BÀI 1 Xác định độ chặt nền, mặt đường bằng phương pháp phễu rót cát - Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng xây dựng đường bộ

BM TNCT

dtvinhcd

BI 1
Xỏc nh cht nn, mt ng bng phng phỏp phu rút cỏt
(22 TCN 346-2006)
a. Phm vi ỏp dng
- p dng cho cỏc lp vt liu ri rc (t, t gia c, cp phi ỏ dm).
- Ch ỏp dng phng phỏp ny khi vt liu cú khụng quỏ 50% lng ht nm trờn
sng 19mm.
b. Thit b, dng c thớ nghim
- B phu rút cỏt: Bỡnh cha cỏt, phu, nh v.
- Cỏt chun: L loi cỏt sch, ht cng, khụ, ti; kớch c ht lt qua sng 2,36 mm
v nm trờn sng 0,3 mm; h s ng nht nh hn 2,0.
- Cõn: 2 chic
+ 1 chic cõn c n 15 kg vi chớnh xỏc 1,0 g.
+ 1 chic cõn c n 1500 g vi chớnh xỏc 0,01 g.
- T sy: Duy trỡ nhit 110o C 5- C.
- Sng: Loi sng mt vuụng, gm 4 chic cú kớch c 2,36; 1,18; 0,6; 0,3mm.
- Cỏc loi dng c khỏc: Dao, cuc nh, c, hp ng mu m, thỡa, inh to, chi
lụng.
Hình 1. Bộ dụng cụ phễu rót cát

Bình chứa cát, thể tích > 4 lít

Đệm cao su

136,5

28,6

Phễu nhỏ

12,9

Phễu lớn

Các chốt chặn

19,1

Ren nối bình chứa cát

Cấu tạo van

165,1
171,5

Đế định vị
304,8
Ghi chú: Kích th-ớc trong bản vẽ là mm

Thớ nghim v kim tra hin trng xõy dng ng b

1


BM TNCT

dtvinhcd

c. Chuẩn bị thí nghiệm
- Chuẩn bị cát tiêu chuẩn.
- Xác định khối lượng thể tích của cát chuẩn γcát chuẩn (g/cm3).
- Hiệu chuẩn bộ phễu rót cát (Được tiến hành sau mỗi lần xác định γcát chuẩn). Khi
hiệu chuẩn ta sẽ có khối lượng cát trong phễu: mcatpheu (g).
d. Trình tự thí nghiệm
Bước 1:
- Đổ cát chuẩn vào bình chứa cát, lắp phễu và khóa van.
- Cân xác định khối lượng tổng cộng: m1 (g).
Bước 2: Đào hố thí nghiệm
- Làm phẳng mặt bằng nơi thí nghiệm sao cho tấm đế định vị tiếp xúc hoàn toàn
với bề mặt.
- Lấy đinh ghim đế chặt lớp vật liệu để cố định đế.
- Dùng đục và búa đào 1 hố lỗ thủng của đế. Chiều sâu hố đào bằng chiều sâu lớp
vật liệu.
- Cho toàn bộ lớp vật liệu đào được vào khay và đậy kín.
- Cân xác định khối lượng vật liệu trong hố đào và khay đựng mẫu: mw (g).
Bước 3: Rót cát và xác định thể tích hố đào
- Lau sạch miệng lỗ thủng đế định vị.
- Úp miệng phễu vào lỗ thủng của đế định vị và mở van cho cát chảy vào hố đào.
- Khi cát dừng chảy, khóa van lại và lấy phễu rót cả ra.
- Cân xác định khối lượng của bình chữa, phễu và cát còn lại: m2 (g).
Bước 4: Xác định độ ẩm W của mẫu vật liệu thí nghiệm (Dùng tủ sấy hoặc đốt cồn)
e. Xử lí kết quả thí nghiệm
- Xác định thể tích hố đào:

Vho =

m1 -m2 mcatpheu m1 -m2

=
-Vpheu
γcat
γcat
γcat

- Xác định khối lượng thể tích tự nhiên của lớp vật liệu:
m
γ w = w (g/cm3 )
Vho
- Xác định khối lượng thể tích khô của lớp vật liệu:
γw
γk =
(g/cm3 )
1+0,01.W
- Xác định hệ số đầm chặt của lớp vật liệu thí nghiệm:

K=

γk
.100(%)
γ max

Trong đó:
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

2


BM TNCT

dtvinhcd

mcpheu -

Khối lượng cát trong phễu (g);

m1
m2

-

Khối lượng bình, phễu và cát chuẩn (g);
Khối lượng bình, phễu và cát chuẩn còn lại (g);

mw
γmax

-

Khối lượng mẫu đất (g);
Khối lượng thể tích khô lớn nhất của vật liệu theo kết quả đầm

nén trong phòng (g/cm3).
f. Các lưu ý khi thí nghiệm
Không tiến hành thí nghiệm:
+ Khi thành hố đào bị sụp, hoặc bị biến dạng trong quá trình đào.
+ Khi phát hiện có nước chảy vào hố đào.

BÀI 2

Xác định độ chặt nền, mặt đường bằng phương pháp dao đai
(22 TCN 02-1971)
a. Phạm vi áp dụng
- Áp dụng cho đất ẩm không lẫn sỏi sạn (đất sét, đất cát pha…).
b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
- Dao đai tròn bằng đồng hay thép dung tích 100cm3 hoặc 200cm3.
- Cân kỹ thuật: 2 chiếc
+ 1 chiếc cân được đến 5 kg với độ chính xác  1,0 g.
+ 1 chiếc cân được đến 500 g với độ chính xác  0,1 g.
- Dao gạt đất lưỡi thật phẳng.
- Hộp nhôm đựng mẫu đất.
- Tủ sấy: Duy trì ở nhiệt độ 110o C  5o C. Hoặc cồn đốt từ 90o trở lên.
- Vaselin hoặc mỡ bôi trơn.
- Các dụng cụ khác: Búa đóng, tấm gỗ đệm, xẻng con, bay, giẻ lau…
c. Trình tự thí nghiệm
Bước 1:
- Lau sạch dao đai và cân xác định khối lượng dao: mo (g).
- Xác định thể tích dao đai: V (cm3).
Bước 2:
- Bôi mỡ hoặc vaselin bên trong dao đai.
- Lắp dao đai vào với nắp.
- Dùng tay ấn hoặc búa đóng nhẹ lên tấm gỗ đệm đặt trên nắp dao để dao ngập
hoàn toàn vào trong đất.
- Đào hết đất xung quanh dao, lấy nguyên cả dao và đất lên. Dùng dao gạt phẳng
hai đầu dao và lau sạch đất xung quanh dao.
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

3

BM TNCT

dtvinhcd

- Cân xác định khối lượng dao và mẫu đất: mw.
Bước 3: Xác định độ ẩm W của mẫu đất (Dùng tủ sấy hoặc đốt cồn).
d. Xử lí kết quả thí nghiệm
- Xác định khối lượng thể tích tự nhiên của đất thí nghiệm:
m  mo
γw = w
(g/cm3 )
V
- Xác định khối lượng thể tích khô của đất thí nghiệm:
γw
γk =
(g/cm3 )
1+0,01.W
- Xác định hệ số đầm chặt của lớp đất:

K=

γk
100(%)
γ max

Trong đó:
V Thể tích dao đai (cm3);
mo Khối lượng dao (g);
mw Khối lượng dao và mẫu đất (g);
γmaxKhối lượng thể tích khô lớn nhất của vật liệu theo kết quả đầm nén trong

phòng (g/cm3).
e. Các lưu ý khi thí nghiệm
- Khi đóng dao vào đất không được để dao nghiêng lệch.
- Khi mẫu đất trong dao đai bị vỡ phải tiến hành thí nghiệm khác.

BÀI 3
Xác định chỉ số sức chịu tải CBR hiện trường
(TCVN 8821-2011)
a. Phạm vi áp dụng
-Phương pháp này dùng để xác định chỉ số CBR của đất nền, các lớp móng bằng
vật liệu rời tại hiện trường. Và giá trị này là cơ sở để đánh giá chất lượng lớp nền và
lớp móng bằng vật liệu rời.
b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
- Kích gia tải: Tạo lực nén cho đầu xuyên, có khả năng tạo lực nén phù hợp, không
nhỏ hơn 45kN. Hành trình của kích không nhỏ hơn 50mm. Kích phải có khớp nối
chuyên dụng nối với giá đỡ kích để đầu xuyên dễ dàng di chuyển theo chiều thẳng
đứng khi thí nghiệm
- Dụng cụ đo lực: Để đo lực nén của đầu xuyên. Thường sử dụng loại vòng đo lực.
Có một số loại vòng đo lực thích hợp với các thông số kỹ thuật sau:

Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

4


BM TNCT

dtvinhcd

+ Vòng đo lực có khoảng đo từ 0 - 10 kN, số đọc chính xác đến 10N: phù hợp khi

xác định CBR < 20%
+ Vòng đo lực có khoảng đo từ 0- 20kN, số đọc chính xác đến 20N: phù hợp khi
xác định CBR từ 20%- 40%;
+ Vòng đo lực có khoảng đo từ 0 – 50kN, số đọc chính xác đến 50N: phù hợp khi
xác định CBR > 40%.
- Đầu xuyên: Đầu xuyên bằng thép hình trụ tròn có đường kính 50,8mm ± 0,1mm,
mặt đáy phẳng (diện tích mặt cắt ngang danh định là 2000mm2). Chiều dài đầu xuyên
không nhỏ hơn 102mm
- Đầu nối: Đầu nối thép có chốt ren để liên kết cần nối với vòng đo lực. Đầu nối có
thể điều chỉnh được khoảng cách.
- Cần nối: Gồm các ống kim loại có ren trong để lắp nối với nhau và lắp nối với
đầu xuyên. Số lượng và quy các các cần nối được quy định tại bảng 1. Tùy thuộc vào
chiều cao giữa hệ thống chất tải và mặt phẳng thử nghiệm để lựa chọn các cần nối có
chiều dài phù hợp để lắp với nhau, nhưng không lớn hơn 2.4m.
Số lượng

Chiều dài

2

38 mm (hoặc 1.5 in)

2

102 mm (hoặc 4 in)

8

305 mm ( hoặc 12in)

Bảng 1- Số lượng và quy cách của cần nối
- Đồng hồ đo độ xuyên của đầu xuyên, giá trị một vạch đo là 0,025mm, hành trình
đo đến 25mm.
- Giá đỡ đồng hồ đo độ xuyên: Gồm một thanh kim loại (gọi tắt là thanh ngang) có
độ cứng thích hợp để không bị biến dạng khi đo, có chiều dài không nhỏ hơn 1.5m để
gắn đồng hồ đo xuyên; 2 trụ đỡ bằng thép để đỡ thanh kim loại. Khi đo, thanh kim loại
được đặt nằm ngang và được cố định bằng vít trên 2 trụ đỡ có đế ghim chặt xuống lớp
vật liệu;
- Tấm gia tải:
+ Tấm gia tải hình vành khăn: Tấm tròn kim loại, khối lượng
4.54kg±0.01kg, đường kính ngoài 254mm ± 0.5mm, đường kính lỗ từ 52mm54mm.
+ Tấm gia tải hình vành khuyên: tấm tròn kim loại có xẻ rãnh:


2 tấm có khối lượng 4,54 kg0,01kg, đường kính 216 mm1 mm.



2 tấm có khối lượng 9,08 kg0,01kg, đường kính 216 mm1 mm.

- Hệ thống chất tải:
Gồm khối chất tải và giá đỡ kích gia tải. Sau khi lắp ráp, toàn bộ hệ thống chất
tải và thiết bị thí nghiệm phải ổn định trong suốt quá trình thử nghiệm.
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

5


BM TNCT

dtvinhcd

Giỏ kớch gia ti m bo liờn kt chc chn gia khi cht ti v kớch gia ti
Tấm gia tải hình vành khăn

Tấm gia tải hình vành khuyên

2540,5mm

2161mm

52mm-54mm

52mm-54mm

Hỡnh 2 Tm gia ti
Khối chất tải
Giá đỡ

Khớp quay

kích gia tải
Kích gia tải
Vòng đo lực
Đồng hồ đo lực

Đồng hồ đo độ xuyên

Đầu nối
Thanh ngang

Cần nối

Trụ đỡ
Đầu xuyên
Cát tạo phẳng

Tấm gia tải

Đất

Hỡnh 3 H thng thit b CBR sau khi lp t
- Cỏc dng c khỏc: thc ni vụ, cỏt khụ sch, ng h o thi gian, b dng c
xỏc nh m
c. Chun b thớ nghim
- Lm phng b mt ti v trớ thớ nghim, trỏnh lm xỏo trn vt liu bờn di.
ỏnh du v trớ ni u xuyờn s xuyờn.
- Lp t h thng cht ti v thit b CBR.
d. Trỡnh t thớ nghim
- Dựng tay quay quay kớch gia ti vi tc hp lý u xuyờn xuyờn vo lp vt
liu vi tc n nh l 1,27mm/phỳt (Khong 6 vũng/phỳt). Trong quỏ trỡnh th
nghim, ngi vn hnh kớch gia ti phi kim soỏt c tc gia ti bng cỏch theo
Thớ nghim v kim tra hin trng xõy dng ng b

6


BM TNCT

dtvinhcd

dõi tốc độ quay của đồng hồ đo độ xuyên sâu với đồng hồ đo thời gian để điều chỉnh
tốc độ quay của kích gia tải. Ghi lại số đọc trên đồng hồ của vòng đo lực tại những
thời điểm mà chiều sâu xuyên lần lượt bằng 0,64mm; 1,27mm; 1,91mm; 2,54mm;
3,75mm; 5,08mm; 7,62mm; 9,02mm và 12,70mm (hoặc 0,025in; 0,05in; 0,075in;
0,10in; 0,15in; 0,20in; 0,30in; 0,40in và 0,50in). Khi thử nghiệm với đất đồng nhất, có
thể chỉ cần thử nghiệm đến chiều sâu xuyên 7,62mm (hoặc 0,3in).
- Ngay sau khi kết thúc thử nghiệm, thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô
của lớp vật liệu tại vị trí cách điểm thử nghiệm khoảng 10cm.
- Trường hợp cần thí nghiệm thêm các vị trí khác lân cận vị trí vừa thử nghiệm thì
khoảng cách giữa các điểm thử nghiệm phải đủ lớn để không ảnh hưởng đến nhau.
Khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm thử nghiệm lân cận là 175 mm với đất dính, 380
mm với đất rời và lớp móng.
- Trường hợp cần xác định CBR tại các lớp dưới sâu (lớp móng dưới, lớp nền phía
dưới...), đào bỏ lớp phía trên cho đến mặt lớp cần thử nghiệm với diện tích đủ lớn để
thao tác. Tránh làm xáo động lớp cần thử nghiệm.
e. Xử lí kết quả thí nghiệm
- Vẽ biểu đồ quan hệ áp lực nén - chiều sâu xuyên: Từ các giá trị áp lực nén và
chiều sâu xuyên tương ứng để vẽ biểu đồ áp lực nén - chiều sâu xuyên. Áp lực nén
được tính bằng tỷ số giữa lực nén (N) trên diện tích đầu xuyên (mm2).
- Hiệu chỉnh biểu đồ: Trong một số trường hợp, đoạn biểu đồ quan hệ áp lực nén chiều sâu xuyên gần với gốc toạ độ không thẳng mà bị võng xuống. Trong trường hợp
này, để có được quan hệ đúng giữa áp lực nén với chiều sâu xuyên cần phải tiến hành
hiệu chỉnh. Việc hiệu chỉnh được thực hiện bằng cách dời gốc tọa độ, cụ thể như sau:
kéo dài phần đường thẳng của biểu đồ xuống phía dưới cắt trục hoành tại 1 điểm điểm này chính là gốc toạ độ mới.
7,0

7,0

6,0

6,0

5,0

P2

¸p lùc nÐn (MPa)

¸p lùc nÐn (MPa)

5,0

4,0

P1

3,0

2,0

1,0

4,0

3,0

P2

ChiÒu s©u xuyªn sau hiÖu
chØnh t¹i 5,08mm (0,2in.)

P1

ChiÒu s©u xuyªn sau hiÖu
chØnh t¹i 2,54mm (0,1in.)

2,0

1,0

0

0
0
0

2,54
0,1

5,08
0,2

7,62
0,3

10,16
0,4

12,70 (mm)
0,5

(in)

a

0
0

a

a

2,54
0,1

5,08
0,2

ChiÒu s©u xuyªn

Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

7,62
0,3

10,16
0,4

12,70 (mm)
0,5
(in)

ChiÒu s©u xuyªn

7


BM TNCT

dtvinhcd

Hình 4a - Không cần hiệu chỉnh

Hình 4b- Hiệu chỉnh bằng cách rời gốc tọa độ

Hình 4- Biểu đồ quan hệ áp lực nén-chiều sâu xuyên
- Xác định CBR tại vị trí thử nghiệm:
+ Dựa trên đồ thị quan hệ giữa áp lực nén - chiều sâu xuyên, xác định giá trị áp lực
nén ứng với chiều sâu xuyên 2,54 mm, ký hiệu là P1 và áp lực nén ứng với chiều
sâu xuyên 5,08 mm, ký hiệu là P2.
+ Tính giá trị CBR ứng với chiều sâu xuyên 2,54mm, ký hiệu là CBR1 và giá trị
CBR ứng với chiều sâu xuyên 5,08 mm, ký hiệu là CBR2 theo công thức sau. Kết
quả tính toán được làm tròn đến một chữ số sau dấu phảy.
P
CBR1 = 1 .100(%)
6,9
P
CBR 2 = 2 .100(%)
10,3
CBR1
CBR2

P1

Trong đó:
là giá trị CBR tính với chiều sâu xuyên 2,54 mm (0,1 in), %;
là giá trị CBR tính với chiều sâu xuyên 5,08 mm (0,2 in), %;
là áp lực nén ứng với chiều sâu xuyên 2,54 mm (0,1 in), MPa (sau khi
hiệu chỉnh);

P2

là áp lực nén ứng với chiều sâu xuyên 5,08 mm (0,2 in), MPa (sau khi

6,9
10,3

hiệu chỉnh);
là áp lực nén tiêu chuẩn ứng với chiều sâu xuyên 2,54 mm (0,1 in), MPa;
là áp lực nén tiêu chuẩn ứng với chiều sâu xuyên 5,08 mm (0,2 in), MPa.

- Thông thường, giá trị CBR1 sẽ được chọn là giá trị CBR hiện trường tại vị trí thử
nghiệm. Nếu CBR2 lớn hơn CBR1 thì phải làm lại thử nghiệm lần nữa, nếu kết quả thử
nghiệm vẫn tương tự thì chọn CBR2.

BÀI 4
Xác định mô đun đàn hồi nền, mặt đường bằng tấm ép cứng
(TCVN 8861-2011)
a. Phạm vi áp dụng
- Phục vụ cho công tác thiết kế áo đường, kiểm tra đánh giá mô đun đàn hồi của
nền đất và các lớp kết cấu áo đường mềm.
b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

- Hệ thống chất tải: xe tải, khung chất tải hoặc khung neo cho phép tạo ra phản lực
yêu cầu trên bề mặt thí nghiệm. Khoảng cách từ gối tựa của hệ thống chất tải (là bánh
xe trong trường hợp sử dụng xe tải) tới mép ngoài của tấm ép tối thiểu là 2,4m.
- Kích thuỷ lực: Kích thủy lực được hiệu chuẩn và cho phép tạo ra áp lực trên tấm
ép với độ chính xác tới 0,01 Mpa.
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

8


BM TNCT

dtvinhcd

- Tấm ép cứng: Bằng thép hình tròn, đủ độ cứng với chiều dày không nhỏ hơn
25mm; có các đường kính 76cm, 46cm, 33cm.
- Đồng hồ đo biến dạng: 2 cái. Đồng hộ đo có độ chính xác tới 0,01 mm, hành trình
đo tới 25mm.
- Giá đỡ đồng hồ đo biến dạng.
- Cát khô, sạch (lọt qua sàng mắt vuông 0,6 mm và nằm trên sàng 0,3 mm) để tạo
phẳng bề mặt thí nghiệm.
- Thước thủy ni vô: để kiểm tra độ bằng phẳng bề mặt trước khi đo.
c. Chuẩn bị thí nghiệm
- Làm phẳng bề mặt tại vị trí thí nghiệm.
- Sử dụng cát mịn với khối lượng ít nhất để tạo mặt phẳng nằm ngang dưới tấm ép
cứng, chiều dày lớp cát không quá 2mm.
- Nếu thí nghiệm với các lớp dưới mặt đường, tiến hành đào bóc bỏ lớp vật liệu
phía trên. Hố đào phải có kích thước tối thiểu bằng hai lần đường kính tấm ép.
d. Trình tự thí nghiệm
Bước 1: Lắp đặt thiết bị

- Đặt tấm ép cứng trên bề mặt đã tạo phẳng, đưa xe tải vào vị trí đo,
- Lắp đặt kích gia tải lên trên tấm ép sao cho tâm kích gia tải trùng với tâm của tấm
ép.
- Lắp đặt giá đỡ đồng hồ đo biến dạng đảm bảo giá đỡ nằm ngang, khoảng cách tối
thiểu từ hai gối tựa của giá đỡ đến mép tấm ép và bánh xe chất tải là 1,2m. Lắp đặt hai
đồng hồ đo biến dạng trên giá đỡ đối xứng qua tâm tấm ép, cách mép tấm ép khoảng
từ 10mm đến 25mm theo sơ đồ Hình 4.

Hình 4. Sơ đồ lắp đặt thiết bị đo
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

9


BM TNCT

dtvinhcd

Bước 2: Tiến hành gia tải
Các cấp gia tải: Tối thiểu là 4 cấp gia tải
- Cấp gia tải lớn nhất pmax phụ thuộc vào bề mặt lớp thí nghiệm:
+ Với mặt đường: pmax = 0,60 Mpa
+ Với móng đường: pmax = 0,45 Mpa
+ Với nền đường: pmax = 0,25 Mpa
- Các cấp áp lực trung gian lấy dựa theo pmax, chọn các cấp áp lực gần đều nhau và
dễ xác định trên đồng hồ của kích thủy lực.
Bước 2.1: Gia tải trước để ổn định hệ thống đo
Tiến hành gia tải đến áp lực lớn nhất pmax và giữ tải trong thời gian 2 phút, sau đó
dỡ tải và chờ đến khi biến dạng ổn định.
Bước 2.2: Tiến hành gia tải và dỡ tải theo từng cấp áp lực.

Ứng với mỗi cấp lực, gia tải đến giá trị đã chọn, theo dõi đồng hồ biến dạng để chờ
đến khi độ võng ổn định (tốc độ biến dạng không vượt quá 0,02 mm/min), ghi lại giá
trị đo võng khi gia tải (gọi là số đọc đầu). Sau đó dỡ tải hoàn toàn (về giá trị lực bằng
0) thông qua việc xả dầu của kích thuỷ lực. Không dỡ tải đột ngột nhằm tránh gây mất
ổn định hệ đo. Ghi lại giá trị độ võng sau khi dỡ tải (gọi là số đọc cuối).
e. Xử lí kết quả thí nghiệm
- Biến dạng đàn hồi ở cấp áp lực đã cho:

Lidh =D1i -Di2
- Vẽ đường quan hệ L-p.
- Mô đun đàn hồi của nền đường:

E=1000.
Trong đó:
Lidh -

π p.D(1-μ 2 )
4
L

Biến dạng đàn hồi ứng với cấp tải trọng thứ i;

D1
Số đọc đồng hồ khi có tải ;
D2
Số đọc đồng hồ khi dỡ tải;
D
Đường kính tấm ép (m);
L
Giá trị độ võng đàn hồi được xác định trên đường quan hệ độ

võng đàn hồi - áp lực đã hiệu chỉnh (mm);
p
Áp lực gia tải lên tấm ép (Mpa);


-

Hệ số Poát xông

Đối với kết cấu áo đường   = 0,30
Đối với lớp móng

  = 0,25

Đối với đất nền đường

  = 0,35

f. Các lưu ý khi thí nghiệm
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

10


BM TNCT

dtvinhcd

- Sử dụng tấm ép đường kính 76 cm để thí nghiệm cho nền đất, tấm ép đường kính
33cm để thí nghiệm trên bề mặt các lớp kết cấu áo đường.

- Khi sử dụng tấm ép có đường kính 76 cm, để đảm bảo độ cứng của tấm ép, cần sử
dụng thêm 3 tấm ép trung gian có đường kính lần lượt là 61 cm, 46 cm và 33 cm xếp
chồng đồng tâm lên tấm ép 76 cm tạo thành hình tháp trên bề mặt thí nghiệm.

BÀI 5
Xác định mô đun đàn hồi nền, mặt đường bằng cần đo võng Benkenman
(TCVN 8867 - 2011)
a. Phạm vi áp dụng
Các kết cấu mặt đường có tính toàn khối (BTN, CPĐD gia cố xi măng, đất gia cố
vôi…).
b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
- Xe tiêu chuẩn.
- Cần Benkenman: có tỷ lệ cánh tay đòn cần đo không nhỏ hơn 2:1.
- Nhiệt kế.
- Đồng hồ bấm giây.
- Các dụng cụ khác: Đục nhọn, búa, nước hoặc glyxern, mỡ bò, giấy kẻ ly.
c. Chuẩn bị thí nghiệm
- Phân chia tuyến thành các đoạn đồng nhất (chiều dài từ 500÷1000m), 1 đoạn
đồng nhất 20 điểm đo.
Đoạn đường được coi là đồng nhất nền giống nhau, lớp mặt giống nhau, chế độ
thủy nhiệt và loại xe chạy giống nhau.
- Đánh dấu vị trí các điểm đo (cách mép đường 0,6 ÷ 1,2m).
- Chuẩn bị xe đo: Xe có trục đơn, bánh kép, khe hở giữa 2 bánh là 5cm;tải chất đối
xứng không thay đổi.
Chỉ tiêu

Tiêu chuẩn quy định

Trọng lượng trục

Q =100kN=100000daN

Áp lực bánh xe xuống mặt đường

p = 0,6Mpa=6daN/cm2

ĐK tương đương của vệt bánh đôi

D = 33 cm

Trước mỗi đợt đo phải kiểm tra lại diện tích vệt bánh đôi Sb bằng cách kích trục
sau xe lên, lau sạch và bôi mỡ vào lốp, quay phần lốp xe có mỡ xuỗng phía dưới sau
đó hạ kích để cho in vệt lốp lên giấy kẻ ly. Diện tích vệt bánh đôi Sb được xác định
bằng diện tích phần vệt lốp có mỡ in trên giấy kẻ ly.
+ Đường kính tương đương của vệt bánh đôi của xe đo võng Db:

Db =1,13 Sb ;(cm)
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

11


BM TNCT

dtvinhcd

+ Ap lực bánh xe xuống mặt đường pb:

Pb =
Trong đó:

Db

Qb
;(Mpa)
2.Sb

-

Đường kính tương đương của vệt bánh đôi của xe đo võng,

Sb
pb

-

(cm);
Diện tích vệt bánh đôi của xe đo võng (cm2)’;
Áp lực bánh xe xuống mặt đường của xe đo võng (Mpa);

Qb

-

Tải trọng trục sau của xe đo võng, (kN).

- Kiểm tra cần đo võng, đo tải trọng xe, diện tích vệt bánh, tính toán đường kính
vệt bánh tương đương và áp lực bánh xe xuống mặt đường.
- Kiểm tra nhiệt độ mặt đường: Đối với mặt đường có lớp phủ nhựa dày lớn hơn
5cm.
+ Dùng búa và đục nhọn tạo thành hố sâu khoảng 45mm tại mặt đường gần vị

trí đo;
+ Đổ nước hoặc glyxerin vào khoảng nửa hố và đợi vài phút;
+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ chất lỏng trong hố đến khi nhiệt độ không đổi thì
ghi lại giá trị nhiệt độ đo (ToC).
d. Trình tự thí nghiệm
Bước 1:
- Cho xe tiến vào vị trí đo.
- Đặt đầu đo của cần tỳ lên mặt đường ở giữa khe hở của bánh đôi trục sau.
- Gõ cho thanh cần rung nhẹ, theo dõi kim chuyển vị kế cho đến khi ổn định (trong
10s không dịch chuyển quá 0,01mm).
- Đọc chỉ số ban đầu trên chuyển vị kế: lo.
Bước 2:
- Cho xe từ từ tiến về phía trước cách điểm đo tối thiểu 5m.
- Gõ cho thanh cần rung nhẹ, theo dõi kim chuyển vị kế cho đến khi ổn định.
- Đọc chỉ cuối trên chuyển vị kế: l1.
e. Xử lí kết quả thí nghiệm
- Tính độ võng đàn hồi tại điểm đo: Hiệu số của hai số đọc ở chuyển vị kế nhân với
tỷ lệ cánh tay đòn cần đo là trị số độ võng đàn hồi của mặt đường tại điểm đo. Tỉ lệ
cánh tay đòn thường bằng 2.
Độ võng đàn hồi tại điểm đo:

Li =(L0 -L1 ).2
- Tính độ võng tính toán tại điểm đo:

Ltti =Kq .K m .K t .Li
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

12

BM TNCT

dtvinhcd

- Tính độ võng tính đàn hồi trung bình của đoạn đường kiểm tra:

Ltt

1 i
=
n

Ltb

n
- Tính độ võng đàn hồi đặc trưng của từng đoạn đường kiểm tra:

Ldt =Ltb +K.
- Tính chỉ số mô đun đàn hồi đặc trưng của đoạn đường thử nghiệm:
p.D
E=0,71.
.(1-μ 2 );(Mpa)
Ldt
Trong đó:
Kq

-

Hệ số điều chỉnh tỉ trọng;

Kb =
Km
Kt

-

Hệ số điều chỉnh về mùa bất lợi trong năm;
Hệ số điều chỉnh nhiệt độ;

Kt =

A

-

pb .D1,5
b
p.D1,5

1

T
A( -1)+1
30
Hệ số tùy thuộc vào tính ổn định nhiệt của bề mặt;

Bê tông nhựa chặt có bột đá

 A = 0,35

Bê tông nhựa chặt không bột đá hoặc thấm nhập nhựa  A = 0,30


-

Độ lệch bình quân trung bình của đoạn thử nghiệm;

δ=
p
D
K



-

1 n tt
(Li -Ltb )2 (mm)

n-1 i=1

Áp lực bánh xe tiêu chuẩn, p = 0,6 Mpa;
Đường kính vệt bánh xe tiêu chuẩn, D = 33cm;
Hệ số suất đảm bảo lấy theo cấp đường:

Đường cao tốc, đường cấp I

 K = 2,0

Đường cấp II

 K = 1,64

Đường cấp III

 K = 1,3

Đường cấp IV đến cấp V

 K = 1,04

-

Hệ số Poát xông .

f. Các lưu ý khi thí nghiệm
- Phương pháp thí nghiệm chỉ áp dụng kết cấu áo đường toàn khối.
- Nhiệt độ mặt đường không lớn hơn 40o.
- Thường xuyên kiểm tra nhiệt độ mặt đường.
- Không nên chọn vị trí quá xấu để tiến hành thí nghiệm.
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

13


BM TNCT

dtvinhcd

BÀI 6

Xác định độ bằng phẳng mặt đường bằng thước 3m
(TCVN 8864-2011)
a. Phạm vi áp dụng
- Dùng để đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường và bề mặt mỗi lớp kết cấu mặt
đường và nền đường trong quá trình thi công.
- Có thể dùng phương pháp này để đo độ bằng phẳng mặt đường ô tô đang khai
thác khi không có các thiết bị đo độ bằng phẳng tự hành khác.
b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
- Thước thẳng: Làm bằng thép không rỉ, dài 3m, được đánh dấu tại các điểm đo
cách nhau 50cm tính từ đầu thước.

Hình 2. Thước dài 3m
- Con nêm: Làm bằng thép không rỉ, ít bị mài mòn có đánh dấu 6 giá trị chiều cao
3mm, 5mm, 7mm, 10mm, 15mm, 20mm.

Hình 3. Con nêm
- Chổi để làm sạch mặt đường.
c. Chuẩn bị thí nghiệm
- Kiểm tra độ thẳng của thước trước khi sử dụng.
- Dùng chổi làm sạch mặt đường tại vị trí thí nghiệm.
- Các vị trí đo các theo hướng song song với tim đường và đo sẽ đo theo từng làn.
Mật độ các điểm đo và vị trí đo như sau:
+ Với đường trong quá trình thi công và nghiệm thu: vị trí đo cách mép đường
hoặc bó vỉa tối thiểu 0,6m; mật độ đo 25m dài/1 vị trí;
+ Với đường trong quá trình khai thác: đo trong phạm vi hằn vệt bánh xe với mật
độ đo 50m dài/1 vị trí;
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

14

BM TNCT

dtvinhcd

d. Trình tự thí nghiệm
- Đặt thước dài 3m song song với tim đường.
- Tại các điểm đo cách nhau 50cm đã xác định trên thước, đẩy nhẹ con nêm vào
khe hở giữa cạnh thước với mặt đường.
- Đọc và ghi lại các trị số khe hở tương ứng.
e. Đánh giá kết quả thí nghiệm
- Tiêu chí đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường được phân thành ba mức: Rất
tốt; tốt và trung bình tùy thuộc vào vị trí lớp kết cấu và vật liệu làm lớp kết cấu. Mức
độ đánh giá được quy định ở bảng sau:
Vị trí lớp Vật liệu lớp kết
trong kết cấu
cấu

Mức độ bằng phẳng đat được
Rất tốt

Tốt

Trung bình

Lớp mặt trên Bê tông nhựa, 70% số khe hở đo 50% số khe hở đo
100% số khe hở đo
cùng và lớp bê tông xi măng được không quá
được không quá
được không quá

hao mòn tạo và hỗn hợp nhựa 3mm; còn lại không 3mm; còn lại không
5mm.
phẳng
hạt nhỏ
quá 5mm.
quá 5mm.
Lớp dưới
cùng của tầng
mặt

Móng trên và
lề có gia cố
(lề cứng)

Bê tông nhựa,
đá dăm đen

Thấm nhập
nhựa và láng
nhựa

100% số khe hở đo
được không quá
5mm.

50% số khe hở đo
100% số khe hở đo
được không quá
được không quá
5mm; còn lại không

5mm.
quá 7mm.

70% số khe hở đo 50% số khe hở đo
100% số khe hở đo
được không quá
được không quá
được không quá
5mm; còn lại không 7mm; còn lại không
5mm.
quá 10mm.
quá 10mm.

Lớp mặt trên
100% số khe hở đo
cùng hoặc lớp Đất, đá gia cố;
được không quá
Cấp phối đá
hao mòn tạo
10mm.
dăm; cấp phối
phẳng
thiên nhiên; Đá
Móng dưới, dăm nước; Đất
100% số khe hở đo
lớp đáy áo
cải thiện, đất
được không quá
đường, nền
đắp.

15mm.
đất, lề đất.

70% số khe hở đo
100% số khe hở đo
được không quá
được không quá
10mm; còn lại
15mm.
không quá 15mm.
70% số khe hở đo
100% số khe hở đo
được không quá
được không quá
15mm; còn lại
20mm.
không quá 20mm.

- Khi kiểm tra và nghiệm thu độ bằng phẳng của mặt đường đang làm và vừa làm
xong thì áp dụng tiêu chuẩn đánh giá sau:
+ Đường cao tốc, cấp I, cấp II phải đạt độ bằng phẳng rất tốt;
+ Đối với các đường ô tô các cấp khác phải đạt độ bằng phẳng tốt.
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

15


BM TNCT

dtvinhcd

- Đối với đường cũ đang khai thác, chỉ cần đạt đến độ bằng phẳng trung bình thì có
thể xem như đường vẫn còn đạt yêu cầu khai thác.

BÀI 7
Xác định độ nhám mặt đường bằng phương pháp rắc cát
(TCN 8866 - 2011)
a. Phạm vi áp dụng
Dùng để đánh giá chất lượng mặt đường có lớp phủ là bê tông nhựa hoặc bê tông xi
măng.
b. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
- Cát chuẩn: Là loại cát sạch, khô, tròn cạnh; kích cỡ hạt lọt qua sàng tiêu chuẩn
ASTM mắt vuông cỡ No50 (0,15mm) và nằm trên sàng cỡ No100 (0,3mm), được đựng
trong hộp kín.
- Ống đong cát (bằng kim loại hoặc nhựa PVC) có dung tích 25cm3.
- Bàn xoa cát hình tròn, bằng gỗ, đường kính 6-7cm, dày 6-10mm. Mặt dưới được
phủ lớp cao su mỏng.
- Bàn chải sắt, bàn chải lông để làm sạch mặt đường.
- Thước khắc vạch tới 500mm, độ chính xác 1mm.
- Các dụng cụ khác: Các tấm chắn gió, cân chính xác đến 0,1g…
c. Chuẩn bị thí nghiệm
- Phân chia tuyến thành các đoạn được xem là đồng nhất về độ nhám và thời gian
khai thác. Chọn 1 đoạn có chiều dài tối thiểu 1000m để đo và thực hiện đo 10 điểm
đo/1 làn xe/1 km. Nếu đoạn đường đo có chiều dài nhỏ hơn 1km vẫn phải thực hiện đo
tối thiểu 10 điểm đo/1 làn.
- Vị trí đo cần cách tối thiểu mép đường 50cm. Khoảng cách tối thiểu giữa 2 điểm
đo trên cùng một trắc ngang là 100cm.
- Dùng bàn chải làm sạch mặt đường nơi thí nghiệm.
- Nếu trời có gió thì đặt các tấm chắn gió quanh vị trí thí nghiệm để tránh cho cát bị
bay.

- Đong cát: Đổ cát tiêu chuẩn vào ống đong, gõ nhẹ đáy ống đong nhiều lần. Cho
thêm cát vào ống đong cho đầy tới miệng rồi dùng thước gạt phằng.

Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

16


BM TNCT

dtvinhcd

d. Trình tự thí nghiệm
- Đổ cát trong ống đong lên mặt đường đã làm sạch trong phạm vi cát được tấm
chắn gió che.
- Dùng bàn xoa san cát theo hình xoắn ốc từ trong ra ngoài để tạo thành mảng cát
tròn liên tục lấp đầy các lỗ hổng trên mặt đường cho ngang bằng với đỉnh của các hạt
cốt liệu.
- Đo và ghi đường kính của mảng cát tại ít nhất 4 vị trí cách đều nhau trên đường
bao chu vi của mảng cát để tính ra đường kính trung bình D.
e. Xử lí kết quả thí nghiệm
- Độ nhám của mặt đường tại vị trí thí nghiệm:
4.V
hi =
;(mm)
π.D2
- Độ nhám của đoạn đường thí nghiệm:

h
= 1 i ;(mm)

n

H tb

n

Trong đó:
V
Thể tích cát trong ống đong V = 25000mm3;
n
Số điểm thí nghiệm trên mặt cắt.
- Độ lệch bình phương trung bình:

δ=

1 n
(h i -H tb )2 (mm)
n-1 
i=1

- Hệ số biến sai:

k=

δ
.100(%)
H tb

Hệ số biến sai không được vượt quá 27%
- Bảng chỉ tiêu đánh giá mặt đường làm mới:

Loại mặt đường

Khi kiểm tra

Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

Khi nghiệm thu
17


BM TNCT

dtvinhcd

Mặt đường bê tông xi măng

Htb ≥ 0,50

95% số điểm đo có Htb ≥
0,50

Mặt đường bê tông nhựa

Htb ≥ 0,45

95% số điểm đo có Htb ≥
0,45

- Bảng chỉ tiêu đánh giá mặt đường đang khai thác
Độ nhám (Chiều sâu cấu

Đặc trưng độ nhám của
trúc vĩ mô trung bình) Htb
bề mặt
(mm)

Phạm vi áp dụng

Htb < 0,20

Rất nhẵn

Không nên dùng

0,20 < Htb < 0,45

Nhẵn

V < 80km/h

0,45 < Htb < 0,80

Trung bình

80 < V < 120km/h

0,80 < Htb < 1,20

Nhám

V > 120km/h

Htb > 1,20

Rất nhám

Dành cho khu vực nguy hiểm

f. Các lưu ý khi thí nghiệm
- Không thí nghiệm trên đường ẩm ướt.
- Không thí nghiệm ở các vị trí có đặc điểm cá biệt như có vết nứt, mối nối.
- Nếu mảng cát có hình elip quá dẹt (tỉ số giữa 2 trục lớn hơn 1,2 lần) thì loại bỏ
kết quả thí nghiệm này.

* Xác định độ ẩm của vật liệu (Dùng tủ sấy hoặc đốt cồn)
Bước 1:
- Lau sạch hộp nhôm và cân xác định khối lượng hộp nhôm: mhop.
Bước 2:
- Lấy khoảng 20g mẫu đất đại diện cho mẫu đất thí nghiệm, cho vào 2 hộp
nhôm mỗi hộp khoảng 10g. Đậy nắp lại.
- Cân xác định khối lượng hộp và mẫu đất: m1.
Bước 3:
- Nếu dùng tủ sấy:
+ Sấy mẫu đất đến khi khối lượng không đổi.
+ Cân xác định khối lượng hộp và mẫu đất khô: m2.
- Nếu dùng cồn:
- Mở nắp hộp, rót cồn xâm xấp mặt đất trong hộp rồi châm lửa đốt.
- Cồn cháy hết, lại đổ cồn vào đốt lần thứ hai và cân.
- Tiếp tục đổ cồn, đốt lần thứ 3 và cân lại lần nũa.
- Nếu khối lượng vẫn còn giảm 1% so với lần trước thì phải tiếp tục đốt tiếp.
- Sau quá trình này ta xác định khối lượng hộp và mẫu đất khô: m2.

- Xác định độ ẩm của đất thí nghiệm:
Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

18


BM TNCT

dtvinhcd

W=
mhop
m1
m2

-

(m1  mhop )  (m2  mhop )
m  m2
.100(%)= 1
.100(%)
m2  mhop
m2  mhop

Khối lượng hộp nhôm (g);
Khối lượng hộp nhôm và mẫu đất (g);
Khối lượng hộp nhôm và mẫu đất khô (g).

Thí nghiệm và kiểm tra hiện trường xây dựng đường bộ

19