nghiên cứu hiệu quả và khả năng áp dụng chất gia cố đbs-06 trong xây dựng đường

trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B - chuyên đề
nghiên cứu hiệu quả và khả năng
áp dụng chất gia cố Đbs-06 trong
xây dựng đờng
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
251
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Lời nói đầu
Để phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá đất nớc theo chiến lợc phát triển kinh
tế m Đảng Cộng sản Việt nam đề ra, chúng ta phải xây dựng tr ớc hết hệ thống cơ
sở hạ tầng, m xây dựng giao thông phải đi tr ớc một bớc.
Với hệ thống đờng ô tô hiện có, chúng ta sẽ còn phải đầu t thêm nhiều tiền
của mới có thể đảm bảo đợc yêu cầu trên. Trong những năm qua, chính phủ đã phải
đi vay từ các nguồn vốn của nuớc ngo i h ng tỷ đôla để xây dựng h ng nghìn km
đờng ô tô các loại. Đây l một cố gắng đáng kể để mau chóng hình th nh hệ thống
giao thông đáp ứng đợc một phần nhu cầu của nền kinh tế. Tuy nhiên nguồn vốn
đầu t xây dựng đờng rất lớn, giá th nh sản phẩm cao, để đáp ứng đ ợc nhu cầu n y,
ngo i việc phát huy nội lực để khai thác mọi nguồn vốn trong v ngo i n ớc chúng
ta cần nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để có thể đảm bảo chất lợng, nâng cao
chất lợng, hạ một cách đáng kể giá th nh xây dựng. Sử dụng các chất gia cố l một
giải pháp đợc quan tâm. Mục đích cơ bản của chất gia cố l sử dụng các chất liên
kết vô cơ hoặc hữu cơ, các hoá chất để gia cố vật liệu l m móng v mặt đ ờng. Giải
pháp n y th ờng có hiệu quả khá tốt, đặc biệt thích hợp với các đờng giao thông
nông thôn, đờng có lu lợng xe nhỏ, móng cho các đờng cấp cao. Chất gia cố đất
ĐBS 06 l loại hóa chất dùng để gia cố đất do Bộ môn đ ờng ôtô v sân bay nghiên
cứu chế tạo, ho n to n bằng vật liệu trong n ớc, đáp ứng các yêu cầu để gia cố đất

nh một số chất tơng tự của nớc ngo i. Điều quan trọng nhất l khi sản xuất chất
n y đã góp phần giải quyết vấn đề môi tr ờng v giá th nh rất thấp so với nhập
ngoại - một điều kiện quan trọng hiện nay khi áp dụng.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
252
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Chơng i: mở đầu
1.1 Sự cần thiết của đề t i
Trong thực tế khi gặp những loại đất cực mịn, bùn sét có chứa chất hu cơ, hay
sét mặn trơng nở, thì sự hoá cứng đất bằng ph ơng pháp cổ điển (nh xi măng) hay
bằng phơng pháp pôlime hoá (nh vôi+dung dịch cation vô cơ) đều gặp phải những
hạn chế nhất định. Vì vậy việc nghiên cứu tìm ra một loại hợp chất mới nhằm khắc
phục những khó khăn trên là một vấn đề lớn và cần thiết trong điều kiện hoàn cảnh
hiện nay. Chính vì thế chúng tôi đã thực hiện đề tài này nhằm nghiên cứu khả năng
ứng dụng của chất gia cố đất DBS-06 do Bộ môn đờng ôtô v sân bay nghiên cứu
chế tạo, nhằm làm rõ bản chất, công nghệ sản xuất và những hiệu quả kinh tế- kỹ
thuật mà ĐBS - 06 mang lại.
1.2 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài nay bao gồm:
-Căn cứ trên cơ sở gia cố đất và thực nghiệm để xác định bản chất và công
dụng của chất ĐBS - 06 trong việc gia cố đất làm móng và mặt đờng.
-Công nghệ sản xuất ĐBS - 06 và hiệu quả của nó đối với các loại đất khác
nhau.
-Công nghệ thi công đờng giao thông có sử dụng ĐBS - 06
-Phạm vi và triển vọng áp dụng ĐBS - 06 trong xây dựng đờng.
-So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi dùng ĐBS - 06 so với các biện pháp thi
công khác.
-Tiêu chuẩn kỹ thuật đạt đợc và một số kết quả thí nghiệm trong phòng cũng

nh thực tế ngoài hiện trờng.
1.3 Ph ơng pháp nghiên cứu
-Cơ sở lý thuyết gia cố đất
-Những số liệu cụ thể trong phòng thí nghiệm cũng nh thí nghiêm thực tế ngoài
hiện trờng
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
253
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Chơng ii
nội dung nghiên cứu
2.1 Cơ sở lý thuyết gia cố đất
Nh ta đã biết đất sét tại chỗ là loại có cờng độ và tính dính kết cao trong mùa
khô, nhng lại rất nhỏ không đáng kể ở trạng thái bão hoà nớc, vì thế muốn sử dụng
nó thì cần làm cho đất sét ổn định và bền vững, không phụ thuộc vào sự thay đổi độ
ẩm, điều kiện thời tiết và tải trọng biến đổi khi chạy xe. Điều này chỉ có thể đạt đợc
với điều kiện phải thay đổi tận gốc các tính chất thiên nhiên của loại đất đó. Trớc
hết cần thay đổi tính chất của các hạt nhỏ phân tán ( hạt sét, hạt keo ), tăng tính
dính kết của các hạt đó ở trạng thái khô, cũng nh ở trạng thái bão hoà nớc bằng
cách tăng thêm cho chúng tính toàn khối và độ bền cao ổn định dài hạn.
Gia cố đất có nghĩa là tiến hành một loạt các khâu công nghệ liên tiếp nhằm
tạo cho đất có cờng độ cao và ổn định lâu dài không những trong trạng thái khô
mà ngay cả trong trạng thái bão hoà nớc nhờ kết quả tác dụng của các chất liên
kết hoặc các chất khác.
Đặc điểm quan trọng chung của các loại đất sét, dù có quá trình hình thành
khác nhau, thành phần hạt, thành phần khoáng vật và hoá học khác nhau (á cát, á
sét và đặc biệt là sét) là: khi bị ẩm chúng có thể biểu hiện một số tính chất đặc trng
của hệ hạt keo.
Khi trong đất chứa nhiều cỡ hạt sét - keo (lớn hơn 30% theo trọng lợng) thì quá

trình hoá keo đợc thể hiện đặc biệt rõ rệt, ví dụ nh sẽ thể hiện rõ các quá trình :
pepti hoá (biến thành dính nhớt), keo tụ, hấp thụ, trao đổi ion, .v.vĐăc điểm đặc
trng của các loại đất phân tán nhỏ là có tính háo nớc cao. Mức độ phân tán (nghiền
vụn) của đất càng tăng thì tính háo nớc của nó cũng tăng lên rõ rệt.
ở trạng thái ẩm ớt đất là một hệ hạt phân tán trong đó các hạt khoáng là pha
phân tán, còn dung dịch và nớc chứa trong lỗ rỗng giữa các hạt là môi trờng phân
tán. Nh đã biết hệ phân tán bất kỳ nào cũng có năng lợng bề mặt nhất định đợc đo
bằng tích số giữa sức căng bề mặt ở ranh giới phân chia hai pha (cứng và lỏng) với
trị số diện tích bề mặt tổng cộng của tất cả các hạt của pha phân tán. Vì sức căng
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
254
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
bề mặt của nớc và dung dịch đất là một trị số rất nhỏ, nên năng lợng bề mặt của đất
đợc tạo nên là do diện tích tổng cộng (hay diện tích đơn vị) của các hạt.
Trị số năng lợng bề mặt của đất có thành phần khác nhau chính là nguồn gốc
gây nên các quá trình khác nhau diễn ra trong đất. Do tỷ diện lớn, nên năng lợng bề
mặt cũng lớn, và điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khi gia cố đất, đồng thời
là nhân tố trọng yếu để điều chỉnh quá trình tác dụng tơng hỗ và quá trình hình
thành cấu trúc theo hớng định trớc trong đất gia cố. Thay đổi tỷ diện s (diện tích
đơn vị) và năng lợng bề mặt E
m
thì nhiều tính chất của đất, gồm cả tính chất cơ lý,
sẽ đợc thay đổi rõ rệt.
Cần chú ý rằng đặc điểm nổi bật nhất của đất á sét và của sét là có tỉ diện lớn,
do đó tạo điều kiện để chúng có tính chất giống nh hệ keo - phân tán. Hiện nay đã
chứng minh đợc rằng, một chất bất kỳ trong những điều kiện đã biết đều có thể ở
vào trạng thái keo và xuất hiện tính chất keo. Đặc trng cho những điều kiện này là
phải có bề mặt phân chia lớn giữa các hạt vật chất đợc nghiền rất nhỏ với môi trờng

xung quanh.
Diện tích bề mặt tổng cộng của các hạt keo lớn nh vậy sẽ có ảnh hởng nh thế
nào đến tính chất của hệ keo?
Nghiên cứu cấu trúc phân tử vật chất chứng tỏ rằng tất cả các phân tử của chất
rắn và lỏng bất kỳ đều có một năng lợng thừa nào đó ở trên bề mặt bởi vì lực hút t-
ơng hỗ giữa các phân tử nằm trên bề mặt không đợc sử dụng hết cho sự dính kết
phân tử. Do nguyên nhân này, những phân tử của lớp bề mặt có khả năng thực hiện
một công rất lớn và có ích nhờ sử dụng năng lợng phân tử còn d.
Những phân tử nằm trên lớp bề mặt có thể hút và giữ chặt các phân tử (đôi khi
cả các hạt keo của những chất khác) từ môi trờng và lỗ rỗng xung quanh. Hiện tợng
hút bề mặt này gọi là sự hấp phụ.Diện tích bề mặt của vật chất càng lớn thì nó càng
hút nhiều các phân tử của vật chất khác.Vì thế hạt keo và các chất đợc nghiền nhỏ
có tinh thể gần kích thớc hạt keo (ví dụ hạt đất sét hoặc á sét ) sẽ có khả năng hút
và biểu thị rất rõ, tức là có tính hấp phụ.
Do đó sự nghiền nhỏ có bề mặt lớn trong một khối vật chất không lớn cùng
với khả năng hút (hấp phụ) các vật chất khác đến lớp bề mặt chính là những dấu
hiệu quan trọng của những hệ keo.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
255
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Một trong những đặc điểm quan trọng của hệ keo là có màng điện tích, đặc
điểm này đóng vai trò quan trọng trong viêc hình thành các loại đất và ở một mức
độ đáng kể, tạo nên những tính chất khác nhau của đất.
L
ớ
p

đ

i
ệ
n

k
é
p
H
ạ
t
Lõi keo A
Môi tr
u
ờng khuyếch tán D
Lớp điện tích âm
Lớp ion cân bằng B
Lớp khuyếch tán C

Tại trung tâm hạt keo có lõi keo đợc bao bọc các lớp ion hấp thụ không di
động (lớp hấp phụ) các lớp này xác định diện tích của hạt. Tiếp theo là màng ép
chặt B (lớp ion không di động) cân bằng với điện tích hạt; lớp này dần chuyển
thành lớp khuếch tán ion C bao gồm những ion mang điện tích ngợc dấu và các
phân tử môi trờng xung quanh, rồi dần trộn lẫn với môi trờng bao bọc lõi keo; môi
trờng này gọi là môi trờng khuếch tán D, và đối với đất đấy chính là dung dịch nớc
bão hoà các chất hoá hợp khác nhau với nồng độ khác nhau.
Đa số các hạt đất ở trạng thái tự nhiên mang điện tích âm. Có thể giải thích đó
là do trên bề mặt đất có nhng anion bị hút vào mạng lới tinh thể đất. Do các hạt
( lõi keo ) có điện tích âm nên nó đợc bao bọc bởi các lớp cation. Hạt có điện tích
âm và những cation bao bọc xung quanh nó sẽ tạo nên
lớp điện tích kép.

Điện tích của cá hạt càng lớn thì hệ keo càng ổn định. Hệ keo chỉ bị phá hoại
khi các hạt mất điện tích và trở nên trung hoà, các màng nớc xung quanh chúng bị
phá hoại, các hạt bị kết tủa và tách khỏi dung dịch. Quá trình mất điện tích và kết
tủa các hạt đợc gọi là keo tụ. Quá trình keo tụ thờng xảy ra do nồng độ của chất
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
256
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
điện phân trong dung dịch tăng lên bởi vì bề dày các màng ép chặt xung quanh hạt
keo bị giảm đi và các hạt dễ dàng kết tủa lại.
Các khoáng vật sét nh caolinhit, monmorilonit, hidro mica, v.vchính là
phần sét keo nghiền nhỏ nhất của đất. Khi mức độ nghiền nhỏ tiếp cận giới hạn
0,1
à
thì bộ phận hoạt tính nhất này của đất sẽ có đợc các tính chất đặc trng cho
trạng thái keo của vật chất: khả năng nở thể tích, keo tụ, trao đổi ion, hút,.v.v
Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của đất có chứa các hạt nhỏ phân
tán là có thể hút các chất khác trong dung dịch xung quanh đến bề mặt của nó.
Không những chỉ các chất hoà tan bị hút chặt, mà cả những chất lơ lững trong nớc
sắp tiếp xúc với các hạt đó cũng bị hút giữ.
Những công thức nghiên cứu của I.N.Antipov-Kara-Taev,E.M.Xergeev,
A.F.Tiulin và nhiều ngời khác đã chứng tỏ rằng, hầu nh không bao giờ thấy trên bề
mặt của các hạt đất thiên nhiên hoàn toàn sạch không có gì bám. Thờng các hạt
riêng rẽ cỡ lớn hoặc các hạt kết gồm nhiều hạt nhỏ hơn gộp lại đều đợc bao phủ bởi
các màng keo khác nhau. Không thể tách rời những màng này nếu không phá hoại
tính hoàn chỉnh cũng nh tính chất vật lý của các hạt đất.
Nhà bác học Xô Viết K.K.Geđroitx chia khả năng hấp thụ của thổ nhỡng và
đất thành các loại sau:
1. Hấp phụ cơ học.

2. Hấp phụ vật lý.
3. Hấp phụ hoá- lý.
4. Hấp phụ hoá học
5. Hấp phụ sinh vật.
Khả năng hút cơ học phụ thuộc vào độ rộng của đất, và thể hiện ở khả năng
giữ lại các hạt hoà lẫn trong nớc khi nớc thấm qua. Lúc này không những hạt có đ-
ờng kính lớn hơn đờng kính lỗ rỗng bị giữ lại, mà cả những hạt nhỏ hơn cũng bị
giữ lại do rơi vào các lỗ rỗng kín hoặc các lỗ rỗng so le nhau. Nh M.M.Filatov đã
trình bày, hút cơ học có vai trò quan trọng ở chỗ làm cho các loại đất thấm nớc lỗ
rỗng bị ứ tắc, ví dụ nh cát trong tầng móng áo đờng.
Khả năng hút vật lý của đất là do có năng lợng bề mặt tự do trên mặt
tiếp xúc giữa các hạt với nớc hoặc dung dịch nớc, và do hiện tợng sức căng bề mặt.
Khả năng này biểu thị ở chỗ, trên bề mặt của các hạt đất có sự tăng hoặc giảm nồng
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
257
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
độ phân tử chất hoá hợp khác nhau hoà tan trong nớc. Khi đó năng lợng bề mặt t do
của hệ phân tán bị giảm đi. Kết quả của hút vật lý là trên bề mặt của các hạt đất
hình thành các màng hấp thụ bởi những phân tử hút đợc trong dung dịch: tính chất
của các màng hấp phụ đó có ảnh hởng đáng kể đến độ ổn định của đất nói chung.
Hút vật lý những hợp chất hữu cơ bằng vật liệu Bitum hoặc guđrông sẽ làm cho đất
không thấm nớc (tính kỵ nớc) và tăng tính dính kết cho đất.
Khả năng hút hoá- lý, hay khả năng hút trao đổi có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng; kết quả của hoá- lý sẽ làm thay đổi tính chất hoá học, vật lý và cơ học của
đất một cách rõ rệt. Khả năng trao đổi có ý nghĩa là đất có khả năng trao đổi các
cation đã bị hút đến bề mặt các hạt nhỏ từ trớc (nh Ca
++
; Mg

++
;

Na
+
;.v.v) lấy
những cation của dung dịch đang sắp tiếp xúc với nó trên cơ sở tơng quan về đơng
lợng. Qúa trình trao đổi cation này là rất phổ biến trong điều kiện thiên nhiên và
dẫn đến sự thay đổi rõ rệt các tính chất cơ lý của đất. Hút hoá- lý đặc biệt đóng vai
trò quan trọng khi giải quyết các vấn đề liên quan đến gia cố đất bằng những chất
khác nhau.
Dới đây đa ra những ví dụ về ảnh hởng của khả năng hút trao đổi của đất đến
các tính chất của chúng. Nếu trong đất có cation trao đổi (đã hút đợc từ trớc) là kim
loại kiềm ( Na
+
; K
+
) thì khi thừa ẩm dung dịch sẽ có phản ứng kiềm. Trong điều
kiện này các hạt keo mang điện tích âm thờng có trong đất, hầu nh đã ở trong trạng
thái keo chảy thì càng bị duy trì ở trạng thái đó. Ví dụ nh đất muối có chứa các
cation natri hấp phụ khi bị ẩm sẽ nhanh chóng bị rã, trở nên dính và dẻo, mất khả
năng chịu tải và bắt đầu nở thể tích rất mạnh v.vnghĩa là có sự thay đổi rõ ràng
tính chất vật lý theo hớng bất lợi hơn.
Khả năng hút hoá học biểu thị sự hút các chất hoà tan trong dung dịch để tạo
nên các muối không hoà tan hoặc ít hoà tan trong đất. Hút hoá học đóng vai trò
quan trọng khi gia cố đất bằng xi măng hoặc vôi.
Khả năng hút sinh vật làm cho đất (thổ nhỡng) giàu những chất tích luỹ đợc
trong quá trình hoạt động sống của các vĩ và vi sinh vật. Hút sinh vật là yếu tố quan
trọng của quá trình tạo thổ nhỡng và cũng có ảnh hởng lớn đến tính chất đất.
Kết quả nghiên cứu nhiều năm và nhiều mặt trong lĩch vực gia cố đất chứng

tỏ rằng, không nên xem đất đợc gia cố bằng những vật liệu liên kết khác nhau nh
một cốt liệu trơ hoặc một môi trờng bị động. Các yếu tố thành phần của đất ảnh h-
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
258
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
ởng rất cơ bản đến quá trình biến cứng và hình thành những tính chất cấu trúc cơ
học của đất gia cố. Do đó, khi gia cố đất bằng bất kỳ phơng pháp nào đều cần xét
tới thành phần hạt, thành phần khoáng vật và hoá học của đất, sự có mặt của các
chất mùn và muối dễ hoà tan trong đất.
Tuỳ theo thành phần, nguyên nhân hình thành và điều kiện cấu trúc tầng lớp
của đất, trong lỗ rỗng của đất có thể hình thành môi trờng axít, trung hoà hoặc
kiềm, đợc đặc trng bằng chỉ tiêu PH. Đối với sự biến cứng, môi trờng tốt nhất có
thể sẽ khác nhau ứng với loại chất liên kết khác nhau. Ví dụ gia cố đất bằng chất
ximăng pooclăng thì tốt nhất là có môi trờng kiềm (PH<5) v.v
Cũng nên chú ý rằng thành phần và tính chất của chất liên kết hoặc các chất
phản ứng hoá học khác đợc dùng khi xử lý đất sẽ có ảnh hởng lớn đến kết quả gia
cố.
2.2 Bản chất công dụng của ĐBS-06
2.2.1.Tình hình sử dụng chất gia cố ở Việt Nam
Từ năm 1995-2000 có một số loại hóa chất đã đợc đa v o Việt nam, tuy nhiên
cácloại chất n y vì nhiều lý do khác nhau đã không đ ợc phép sử dụng (về tính
năng, về môi trờng vv ). Trong các năm 2002-2003 một số công ty nớc ngo i đã
xin sử dụng chất n y ở N ớc ta nh RRP (của Đức ), chất SA44/LS40 của Mỹ vv
Dới đây xin trình b y 1 loại hóa chất đã đ ợc phép sử dụng đó l chất SA44/LS40
của Mỹ.
Chất SA44/LS40 do nh sản xuất: Dallas Roadway products (Hoa kỳ) cung cấp
đợc Bộ GTVT Hoa kỳ cho phép lu h nh từ năm 1990 đã đ ợcsử dụng trên 50 nớc
trên thế giới. SA44/LS40 đợc coi l 1 công nghệ mới sử dụng để gia cố các loại đất

l m nền đ ờng giao thông, đợc dùng để thay thế vật liệu truyền thống v ph ơng
pháp cổ điển. ở Việt Nam, đây l hoá chất đầu tiên đ ợc Bộ GTVT cho phép sử
dụng.
!
Chất SA44/LS40 đợc Bộ GTVT Việt nam cho phép sử dụng trong gia cố đất
l m đ ờng giao thông nông thôn ở Việt nam (QĐ số 724/QĐ-BGTVT ng y 25
tháng 3 năm 2004).
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
259
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Nhận xét: Cho đến nay sau 2 năm sử dụng, các công trình thử nghiệm có dùng
chất SA44/LS40 vẫn tỏ rõ u thế của nó; chất lợng khai thác, độ bền của mặt đờng
còn khá tốt, d luận của nơi sử dụng đánh giá khá cao về loại mặt đờng n y.
2.2.2.Giới thiệu về ĐBS-06
Chất ĐBS 06 l sản phẩm nghiên cứu, chế tạo của Bộ môn đ ờng Ô tô v Sân
bay- Trờng ĐHGTVT do PGS.TS. Phạm Huy Khang chủ trì.
Về tính năng, tác dụng: Chất n y t ơng đơng với các chất đã đợc phép sử
dụng nh SA44/LS40.
Nguồn gốc: đợc nghiên cứu, chiết xuất từ phế thải công nghiệp giấy, chính
vì vậy đã góp phần giải quyết tốt vấn đề môi trờng.
Về giá th nh : So với sản phẩm cùng loại giá khoảng 80 dolar/lít (của Mỹ).
Sản phẩm n y giá th nh chỉ khoảng 2- 4 dolar/lit.
a) Mô tả sản phẩm
Sản phẩm màu đen bóng đậm.
Chất phụ thêm là acid Sunfuric đậm đặc đã đợc chế biến .
Trong điều kiện nền ẩm ớt ở Việt nam, chất gia cố trên đợc trộn thêm vôi
sống, với tỷ lệ 3-4%.
b) Bản chất.

Nh chúng ta đã biết đất sét và chất hữu cơ là những hạt bé của đất, có điện tích
âm tự nhiên chung quanh chúng có một màng nớc khô, những phần tử nằm trên lớp
bề mặt có thể hút và giữ chặt các phần tử (đôi khi cả các hạt keo của những chất
khác) từ môi trờng hoặc lỗ rỗng xung quanh . Hiện tợng hút bề mặt này gọi là sự
hấp phụ. Thế nhng khi gặp nớc trở lại, chúng nhão ra phá vỡ công trình. Mùa nắng,
đờng khô rắn nên đi đợc . Mùa ma hoá lầy lội, khó đi. ở đâu với công trình nào sự
việc này đều xảy ra nh vậy.
Trong mục đích xử lý các việc nêu ra trên đây, khi sử dụng chất ĐBS-06, ngời ta
pha trộn hai chất với nhau theo một tỷ lệ xác định ta có một hợp chất là một dung
dịch acid tạo ra Ligno-Sunlfonati có hoạt tính cao.
Tác dụng của Acid sunfuric (H
2
SO
4
)
Nh ta đã biết đa số các hạt đất ở trạng thái tự nhiên mang điện tích âm. Có thể
giải thích đó là do trên bề mặt đất có những anion bị hút vào mạng lới tinh thể đất.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
260
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Do các hạt (lõi keo) có điện tích âm nên nó đợc bao bọc bởi các lớp cation.Hạt có
điện tích âm (anion) và những hạt địên tích dơng (cation) bao bọc xung quanh nó
sẽ tạo nên lớp điện tích kép. Điện tích của các hạt càng lớn thì hệ keo càng ổn định.
Hệ keo chỉ bị phá hoại khi các hạt mất điện tích và trở nên trung hoà, các màng nớc
xung quanh chúng bị phá hoại, các hạt bị kết tủa và tách rời khỏi dung dịch. Quá
trình mất điện tích và kết tủa các hạt đợc gọi là keo tụ.
Do những đặc tính nh trên ngời ta dùng acid H
2

SO
4
để tạo ra các ion SO
4
2 -
và
do một trong những đặc điểm quan trọng nhất của đất có chứa các hạt nhỏ phân tán
là có thể hút các chất khác trong dung dịch xung quanh đến bề mặt của nó nên
những ion SO
4
-2
sẽ bị hút đến bề mặt các hạt keo làm cho các hạt mất điện tích và
xảy ra quá trình keo tụ.
Ngoài ra nó có nhiệm vụ tạo ra môi trờng acid (PH<5) thuận tiện cho sự ổn
định của DBS -06. Tạo sự ổn định bằng cách hoá bông (floculation) các hạt chất
mịn. Sự hoá bông tạo điều kiện môi trờng trao đổi ion của Ca, Mg, và Si chứa trong
đất và trong DBS-06. Sự kết bông càng cao thì sự hoá cứng càng tốt
Tác dụng của ĐBS-06
ĐBS-06 có hoạt tính cao sẽ tạo ra các các cation hữu cơ nối kết các hạt bé (đất
sét + hữu cơ) của đất thành một nền cứng bằng cơ chế Pôlime hoá.
Do vậy hợp chất ĐBS-06 có tác dụng chống lại sự trơng nở của thành phần sét,
hút Anion vô cơ vào làm cho đất hoá cứng và liên kết với nhau thành một khối
đồng nhất. Thí nghiệm cho thấy khi không có vôi ,chỉ sử dụng độc nhất dung dịch,
đất sẽ rả trớc 7 ngày, hoá mềm trở lại trớc 14 ngày và hoá cứng vĩnh viễn sau 28
ngày.
Tác dụng của gia cố vôi.
Khi gia cố với vôi đất sẽ hình thành cấu trúc kết tinh là loại có cờng độ và tính
ổn định nớc cao nhất. Nó xuất hiện do sự ghép liền các tinh thể của pha rắn mới
phát sinh trong các dung dịch bão hoà .Cấu trúc kết tinh là tốt nhất vì nó phát triển
trên cơ sở cấu trúc keo tụ nhờ hoà tan vào nớc thành phần pha rắn vốn có từ trớc

nhờ xuất hiện dung dịch bão hoà đối với những chất thuỷ hoá mới và cũng nhờ sự
kết tinh các chất thuỷ hoá của dung dịch dới dạng những mầm kết tinh kết hợp lại
với nhau trong quá trình phát triển. Chất phụ gia vôi (cả loại tôi và cha tôi) là chất
liên kết biến cứng trong không khí, nhng khi biến cứng trong nớc cũng vẫn đảm
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
261
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
bảo cho mẫu có cờng độ và tính ổn định nớc cao .Vôi là chất làm tăng hiệu quả của
hỗn hợp DBS-06, nó tăng độ dẻo cho vật liệu, làm giảm độ dày của sét trơng nở.
Khi trộn vôi với đất sẽ xảy ra quá trình lí hoá, hoá học và vật lí.Các quá trình sẽ
xảy ra đồng thời. Với thành phần chủ yếu là CaO, vôi sẽ hấp thụ nớc để tạo thành
vữa vôi.
CaO + H
2
O = Ca(OH)
2
Trong không khí vữa vôi rắn chắc sẽ xảy ra 2 quá trình chính:
Sự mất nớc của vữa làm cho Ca(OH)
2
chuyển từ trạng thái keo sang ngng
keo và kết tinh, các tinh thể xích lại gần nhau rồi liên kết với nhau, cácbonát
hoá vôi dới tác dụng của không khí:
Ca(OH)
2
+ CO
2
= CaCO
3

+ H
2
O
CaCO3 hình thành xen kẽ với các tinh thể Ca(OH)
2
làm cho đất rắn chắc
không bị tan rã.
Ngoài ra còn có phản ứng Silicat hoá:
Ca(OH)
2
+ SiO
2
= CaO.mSiO
2
.pH
2
O
Sau khi trộn đều đất với vôi, pha dung dịch DBS-06 đúng tỉ lệ rồi trộn đều với
độ ẩm thích hợp.
Nh đã trình bày ở trên chất axit sunfuric đậm đặc có tác dụng hoá bông các hạt
mịn tạo ra một môi trờng thích hợp cho việc trao đổi ion trong đất. Ngoài ra ta dễ
dàng nhận thấy chất ĐBS-06 còn làm cho việc cứng chắc của đất xảy ra nhanh hơn
bằng viêc giải phóng khí CO2 và tạo ra muối làm tăng thể tích CaSO
4
.2H
2
O
H
2
SO

4
+ CaCO
3
= CaSO
4
+ H
2
O + CO
2
H
2
SO
4
+ Ca(OH)
2
= CaSO
4
.2H
2
O
Trong thành phần của đất sét bao gồm chủ yếu là chất Kaolinit có công thức
Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O, trong đất sét trơng nở mạnh thì chất Monmoriolit có rất nhiều

2MgO.Al
2
O
3
.4SiO
2
.nH
2
O chất này khi gặp nớc nở mạnh, thể tích tăng tới 20 lần,
ngoài ra trong thành phần đất sét còn tồn tại rất nhiều các ion nh Na+, Ca++, Mg+
+,
Do vậy nên khi trộn với vôi và có hợp chất DBS-06 thì sẽ hình thành nên
những chất không tan có thể tích lớn nh CaO.Al
2
O
3
.3 CaSO
4
.32H
2
O, CaCO
3
,
CaO.Fe
2
O
3
.nH
2
O, và các cation còn lại.

Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
262
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Tới đây về cơ bản đã hình thành nên kết tinh kiểu tổ ong kép.Khi thêm vôi vào
đất trớc khi pha dung dịch DBS-06 pha loãng vào đất, độ chịu tải tăng lên từ 25%-
30% tuỳ loại đất thô hay mịn.
2.3 Công nghệ sản xuất ĐBS-06

2.4 Các loại đất áp dụng
Ngoài việc áp dụng để gia cố đất nhằm làm tăng cờng độ cho các loại đất thông
thờng, ĐBS-06 còn dùng để gia cố các loại đất yếu sau:
Đất phong hoá
Đất gồm có hai thành phần:
- Hạt gồm có cát (30-50%), bùn (20-40%) và sét (10-30%)
- Thành phần khoáng vật sét: Chỉ có Kaolinít và Mica:
Thung lũng phù sa
Thành phần hạt gồm có :
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
263
"#$ %&'&
()*' %&+&
,&- ./'
"0)1
2'$)*'345
ĐBS-06
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT

- Cát : 50-70%
- Bùn : 20-40%
- Sét : 10-20%
Thành phần khoáng vật chỉ có Kaolinít và mica,rất ít co ngót, khó rã trong nớc
2.5 Liều l ợng pha chế
Quá trình thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trờng đã dùng tỉ lệ nh sau:
+ Tỉ lệ ĐBS-06/ H
2
SO
4
= 1/5.
+ Tỉ lệ dung dịch hoá chất (ĐBS-06 + acid) pha với nớc: 1/100.
+ Tỉ lệ vôi sống nghiền nhỏ là 4%.
+ Tỉ lệ: 1 lít ĐBS-06 dùng cho 4m
3
đất.
Bên cạnh đó, tuỳ theo loại đất, thành phần hạt mà ta có thể thay đổi tỉ lệ chất
gia cố để đạt hiệu quả gia cố tốt nhất.
Tuỳ theo độ ẩm thực tế của đất để xác định lợng nớc cần bổ sung thêm vào
đất để hỗn hợp đất gia cố đạt độ ẩm tối u nhằm đạt hiệu quả lu lèn tốt nhất.
2.6 Quy trình công nghệ làm đ ờng bằng chất ĐBS-06
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
264
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Vấn đề cơ bản trong thi công l quá trình trộn đất, vôi sống và ĐBS-06.
Công nghệ n y ho n to n có thể áp dụng từ thủ công (các máy phay, bừa) đến các
máy rải trộn hiện đại. Ho n to n phù hợp với các vùng nông thôn, miền núi cũng
nh thiết kế cho các công trình quan trọng.

Các bớc trong công nghệ thi công nh sau:
B ớc 1 : Lấy mẫu tại hiện trờng để xác định thành phần, kích thớc hạt, chủng
loại đất, độ ẩm, tính chất lý hoá. Trên cơ sở đó xác định tỉ lệ sử dụng ĐBS-06, tỉ lệ
axít Sunfuric, tỉ lệ vôi và tỉ lệ nớc.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
265
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 2 : Thu dọn mặt bằng, đào đất tạo khuôn đờng rồi lu lèn chặt nền đờng
hiện trạng.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
266
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 3 : Đổ đất tại chỗ vào khuôn đờng, cày xới đất hiện hữu và làm tơi nhỏ
đất bằng máy phay xới hoặc máy bừa.

Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
267
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 4 : Rải vôi sống nghiền nhỏ chế biến sẵn theo tỉ lệ xác định, cày xới trộn
đều đất nhiều lần cho đến khi hỗn hợp đất và vôi cùng một màu. Sau đó ủ hỗn hợp
đất- vôi khoảng 12h để hỗn hợp phản ứng với nhau hoàn toàn.

Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
268

trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 5 : Pha ĐBS-06, axít và nớc theo tỉ lệ đã định.
- Tới đều dung dịch hoá chất vào hỗn hợp đất- vôi.
- Cày xới trộn đều hoá chất với đất nhiều lần, sau đó san gạt tạo mui luyện.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
269
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 6 : Lu lèn hỗn hợp đất gia cố:
- Đầu tiên sử dụng lu nhẹ lu từ lề vào tim đờng (4-6 lợt/ điểm). Sau đó dùng lu
nặng bánh cứng lu theo hớng nh trên, vệt lu sau đè lên vệt lu trớc 20cm, số lần lu 8-
12 lợt/ điểm.
- Lu nhiều lần cho tới khi bánh lu chạy qua không để lại vết hằn trên đờng là
đợc.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
270
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 7 : Ghim đá tạo chân dính bám.
Lu xong,dùng đá 1x2 ghim tạo chân dính bám. Ra đá bằng thủ công, cố gắng
rải đều định lợng quy định 10 lít/m
2
rồi dùng lu nhẹ lu ấn đá xuống mặt làn gia cố.
Kiểm tra bằng mắt để kịp thời bổ sung trong quá trình lu những diện tích còn thiếu,
rắc cha đều.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43

271
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 8 : Bảo dỡng mặt đờng gia cố.
Đất gia cố xong bớc 7 đợc dỡng ẩm trong quá trình hình thành cờng độ 7 ngày
tuổi. Phơng pháp đơn giản nhất là phun tới nớc mỗi ngày .Tuy nhiên để đảm bảo
giao thông đi lại đối với đờng giao thông nông thôn, chọn cách bảo dỡng nh sau:
- Phun nhũ tơng nhựa đờng CRS-1 tiêu chuẩn 1kg/cm
2
.
- Phủ đá mi sàng chống dính cho phơng tiện giao thông đi lại.
- Dùng lu nhẹ lu là mặt đá mi.
- Yêu cầu tốc độ vận hành của xe ôtô và xe gắn máy V 25 km/h.

Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
272
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
B ớc 9 : Láng mặt nhũ tơng nhựa đờng.
Thời gian cho phép láng mặt NTNĐ khi làn gia cố vôi đạt 10ữ14 ngày tuổi .
Nếu dây chuyền công nghệ đợc chuẩn bị kỹ, có thể tiến hành láng mặt NTNĐ
ngay sau bớc phun nhũ tơng bảo dỡng.
Quy trình láng sử dụng thiết bị chuyên dùng bơm phun 3 lợt NTNĐ chứa trong
thùng phi kết hợp ra đá và dùng lu 10 tấn lu chặt.

B ớc 10 : Bảo dỡng mặt đờng .
Mặt đờng láng xong cho phép thông xe đợc theo dõi bảo dỡng liên tục trong
4ữ5 ngày dới hình thức cho lu nhẹ chạy chậm theo hớng từ lề vào tim đờng khi

nhiệt độ trong ngày đang cao. Kết quả bảo dỡng có ý nghĩa làm ổn định thêm lớp
mặt và tạo điều kiện cho mặt đờng lên NTNĐ đồng đều.
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
273
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
2.7 Phạm vi triển vọng áp dụng
Nếu dùng ĐBS-06 để gia cố đất l m đ ờng giao thông nông thôn, loại mặt đ-
ờng n y chiếm một tỷ lệ khá lớn, với 500 huyện khoảng 700 xã với h ng trăm
nghìn km đờng giao thông nông thôn.
Hình 1: Mạng lới đờng bộ Việt Nam
Trong khả năng áp dụng chất DBS-06, chúng ta cũng có thể dùng l m lớp
trên của nền đờng, l m móng cho các đ ờng cấp cao A1, A2.
L m lớp có chức năng đặc biệt cho mặt đ ờng cấp cao.
Dùng để gia cố lề đờng, bảo vệ mặt đờng, gia cố mái ta luy, chống xói mòn
mái ta luy.
Dùng l m lớp lót cho hè phố, dải phân cách.
Tuy nhiên nếu nhập từ nớc ngo i về v nhiều lý do khác nhau, giá th nh của
loại mặt đờng l m bằng chất n y quá cao (lớp móng t ơng đơng bằng giá th nh của
đá dăm tiêu chuẩn) do vậy chỉ áp dụng ở những vùng thiếu đá dăm. Một hớng khả
thi đang đợc triển khai sẽ mở ra khả năng áp dụng rộng rãi chất gia cố đất l tìm
nguồn vật liệu trong nớc, chất DBS - 06 l kết quả của một nghiên cứu nh vậy.
Chất anilin đợc điều chế từ sản phẩm cuối cùng, sau khi đã thanh lọc của bã giấy
(rất sẵn tại các nh máy giấy).
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
274
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa c ông tr ình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT

2.8 Tiêu chuẩn kỹ thuật đạt đ ợc
2.8.1. Các tiêu chuẩn kỹ thuật đạt đ ợc
- Gia cố lớp móng trên nền đờng có độ dày 15cm đảm bảo cho xe có trọng tải
<10T lu thông.(Đờng giao thông nông thôn)
Nếu gia cố dày hơn từ 20-30 cm hoặc gia cố nhiều lớp trên 30cm có thể đảm bảo
cho các xe có trọng tải > 30T lu thông.(Đờng giao thông quốc gia)
- Moduyn đàn hồi tổng thể của nền đờng đã gia cố tăng gấp 3-4 lần so với nền đ-
ờng tại chỗ chỉ gia cố cơ học.
- Đối với nền đờng đất yếu: E

400 KG/cm
2
- Đối với nền đờng bình thờng: E

900 KG/cm
2
2.8.2. Các tiêu chuẩn khác
- Nền đờng ổn định, không bị thấm nớc mao dẫn
- Độ bền cuả nền đờng đợc gia cố đảm bảo hàng chục năm.
- ít phải duy tu bảo dỡng.
2.9 Hiệu quả kinh tế- kỹ thuật
Đây l sản phẩm đ ợc chế tạo bằng vật liệu sẵn có trong nớc, đạt đợc các yêu
cầu kỹ thuật dùng gia cố vật liệu đất l m móng v mặt đ ờng ô tô cũng nh các công
dụng khác.
Loại vật liệu n y có những u thế đặc biệt về giá th nh , do vậy sẽ l một
điều kiện thuận lợi áp dụng cho các nơi thiếu đá(các vùng đồng bằng, châu thổ),
dùng trong duy tu bảo dỡng đờng ô tô, hoặc trong điều kiện kinh phí hạn hẹp. Sản
phẩm cũng góp phần bảo vệ môi trờng, một thứ không thể tính bằng tiền.
Những u điểm của công nghệ thi công đờng giao thông bằng ĐBS-06
Chỉ sử dụng đất tại chỗ (không cần đá,cát) để làm lớp móng và làm mặt đ-

ờng giao thông
Đặc biệt với việc thích hợp thi công các đờng giao thông trên nền đất yếu
,các khu công nghiệp, bến cảng.
Thi công nhanh, gọn: Một ca máy(cày, xới, san, tới, lu) và 6 công nhân phụ
có thể làm 1km trong 1 ngày.
Thi công đợc ngay cả điều kiện ẩm
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
275