, lớp d ới cách mép lề 10cm, lớp trên mặt đè lên lề 20 á 30cm. - Khi lu đi từ mép vào tim, từ thấp lên cao d. Hoàn thiện bảo d ỡng và làm lớp nhựa thấm bám: Hoàn thiện: Thu gom vật liệu rơi vãi, hoàn thiện bề mặt lớp cấp phối và lề đ ờng, nạo vét rãnh biên Bảo d ỡng và làm lớp nhựa thấm bám. - Nếu thi công 2 lớp phải t ới ẩm lớp d ới và thi công ngay lớp trên (không lu hoàn thiện) - Nếu cấp phối làm lớp móng trên mặt đ ờng cấp cao A 1 , A 2 phải thi công nhựa thấm - Nhanh chóng t ới lớp nhựa thấm 1kg/m 2 ( Nếu dùng nhựa pha dầu thì mặt đ ờng phải khô. Nếu dùng nhũ t ơng thì mặt đ ờng có thể ẩm). Và rải lớp cát sạn 2 5 mm và dùng chổi quét kín mặt đ ờng: 9 10 l/m2, sau khi kết thúc lu lèn để cho xe cộ không phá hoại mặt lớp cấp phối thi công xong và để thành phần đất dính và bột đá không hanh khô và bị rửa trôi khi gặp m a. - Nếu phải bảo đảm giao thông, ngay sau khi t ới lớp thấm bám, phải phủ một lớp đá mạt kích cỡ 0,5 cm x1,0 cm với định mức 10 1 lít/m 2 và lu nhẹ khoảng 2-3 lần/điểm. Đồng thời, phải bố trí lực l ợng duy tu, bảo d ỡng hàng ngày nh : thoát n ớc bề mặt, bù phụ, quét gạt các hạt đá bị văng dạt và lu lèn lại những chỗ có hiện t ợng bị bong bật do xe chạy. Bi ging mụn hc Xõy dng mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 24 Đ4. công tác kiểm tra nghiệm thu 1. Nội dung kiểm tra: - Cao độ, độ dốc ngang, chiều rộng chiều dày mặt đ ờng: kiểm tra 20 -40 mặt cắt ngang trong 1km. - Độ bằng phẳng: kiểm tra 10 mc/km - Độ chặt mặt đ ờng: kiểm tra bằng ph ơng pháp rót cát (2-3 vị trí/7000m 2 ) - C ờng độ mặt đ ờng: kiểm tra bằng ph ơng pháp ép tĩnh. 2 . Nghiệm thu: - Kích th ớc hình học: Bảng 4. Yêu cầu về kích th ớc hình học và độ bằng phẳng của lớp móng bằng CPĐD Giới hạn cho phép TT Chỉ tiêu kiểm tra Móng d ới Móng trên Mật độ kiểm tra 1 Cao độ -10 mm -5 mm 2 Độ dốc ngang 0,5 % 0,3 % 3 Chiều dày 10 mm 5 mm 4 Bề rộng - 50 mm - 50 mm Cứ 40 - 50 m với đoạn tuyến thẳng, 20 - 25 m với đoạn tuyến cong bằng hoặc cong đứng đo một trắc ngang. 5 Độ bằng phẳng: khe hở lớn nhất d ới th ớc 3m 10 mm 5 mm Cứ 100 m đo tại một vị trí. - Chất l ợng: + C ờng độ: E tt E tk (dùng ph ơng pháp ép tĩnh, cần đo võng, chuỳ chấn động) + Độ chặt: độ chặt thực tế phải lớn hơn độ chặt yêu cầu . Mặt đ ờng cấp phối đá dăm là mặt đ ờng sử dụng cấp phối đá dăm có kích cỡ to, nhỏ khác nhau đ ợc sản xuất tại xí nghiệp theo quy luật cấp phối tốt nhất, chặt, liên tục. Trong đó đá dăm có vai. mặt ng Tổ môn Đ ờng Khoa Công trình Tr ờng Cao đẳng GTVT 18 ch ơng III: xây dựng mặt đ ờng cấp phối đá dăm Đ1. khái niệm, phân loại và phạm vi sử dụng 1. Khái niệm: Mặt đ ờng cấp. phần cấp phối tốt nhất - Đá dăm dùng đá từ cấp 1 - 4 Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của vật liệu CPĐD đ ợc quy định tại Bảng 2. Bảng 2. Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của vật liệu CPĐD Cấp phối đá dăm