BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ GIA cố vật LIỆU hạt rời

BÀI GIẢNG: CÔNG NGHỆ GIA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
1 BỘ MÔN DƯỜNG BỘ
BÀI GIẢNG: CÔNG NGHỆ GIA CỐ
VẬT LIỆU HẠT RỜI
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
A- PHẦN MỞ ĐẦU 3
A.l. Định nghĩa vật liệu rời: 3
A.2. Định nghĩa về gia cố vật liệu rời 4
A.3. Phạm vi nghiên cứu của môn học: 4
A.4. Tầm quan trọng của gia cố vật liệu rời trong xây dựng giao thông 5
CHƯƠNG I: GIA CỐ ĐẤT TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG 15
1.1.2.Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất 17
1.1.2.1.Đối với đất rời 17
1.1.2.2.Đối với đất dính 21
1.1.4.Chỉ số CBR (California Bearing Ratio) 26
1.1.6.Phạm vi sử dụng của các loại đất đắp nền đường 29
1.2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIA CỐ ĐẤT 1.2.1. Đất là một hệ phân tán và là vật liệu xây dựng tại chỗ 31
1.2.4.Đặc điểm thiết kế thành phần hỗn hợp đất gia cố 28
1.3.CÔNG NGHỆ GIA CỐ ĐẤT LÀM ĐƯỜNG Ô TÔ 30
1.3.1.Công nghệ gia cố đất bằng xi măng 43
1.3.2.Công nghẹ gia cố đất bằng vôi 49
CHƯƠNG 2: ĐẤT GIA CỐ CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ 62
1.4.ĐẤ T GIA CỐ NHŨ TƯƠNG BI TUM (CHẤ T KẾT DÍNH HỮU CƠ) 62
BÀI GẢNG: CÔNG NGHỆ GIA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
2 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
2 - Phạm vi ứng dụng 63
§2.2. YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐẤT VÀ CHẤT LIÊN KÉT 63
Đất gia cố bi tum I - Các phương pháp và đặc điểm gia cố đất bằng bi tum - Phạm vi ứng dụng 68
II- Yêu cầu vật liệu 69

1.4.1.Lý thuyết đất gia cố chất liên kết hữu cơ. (Bản chất sự hình thành cường độ của đất gia cố chất kết dính hữu cơ) 84
1.4.2.Thi công mặt, móng đường đất gia cố nhũ tương bi tum 73
1.5.MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ ĐẤT PHI TRUYỀN THÕNG 74
1.5.1.Phối hợp gia cố đất bằng xi măng/ vôi với tro bay 74
1.5.2.Đất gia cố xi măng và nhũ tương nhựa đường 74
1.5.3.Gia cố đất sử dụng phụ gia đặc biệt 74
III/. CÁC BƯỚC THI CÔNG : 82
IV/. KHUYÉN CÁO : 85
V/. QUY TRÌNH NGHIỆM THU: 85
CHƯƠNG 2: GIA CỐ CÁT HẠT NHỎ (CÁT DI ĐỘNG) 85
2.2.GIA CÓ CÁT HẠT MỊN BẰNG CHẤT LIÊN KẾT VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ 89
2.3.GIA CO BÂNG KEO TỔNG HỢP 75
2.4.GIA CO CÁT SÔNG HỒNG 81
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CBR CỦA CÁT GIA cố vôi, XI MÃNG Tỉ lê: 0%V+6%XM 119
CHƯƠNG III: MẶT ĐƯỜNG LÀM BẰNG VẬT LIỆU ĐÁ GIA CỐ XI MĂNG 84
3.1.KHÁI NIỆM 84
3.2.ĐÁ DĂM VÀ CẤP PHỔI ĐÁ DĂM 85
3.2.1.Cấp phối đá dăm 85
3.2.1.1.Nguyên lý hình thành cấp phối đá dăm 85
3.2.1.2.Cấp phối đá dăm được dùng trong xây dựng đường ô tô ở Việt Nam 92
3.3.CẤP PHÓÍ ĐÁ DĂM GIA CÓ XI MĂNG 95
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆ GlA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
3 BỘ MÔNDƯỜNG BỘ
3.3.1.1.Quá trình thủy hóa 95
3.3.I.2.Quá trình răn chăc của xi măng 96
3.3.4. Yêu cầu vật liệu dùng để gia cố 99
3.3.4.1.Yêu cầu về cấp phối đá: 99
3.3.4.2.Yêu cầu về xi măng: 100
3.3.4.3.Yêu cầu đối với nước: 100
3.3.5.I.Công tác chuẩn bị: 100

3.3.5.2.Công tác trộn hỗn hợp cấp phối đá - xi măng: 101
3.3.5.3. Công tác san rải hỗn hợp cấp phối đá - xi măng: 102
3.3.5.4.Công tác đầm lèn hỗn hợp cấp phối đá - xi măng: 102
.3.5.5. Yêu cầu thi công tại các mối nối: 103
3.3.5.6. Bảo dưỡng lớp cấp phối đá gia cố xi măng: 103
3.3.6. Kiểm tra, nghiệm thu lớp cấp phối đá gia cố xi măng 103
3.3.6.1.Kiểm tra vật liêu trước khi trọn: 103
3.3.6.2.Kiểm tra trong khi thi công: 104
3.3.6.3.Kiểm tra để nghiệm thu: 105
4.1. ĐÁ DẦM GIA CỐ NHỰA THEO PHƯƠNG PHÁP TRỘN 105
4.1.1.Khái niệm chung 105
4.1.2.Phân loại 106
4.3.3.Mặt, móng đường hỗn hợp đá đen sử dụng nhựa pha dầu Qui trình 22 TCN 21 - 84 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO 113
A- PHẦN MỞ ĐẦU
A.l. Định nghĩa vật liệu rời:
Vật liệu rời là các vật liệu dạng hạt không có tính dính hoặc tính dính rất nhỏ. Tính dính này bi
mất đi dưới một tác động nhất đinh, ví dụ ngâm trong nước.
BÀI GẢNG: CÔNG NGHỆ GIA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
4 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
Vật liệu rời có một tên chung là đất (đất xây dựng). Tuỳ theo thành phần hạt chứa trong vật liệu
rời mà chúng có các tên khác nhau: đất cát, đất sét, đất á cát, đất á sét, đất lẫn đá (cấp phối đồi), cuội
sỏi (cấp phối suối), đá dăm (vật liệu hạt nghiền ra từ đá thiên nhiên hoặc nhân tạo dạng khối), cấp
phối đá dăm (hỗn hợp đá dăm theo một tỷ lệ thành phần các cơ hạt nhất đinh)
A.2. Định nghĩa về gia cố vật liệu rời
Gia cố vật liệu rời là sử dụng một tác động nhất đinh nhằm thay đổi hoặc giữ lâu dài một tính chất
nhất đinh của vật liệu rời phù hợp (có lợi) cho mục tiêu sử dụng.
Biện pháp tác động để gia cố vật liệu rời rất phong phú:
- Các tác động vật lý: thay đổi thành phần hạt, cấp phối hạt;

- Các tác động cơ học: ví dụ đầm nén;
- Các tác động nhiệt: biến đất thành gạch, thành gốm;
- Các tác động hoá học: sử dụng chất liên kết vô cơ (vôi, xi măng, xỉ lò cao , sử
dụng chất liên kết hữu cơ: các loại nhựa đường, các hợp chất chuyên dụng
khác);
- Các tác động điện: dùng dòng điện phá vơ liên kết phân tử của nước với hạt sét để
giải phóng nước làm tăng độ chặt của đất;
- Các tác động đồng thời của nhiều nhân tố: cơ -lý; cơ - hoá; lý - hoá; điện - hoá.
A.3. Phạm vi nghiên cứu của môn học:
Các vật liệu như bê tông asphalt hay bê tông xi măng, bê tông xi măng cường độ cao. xét về bản
chất cũng được tạo nên bởi một loạt quá trình gia cố vật liệu rời. Tuy nhiên, sau những tương tác ấy
bản chất của vật liệu rời mất đi nên chúng không thuộc phạm vi nghiên cứu của môn học này do tính
đặc thù của nó.
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆ GlA CÔ VẬT LIỆU HẠT RỜI
5 BỘ MÔNDƯỜNG BỘ
Vật liệu đất, cát, cuội sỏi và vật liệu đá gia cố sử dụng làm lớp trên cùng của nền đường, móng
trên và móng dưới cho mặt đường cấp cao hay dùng làm lớp móng, lớp mặt cho mặt đường cấp thấp
là đối tượng được môn học đặc biệt quan tâm.
Biện pháp gia cố vật liệu rời rất đa dạng và phong phú. Đơn giản nhất nhất là cải tạo thành phần
hạt, thay đổi tỷ lệ cấp phối nhằm tăng độ chặt, giảm tính nén lún của vật liệu rời. Các biện pháp sử
dụng tác nhân gia cố là các chất dính kết đạt được kết quả khả quan và tin tưởng hơn. Các biện pháp
gia cố vật liệu rời bằng xi măng, vôi, nhựa đường thích hợp với mục tiêu làm đường nên được sử
dụng rộng rãi nhất trong thực tế. Máy móc thi công phần lớn cũng phát triển theo hướng này. Bởi
vậy chúng ta sẽ tập trung nghiên cứu các biện pháp gia cố này để đáp ứng nhanh và có hiệu quả yêu
cầu của thực tế.
A.4. Tầm quan trọng của gia cố vật liệu rời trong xây dựng giao thông
A.4.1. Vật liệu rời và vật liệu rời gia co được sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng đường ô tô
a) Sử dụng trong xây dựng nền đường:
Nền đường ô tô, nền đường sắt được đinh nghĩa là một công trình làm bằng đất (theo khái niệm
rộng rãi ở trên: bằng vật liệu rời). Để đảm bảo cho nền đường và mặt đường cũng như các công trình

xây dựng trên nền đường được bền vững lâu dài dưới tác động của các nhân tố môi trường ngoài và
tác động của xe cộ đi lại đất làm nền đường phải thoả mãn những yêu cầu nhất đinh, ví dụ: khả năng
chiu lực, thành phần hạt, độ chặt, độ ẩm, chỉ số dẻo, độ trương nở .khi một trong những yêu cầu ấy
không thoả mãn thì sử dụng biện pháp gia cố đất để làm nền đường.
b) Sử dụng trong xây dựng áo đường (mặt đường):
- Làm lớp đáy áo đường cho áo đường cấp cao có thể sử dụng đất chọn lọc (cấp phối đồi) có
CBR>10 (12), mô đun đàn hồi > 50Mpa hoặc đất (cát) gia cố vôi, xi măng, nhựa đường, xỉ
lò cao.
- Làm lớp móng : Mặt đường cấp cao sử dụng cấp phối đá dăm loại 1, loại 2, đất gia cố làm
lớp móng dưới. Lớp móng trên mặt đường cấp cao phải sử dụng vật liệu rời gia cố để đảm
bảo tuổi thọ cao của mặt đường. Có thể là cấp phối đá dăm gia cố nhựa, cấp phối đá dăm gia
cố xi măng, đá dăm đồng kích cơ gia cố nhựa, gia cố xi măng, cát hạt to, cuội sỏi gia cố xi
măng. Mặt đường cấp thấp, vật liệu rời và vật liệu rời gia cố có thể sử dụng làm lớp móng
trên hoặc lớp mặt.
BÀI GIẢNG: cÔNG NGHỆ GIA cổ VẬT LIỆU HẠT rỜI
6 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
c) Khối lượng sử dụng rất lớn
- Các công trình lớn của đất nước cần một khối lượng vật liệu rời và vật liệu rời gia cố rất lớn.
Ví dụ đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng dài 105km cần khoảng 40 triệu m
3
đất đắp nền,
khoảng 5 triệu m
3
đá dăm, cấp phối đá dăm làm mặt đường, 3 triệu m
3
cát hạt thô để gia cố
nền đất yếu. Theo thống kê hiện nay, tình hình khan hiếm vật liệu làm đường có ảnh hưởng
rất lớn đến tiến độ thi công các công trình xây dựng đường. Ví dụ: Tuyến đường Dương
Đông - Cửa Cạn, Dương Đông - Cửa Lấp trên huyện đảo Phú Quốc (Kiên Giang) đang thi

công chậm tiến độ một phần do thiếu sỏi đỏ phục vụ thi công, các công trình giao thông trên
đảo Phú Quốc khoảng 2,9 triệu m3. Tuy nhiên các mỏ nói trên chỉ đáp ứng khoảng 2,ổ triệu
m3. Tại khu vực Đà Nang, trữ lượng đất dùng đắp còn lại rất ít và đặc biệt thường chỉ có một
lớp phía trên là đạt yêu cầu. Khi bóc xuống cơ 2-3m đều gặp đất có hàm lượng hạt sét cao
nên các chỉ tiêu cơ lý như chỉ số dẻo, thành phần hạt, CBR đều bất lợi. Nguồn đất tốt nhất
còn lại ởĐàNang tập trung trong khu Công nghiệp Hòa Cầm, nhưng giờ đã có chủ
trương không cho đem ra ngoài, chỉ sử dụng làm vật liệu đắp cho các dự án trong Khu CN
này. Đất ở Quảng Nam thì phong phú hơn nhiều và thường rất tốt cho công tác đắp, nhưng
vướng về cự ly phân bố. Có những vùng ven biển như Duy Xuyên lm3 đất đắp từ Quế Sơn
chở về đến công trình có giá lên đến 120.000 VND. Do đó việc xem xét sử dụng các nguồn
vật liệu tại chỗ để làm đường là một nhu cầu rất cấp bách. Muốn sử dụng vật liệu tại chỗ,
biện pháp có hiệu quả nhất là gia cố vật liệu rời. Ví dụ dùng cát hạt nhỏ gia cố xi măng làm
lớp đáy áo đường sẽ tránh được không phải mang hàng triệu m3 cấp phối đồi từ xa hàng
trăm km về công trường. Biện pháp này vừa đảm bảo tiến độ vừa tiết kiệm được nhiều tiền.
A.4.2. Sử dụng vật liệu rời và vật liệu rời gia co trong xây dựng đường ô tô có hiệu quả về nhiều
mặt
a) Hiệu quả kỹ thuật
Nền đường và móng đường bằng vật liệu rời và vật liệu rời gia cố có ảnh hưởng quyết đinh đến
cường độ và tuổi thọ của áo đường và toàn bộ công trình đường. Quan điểm này chi phối các tiêu
chuẩn thiết kế và xây dựng đường hiện đại.
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆ GlA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
7 BỘ MÔNDƯỜNG BỘ
Trong tiêu chuẩn TCN 211-06 : Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm, đặt ra yêu cầu rất cao đối với
đất đắp nền đường nhằm mục đích nói trên. Đồng thời rất mong muốn sử dụng vật liệu rời gia cố
làm lớp móng trên đối với áo đường cấp cao.
Đối chiếu kết cấu áo đường được xây dựng của nước ta và nước ngoài có thể thấy rằng việc đặt
ra yêu cầu cao với nền đường, đặc biệt là yêu cầu cao đối với lớp đáy áo đường và sử dụng vật liệu
rời gia cố chất liên kết là những thay đổi rất lớn trong xây dựng mặt đường hiện nay. Sự thay đổi
này góp phần làm tăng tuổi thọ của áo đường, đảm bảo độ bằng phang lâu dài cho áo đường cấp cao.
b) Hiệu quả kinh tế

Xét về tổng thể, đối với áo đường cấp cao, nhiều xe chạy, việc nâng cao yêu cầu đối với nền
đường và sử dụng vật liệu rời gia cố sẽ có lợi về kinh tế do tăng được thời gian sử dụng áo đường
(có thể là gấp đôi: cùng loại mặt đường, nước ngoài dùng được 10-12 năm, nước ta 5-6 năm).
Để đạt được hiệu quả kinh tế tốt hơn cần đặc biệt lưu ý sử dụng vật liệu đia phương không đạt
chuẩn gia cố để có được vật liệu thích hợp.
Ví dụ dùng cát hạt nhỏ có trên khắp các sông đồng bằng Bắc bộ, Nam bộ gia cố xi măng làm lớp
đáy áo đường thay cho đất cấp phối đồi phải vận chuyển từ xa đến. Chi phí vận chuyển đất trong
trường hợp này lớn hơn tiền phải bỏ ra mua xi măng.
c) Bảo vệ mạng đường hiện có
Khối lượng vật liệu phải chuyên chở để xây dựng nền đường áo đường rất lớn. Đối với các công
trình lớn lượng vận chuyển có thể lên đến hàng trăm triệu tấn. Nhu cầu sử dụng xe trọng tải lớn để
vận chuyển là rất cao. Mạng lưới đường đia phương bi phá hoại rất nhanh. Khôi phục lại các con
đường này sau thi công rất tốn kém. Vì vậy càng giảm được lượng vật liệu từ xa đến, mạng lưới
đường hiện có càng được bảo vệ.
d) Hiệu quả giảm thiểu tác động đến môi trường
Đây là một yêu cầu rất cấp bách hiện nay. Cần phải mở rộng phạm vi sử dụng của các vật liệu đia
phương để tránh cho một nguồn tài nguyên bi khai thác cạn kiệt, tránh cho ruộng vườn thành ao, hồ,
đồi núi bi san bằng hay đào bới nham nhở. Ví dụ nếu có thể dùng cát khi nạo vét kênh mương khu
vực Hải Phòng, Hưng Yên, Hải Dương, Hà Nội để đắp nền đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng (cần
hàng chục triệu mét khối) sẽ rất có lợi.
BÀI GIẢNG: CÔNGNGHỆGIA cổ VẬTLIỆUHẠTQỜI
8 BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆ GlA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
A.5 - Các đặc trưng về cường độ và độ biến dạng của đất và vật liệu hạt gia cố
A.5.1. Các đặc trưng cường độ
Vì đất và vật liệu hạt sau khi gia cố với các chất liên kết đều trở thành vật liệu gia cố làm các lớp
kết cấu áo đường, vật liệu đất sau khi gia cố có phù hợp với yêu cầu chiu tải bánh xe truyền xuống hay
không thông thường người ta sử dụng các đặc trưng cường độ chiu nén, cường độ chiu kéo trực tiếp
(hoặc gián tiếp) hay chiu kéo uốn các của các mẫu vật liệu gia cố được đem thử nghiệm ở trạng thái
khô hoặc bão hoà nước và ở một tuổi mẫu nào đó (7, 28, 90 ngày.) Riêng với các loại đất gia cố nhựa

lỏng có cấu trúc keo tụ, còn có thể sử dụng đặc trưng cường độ chống cắt để đánh giá khả năng ổn đinh
của chúng khi làm việc ở nhiệt độ cao.
a) Cường độ chịu nén
Để đánh giá cường độ chiu nén của vật liệu gia cố chất liên kết người ta thường dùng thử
nghiệm nén một trục nở hông tự do với tiết diện truyền tải bằng tiết diện ngang của mẫu.
Các tiêu chuẩn ngành ở nước ta quy đinh sử dụng các loại hình mẫu đất hoặc vật liệu hạt gia cố
được chế bi ở độ ẩm tốt nhất và dung trọng khô lớn nhất hoặc dung trọng khô yêu cầu tương ứng với
công đầm nén tiêu chuẩn hoặc cải tiến hoặc được chế bi dưới áp lực tĩnh 100150 daN/cm
2
trong thời
gian 3 phút đối với đất gia cố chất liên kết vô cơ hoặc 300daN/cm
2
với đất gia cố nhựa lỏng với kích
thước mẫu như sau:
- Mẫu hình trụ tròn có đường kính 152 mm, cao 117mm cho vật liệu hạt có kích cơ hạt lớn như
cấp phối đá dăm (sỏi cuội) gia cố xi măng; còn với các loại đất và vật liệu có kích cơ hạt lớn nhất
dưới 5mm thì có thể dùng mẫu hình trụ có đường kính 5cm và chiều cao 5cm (cả cho các loại đất
gia cố liên kết vô cơ và hữu cơ).
- Theo tiêu chuẩn Anh thì mẫu chuẩn có hình dạng lập phương với kích thước mỗi cạnh
150mm dùng cho đất và vật liệu hạt gia cố chất liên kết vô cơ; còn đối với đất gia cố nhựa lỏng thì
lại dùng mẫu hình trụ và đánh giá bằng thử nghiệm Mácsan như với bê tông nhựa. Trong trường hợp
không tiện chế bi mẫu lập phương, tiêu chuẩn Anh cho phép sử dụng các mẫu hình trụ tròn nhưng
kết quả nén phải được thay đổi về mẫu chuẩn lập phương với các hệ số quy đổi thuỳ thuộc kích
thước mẫu trụ tròn như ở bảng A1-1.
Bảng Al-1: Hệ số quy đổi kết quả nén các mẫu hình trụ tròn về mẫu chuan hình lập phương
của Anh
9 BỘMÔNDƯỜNGBỘ
- Ở CHLB Nga sử dụng các mẫu trụ tròn có đường kính và chiều cao là 50 x 50mm cho vật liệu
cỡ hạt lớn nhất D = 5mm, là 100x100mm cho trường hợp D = 25mm và 150 x 150mm cho trường
hợp D = 40mm.

Đối với các vật liệu liên kết vô cơ, trước khi nén mẫu phải bảo dưỡng ẩm (ủ mạt cưa vào gần
đến tuổi nén mẫu) phải ngẫm mẫu trong nước tĩnh 2-3 ngày đêm (mẫu lớn 3 ngày đêm), trong đó
ngày đầu chỉ cho ngập nước 1/3 chiều cao mẫu. Mẫu được nén đúng tuổi mẫu quy định (7, 14 hoặc
28 ngày) với tốc độ piston nén 3mm/phút hoặc (6±1) daN/cm
2
.sec
Đối với vật liệu gia cố nhựa lỏng, quy định thử nghiệm mẫu được thực hiện với bê tông nhựa.
Kết quả thử nghiệm nén mẫu được tính theo công thức:
P
Rén = P (A1-1)
Trong đó: P là tải trọng nén khi mẫu bị phá hoại (N)
F là diện tích ban đầu của mặt mẫu (cm
2
)
b) Cường độ chịu kéo
Đặc trưng cường độ chịu kéo của vật liệu toàn khối nói chung có thể được đánh giá thông qua
thí nghiệm kéo trực tiếp như sơ đồ ở hình A1-1 hoặc thông qua thí nghiệm ép chẻ như ở sơ đồ A1-2.
Kích thước mẫu trụ tròn Chiều cao x đường kính
(mm)
200x100 115,5x105 127x152
Hệ số quy đổi 1,25 1,04 0,96
BÀIGẢNG: CÔNG NGHỆ GIA CỐ VẬTLIỆUHẠT RỜI
10 BỘ MÔNDƯỜNG BỘ
Hình A1-2: Thí nghiệm ép chẻ
Hình A1-1: Thí nghiệm kéo trực tiếp
d - đường kính mẫu; t - chiều dài mẫu; p - tải trọng nén mẫu
theo đường sinh; ơ
z
; ơ
z

- phân bố ứng suất theo phương z (thẳng góc với trục y) và theo phương y
(thẳng góc với trục z).
Với thí nghiệm kéo trực tiêp, vật liệu gia cố được chê bị thành mẫu trụ tròn có chiều cao bằng
2,5 ^ 3,0 lần đường kính (Chê bị và bảo dưỡng mẫu theo các điều kiện như với mẫu nén); ở hai đầu
biên dạng tương đương với cấp tải trọng kéo (daN/cm
2
) thông qua đát-sit đo biên dạng. Trị số tải
trọng kéo lớn nhất triên biểu đồ ứng suất kéo biên dạng chính là cường độ kháng kéo giới hạn.
(ứng suất kéo được tính theo công thức dạng công thức A1-1 nhưng thay P bằng lực kéo).
Mẫu thí nghiệp épchẻ có đường kính d, chiều cao (dài) t với t nhỏ (thường t<d). Nén
mẫu theo
đường sinh của mẫu hình trụ và cường độ chịu kéo giới hạn R
kéo
ép ch
ẻ
(A1-2)
Trong đó: p- Lực nén lớn nhất đạt đựơc khi mẫu bị phá hoại (mẫu bị tách vỡ đôi theo
mẫu phá hoại d x t); n = 3,1416;
Theo các tiêu chuẩn ngành 22TCN246-98 đối với cát gia cố xi măng và 22TCN245-98 đối với
cấp phối đá (sỏi cuội) gia cố xi măng, cường độ chịu kéo ép chẻ được xác định với các mẫu có d =
152mm, t = 117mm ở tuổi 28 ngày (có ngâm nước 3 ngày với cát gia cố và 7 ngày với cấp phối đá
gia cố) với tốc độ nén như khi thí nghiệm nén một trục nở hông tự do.
t
ơ
.
r -
2P
1
ntd
z

Bề rộng tấm đệm truyền
tải ép (thường bằng 1,27
cm)
Nắp kim
loại Đai
kim loại
Mau
thí
_
nghiệ
m
Đát sít
đo biến
dạng
_-2P[ 4d l
y =
nt [d
2
-4y
2
’d
a,
■
L/3_ U3_____L/3
c) Cường đọ chịu kéo uốn
Ngoài cách thử nghiệm xác định T
ru
(cường độ chịu kéo uOn giới hạn) theo 22TCN 22193 với
việc sử dụng mẫu dam 4x4x16cm theo sơ đồ gia tải ở chính giữa dam có l=14cm Kích thước mẫu
dam thường được các nước sử dụng là:

a 5cm x 5cm x24cm (với 1 = 30cm, h = 5cm) dùng cho các mẫu đất gia cO xi măng, vôi hoặc
cát gia cO nhựa lỏng; a 10cm x 10cm x 40cm (với 1= 40cm, h = 10cm) dùng cho vạt liệu hạt
gia cO có cơ hạt lớn nhất D = 2,5.
a 15cm x 15cm x 55cm (với 1 = 55cm, h = 15cm) dùng cho hỗn hợp gia cO có cơ hạt lớn nhất
D = 3,5.
Trong trường hợp gia tải theo sơ đồ hình 1-3 thì cường độ kéo uOn giới hạn R
ku
được xác định
theo công thức.
(A1-3)
Trong đó B là bề rộng mẫu (B = h) và P là tải trọng khi mẫu dam bị phá hoại.
Có thể kểt hợp do bien dạng (độ võng của mẫu dam) để từ đó xác định môđun đàn hồi kéo uon
của vạt liệu gia co.
Hình A1 - 3: Sơ đồ gia tải trên mẫu uOn kiểu dam (l -
khoảng cách giữa các gOi kê mẫu dam; h - chiều cao mẫu
dam.
d) Cường đọ chịu cắt
Cường độ chịu cat của vạt liệu gia cO có thể được xác định bang thí nghiệm nén 3 trục
với các mẫu trụ tròn có đường kính bang hoặc lớn hơn 10cm tuỳ cơ hạt và chiều cao mẫu bang hoặc
lớn hơn 2 lan đường kính.
R
nén
= 2ctg (45
0
+
Ọ)
R + RTT
nén + ^ kéo
"kéo—uôn
Ngoài ra, có thể xác định lực dính c vào góc nội ma sát ọ của vật liệu gia cố theo cường độ chịu

nén R
nén
và cường độ chịu kéo trực tiếp R
kéo
TT
. Theo các quan hệ sau suy ra từ vòng Morh biểu thị
trạng thái ứng suất cắt và kéo (hoặc nén).
(A1-4)
(A1-5)
(A1-6)
(A1-7)
R
nén
TT
: Cường độ
chịu kéo trực tiếp A.5.2. Đặc trưng mỏi của
vật liệu gia cổ
Khi vật liệu chịu tác dụng của tải trọng trùng phục thì cường độ giới hạn của nó sẽ giảm đi so
với khi nó chịu tác dụng tải trọng tĩnh. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng mỏi (vật liệu bị mỏi).
Nguyên nhân gây mỏi là do cấu tạo lớp vật liệu kém đồng nhất, có những chỗ xấu cục bộ (trộn đất
với chất liên kết không đều hoặc đầm nén bị lỏi ) khiến cho tại đó phát sinh ứng suất cục bộ, sau
nhiều lần tải trọng tải dụng sẽ tạo ra các vết nứt nhỏ phát triển liên tục làm giảm diện tích chịu tải
hữu hiệu, cuối cùng dẫn đến vật liệu bị phá hỏng sau một số lần tác dụng nhất định.
a) Đổi với các vật liệu gia cổ chất liệu kết vô cơ:
Thử nghiệm mỏi thường được tiến hành với các mẫu dầm như trong thí nghiệm xác định cường
độ kéo uốn nói trên. Kết quả thí nghiệm cho thấy, đa số các vật liệu gia cố vô cơ, quy luật mỏi được
xác định theo phương trình sau:
(A1-8)
trong đó:ơ
kéo u

ố
n:
ứng suất kéo - uốn giới hạn do tải trọng trùng phục gây ra;
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆGlA CỐ VẬTlIỆUHẠT RỜI
13 BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ
(A1-9)
R
kéo - u
ố
n
: Cường độ giới hạn chịu kéo - uốn khi tác dụng tải trọng tĩnh;
N- số lan tác dụng tải trọng trùng phục xác định.
Trị số ơ và R thay đổi thuỳ theo loại vạt liệu gia cố, tỷ lệ chất liên ket và độ chặt đầm nén mẫu. Với
hỗn hợp bê tông xi măng, theo thực nghiệm của Kesler ơ = 0.954 và R = 0.049; còn theo Tepfer thì
cho ơ = 1.0 và R = 0.0685. Ngoài ra, thực nghiệm cũng cho thấy, với N
= 10
7
lan thì thường ơkéo uốn = 0,55 R kéo - uốn ; và neu ơkéo uốn <0.75 R kéo - uốn thì ảnh hưởng
của tan suất gia tải đen quá trình gây mỏi là không đáng kể.
Qua (A1-8) cũng cho thấy: các yeu tố nào làm tăng cường độ R
kéo - u
ố
n
cũng sẽ làm lợi cho khả năng
chịu mỏi của vạt liệu gia cố.
b) Đối với vật liệu gia cố chất liên kết hữu cơ:
Thử nghiệm mỏi có thể được tien hành trên các mẫu 3 trục, mẫu uốn dam, mẫu ép chẻ và cả
mẫu dam kiểu nút thừa. Neu thử nghiệm trong điều kiện khống che ứng suất kéo trùng phục ơ
kéo u
ố

n
(hoặc ơ
kéo
ơ
épch
ẻ) trong mẫu giữ nguyên không thay đổi thì quy luật mỏi thường được biểu thị theo
phương trình sau:
f 1 Ỹ
N = A
Tức là tuổi thọ N (số lan tác dụng đen khi mẫu phá hoại) sẽ càng ngan, khi ơ
kéo u
ố
n
càng
lớn.
A,b là các hệ số tuỳ thuộc loại vạt liệu gia cố, hàm lượng nhựa, độ đam nén chặt và nhiệt độ
mẫu khi thử nghiệm.
Do đó vấn đề tăng độ chặt của hỗn hợp gia cố, giảm nhỏ lỗ rỗng, và tăng lượng nhựa sử dụng
thích đáng thì có thể giảm nhỏ hiện tượng tạp trung ứng suất từ đó có thể kéo dài tuổi thọ mỏi.
A.5.3. Đặc trưng quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu rời gia cố.
Quan hệ giữa ứng suất và bien dạng của vạt liệu rời gia cố có thể được nghiên cứu các mẫu nén
một trục, nén ba trục hoặc mẫu uốn dam.
a) Đối với vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ.
BÀI GẢNG: CÔNG NGHỆ GIA cổ VẬT LIỆU HẠT rỜI
14 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
Hình A1 - 4: Quan hệ ứng giữa ứng suất và bien
dạng của các vạt liệu gia cố xi măng.
Trên hình A1-4 là quan hệ giữa độ lệch ứng suất Ơ
1

- Ơ
3
vói bien dạng thang đứng tương đối
8
1
(%) của các mẫu đất và vạt liệu hạt gia cố xi măng của J.K.Mitchell.
Qua kểt quả thí nghiệm ở hình A1-4 ta thấy rõ khi ứng suất thấp thì do tính toàn khối của vạt
liệu gia cố nên quan hệ giữa ứng suất và bien dạng gan như tuyen tính (đàn hoi) nhưng khi ứng suất
phải chịu vượt quá 5G - 6G% ứng suất giới hạn thì quan hệ này trở lên phi tuyen. Do vạy trong điều
kiện làm việc thông thường (có xét đen dự trữ cường độ) thì có the xem môđun đàn hoi của loài vạt
liệu này và hang số.
Trị số môđun đàn hoi của vạt liệu gia cố chất liên ket vô cơ
tuỳ thuộc cấp phối hạt, tỷ lệ chất liên ket, tuổi mẫu và trị số
áp lực hông Ơ
5
thực te lớp vạt liệu đó chịu tác dụng.
Thông thường trị số môđun đàn hOi của các
loại đất gia cố xi măng trong phạm vi (G,7 -T 7,G).1G
3
MPa, hệ số Poisson ụ, = G.15 G,35
còn môđun đàn hOi cấp phối đá dăm (sỏi cuội) gia cố xi
măng nam trong khoảng (7^28).1G
3
Mpa với ụ =
G.1G ~ G,2G.
b) Đổi với vạt liệu gia cổ chất liên kết hữu cơ.
Ket quả thử nghiệm nén 3 trục khi áp lực nén không đổi nhưng cho thời gian tác dụng thay đổi
đã chứng tỏ đặc trưng bien dạng của vạt liệu gia cố nhự (ke cả các mẫu bê tông nhựa) như hình A1-
5.
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆ GlA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI

15 BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ
Hình A1-5: Đặc trưng lưu biến của vạt liệu gia cố nhựa (nén mẫu ở 60
0
C với áp lực hông ơ
3
= 0
a) Áp lực nén còn nhỏ hơn 30 kPa; b) Áp lực nén lớn hơn 480 kPa Các thử nghiệm
đã chứng tỏ đặc trưng biến dạng của vạt liệu gia cố nhựa phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian tác
dụng của tải trọng, thử nghiệm này cho thay vạt liệu gia cố nhựa là loại vạt liệu đàn hOi dẻo - nhớt.
Trong trường hợp a ở hình Al-5 vì áp lực tác dụng còn nhỏ (ơ
1
= 30kPa) nên khi dơ tải, biến dạng
ban dan £
0
được phục hOi gan như hoàn toàn, phan biến dạng tăng £
V
khi tăng thời gian tác dụng thì
hOi phục dan (lưu biến). Điều này chứng tỏ khi áp lực tác dụng và thời gian tác dụng ngan thì vẫn
có the xem vạt liệu gia cố nhựa là vạt
liệu đsàn hOi. Nhưng khi áp lực tăng đủ lớn (trường hợp b ở hình A1-5) thì khi dơ tải, biến dạng không
hOi phục hết hoàn toàn và tOn tại biến dạng dẻo.
Đặc trưng đàn hoi - dẻo - nhớt nói trên là do các chat liên kết hữu cơ có tính nhớt và tính nhớt
này càng tăng khi nhiệt độ tăng. ở nhiệt độ thap, vạt liệu gia cố nhựa cơ bản làm việc ở trạng thái
đàn hoi.
CHƯƠNG I: GIA CỐ ĐẤT TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG
1.1. CÁC ĐẶC TÍNH QUAN TRỌNG CỦA ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ
Đất là vật liệu chủ yếu sử dụng trong xây dựng nền đường ô tô. Tại những nơi khan hiếm vật liệu
người ta còn tìm cách cải thiện hay gia cố đất để làm các lớp móng của mặt đường cấp thấp. Đất ở đây
được dùng theo nghĩa hẹp bao gồm các loại đất không gọi là cát, cấp phối đồi (đất lẫn đá dăm, đá sỏi),
cuội sỏi hay cấp phối suối, đá dăm hay cấp phối đá dăm.

Đối với các loại đất này trong thành phần của nó chủ yếu là các hạt nhỏ có tính dính, cấp phối hạt
thường không liên tục.
BÀIGIẢNG: cÔNGNGHỆGlA cổ VẬTUỆUHẠTnỜI
16 BỘMÔNDƯỜNGBỘ
Để bảo đảm cường độ và độ ổn định của nền đường (kể cả lớp đáy móng áo đường) cần quan tâm đến
các đặc tính dưới đây của đất.
41.1.1. Thành phần hạt và cấp phối hạt của đất.
Trong tự nhiên đất do các hạt to nhỏ có thành phần khoáng vật khác nhau hợp thành, kích thước của
các hạt này thay đổi trong một phạm vi rất rộng lớn, từ hàng chục, hàng trăm mm (đá tảng, cuội) đến vài
phần trăm, vài phần nghìn milimet (hạt sét). Hạt đất càng nhỏ thì tỷ diện tích càng lớn, do đó năng lượng
mặt ngoài càng lớn và tính chất của đất càng phức tạp. Còn đối với đất hat to thì lỗ rỗng giữa các hạt lớn
nên tính thấm nước lớn hơn đất hat nhỏ. Điều đó nói nên rất nhiều tính chất cơ lý của đất có liên quan đến
thành phần hạt của đất. Tuy vậy cũng cần lưu ý rằng chúng ta không thể đánh giá một cách định lượng
ảnh hưởng của các thành phần hạt đến tính chất của đất được, vì tính chất của đất còn do nhiều yếu tố
phức tạp khác quyết định, hơn nữa tùy theo điều kiện cụ thể ảnh hưởng của chúng cũng rất khác nhau.
Khi nghiên cứu thành phần của đất trước hết phải tiến hành phân tích hạt đất để phân chia các loại hạt
có kích thước hạt khác nhau thành từng nhóm. Trong mỗi nhóm, kích thước có thể thay đổi trong một
phạm vi nhất định nhưng cơ bản chúng có tính chất cơ - lý gần giống nhau. Mỗi nhóm như vậy gọi là
nhóm hạt. Lượng chứa tương đối của các nhóm hạt trong đất (tính theo phần trăm trong tổng khối lượng
đất khô) gọi là thành phần hạt của đất hay còn gọi là thành phần cấp phối của đất.
0,01 0,00 l(mm)
Hình: Đường cong tích lũy hạt Khi tiến hành phân
loại đat, phải căn cứ vào hàm lượng của 3 nhóm hạt sau:
-Nhóm hạt cát (hạt có kích cơ từ 5 đến 0,05mm)
-Nhóm hạt bụi (hạt có kích cơ từ 0,05 đến 0,005mm)
-Nhóm hạt sét (hạt có kích cơ nhỏ hơn 0,005mm)
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆ GlA CỐ VẬT LIỆU HẠT RỜI
17 BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ
Ngoài ra can xác định hàm lượng các chat hữu cơ và các loại muối dễ hòa tan trong
nước chứa trong đat.

1.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất
Trước khi xây dựng các công trình trên một nền đat nào đó công việc đau tiên đối với chúng ta là
can phải tìm hieu trạng thái vạt lý của nền đat đó, đe đánh giá sơ bộ tính chat của nó về các mặt như:
cường độ và độ biến dạng
Hiện nay người ta thường dùng hai khái niệm cơ bản đe nói lên trạng thái vạt lý của đat nền là: độ
chặt đối với đat rời và độ sệt đối với đat dính.
1.1.2.1. Đối với đất rời
a) Độ chặt tự nhiên của đất:
BÀI GIẢNG: cÔNG NGHỆ GIA cổ VẬTlỆUHẠTrỜI
18 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
Độ chặt tự nhiên của đất rời là chỉ tiêu quan trong để đánh giá trang thái của đất rời khi làm nền cho
các công trình. Vì những loai đất rời này hoàn toàn không có tính dẻo, cho nên trang thái vđt lý của nó
đươc biểu thi bằng độ, độ chặt của đất đươc xác đinh từ các sổ liêu thí nghiêm trong phòng và hiên
trường.
Theo các tài liệu tính toán và thống kê các hệ số rỗng ở trạng thái chặt nhat và xốp nhat được xác định
thông qua phòng thí nghiệm đối với các loại cát thạch anh thuộc các nguồn gốc khác nhau, sau đó đối
chiếu và điều chỉnh lại với độ chặt tự nhiên của nó người ta lạp bảng ( ) đe phân loại độ chặt của đat
theo hệ số rỗng như sau:
Bảng Tiêu chuẩn và độ chặt của đat cát
Ngoài ra người ta còn đưa ra độ chặt tương đối ký hiệu là D đe đánh giá trạng thái của cát và được định
nghĩa như sau:
MỤC LỤC 1
A- PHẦN MỞ ĐẦU 3
A.l. Định nghĩa vật liệu rời: 3
A.2. Định nghĩa về gia cố vật liệu rời 4
A.3. Phạm vi nghiên cứu của môn học: 4
A.4. Tầm quan trọng của gia cố vật liệu rời trong xây dựng giao thông 5
CHƯƠNG I: GIA CỐ ĐẤT TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG 15
1.1.2.Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất 17

1.1.2.1.Đối với đất rời 17
1.1.2.2.Đối với đất dính 21
Loại cát Độ chặt
Chặt Chặt vừa Xốp
Cát sỏi, cát to, cát vừa e< 0,55 0,55< e < 0,70 e > 0,70
Cát nhỏ e< 0,60 0,60 < e < 0,75 e > 0,75
Cát bụi e< 0,60 0,60< e < 0,80 e > 0,80
BÀI GIẢNG: CÔNGNGHỆGIA cổ VẬTLIỆUHẠTQỜI
19 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
1.1.4.Chỉ số CBR (California Bearing Ratio) 26
1.1.6.Phạm vi sử dụng của các loại đất đắp nền đường 29
1.2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIA CỐ ĐẤT 1.2.1. Đất là một hệ phân tán và là vật liệu xây dựng tại chỗ 31
1.2.4.Đặc điểm thiết kế thành phần hỗn hợp đất gia cố 28
1.3.CÔNG NGHỆ GIA CỐ ĐẤT LÀM ĐƯỜNG Ô TÔ 30
1.3.1.Công nghệ gia cố đất bằng xi măng 43
1.3.2.Công nghẹ gia cố đất bằng vôi 49
CHƯƠNG 2: ĐẤT GIA CỐ CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ 62
1.4.ĐẤ T GIA CỐ NHŨ TƯƠNG BI TUM (CHẤ T KẾT DÍNH HỮU CƠ) 62
2 - Phạm vi ứng dụng 63
§2.2. YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐẤT VÀ CHẤT LIÊN KÉT 63
Đất gia cố bi tum I - Các phương pháp và đặc điểm gia cố đất bằng bi tum - Phạm vi ứng dụng 68
II- Yêu cầu vật liệu 69
1.4.1.Lý thuyết đất gia cố chất liên kết hữu cơ. (Bản chất sự hình thành cường độ của đất gia cố chất kết dính hữu cơ) 84
1.4.2.Thi công mặt, móng đường đất gia cố nhũ tương bi tum 73
1.5.MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ ĐẤT PHI TRUYỀN THÕNG 74
1.5.1.Phối hợp gia cố đất bằng xi măng/ vôi với tro bay 74
1.5.2.Đất gia cố xi măng và nhũ tương nhựa đường 74
1.5.3.Gia cố đất sử dụng phụ gia đặc biệt 74
III/. CÁC BƯỚC THI CÔNG : 82

IV/. KHUYÉN CÁO : 85
V/. QUY TRÌNH NGHIỆM THU: 85
CHƯƠNG 2: GIA CỐ CÁT HẠT NHỎ (CÁT DI ĐỘNG) 85
2.2.GIA CÓ CÁT HẠT MỊN BẰNG CHẤT LIÊN KẾT VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ 89
BÀI GẢNG: CÔNG NGHỆ GIA cổ VẬT LIỆU HẠT rỜI
20 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
2.3.GIA CO BÂNG KEO TỔNG HỢP 75
2.4.GIA CO CÁT SÔNG HỒNG 81
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CBR CỦA CÁT GIA cố vôi, XI MÃNG Tỉ lê: 0%V+6%XM 119
CHƯƠNG III: MẶT ĐƯỜNG LÀM BẰNG VẬT LIỆU ĐÁ GIA CỐ XI MĂNG 84
3.1.KHÁI NIỆM 84
3.2.ĐÁ DĂM VÀ CẤP PHỔI ĐÁ DĂM 85
3.2.1.Cấp phối đá dăm 85
3.2.1.1.Nguyên lý hình thành cấp phối đá dăm 85
3.2.1.2.Cấp phối đá dăm được dùng trong xây dựng đường ô tô ở Việt Nam 92
3.3.CẤP PHÓÍ ĐÁ DĂM GIA CÓ XI MĂNG 95
3.3.1.1.Quá trình thủy hóa 95
3.3.I.2.Quá trình răn chăc của xi măng 96
3.3.4. Yêu cầu vật liệu dùng để gia cố 99
3.3.4.1.Yêu cầu về cấp phối đá: 99
3.3.4.2.Yêu cầu về xi măng: 100
3.3.4.3.Yêu cầu đối với nước: 100
3.3.5.I.Công tác chuẩn bị: 100
3.3.5.2.Công tác trộn hỗn hợp cấp phối đá - xi măng: 101
3.3.5.3. Công tác san rải hỗn hợp cấp phối đá - xi măng: 102
3.3.5.4.Công tác đầm lèn hỗn hợp cấp phối đá - xi măng: 102
.3.5.5. Yêu cầu thi công tại các mối nối: 103
3.3.5.6. Bảo dưỡng lớp cấp phối đá gia cố xi măng: 103
3.3.6. Kiểm tra, nghiệm thu lớp cấp phối đá gia cố xi măng 103

3.3.6.1.Kiểm tra vật liêu trước khi trọn: 103
BÀI GIẢNG: CÔNGNGHỆGIA cổ VẬTLIỆUHẠTQỜI
21 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
3.3.6.2.Kiểm tra trong khi thi công: 104
3.3.6.3.Kiểm tra để nghiệm thu: 105
4.1. ĐÁ DẦM GIA CỐ NHỰA THEO PHƯƠNG PHÁP TRỘN 105
4.1.1.Khái niệm chung 105
4.1.2.Phân loại 106
4.3.3.Mặt, móng đường hỗn hợp đá đen sử dụng nhựa pha dầu Qui trình 22 TCN 21 - 84 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO 113
max min
Trong đó: e
max
- hệ số rỗng của đat cát ở trạng thái xốp nhat, được xác định trong phòng thí nghiệm bang
cách đổ nhẹ cát khô vào bình có vạch đo dung tích, rung chặt từ đó xác định được Y
k
max và tính emin.
b) Chỉ tiêu đánh giá độ ẩm của đất rời
Đối với đấtrời, mức độ khô hay ẩm ít ảnh hưởng đến cường độ của đat nên nó giữ
nguyên được kết cau tự nhiên của nó khi độ ẩm thay đổi. Tuy vây, đe chọn độ sâu đặt móng các công trình
trên nền đat cát thì đặc trưng này lại rat can. Vì vạy theo quy phạm về nền dùng độ bão hòa đe phân loại
trạng thái của đat cát như sau:
G < 0,5: Thuộc đat hơi ẩm
0, 5 < G < 0,8: Thuộc đat ẩm G > 0,8:
Thuộc đat bão hòa nước.
1.1.2.2. Đối với đất dính
Đổi với đất dính trang thái đô chat và đô ẩm luôn luôn tồn lai song hành cùng nhau. Lương nước chứa
trong đất dính thay đổi thì trang thái vđt lý của đất cũng sẽ thay đổi. Các loại đất dính có the ton tại ở
trạng thái cứng khi độ am rất nhỏ, và khi độ am tăng dan lên thì đất bớt cứng và dan chuyen sang trạng

thái dẻo, độ am tiếp tục tăng lên nữa thì đất sẽ dẫn đến trạng thái chảy nhão. Các trang thái vđt lý đó của
đất đã phản ảnh mđt đô phân bổ của hat đất trong môi trường nước. Đe đánh giá trạng thái này người ta
dùng đặc trưng giới han dẻo, giới han chảy và chỉ sổ dẻo, chỉ sổ đô sệt của đất
a) Giới handẻo của đất tương ứng với độ am mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại
chuyen từ trạng thái cứng sang trạng thái dẻo. Giới hạn dẻo W
P
được đặc trưng bang độ am (tính bang
phan trăm) của đất sau khi đã nhào trộn đều với nước và lăn thành que có đường kính 3mm, thì que đất
bat đau rạn nứt ngang và đứt thành những đoạn ngan có chiều dài khoảng từ 3 đến 10 mm.
BÀI GẢNG: CÔNG NGHỆ GIA cổ VẬT LIỆU HẠT rỜI
22 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
b) Giới han chảy của đất tương ứng với độ am mà loại đất sét có kết cấu bị phá hoại chuyen
từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy. Giới hạn chảy WL được đặc trưng bang độ am (tính bang phan trăm)
của bột đất nhào với nước, mà ở đó quả dọi thăng bang hình nón dưới tác dụng của trong lượng bản thân
sau 10 giây sẽ lún sâu 10mm. Giới hạn chảy của đất được xác định bang dụng cụ có hình vẽ dưới đây
(TCVN 4197-86) hoặc theo phương pháp Casagrande.
c) Chỉ sổ dẻo (Ip) của đất
Ip = Wl -Wp (1-1)
Trong đó: W
L
: giới hạn chảy của đất;
W
P
: giới hạn dẻo của đất.
d) Chỉ sổ sệt B của đất
W - W
p
B =— t- (1-2)
W - Wp

Trong đó: W là độ ẩm thiên nhiên của đất tính bằng %;
Theo quy phạm hiện nay người ta phân trạng thái của đất dính theo các trạng thái như bảng sau:
Hình 1-1: Dụng cụ xác định giới hạn nhão
BÀI GIẢNG: CÔNGNGHỆGIA cổ VẬTLIỆUHẠTQỜI
23 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
Bảng : Đánh giá trạng thái đất dính
BÀGẢNG: CÔNGNGHỆGIA cổ VẬTLIỆUHẠTQỜI
24 BỘ MÔN DƯỜNG
BỘ
Trạng thái của đất dính còn có thể xác định bằng phươngpháp xuyêntĩnh
hiện
trường. Tuy vây khi sử dụng các kết quả đó cũng cần kiểm tra lại theo chỉ tiêu độ sệt xác
định qua độ ẩm.
Bảng : Xác định trạng thái của đất theo kết quả xuyên tĩnh
1.1.3. Độ chặt và độ ẩm của đất
Đất có tínhchất là dưới tác động cơ học như: rung, nén, nện các hạt đất sẽ dịch chuyển
tạo thành một kết cấu mới chặt hơn. Tính chất này của đất rất thuận lợi cho việc dùng đất làm vật liệu để
xây dựng những công trình bằng đất như đăp nên đường, đê, đập. Trong thực tế khi làm nên đường, đăp
đập, đăp đê và gia cố nên thường cần phải đầm đất tới một độ chặt cần thiết để cho các công trình nêu trên
Đất và trạng thái Độ sệt B
Đất cát pha (á cát)
- Răn B <0
- Dẻo 0 < B < 0,25
- Chảy (nhão) B > 1
Đất sét pha và sét (á sét, sét)
- Răn B < 0
- Nửa răn 0 < B < 0,25
- Dẻo 0,25 < B < 0,5
- Dẻo mêm 0,5 < B < 0,75

- Dẻo chảy 0,75 < B < 1
- Chảy (nhão) B > 1
Sức kháng mũi xuyên (KPa) Trạng thái của đất
10.000 Cứng
10.000 - 5.000 Nửa cứng
5.000 - 2.000 Dẻo
2.000 - 1.000 Dẻo mêm
<1.000 Dẻo chảy
BÀIGIẢNG: CÔNGNGHỆGIA cổ VẬTLIỆUIỈẠTQỜI
25 ĐỘ MÔN DƯỜNG ĐỘ
đủ độ bên vững, ổn định và các tính thấm, tính nén lún, giảm đi. Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến
việc đầm chặt đất là: cấp phối của đất, độ ẩm của đất, công đầm nén. Trong phần lớn các trường hợp
người ta không thể tạo ra được một cấp phối như ý muốn (bằng cách pha trộn các cỡ hạt) mà chỉ có thể
chọn bãi khai thác đất để đăp công trình. Nghĩa là chấp nhận một cấp phối tự nhiên tương đối thích hợp
cho việc đầm chặt. Như vậy, việc nghiên cứu tính đầm chặt của đất chỉ còn tìm mối quan hệ giữa dung
trọng khô (y
k
), độ ẩm (W) và công đầm (A), từ đó có thể chọn được dung trọng khô, độ ẩm thỏa mãn yêu
cầu của công trình, đồng thời ứng với công đầm nén nhỏ nhất.
Việc lựa chọn này dựa trên kết quả thí nghiệm đầm chặt đất theo hai phương pháp:
• Đầm nén tiêu chuẩn (phương pháp I);
• Đầm nén cải tiến (phương pháp II).
a) Đầm nén tiêu chuẩn: sử dụng chầy đầm 2,5 kg với chiêu cao rơi là 305 mm để đầm mẫu.
b) Đầm nén cải tiến: sử dụng chầy đầm 4,54 kg với chiêu cao rơi là 457 mm để đầm mẫu.
c) Tuỳ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất khi thí nghiệm và loại cối sử dụng khi đầm mẫu, mỗi phương pháp
đầm nén (đầm nén tiêu chuẩn và đầm nén cải tiến) lại được chia thành 2 kiểu đầm nén, ký hiệu là A
và D. Tổng cộng có 4 phương pháp đầm nén khác nhau được ký hiệu là I-A, I-D; II-A và II-D. Các
thông số kỹ thuật tương ứng với 4 phương pháp đầm nén được quy định chi tiết tại bảng 1-1.
d) Phương pháp I-A và II-A áp dụng cho các loại vật liệu có không quá 40% lượng hạt nằm trên
Bảng 1-1. Các thông số kỹ thuật tương ứng với 4 phương pháp đầm nén

T
T
Thông số kỹ thuật Phương pháp đầm nén
Đầm nén tiêu chuân
(Phương pháp I)
- Chầy đầm: 2,5 kg
- Chiều cao rơi: 305mm
Đầm nén cải tiên
(Phương pháp II)
- Chầy đầm: 4,54 kg
- Chiều cao rơi: 457 mm
Cối nhỏ Cối lớn Cối nhỏ Cối lớn
1 Ký hiệu phương pháp I-A I-D II-A II-D
2 Đường kính trong của cối đầm, mm 101,6 152,4 101,6 152,4
3 Chiều cao cối đầm, mm 116,43
4 Cỡ hạt lớn nhất khi đầm, mm 4,75 19,0 4,75 19,0
5 Số lớp đầm 3 3 5 5
6 Số chầy đầm / lớp 25 56 25 56
7 Khối lượng mẫu xác định độ ẩm, g 100 500 100 500