bài giảng xây dựng mặt đường Chương 2: Lý thuyết đầm nén MẶT VÀ MÓNG ĐƯỜNG

Lý thuyết đầmnén
Chương 2
MẶT VÀ MÓNG ĐƯỜNG
Các nội dung chính
1. Vai trò củacôngtácđầmnén
2. Mục đích củacôngtácđầmnén
3. Quá trình đầmnén
4. Các biện pháp nâng cao hiệuquảđầm
nén
5. Kỹ thuật đầmnén
2.1. Vai trò củacôngtácđầmnén
Đầmnénlàmột khâu quan trọng trong
công nghệ thi công mặt & móng đường .
- Chấtlượng công tác đầm nén có ảnh
hưởng quyết định đếnchấtlượng sử
dụng củacáctầng lớpáođường. Bấtcứ 1
lớpvậtliệugì, đượcxâydựng theo
nguyên lý nào thì chỉ sau khi đầmnén
trong nộibộ vậtliệumớihìnhthành
đượccấutrúcmới đảmbảocường độ, độ
ổ
n định cầnthiết.
Nói cách khác, chỉ sau khi đầmnénlớpmặt
đường mớicóđược 1 cấutrúcmớitốt
hơnhẳncấutrúcbanđầu.
- Ngoài ra, công tác đầmnénlàkhâutốn
công nhất, kỹ thuậtphứctạpnhấttrong
công nghệ thi công các lớpmặt đường;
quyết định đếntốc độ dây chuyềnvàlà
khâu kếtthúc1 quá trình công nghệ nên
phảitập trung chỉđạo & kiểmtra.

2.2. Mục đích củacôngtácđầmnén
Vậtliệulàmmặt đường là mộthỗn
hợpgồm 3 pha: rắn, lỏng & khí.
Khi mớisanrải, thể tích pha khí
trong vậtliệuthường rấtlớn, vật
liệurờirạc, cấutrúclỏng lẻo. éầm
nén mặt đường nhằmmục đích
làm tăng độ ch
ặtcủavậtliệubằng
cách đẩy không khí ra ngoài (làm
giảmthể tích pha khí).
Do vậtliệucóđộ chặtlớnnên:
- Tăng đượcsố lượng liên kết & tiếpxúc
trong 1 đơnvị thể tích.
- Các chất liên kếtnhờđó phát huy được
tác dụng, nộibộ vậtliệuhìnhthành
đượccấutrúcmới.
- Lựcdính, góc ma sát trong, tính nhớtcủa
vậtliệu đềutăng lên.
- Tính thấmhơi, thấmnướcc
ủavậtliệu
giảm đi.
Vì vậy, lớpvậtliệu sau khi đầmnén&
bảodưỡng có đủ cường độ, ổn định
cường độ dưới tác dụng củaxecộ &
các yếutố khí quyểntrongsuốtquá
trình phụcvụ sau này.
Mô tả mục đích củacôngtácđầmnén
VậtliệuhìnhkhốiVậtliệuhìnhkim
Trước

khi
đầm
nén
Sau
khi
đầm
nén
2.3. Quá trình đầmnén
1. Quá trình đầmnén:
- Khi tảitrọng đầmnéntácdụng, trong vậtliệu
phát sinh sóng ứng suất - biếndạng; độ chặt
củavậtliệucàngtăng thì sóng ứng suất - biến
dạng lan truyền càng nhanh.
Lu bánh cứng
Lu bánh lốp
Lu rung 2 bánh chủđộng
Lu rung 1 bánh chủđộng
Lu chấn động
- Dướitácdụng củaáplựclantruyền
củatảitrọng đầmnén, trướchếtcác
hạtkhoáng& màng mỏng pha lỏng
bao bọc chúng bị nén đàn hồi.
- Do ứng suấttăng dần & tảitrọng đầm
nén trùng phụcnêncấutrúccủa
màng mỏng pha lỏng dầnbị phá
hoại, cường độ màng mỏng giảm đi;
các hạtkhoángdễ dàng dịch chuyển
đếnvị trí ổn định mới, hạtnhỏ lấp
vào lỗ rỗng còn lạigiữacáchạtlớn,
độ chặtcủavậtliệut

ăng lên.
- Do tảitrọng đầmnénlặplại nhiềulần
nên biếndạng không phụchồitrong
lớpvậtliệu đầm nén tích luỹ dần,
không khí bịđẩyrangoài, số lượng
liên kếtvàtiếpxúctrong1 đơnvị thể
tích tăng lên, giữacáchạt phát sinh
các tiếpxúc& liên kếtmới.
- Qua giai đoạnnày, nếutiếptục đầm
nén độ chặtvậtliệutăng không đáng
kể nhưng vớicấutrúcđông tụ, keo tụ
thì cường độ vậtliệutăng nhiềudo
màng chấtlỏng bị nén thêm sẽ tạo
điềukiện để liên kếtbiếncứng, tăng
ma sát và lựcdính.
2. Sứccản đầmnén:
Trong quá trình đầmnén, trong lớpvậtliệu
phát sinh sứccản, cảntrở biếndạng của
vậtliệudưới tác dụng củaáplực đầmnén,
gọilàsứccản đầmnén.
Sứccản đầm nén có 3 thành phần :
- Sứccảncấu trúc.
- Sứccảnnhớt.
- Sứccảnquántính.
- Sứccảncấutrúc:
Phát sinh do liên kếtcấutrúcgiữa các pha
có trong thành phầnvậtliệu. Nó tỉ lệ
thuậnvớitrị số biếndạng và độ chặtcủa
vậtliệu.
Tảitrọng lu quá nặng hoặc độ chặtcủa

vậtliệutăng đềulàmchosứccảncấutrúc
tăng theo.
- Sứccảnnhớt :
Phát sinh do tính nhớtcủamàngmỏng
pha lỏng bao bọc các hạtvàsự móc vướng
giữa các hạt khi trượt gây ra. Sứccản
nhớttỉ lệ thuậnvớitốc độ biếndạng tương
đối & độ nhớtcủavậtliệu.
Sứccảnnhớtsẽ tăng khi tốc độ đầmnén
quá nhanh, cường độ màng mỏng pha lỏng
tăng hoặcvậtliệusầnsùisắccạnh.
- Sứccảnquántính:
Sinh ra do vậtliệucóquántính, nó tỉ
lệ thuậnvớikhốilượng vậtliệu & gia
tốc khi đầmnén.
Sứccản quán tính sẽ tăng nếuvậtliệu
có quán tính lớn & gia tốc khi đầm
nén lớn.
Tóm lại :
- Trong quá trình đầmnén, sứccản đầmnén
ngày càng tăng do độ chặt, góc ma sát, lực
dính, tính nhớtcủavậtliệutăng lên.
- Việcxácđịnh mộtkỹ thuật đầmnénhợplý
có thể khắcphục đượccácloạisứccản
phát sinh trong quá trình đầmnénmặt &
móng đường.
Theo N.N.Ivanov sứccản đầmnénđượctínhtheo
công thức :
Trong đó : C, ϕ là lựcdính& góc ma sát trong
củavậtliệu.

Rõ ràng sứccản đầm nén ngày càng tăng trong
quá trình đầmnén(Bảng 2-1 trang 47).
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
ϕ
=
o
45
2
tg.C.5q
2
Để đầm nén chặt đượcvậtliệu, áp lựccủa
phương tiện đầmnénthắng đượcsứccản
đầmnén, có như vậymớitạorađượcbiến
dạng dư tích luỹ trong quá trình đầmnén,
song áp lựcnàyphải không đượcquálớn, dễ
phá hoạicấutrúcVL.
- Sứccản đầm nén ngày càng tăng trong quá
trình đầmnénvìvậyáplực đầmnéncũng
phảingàycàngtăng trong quá trình
đầm
nén.
1. Các yếutốảnh hưởng đếnhiệuquảđầmnén:
Nghiên cứukhốivậtliệu đầmnénđơnvị có đượccông
thức quan hệ giữa độ chặt đạt đượccủavậtliệu & các

yếutốảnh hưởng đếnhiệuquảđầmnénnhư sau :
hay
Trong đó :
- δ
max
, δ : dung trọng lớnnhất & dung trọng củaVL
sau khi đầmnén; p : áp lực đầmnén
- Eo : mô đun đàn hồicủavậtliệu đầmnén
- với μ là hệ số Poát-xông
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−δ=δ
β
−
o
E
p.
max
e1.
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞

⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
−δ=δ
β
o
E
p.
max
e
1
1.
μ−
μ
−=β
1
.2
1
2
2.4.
2.4.
C
C
á
á
c
c
bi

bi
ệ
ệ
n
n
ph
ph
á
á
p
p
nâng
nâng
cao
cao
HQĐN
HQĐN
Từ công thức trên nhậnthấy : dể nâng cao hiệu
quảđầmnén, đạt được độ chặt δ lớnphải :
- Tăng áp lực đầmnénp.
- Làm tăng β (tức làm giảm
μ).
- Làm giảm Eo.
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜

⎜
⎝
⎛
−δ=δ
β
o
E
p.
max
e
1
1.
2. Các biện pháp nâng cao hiệuquảđầmnén: