Bài giảng Xây dựng mặt đường

Xây dựng mặt đờng
chơng 1

các vấn đề chung
Đ1.1. MộT Số ĐịNH NGHĩA
1- Mặt đờng

Lớp móng duới
Lớp móng phụ
Lớp trên nền đuờng

Kết cấu mặt đuờng

Lớp mặt
Lớp liên kết
Lớp móng trên

Tầng móng

Tầng mặt

Mặt đờng l một kết cấu nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau đợc rải trên nền
đờng nhằm đảm bảo các yêu cầu xe chạy về cờng độ, độ bằng phẳng v độ nhám.

Nền đất
Đất thiên nhiên

Hình 1-1: Kết cấu mặt đuờng
2- Lớp trên nền đờng (lớp nền đờng cải thiện)
Lớp ny l lớp chuyển tiếp giữa nền đất v tầng móng của mặt đờng v có một
chức năng kép:

- Trong giai đoạn thi công, nó l lớp bảo vệ nền đất v các lớp mặt đờng tạm
cho xe cộ chở vật liệu xây dựng mặt đờng đi lại.
- Về lâu di, nó đảm bảo sự đồng nhất của nền đắp (hoặc nền đo). Trờng hợp
nền đất lm bằng vật liệu có cờng độ cao, ổn định đối với nớc tốt thì không cần lm
lớp ny.
3- Các lớp móng
Thờng có hai lớp: lớp móng dới v lớp móng trên.
Với các mặt đờng chịu lợng giao thông nặng, các lớp móng ny lm bằng vật
liệu gia cố các chất liên kết hữu cơ hoặc vô cơ, lm cho chúng chịu đợc tác dụng
thẳng đứng do xe nặng gây ra.
Các lớp móng ny phân bố đều áp lực lên nền đất v bảo đảm các biến dạng của
nền đờng nằm trong các giới hạn cho phép.
Với các mặt đờng ít xe chạy có thể không lm lớp móng dới v chỉ lm lớp
móng bằng vật liệu gia cố.
Trang 1


Xây dựng mặt đờng
4- Lớp mặt
- Lớp mặt xe chạy, l lớp trên của kết cấu mặt đờng, trực tiếp chịu tác dụng của xe
cộ v các nhân tố khí hậu, thời tiết.
-

Lớp liên kết (có thể có hoặc không) giữa lớp mặt v lớp móng.

Với các lớp móng trên bằng vật liệu gia cố chất liên kết rắn trong nớc cần có các
biện pháp chống các đờng nứt phản ánh truyền từ lớp móng lên lớp mặt.
Chất lợng sử dụng của mặt đờng phụ thuộc nhiều vo các đặc trng bề mặt của
lớp mặt đờng xe chạy. Ngoi ra lớp mặt còn góp phần tăng tuổi thọ của kết cấu mặt
đờng, nhất l chức năng kín nớc đối với kết cấu nền móng.

Vật liệu để lm các lớp của kết cấu mặt đờng gồm có cốt liệu v các chất liên
kết.
5- Cốt liệu
-

Cốt liệu: L ton bộ các hạt khoáng vật kích cỡ từ 0 - 80mm.

- Thnh phần hạt (thnh phần cấp phối): l sự phân bố các hạt của một cốt liệu theo
kích cỡ. Thnh phần hạt đợc xác định bằng cách sng cốt liệu trên bộ sng tiêu chuẩn
mắt lới vuông: 0,08-0,5-2-4-6,3-8-14-20 v Dmax.
-

Các hạt mịn: l các thnh phần có cỡ hạt nhỏ hơn hoặc bằng 0,08mm (0,074).

- Cát: cốt liệu m hạt nhỏ nhất có kích cỡ < 1mm v hạt lớn nhất có kích cỡ D
6,3mm.
-

Sỏi sạn: cốt liệu có hạt nhỏ nhất d 1mm, hạt có kích cỡ lớn nhất D 31,5mm.

-

Đá dăm: cốt liệu có d 20mm - D 80mm.

-

Cấp phối: cốt liệu kích cỡ 0/D với 6,3 < D 80mm.
6- Các chất liên kết rắn trong nớc v puzơlan

- Các chất liên kết rắn trong nớc: l các chất phản ứng với nớc tạo thnh các

hyđrát ổn định, có lực dính kết giữa chúng với nhau v giữa các chất liên kết với cốt
liệu lớn, lực dính kết đó tăng dần theo thời gian. Đó l các loại xi măng, các chất liên
kết chuyên dùng để lm đờng, tro bay than nâu.
- Các chất liên kết đông cứng trong nớc có cờng độ thấp: l các chất liên kết có
tính đông cứng trong nớc sau khi trộn với một chất hoạt tính. Đó l các loại xỉ lò cao.
- Các chất liên kết puzơlan: đó l cá chất liên kết sau khi trộn với vôi gặp nớc sẽ
tạo thnh các hyđrat ổn định tơng tự với các thnh phần đợc tạo thnh bởi các chất
liên kết rắn trong nớc. Đó l các hỗn hợp tro bay - vôi hoặc puzôlan - vôi đợc trộn ở
trạm trộn.
7- Các chất liên kết hữu cơ
a/ Bitum: l các sản phẩm rắn, nửa rắn hoặc lỏng, bao gồm:
-

Bi tum nguyên chất, thu đợc do lọc dầu mỏ m không dùng phụ gia;

- Bi tum lỏng, thờng gọi l cut-back l bitum trộn với một dung môi dễ hoặc
khó bay hơi; thu đợc qua chng cất dầu mỏ;
Trang 2


Xây dựng mặt đờng
- Bi tum lỏng: bitum hóa mềm do trộn với dung môi chậm bay hơi, thu đợc qua
chng cất than đá;
-

Bi tum hỗn hợp, gồm ít nhất 50% bi tum v chia ra:
+ Bitum gruđon: hỗn hợp của bitum nguyên chất v gruđon;
+ Bitum hắc ín: hỗn hợp của bitum v hắc ín than đá.

- Bitum cải tiến: các loại bi tum trên đây có trộn thêm một chất phụ gia, thờng l

một cao phân tử, các bột khoáng hoặc các chất bột dính.
b/ Nhũ tơng bitum
Nhũ tơng bitum l một chất liên kết phân tán bi tum ở trong nớc, đợc tạo nên
bằng cách sử dụng năng lợng cơ học để nghiền nhỏ bi tum lơ lửng trong nớc bằng
một tác nhân hoạt tính bề mặt gọi l chất nhũ hóa.
c/ Gruđon
Đó l sản phẩm thu đợc qua việc chng than cốc từ than đá ở nhiệt độ cao, gồm
có:
-

Gruđon nguyên chất: không dùng phụ gia;

- Gruđon cải tiến: thờng trộn thêm các chất cao phân tử, bột khoáng hoặc phụ gia
dính;
-

Gruđon hỗn hợp: gồm 50% gruđon v 50% bitum nguyên chất.
8- Vôi

- Vôi dùng trong xây dựng đờng thờng l vôi béo (thu đợc khi nung đá vôi
nguyên chất ở nhiệt độ trên 9000C) rắn trong không khí. Vôi có thể sử dụng dới dạng
vôi sống (oxit calcium, CaO) hoặc vôi tôi (Ca(OH)2).
Vôi đợc phân thnh vôi canxi v vôi manhê theo hm lợng MgO dới hoặc trên
5% theo trọng lợng. Chỉ có vôi canxi mới thích hợp trộn với tro bay hoặc với puzôlan
để trở thnh chất liên kết vôi-tro bay hoặc puzơlan.
- Vôi thủy: đợc nung từ đá vôi sét (hm lợng sét 10-20%) ở nhiệt độ từ 100012000C. Vôi thủy l chất liên kết rắn trong nớc.
= = = = = = = = = = //= = = = = = = = = =

Trang 3

Xây dựng mặt đờng

Đ1.2. các loại kết cấu mặt đờng v yêu cầu đối
với công nghệ xây dựng mặt đờng
Các loại kết cấu mặt đờng trong xây dựng v cải tạo mạng lới đờng ô tô v
sân bay ở nớc ta v trên thế giới rất đa dạng.
Trong điều kiện vật liệu v công nghệ thi công mặt đờng hiện nay ở nớc ta, có
mấy loại mặt đờng chính sau đây:
- Mặt đờng mềm:
Các kết cấu ny gồm một lớp mặt nhựa bitum tơng đối mỏng (dới 15cm), với
mặt đờng ít xe chạy có thể chỉ l lớp mặt láng nhựa một lớp, đợc đặt trên một hoặc
nhiều lớp móng bằng vật liệu hạt không gia cố hoặc gia cố bằng nhựa bitum. Chiều
dy tổng cộng của kết cấu mặt đờng thờng từ 30 - 60cm.
- Mặt đờng có lớp móng gia cố chất liên kết rắn trong nớc:
Các kết cấu ny thờng đợc gọi l mặt đờng nửa cứng gồm một lớp mặt nhựa
bitum đặt trên lớp móng gia cố chất liên kết rắn trong nớc (thờng l gia cố xi măng)
đợc lm thnh một lớp hoặc hai lớp (lớp móng trên v lớp móng dới) với tổng chiều
dy vo khoảng 20-50cm.
- Mặt đờng bê tông xi măng:
Các kết cấu ny còn gọi l mặt đờng cứng, gồm một lớp bê tông xi măng dy từ
15 - 40cm đặt trên lớp móng (có thể bằng vật liệu gia cố xi măng, bê tông nghèo hoặc
vật liệu không gia cố) - Tấm bê tông xi măng thờng lm bằng bê tông không cốt thép
di khoảng 4 - 5m, rộng 3,5 - 4m giãn cách bằng cách khe co, dãn có cốt thép truyền
lực giữa các khe.
1- Mặt đờng mềm
Mặt đờng mềm thờng có một lớp mặt v một lớp móng: lớp mặt l bộ phận
trực tiếp chịu tác dụng của xe chạy (lực thẳng đứng v lực ngang) v tác dụng của ma,
nắng nhiệt độ. Mặt đờng mềm có 2 loại: mặt đờng mềm có lớp móng bằng vật liệu
hạt v mặt đờng mềm có lớp móng gia cố nhựa.

a) Mặt đờng mềm có lớp móng bằng vật liệu hạt:
Lớp móng bằng vật liệu hạt không gia cố chất liên kết khiến cho độ cứng của kết
cấu mặt đờng ny nhỏ, phụ thuộc vo cờng độ của nền đất v chiều dy của lớp
móng - Vì chiều dy của lớp mặt bitum mỏng nên các lực thẳng đứng do xe chạy gây
ra đợc truyền xuống nền đất theo một góc phân bố ngang nhỏ, ứng suất nén thẳng
đứng lớn v trùng phục sẽ gây ra biến dạng dẻo trong đất hoặc trong lớp móng, tạo
thnh các chỗ lún lõm ở bề mặt của mặt đờng. Mặt khác đáy của lớp mặt nhựa bitum
chịu tác dụng trùng phục của ứng suất kéo uốn v có thể bị gãy do mỏi, đầu tiên l các
đờng nứt riêng rẽ rồi phát triển dần thnh một mạng lới các đờng nứt. Từ đó nớc
dễ dng thấm xuống nền móng lm tăng nhanh việc mở rộng đờng nứt, bong bật vật
liệu rời rồi hình thnh ổ g. Nếu không bảo dỡng kịp thời thì mặt đờng bị h hỏng
rất nhanh.
Trang 4


Xây dựng mặt đờng
Vì loại kết cấu mặt đờng mềm có lớp móng bằng vật liệu hạt không gia cố chỉ
thích hợp với các đờng có lợng giao thông nhỏ v ít xe nặng chạy.
b) Mặt đờng mềm có lớp móng gia cố nhựa:
Loại mặt đờng ny có nhiều lớp nhựa, thờng xây dựng trên các đờng trục có
nhiều xe nặng chạy hoặc trên các kết cấu mặt đờng tăng cờng.
Độ cứng v cờng độ chịu kéo của các lớp móng gia cố nhựa cho phép giảm
nhanh ứng suất thẳng đứng truyền xuống nền đờng. Ngợc lại tải trọng xe chạy gây ra
ứng suất kéo uốn trong các lớp mặt v lớp móng. Nếu các lớp ny dính chặt với nhau,
độ cứng của kết cấu rất lớn, ngợc lại nếu các lớp trợt lên nhau thì từng lớp sẽ chịu
kéo v dễ bị nứt do mỏi. Nh vậy chất lợng của các mặt tiếp giáp có ảnh hởng lớn
đến tình hình lm việc của loại mặt đờng ny.
Trong kết cấu mặt đờng mềm lớp mặt xe chạy l bộ phận trực tiếp chịu tác dụng
của bánh xe v của ma nắng. Để đủ sức chống lại tác dụng trên, lớp mặt phải lm
bằng vật liệu có cờng độ cao, gia cố nhựa đờng, thờng l bê tông nhựa, hoặc đá

trộn nhựa v khi lợng giao thông nhỏ l các lớp láng nhựa.
2- Mặt đờng nửa cứng
Do lớp móng gia cố bằng chất liên kết rắn trong nớc có độ cứng lớn, nên ứng
suất nén thẳng đứng truyền xuống nền đất rất nhỏ. Ngợc lại dới tác dụng của tải
trọng xe chạy lớp móng chịu tác dụng ứng suất kéo uốn v cần đợc tính toán chính
xác để đảm bảo điều kiện về cờng độ tơng tự nh mặt đờng cứng.
Các lớp móng gia cố chất lên kết rắn trong nớc (nh lớp cấp phối đá, cát gia cố
xi măng hoặc lớp móng bê tông nghèo) khi đông cứng hoặc khi nhiệt độ giảm xuống
so với nhiệt độ khi thi công thờng bị co lại - Do có sự ma sát giữa lớp móng v nền
đất nên sự co rút ny bị cản trở v gây ra các đờng nứt ngang. Nếu không có biện
pháp xử lý đặc biệt thì các đờng nứt ny sẽ lan truyền lên lớp mặt nhựa lm xuất hiện
các đờng nứt ngang trên mặt đờng với khoảng cách khá đều (từ 5- 15m) gọi l các
đờng nứt phản ánh.
Sau khi xuất hiện trên lớp mặt, các đờng nứt ny có xu hớng mở rộng v phân
nhánh ra dới tác dụng của xe chạy. Các đờng nứt ny còn lm cho nớc thấm xuống
nền móng, lm giảm chất lợng của mặt tiếp giáp giữa lớp mặt v lớp móng, lm giảm
cờng độ của nền móng.
Vì vậy khi sử dụng loại kết cấu mặt đờng nửa cứng cần có biện pháp chống
truyền nứt từ lớp móng lên lớp mặt. Biện pháp đơn giản nhất l tăng chiều dy lớp mặt
bi tum lên trên 13cm.
3- Mặt đờng cứng
Kết cấu mặt đờng cứng thờng gồm có tấm bê tông xi măng đặt trên lớp móng.
Do tấm bê tông có độ cứng rất lớn nên nó thu nhận hầu hết tải trọng do xe chạy gây ra
v truyền tải trọng đó xuống nền móng trên một diện tích rất rộng. Vì vậy tấm bê tông
l lớp chịu lực chủ yếu v khác với mặt đờng mềm, nền móng ở đây chịu lực không
đáng kể. Do đó tấm bê tông xi măng phải có đủ cờng độ chịu uốn cao v phải có đủ
Trang 5


Xây dựng mặt đờng

cờng độ dự trữ chịu đợc tác dụng trùng phục của tải trọng xe chạy v của nhiệt độ.
Ngoi ra tấm bê tông xi măng còn phải chịu đợc tác dụng bo mòn của xe chạy. Hiện
nay ở nớc ngoi thờng dùng bê tông xi măng 50/400 (Rku = 50kG/cm2, Rn =
400kG/cm2) để lm mặt đờng.
Lớp móng tuy không tham gia chịu lực lớn nh trong mặt đờng mềm nhng yêu
cầu chất lợng phải đồng đều, phải ổn định với nớc v không tích lũy biến dạng d.
Ngoi ra lớp móng phải đủ cờng độ đảm bảo cho xe máy thi công v vận chuyển đi
lại, lm việc thuận lợi. Vì vậy hiện nay thờng lm lớp móng bằng đá gia cố xi măng,
bê tông nghèo
Ba loại mặt đờng trên l loi mặt đờng có lớp mặt hon chỉnh bằng cốt liệu gia
cố các chất liên kết vô cơ hoặc hữu cơ, thờng lm ở các đờng có nhiều xe chạy. Với
các đờng địa phơng có lợng giao thông nhỏ, thờng lm các kết cấu mặt đờng
không có lớp mặt, gọi l mặt đờng qúa độ.
Mặt đờng qúa độ thờng gặp l mặt đờng hai lớp v lớp móng trên lm nhiệm
vụ của lớp mặt. Trong trờng hợp ny lớp mặt của mặt đờng qúa độ phải đảm bảo:
- Có cờng độ cơ học đủ chịu tác dụng của xe chạy v ít bị hao mòn;
- Không bị lợn sóng;
- ít bụi;
- Không trơn lầy về mùa ma;
- Không bị nớc xói mòn.
Những yêu cầu trên đây thờng mâu thuẫn nhau, vì vậy trong thực tế thờng sử
dụng các vật liệu thỏa mãn đợc các yêu cầu chính để lm lớp mặt. Ngoi ra phải tăng
cờng công tác duy tu sửa chữa định kỳ v phải khôi phục lớp hao mòn trên mặt
đờng.
= = = = = = = = = = //= = = = = = = = = =

Trang 6


X©y dùng mỈt ®−êng

§1.3. CÁC NGUYÊN LÝ SỬ DỤNG VẬT LIỆU ĐỂ XÂY DỰNG MẶT
ĐƯỜNG
Vật liệu làm mặt đường thường gồm có 2 loại: cốt liệu và các chất liên kết. Cốt
liệu là toàn bộ các hạt khoáng vật kích cỡ từ 0 - 80mm, bao gồm các hạt mòn, cát, sỏi
sạn, đá dăm, cấp phối, có tác dụng làm bộ khung của lớp kết cấu. Còn chất liên kết
thường được trộn hoặc tưới vào cốt liệu với một tỷ lệ nhất đònh để dính kết các hạt cốt
liệu nhằm tăng cường độ và tính chống thấm nước của hỗn hợp. Các chất liên kết gồm
có: các chất liên kết rắn trong nước và puzôlan (như xi măng các loại, vôi tro bay, vôi
puzôlan), các chất liên kết hữu cơ hoặc chất liên kết hrôcácbon (như nhựa bitum,
gron, nhũ tương của bitum hoặc gron) và vôi. Ngoài ra với mặt đường qúa độ còn
dùng đất dính làm chất liên kết, tuy nhiên đất dính kém ổn đònh với nước, vì vậy chỉ
thích hợp để làm lớp móng của các kết cấu mặt đường có lớp mặt hoàn chỉnh.
Việc sử dụng vật liệu để xây dựng mặt đường hiện nay đều dựa vào một trong
các nguyên tắc sau nay:
1. Nguyên lý làm mặt đường theo kiểu lát:
Cường độ của lớp mặt đường này chủ yếu
dựa vào cường độ của bản thân các phiến đá
(hoặc tấm bê tông) và sự chèn khít giữa các
phiến đá với nhau cũng như cường độ của lớp
móng hoặc nền đất phía dưới. Như vậy các phiến
đá phải được gia công có hình dạng giống nhau,
bề mặt bằng phẳng và phải đủ cường độ. Nhược
điểm lớn nhất của kỹ thuật xây dựng mặt đường
lát là hiện vẫn chưa cơ giới hóa được công tác lát
mặt đường, việc gia công các phiến đá lát khá
phức tạp vá rất tốn công và chủ yếu đều phải làm
bằng tay. Vì vậy việc làm các mặt đường đá lát
hiện nay rất hạn chế.

a)

b)

H×nh 1-2: Líp mỈt ®ng lμm theo
nguyªn lý l¸t, xÕp
a) Kh«ng cã vËt liƯu liªn kÕt
b) Cã dïng thªm vËt liƯu liªn kÕt

2. Nguyên lý làm mặt đường theo kiểu chèn móc:
Theo nguyên lý này, cốt liệu là đá dăm có kích cỡ đồng đều, được rải thành từng
lớp và lu lèn chặt, trong qúa trình lu lèn có chèn các hòn đá nhỏ vào khe hở giữa các
hòn đá lớn. Nhờ vào tác dụng chèn móc và ma sát giữa các hòn đá với nhau như vậy
mà hình thành được cường độ chống lại biến dạng thẳng đứng và chòu được tác dụng
của các lực ngang nhất đònh.
a)

b)

H×nh 1-3: Líp mỈt ®ng lμm theo nguyªn lý ®¸ chÌn ®¸
a) Kh«ng cã vËt liƯu liªn kÕt
b) Cã dïng thªm vËt liƯu liªn kÕt

Trang 7


X©y dùng mỈt ®−êng
Ưu điểm chính của nguyên lý làm mặt đường này là công nghệ thi công đơn giản,
thích hợp với phương pháp sản xuất đá bằng thủ công. Nhược điểm là rất tốn công lu
và không khống chế các giai đoạn lu tốt thì đá dễ bò vỡ nát, tròn cạnh, phá vỡ nguyên

lý làm việc của loại mặt đường này.
Ngoài ra khả năng chòu lực ngang kém, mặt đường dễ bò bong bật, nhất là các
đoạn cong, đoạn dốc, vì vậy người ta thường dùng thêm chất liên kết dưới hình thức
tưới hoặc trộn để tăng cường sức chống trượt.
3. Làm mặt đường theo nguyên lý cấp phối:
Theo nguyên lý này cốt liệu sẽ gồm nhiều cỡ hạt to nhỏ khác nhau, phối hợp với
nhau theo một tỷ lệ nhất đònh và sau khi lu lèn sẽ đạt được một độ chặt nhất đònh. Độ
chặt của hỗn hợp vật liệu sau khi lu lèn càng lớn thì cường độ của lớp vật liệu càng
cao. Ngoài ra để tăng thêm cường độ còn trộn thêm các chất liên kết vô cơ hoặc hữu
cơ và khi đó sẽ được các lớp mặt đường có cường độ cao như mặt đường bê tông xi
măng, mặt đường bê tông nhựa.
Ưu điểm chính của phương pháp làm mặt đường theo nguyên lý cấp phối là có
thể cơ giới hoá được và tự động hóa toàn bộ qúa trình công nghệ sản xuất vật liệu, bán
thành phẩm và thi công cũng như kiểm tra và nghiệm thu chất lượng thi công các loại
móng và mặt đường này.
Vì vật hầu hết các loại móng và mặt đường hiện nay như cấp phối đá dăm, cấp
phối đá dăm gia cố xi măng, cấp phối đá dăm đen, bê tông xi măng, bê tông nhựa …
đều được sử dụng theo nguyên lý cấp phối.
4. Nguyên lý gia cố đất để làm móng và mặt đường:
Dùng các chất liên kết, các chất phụ gia và các phương pháp lý hóa khác nhau để
gia cố đất, nhằm thay đổi một cách cơ bản tính chất cơ học và cấu tạo của nó (mà
trước hết là tác động nên các thành phần hạt sét), làm cho các đặc trưng cơ học của nó
tốt hơn, ít thay đổi và ổn đònh với nước, thích hợp để làm móng và mặt đường (mặt
đường qúa độ, trên có rải lớp hao mòn).
Riêng với cát (và các loại đất rời khác) thì gia cố bằng các chất liên kết hữu cơ
hoặc vô cơ nhằm dính các hạt đất với nhau thành một lớp toàn khối có cường độ cao
và ổn đònh đối với nước.
Do đất là vật liệu tại chỗ và có sẵn ở mọi nơi nên phương pháp gia cố đất rất
thích hợp để làm mặt đường ở những nơi thiếu vật liệu đá.
= = = = = = = = = = //= = = = = = = = = =

Trang 8


Xây dựng mặt đờng

Đ1.4. TRìNH Tự XÂY DựNG MặT ĐƯờng v công tác chuẩn bị
thi công
Trình tự chung:
1. Công tác chuẩn bị:
- Cắm lại hệ thống cọc tim, cọc hai bên mép phần xe chạy để xác định đợc vị trí
của mặt đờng phục vụ cho việc thi công lòng đờng.
-

Thi công lòng đờng.

-

Chuẩn bị vật liệu để xây dựng các tầng lớp mặt đờng.

2. Công tác chủ yếu:
- Xây dựng tầng đệm cát v hệ thống thoát nớc lm khô mặt đờng v phần trên
của nền đờng (khi có thiết kế).
-

Lần lợt xây dựng các tầng lớp trong kết cấu mặt đờng.

3. Công tác hon thiện:
Tu bổ bề mặt phần xe chạy v sửa chữa lại lề đờng ở những chỗ cha đảm bảo
chất lợng hoặc bị phá hỏng do hoạt động của xe, máy hay do đổ chứa vật liệu trong

qúa trình thi công.
Thi công lòng đờng:
Các yêu cầu đối với lòng đờng:
-

Phải đảm bảo đúng kích thớc về bề rộng v chiều sâu.

- Đáy của lòng đờng phải có hình dạng đúng với mui luyện thiết kế v ở những
đoạn đờng cong thì đáy lòng đờng cũng phải đo có siêu cao.
- Đáy lòng đờng phải đợc tăng cờng đầm nén để tăng cờng độ của cả kết cấu
mặt đờng v thông qua qúa trình đầm nén lại có thể phát hiện những chỗ lòng đờng
bị yếu, bị cao su để kịp thời xử lý khi xây dựng mặt đờng.
-

Hai bên thnh của lòng đờng phải vững chắc v thẳng đứng.

Phơng án xây dựng lòng đờng:
- Phơng án đắp lề hon ton: thích hợp với nền đắp vì tiết kiệm đợc khối
lợng đắp v đầm nén cả phạm vi phần xe chạy, cũng nh thích hợp với trờng hợp cải
tạo tôn cao mặt đờng cũ.
Trớc khi thi công lòng đờng, nền đờng phải đủ bề rộng bằng B + 2a (trong
đó B l bề rộng nền đờng thiết kế). Đồng thời cao độ nền đờng thấp hơn cao độ thiết
kế 1 trị số h.
h = h v a = m.h

(1-1)

Trong đó:
h: chiều dy kết cấu áo đờng; 1:m l độ dốc mái ta luy nền đờng.

Trang 9


Xây dựng mặt đờng
a)

h

i0

h

im

m
1:

a

a

Hình 1-4: Phơng án đắp lề hon ton
- Phơng án đo lòng đờng hon ton: thích hợp với nền đo. Trong những
trờng hợp kết cấu mặt đờng tơng đối mỏng, chiều sâu lòng đờng nhỏ, cũng nh
trong trờng hợp nền đắp để lâu mới xây dựng tiếp mặt đờng, qua thời gian trên mặt
nền bị phá hoại h hỏng nhiều.
b)

h

i0
im

:m

1

Hình 1-5: Phơng án đo lòng đờng hon ton
đắp.

Phơng án đắp lề một phần: nói chung có thể sử dụng cho cả nền đo v nền
h =

SA
v a = m.h
B

(1-2)

Trong đó:
B: bề rộng nền đờng theo thiết kế.
S = b.h (b: bề rộng phần xe chạy; h: chiều dy kết cấu áo đờng).
b 2 .im
A = a .i0 + a.b.i0 +
4
2

(1-3)

a, i0: bề rộng v độ dốc lề đờng theo thiết kế.

im: độ dốc mui luyện lòng đờng.
B

c)
h

im

1:

m

a

h

i0

b

a

Hình 1-6: Phơng án đắp lề một phần
Công tác chuẩn bị vật liệu:
Nội dung v yêu cầu đối với công tác ny l phải chuyên chở kịp thời vật liệu
lm đờng từ cơ sở khai thác, gia công đến công trờng, đồng thời khi đến nơi phải bố
trí đổ, chứa trong khu vực lòng đờng v lề đờng sao cho san rải đợc tiện lợi v
không cản trở đến các hoạt động của xe máy trong qúa trình thi công các lớp kết cấu

Trang 10

Xây dựng mặt đờng
áo đờng, cũng nh không ảnh hởng đến chất lợng vật liệu v hao hụt, tổn thất vật
liệu. Có 2 phơng án tiến hnh :
-

Phơng án chở vật liệu đến đâu san rải ngay đến đó.

-

Phơng án chở vật liệu đến công trờng để trong các bãi chứa.

Sau khi hon thnh xong công tác chuẩn bị thì nên tiến hnh ngay các khâu
công tác chủ yếu.
Công tác hon thiện lề đờng: thực hiện bằng máy san tự hnh.
= = = = = = = = = = //= = = = = = = = = =

Trang 11


X©y dùng mỈt ®−êng

§1.5. C¸C BIƯN PH¸P LμM KH¤ MỈT §¦êng vμ phÇn trªn cđa
nỊn ®−êng
1. TÇng ®Ưm c¸t:
BiƯn ph¸p phỉ biÕn ®Ĩ lμm kh« mỈt ®−êng vμ phÇn trªn cđa nỊn ®−êng lμ x©y
dùng tÇng ®Ưm c¸t trùc tiÕp d−íi tÇng mãng cđa mỈt ®−êng.
T¸c dơng chđ u cđa tÇng c¸t ®Ưm lμ ®Ĩ tho¸t n−íc hc chøa n−íc. Ngoμi ra,
cã thĨ kÕt hỵp gi¶i qut c¸c yªu cÇu kh¸c nh− t¹o b»ng ph¼ng hc trun lùc. Nh−

vËy cÊu t¹o tÇng ®Ưm c¸t còng cã thĨ theo mét trong 2 nguyªn t¾c: tÇng c¸t tho¸t n−íc
hc tÇng c¸t chøa n−íc; cÊu t¹o theo nguyªn t¾c kh¸c nhau th× vËt liƯu c¸t còng cã
yªu cÇu kh¸c nhau vμ bỊ dμy tÇng ®Ưm c¸t còng cã yªu cÇu kh¸c nhau.
1.1.

TÇng ®Ưm c¸t chøa n−íc:

CÊu t¹o kh«ng cã c¸c r·nh däc hc èng tho¸t n−íc ra ngoμi ph¹m vi nỊn
®−êng. Trong thêi gian bÊt lỵi, n−íc mao dÉn tõ d−íi lªn hc n−íc tõ trªn, xung
quanh thÊm vμo qua mỈt ®−êng vμ lỊ ®−êng … ®Ịu ®−ỵc chøa l¹i trong c¸c lç rçng cđa
tÇng c¸t vμ ®Õn thêi gian kh« l¹i tù di chun ®i.
a = 0,5 - 1,0m

Kết cấu áo đường

1,0m

50cm, k 0.98

1,0m

a = 0,5 - 1,0m

1

1

1:

1:

Tầng đệm cát chứa nước
Đất yếu

Phần đất yếu đào bỏ để đắp
1:

1.

Vải đòa kỹ thuật, có tác dụng:
- Không để đất yếu chảy vào tầng cát
- Tạo hiệu ứng đe tăng hiệu qủa đầm nén

Phần đất yếu đào bỏ để đắp
1:
1.
5

Kết cấu áo đường
50cm, k 0.98

5

1,0m

1,0m

1

1:

1:

Tầng đệm cát chứa nước

1

Có hoặc không có vải đòa kỹ
thuật (tùy thuộc vào thiết kế)

Đất yếu

Vải đòa kỹ thuật, có tác dụng:
- Không để đất yếu chảy vào tầng cát
- Tạo hiệu ứng đe tăng hiệu qủa đầm nén

Có 2 tác dụng:
- Bệ phản áp
- Không cho cát mòn bò chảy
(tăng cường ổn đònh nền đường)

H×nh 1-7: TÇng ®Ưm c¸t chøa n−íc
Theo tμi liƯu Liªn X«, nÕu thiÕt kÕ ®¶m b¶o cho ®é Èm t−¬ng ®èi cđa tÇng c¸t
®Ưm kh«ng v−ỵt qóa 65 - 75% th× møc chøa Èm nh− vËy sÏ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn
c−êng ®é cđa nã vμ do ®ã sÏ t¹o ®−ỵc chÕ ®é thđy nhiƯt tháa m·n (®é Èm t−¬ng ®èi ë
®©y lμ tû sè gi÷a ®é Èm cđa c¸t lóc Èm nhÊt víi ®é chøa Èm mao dÉn cđa c¸t trong ®iỊu
kiƯn c¸t ®−ỵc ®Çm nÐn ®¹t ®é chỈt yªu cÇu víi hƯ sè Kyc = 1,0).
C¸t ®Ĩ lμm tÇng ®Ưm chøa n−íc cã thĨ dïng lo¹i c¸t xÊu chØ cÇn cã hƯ sè thÊm
®¹t Kt ≥ 2m/ngμy ®ªm trong ®iỊu kiƯn ®Çm nÐn ®¹t Kyc = 1,0 (®Çm nÐn tiªu chn). NÕu
Kt nhá qóa th× tuy cã thĨ chøa ®−ỵc nhiỊu n−íc (do ®é chøa mao dÉn lín lªn) nh−ng

c−êng ®é b¶n th©n c¸t ®ã l¹i qóa thÊp.
Trang 12


X©y dùng mỈt ®−êng
BỊ dμy tÇng ®Ưm c¸t chøa n−íc lóc nμy ®−ỵc x¸c ®Þnh theo hai ®iỊu kiƯn: ®đ dμy
®Ĩ chøa ®−ỵc l−ỵng n−íc cÇn thiÕt víi tiªu chn ®é Èm t−¬ng ®èi cho phÐp nh− trªn,
®ång thêi ®đ dμy ®Ĩ ®¸p øng yªu cÇu vỊ c−êng ®é cđa kÕt cÊu mỈt ®−êng ®èi víi riªng
nã. Riªng ®iỊu kiƯn mét, trong ®iỊu kiƯn chØ cã n−íc mao dÉn, còng cã thĨ x¸c ®Þnh bỊ
dμy b»ng chiỊu cao mao dÉn lín nhÊt ®èi víi vËt liƯu lμm tÇng ®Ưm c¸t. Nh− vËy tÇng
®Ưm c¸t hÇu nh− gåm hai phÇn: phÇn d−íi cã chøa n−íc (cã ®Çy n−íc mao dÉn hc cã
dßng n−íc ch¶y qua) do ®ã sÏ cã m« ®un biÕn d¹ng hay ®μn håi nhá h¬n so víi tÇng
trªn kh«ng chøa n−íc, vμ lóc nμy nÕu biÕt ®−ỵc l−ỵng n−íc lín nhÊt trong mïa bÊt lỵi
nhÊt mao dÉn hc thÊm vμo qua 1m2 lßng ®−êng th× cã thĨ tÝnh ®−ỵc bỊ dμy tÇng ®Ưm
c¸t chøa n−íc nãi trªn. BỊ dμy nμy nãi chung t−¬ng ®èi lín.
1.2.

TÇng c¸t ®Ưm tho¸t n−íc:

Kh¸c víi tÇng ®Ưm c¸t chøa n−íc ë chç: n−íc tõ líp c¸t sÏ ®−ỵc tho¸t ra ngoμi
th©n nỊn ®−êng nhê c¸c èng hc r·nh thÊm bè trÝ ngang qua lỊ ®ỉ n−íc qua r·nh biªn,
hc bè trÝ däc theo lßng ®−êng råi tËp trung n−íc vỊ c¸c ®−êng èng chÝnh kh¸c.

a = 0,5 - 1,0m

Nền đắp

1,0m

1,0m

Tầng đệm bằng cát hạt thô hoặc trung
thoát nước
Vải đòa kỹ thuật

Đất yếu

a = 0,5 - 1,0m

Hmin = 50cm

Bấc thấm

H×nh 1-8 : TÇng ®Ưm c¸t tho¸t n−íc
ChØ tiªu khèng chÕ ®é Èm vμ nguyªn lý tÝnh to¸n x¸c ®Þnh bỊ dμy tÇng c¸t ®Ưm
tho¸t n−íc còng t−¬ng tù nh− ®èi víi tÇng c¸t ®Ưm chøa n−íc, chØ kh¸c lμ cÇn tÝnh to¸n
theo c¸c ph−¬ng tr×nh thđy lùc vỊ thÊm ®Ĩ x¸c ®Þnh bỊ dμy phÇn dßng n−íc ch¶y trong
c¸t (nh÷ng n¨m gÇn ®©y Liªn X« ®· nghiªn cøu vÊn ®Ị tÝnh to¸n nμy cã xÐt c¶ tíi qóa
tr×nh thÊm rèi trong vïng n−íc tù do còng nh− trong vïng n−íc mao dÉn nh»m tËn
dơng, gi¶m bỊ dμy tÇng c¸t, gi¶m hƯ sè thÊm yªu cÇu). Do n−íc thÊm hc mao dÉn
vμo khu vùc mãng mỈt ®−êng ®−ỵc tho¸t ®i th−êng xuyªn nªn bỊ dμy tÇng ®Ưm c¸t
theo c¸ch nμy th−êng nhá h¬n nhiỊu so víi tÇng c¸t ®Ưm chøa n−íc. Tuy nhiªn vËt liƯu
c¸t lμm tÇng ®Ưm tho¸t n−íc râ rμng ®ßi hái hƯ sè thÊm cao h¬n, phơ thc vμo l−u
l−ỵng n−íc cÇn tho¸t, chiỊu dμi hμnh tr×nh thÊm (tøc lμ phơ thc bỊ réng mỈt ®−êng)
còng nh− ®é dèc ngang cđa lßng ®−êng. Th−êng hƯ sè thÊm yªu cÇu Kt > 3,0 m/ngμy
®ªm vμ nÕu bỊ réng mỈt ®−êng tõ 7 - 12m th× cã thĨ yªu cÇu tíi Kt = 6 - 10 m/ngμy
®ªm.
Nh− vËy, tÇng c¸t ®Ưm chøa n−íc vμ tÇng c¸t ®Ưm tho¸t n−íc cã nh÷ng −u
nh−ỵc ®iĨm kh¸c nhau. TÇng c¸t ®Ưm chøa n−íc yªu cÇu bỊ dμy lín nh−ng cã thĨ dïng
c¸t xÊu, c¸t nhá. TÇng c¸t ®Ưm tho¸t n−íc th× ng−ỵc l¹i vμ ®ång thêi cßn cÇn ph¶i bè trÝ

c¸c cÊu t¹o thu, tho¸t n−íc; tuy nhiªn nÕu c¸c bé phËn lμm viƯc tèt th× hiƯu qđa lμm
Trang 13


Xây dựng mặt đờng
khô mặt đờng v phần trên của nền đờng sẽ tốt hơn. Về phạm vi sử dụng thì chỉ
những nơi có điều kiện chênh lệch cao độ để thoát nớc trong nền đờng ra ngoi, mới
có thể áp dụng tầng cát đệm thoát nớc. Những vùng thnh phố đồng bằng v ven biển
mức nớc ngầm rất cao thì nhiều khi phải dùng biện pháp tầng cát đệm chứa nớc.
Thi công các tầng cát đệm đợc tiến hnh từng lớp, bề dy mỗi lớp chọn tùy
theo phơng tiện đầm nén. Trong qúa trình thi công cần chú ý các yêu cầu sau:
- Độ chặt yêu cầu của tầng cát đệm phải đạt Kyc 1,0 v phải kiểm tra hệ số thấm
sau khi đầm nén.
- Phải tới nớc trong qúa trình đầm nén để đạt độ ẩm tốt nhất W0. Thờng với
cát nhỏ, sạch W0 = 12 - 14%, với cát lớn W0 9%. Theo kinh nghiệm thi công trên một
số công trờng ở nớc ta, đối với cát hầu nh độ ẩm cao thì đầm nén cng chóng chặt
v độ ẩm thi công nên lấy bằng 1,0 - 1,4 lần độ ẩm tốt nhất W0 tùy theo loại công cụ
đầm nén.
Lợng nớc Q (l/m2) cần tới thêm bình quân cho 1 m2 tầng cát dy h (m) tính
theo công thức:
Q = h(W0 W ). .10 (l/m2)

Trong đó:
W0, W: độ ẩm tốt nhất v độ ẩm tự nhiên của cát tính bằng %.
: dung trọng khô của cát (t/m3).
Về mùa nắng lợng nớc Q cần tăng thêm 20% để bù cho lợng nớc bốc hơi.
Thờng dùng ô tô phun nớc để tới v tới vo buổi sáng trớc khi thi công khoảng
1,5 - 2,0 h. Dùng ô tô phun nớc đỡ bị tổn thất vì nớc đợc phun đều không chảy
thnh dòng.
Nếu không có xe phun nớc v điều kiện cấp nớc khó khăn thì nên đầm nén

bằng thiết bị chấn động v lúc ny có thể dùng độ ẩm thi công nhỏ hơn W0 một ít.
Nếu khi thi công bị ma, cát qúa ẩm thì sau khi rải nên dùng máy san trộn cho
khô bớt.
Nếu rải cát trực tiếp vo lòng đờng, thi công đến đâu rải đến đấy, không nên
đổ ở lề trớc, vì theo kinh nghiệm nh vậy cát dễ bị lẫn bẩn lm giảm hệ số thấm v bị
hao hụt nhiều.
Sau khi thi công xong tầng cát đệm cần thi công tiếp ngay tầng móng của kết
cấu mặt đờng, không nên để gián đoạn qúa 2 - 3 ngy nhất l trong mùa ma, nh vậy
mới bảo đảm đợc tầng đệm cát không bị phá hỏng hoặc giảm chất lợng. Không cho
xe máy đi lại trên mặt tầng đệm cát mới thi công xong.
2. Các biện pháp thoát nớc ra khỏi khu vực mặt đờng v móng nền đất:
Để thoát nớc từ tầng cát đệm hoặc mặt đờng loại thấm nớc ra ngoi, thờng
dùng các loại rãnh thấm, các loại ống, các ho thoát nớc bố trí ngang hoặc bố trí dọc.

Trang 14


Xây dựng mặt đờng
2.1. Rãnh xơng cá:
Thờng để thoát nớc từ tầng cát đệm khi lợng nớc cần thấm ra không lớn v
chủ yếu dùng để thoát nớc thấm từ trên xuống qua mặt đờng (mặt đờng thấm
nớc).
Rãnh xơng cá thờng rộng 0,3m cao 0,2m đổ đầy cát hoặc đá để nớc thấm
qua. Khi dùng cát thì phía đầu ngoi ta luy của rãnh xơng cá phải xếp đá một đoạn
25 cm. Để tránh đất lề đờng chui vo lm tắc rãnh, phải lát cỏ lật ngợc ở mặt trên
của rãnh trớc khi đắp lại lề.
Nếu đất nền đờng l loại không thấm nớc hoặc ít thấm nớc v trong điều
kiện chỉ có nớc ma thấm qua mặt đờng thì có thể không cần lm tầng cát đệm v
lúc đó nớc từ lớp mặt đờng sẽ thấm trực tiếp qua rãnh xơng cá ra ngoi.

0,2m

0,2m

Thờng bố trí rãnh xơng cá so le nhau với cự ly L = 6 - 10m; trên đoạn đờng
cong thì rãnh xơng cá chỉ bố trí phía bụng đờng cong với cự ly L = 5m. Trờng hợp
Cát
Cỏ lật ngợc
đờng có độ dốc dọc i
3%
5%
> 2% thì rãnh xơng
các đo xiên 1 góc =
3%
60-700 theo hớng dốc.
12%
0,6m
5%
Để có thể tập trung
0,25m
nớc vo rãnh, lòng
đờng phải bạt dốc vo
miệng rãnh với độ dốc
12% trong phạm vi
0,3m
0,6m trớc cửa rãnh.
Hình 1-9: Cấu tạo rãnh xơng cá trên mặt cắt ngang
a)

0,6m

0

60 - 70

0.3m

L

L

i 2%

i > 2%

b

0,6m

Hình 1-10: Cấu tạo rãnh xơng cá trên bình đồ
a) Trờng hợp đờng có độ dốc i 2%; b) Trờng hợp đờng có độ dốc i > 2%
Trang 15


Xây dựng mặt đờng
Trong trờng hợp lợng nớc q cần thoát khá lớn v có thể gồm cả nớc mao
dẫn từ dới lên (nhng q 3 lít/m2.ngy đêm) thì phải dùng các ống thoát nớc để thay
thế rãnh xơng cá.
1

6

(5-8)%
2

1:3

3%

3

4

8

d0

5

0,2m

d0

7

3d 0

Hình 1-11: Bố trí ống thoát nớc từ tầng đệm cát ra lề
1. Kết cấu mặt đờng; 2. Khu vực ẩm do mao dẫn; 3. Khu vực có nớc tự
do; 4. Bộ phận cửa thu nớc; 5. ống thoát nớc; 6. Rải gia cố lề; 7. Chuyển

động của nớc tự do; 8. Mức nớc tự do.

B

B
Hình 1-12: Cấu tạo bộ phận thu nớc ở
đầu ống (kích thớc l mm)

3
1

1

5
-3
30

r = 500

30-35

1. Bộ phận thu nớc bằng đá cỡ lớn 35 50mm; 2. Đá hoặc sỏi nhỏ 5 - 10mm đắp
xung quanh theo nguyên lý tầng lọc ngợc;
3. ống đờng kính 80 - 100mm.

3

2

1

Nếu dùng ống thoát nớc, tầng đệm cát phải dùng cát có hệ số thấm K
5m/ngy đêm.
Trình tự thi công các rãnh xơng cá cụ thể l:
-

Đầm chặt đất nền đờng dới tầng đệm cát.

- Đo các rãnh xơng cá với độ dốc 30%. Bề rộng rãnh thờng đo bằng 2 lần
đờng kính ống thoát nớc d0 trong trờng hợp có đặt cống.

Trang 16


Xây dựng mặt đờng
- Đặt ống: thờng dùng ống có đờng kính d0 = 80 - 100mm; nếu dùng ống snh
thì đỉnh cống phải đặt sâu dới lề 40cm. Đầu cống phía trong phải đặt ngập vo
trong bộ phận thu nớc một khoảng bằng d0 v đầu cống phía ngoi ta luy phải thò ra
(1,5 - 2,0)d0 để ống không bị tắc bẩn. Để tránh lún, lật ống, ở đầu phía ngoi ta luy nên
lát đá hoặc đệm sỏi một đoạn di 20 - 30cm.
- Sau khi đặt ống tiến hnh rải một lớp cát mỏng 2 - 3cm trong phạm vi bộ phận
thu nớc v bắt đầu thi công bộ phận ny. Để tiện thi công, ở một số nớc có chế tạo
sẵn bộ phận ny bằng bê tông thấm (bê tông không cát), nh vậy tại hiện trờng chỉ
việc lắp đặt vo đầu cống. Bán kính r của bộ phận thu nớc cng lớn thì hiệu qủa thoát
nớc cng tốt, lớp cát đệm có thể mỏng đi, nhng đồng thời lại tốn đá.
- Đắp lại đất trên cống. Nhng để dễ đầm chặt ở hai bên cống thờng dùng cát đổ
đến ngang đỉnh cống, sau đó trên mới đắp đất.
-

Xây dựng tầng đệm cát nh trên.

2.2. Dùng các ho thu nớc:
a) Các ho thu nớc bố trí ngang:
Thờng đợc sử dụng để thoát nớc mặt đờng v phần trên của nền đờng ở
những chỗ độ dốc dọc lớn hơn độ dốc ngang, ở những chỗ có đờng cong đứng lõm, ở
những nơi từ nền đo chuyển sang nền đắp. ở những chỗ ny nớc thờng chảy thấm
dọc trong tầng đệm cát hoặc trong tầng móng đá dăm, cuội sỏi có lỗ rỗng lớn.
Đáy ho thu nớc ngang thờng đo sâu dới 0,15m kể từ đáy tầng đệm cát;
trong ho có thể đặt ống suốt cả chiều di hoặc chỉ đặt ở gần chỗ đầu thoát ra.
Các ống thu nớc có đục lỗ hoặc xẻ khe ở nửa mặt phía dới để cho nớc từ
tầng đệm cát thấm vo (dùng các ống thấm thì không cần đục lỗ). ở các chỗ không đặt
ống thì tạo ho thu nớc theo nguyên tắc rãnh ngầm có tầng lọc ngợc đắp xung quanh
để tránh cát theo nớc thấm vo lm tắc rãnh.
a)
b)
2
3

2

l

l
B

B

1

3

1

3

3

Hình 1-13: Sơ đồ bố trí ho thu nớc ngang trên bình đồ
a) Ho thu nớc chảy về 1 bên; b) Ho thu nớc chảy về hai bên
1. Ho thu nớc; 2. Cửa thoát nớc ra ngoi ta luy; 3. Lề đờng; B - Bề rộng mặt
đờng; l - khoảng cách giữa các ho thu nớc.

Trang 17


Xây dựng mặt đờng

a)
< 2,5m

< 2,5m

> 7m

1

1:m

> 2d

1:m

> 2d

2
3

b)
> 2,5m

< 2,5m

> 7m

1

1:m

> 2d

5

2
3

c)
> 2,5m

< 5,5m

> 2,5m

1

3

3

2
3
4

Hình 1-14: Bố trí ho thu nớc ngang trên mặt cắt ngang
a) Ho ngang trên nền đắp; b) Ho ngang thoát nớc về một phía dùng cho nền nửa
đo nửa đắp; c) Ho ngang thoát nớc vo ống dọc dùng ở nền không đo không đắp.
1) Kết cấu áo đờng; 2) Tầng cát đệm thoát nớc; 3) Ho thu nớc; 4) Rãnh sâu có bố
trí rãnh dọc; 5) Rãnh biên sâu 0,3 - 0,5m có lát vầng cỏ.
i

i
1

4

2

0,25m

1 :3

0,5m

> 0,03m

1 :3

> 0,03m

0,15m

3

0,35m

5

Hình 1- 15: Mặt cắt ngang cấu tạo ho thu nớc.
a) Mặt cắt tại lề hoặc dải phân cách ở đờng thnh phố (ho thu nớc đoạn ny có
dạng ống); b) Mặt cắt ho thu nớc trong phạm vi phần xe chạy (không có ống).
1. ống d = 80 - 100mm có đục lỗ ở phía dới; 2. Đắp tầng thấm với bề dy > 5cm;
3. Lỗ hoặc he thu nớc vo ống; 4. Đắp tầng lọc ngợc bằng đá dăm hoặc sỏi cuội cỡ
5 - 10mm; 5. Lõi để thấm nớc ra bằng đá dăm hoặc đá sỏi cuội cỡ 20 - 40mm.
b) Các ho thu nớc dọc:
Dùng để hút khô mặt đờng trong các trờng hợp sau:
- ở những đoạn đờng có độ dốc nhỏ (i 2%) v lợng nớc thấm v mao dẫn
vo lòng đờng lớn. Sở dĩ nh vậy l vì lúc ny nhờ ống có lỗ đặt suốt dọc lòng đờng
nên nớc từ lớp cát đệm đợc thoát nhanh chóng, không phải tập trung về rãnh xơng
cá có cự ly thấm xa hơn. Cũng nhờ có ống sẽ giảm chiều di thấm, do đó bề dy tầng
đệm cát có thể mỏng hơn.
Trang 18

Xây dựng mặt đờng
- Đặc biệt ở những đoạn không có điều kiện thoát nớc ngang ra rãnh biên, nh
trờng hợp đờng thnh phố, nền đắp thấp, nền đo hoặc không đo không đắp thì bắt
buộc phải dùng các ho thu nớc dọc để dẫn nớc đến đoạn nền đắp cao đủ điều kiện
về cao độ để thoát nớc ngang hoặc dẫn nớc đến các giếng chuyển tiếp.
ống dọc có thể bố trí cả hai bên lòng đờng khi bề rộng mặt đờng rộng; nếu bề
rộng mặt đờng hẹp thì chỉ cần đặt một bên. Tại những chỗ đờng cong hoặc tầng đệm
cát dùng cát hạt to hoặc hạt vừa nhng sạch v có hệ số thấm k 7m/ngy đêm thì
cũng có thể chỉ cần đặt một hệ thống ống.
a)
> 2,0m

> 6,0m

> 2,0m

> 2,0m

> 6,0m

> 2,0m

b)

c)

d)

> 2,0m

< 5,5m

> 2,0m

> 2,0m

< 5,5m

> 2,0m

e)

7,5m

Hình 1-16: Bố trí hút khô bằng các ho dọc có đặt ống thu nớc

đoạn chuyển

tiếp

i 2%

100

ống trong ho ngang

Nền đắp

i 2%

ống trong ho ngang

Hình 1-17: Bố trí ho ngang để thoát nớc từ ống dọc
Trang 19


Xây dựng mặt đờng
Thờng các ho thu nớc dọc đợc đặt ngay trong phạm vi lòng đờng v nếu
chỉ đặt một hệ thống thì độ dốc ngang của lòng đờng dốc về phía ho phải tăng lên
đạt 2 - 3%. Phải lợi dụng địa hình để bố trí ho ngang có đặt ống nối tiếp với ống dọc
để thoát nớc từ ống dọc ra ngoi. Cự ly tối đa nớc chảy trong ống dọc không qúa 250
- 300m. Nếu ở thnh phố thì nớc từ ho thu nớc dọc sẽ tập trung về các đờng ống
dẫn khỏi phạm vi lòng đờng hoặc tập trung về những giếng chuyển tiếp. Độ dốc dọc
của các ống thờng dùng l 0,4% nếu ống có đờng kính d 80mm v 0,5% nếu d
50mm.
ống đặt trong ho thu nớc dọc hoặc ngang, thờng dùng các loại sau: ống
thấm, ống snh, ống bê tông xi măng amiăng, ống bằng chất dẻo, ống bằng thủy tinh,
ống nhôm ...
c) Trình tự thi công xây dựng các ho thu nớc ngang hoặc dọc bao gồm:
-

Đo các đờng ho.

-

Đặt ống trong ho thu nớc: ống đợc đặt từ nơi thấp lên cao.

- Đắp các tầng thấm lọc ngợc xung quanh ống: chỉ cần đặt ở những chỗ có khe

hở, lỗ thu nớc.
- Thi công các chỗ đầu ống thoát nớc ra ngoi nền đờng v các chỗ nối giữa
ống dọc v ống ngang.
-

Lm tầng đệm cát thoát nớc.

-

Đắp lại đất trên lề chỗ ho thu nớc ngang đi qua.
= = = = = = = = = = //= = = = = = = = = =

Trang 20


Xây dựng mặt đờng

Đ1.6. Lý thuyết đầm nén mặt (móng) đờng,
phơng tiện v công tác đầm nén
1. Lý thuyết đầm nén:
Công tác đầm nén l một khâu quan trọng trong qúa trình công nghệ xây dựng
mặt v móng đờng, chất lợng đầm nén có ảnh hởng quyết định đến chất lợng sử
dụng của các tầng lớp áo đờng. Sở dĩ nh vậy l vì bất cứ sử dụng loại vật liệu gì, xây
dựng các tầng lớp áo đờng theo nguyên lý no, cuối cùng phải thông qua tác dụng cơ
học đầm nén thì trong nội bộ vật liệu mới hình thnh đợc cấu trúc mới bảo đảm
cờng độ, ổn định v mức độ bền vững cần thiết. Ngoi ra, đứng về mặt thi công m
xét thì công tác đầm nén cũng l một khâu công tác chủ yếu có phần khống chế đối với
đối với năng suất v tốc độ chung của dây chuyền, do đó đòi hỏi tập trung chủ đạo,
mặt khác, đó cũng thờng l khâu kết thúc qúa trình công nghệ thi công một tầng lớp
kết cấu nên cũng cần đặc biệt chú ý kiểm tra chất lợng.

Mục đích của công tác đầm nén l để tăng độ chặt của hỗn hợp vật liệu do đó
tăng số lợng tiếp xúc, liên kết trong một đơn vị thể tích, các chất liên kết nhờ vậy m
có điều kiện phát huy tác dụng; kết qủa l trong nội bộ vật liệu sẽ hình thnh một cấu
trúc mới khác với lúc cha lu lèn (cấu trúc keo kết, kết tinh hoặc tiếp xúc) v lúc ny
lực dính, lực ma sát, tính dính nhớt của bản thân vật liệu sẽ tăng lên, tính thấm nớc,
thấm hơi sẽ giảm đi do đó tạo nên đợc cờng độ v ổn định cờng độ cho các tầng
lớp mặt đờng.
Nh đã biết, vật liệu lm các tầng lớp mặt đờng thờng l những hỗn hợp gồm
ba pha: đặc, lỏng, khí. Khác với qúa trình cố kết (qúa trình tăng độ chặt do thnh phần
pha lỏng bị đẩy ra ngoi), qúa trình đầm nén chỉ tăng độ chặt do thoát khí.
Trong qúa trình đầm nén, khi tải trọng đầm nén tác dụng, trong vật liệu sẽ
phát sinh sóng ứng suất - biến dạng (độ chặt cng lớn v mô đun đn hồi của vật liệu
cng lớn thì sóng ứng suất - biến dạng lan truyền cng nhanh). Dới tác dụng của áp
lực lan truyền đó, trớc hết các hạt khoáng chất v mng chất lỏng bao bọc nó sẽ bị
nén đi hồi; sau đó khi ứng suất tăng lên v tải trọng đầm nén tác dụng trùng phục
nhiều lần, cấu trúc dới tác dụng mng mỏng của pha lỏng sẽ dần dần bị phá hoại,
cờng độ của các mng mỏng sẽ giảm đi, nhờ vậy các tinh thể v các hạt kết có thể
trợt tơng hỗ v di chuyển đến vị trí sát gần nhau, sắp xếp lại để đi đến các vị trí ổn
định (biến dạng không phục hồi tích lũy dần), đồng thời không khí bị đẩy thoát ra
ngoi, lỗ rỗng giảm đi, mức độ bão hòa các chất liên kết trong một đơn vị thể tích tăng
lên v giữa những tinh thể sẽ phát sinh các tiếp xúc v liên kết mới. Qua giai đoạn ny,
nếu tiếp tục tăng ứng suất lèn ép thì những mng lỏng ở nơi tiếp xúc giữa các tinh thể
v giữa các hạt kết vẫn tiếp tục bị nén thêm v tuy rằng nh vậy không lm tăng thêm
độ chặt đáng kể nữa nhng riêng đối với cấu trúc keo tụ thì chính lúc ny cờng độ của
vật liệu lại tăng nhiều vì mng chất lỏng bị nén thêm sẽ tạo điều kiện để liên kết biến
cứng, tăng ma sát v lực dính, do đó thay đổi chất lợng của liên kết.

Trang 21

Xây dựng mặt đờng
Quá trình đầm nén có xảy ra nh trên mô tả hay không, diễn biến tốt hay xấu
chính l thể hiện hiệu qủa đầm nén. Muốn đầm nén có hiệu qủa cao thì cần phải chọn
các thông số đầm nén, phơng thức, chế độ đầm nén nh thế no để khắc phục một
cách tốt nhất sức cản của vật liệu phát sinh trong qúa trình đầm nén. Qua những hiện
tợng xảy ra trong qúa trình đầm nén trình by ở trên có thể thấy đợc sức cản ny
gồm có:
- Sức cản cấu trúc: sức cản ny do liên kết cấu trúc giữa các pha v thnh phần
có trong hỗn hợp vật liệu gây ra. Liên kết cấu trúc giữa các thnh phần cng đợc tăng
cờng v biến cứng thì sức cản cấu trúc cng lớn v nó tỷ lệ thuận với trị số biến dạng
của vật liệu. Cụ thể l, trong qúa trình đầm nén độ chặt cng tăng thì sức cản trở cấu
trúc cng lớn.
- Sức cản nhớt: sức cản ny l do tính nhớt của các mng pha lỏng bao bọc quanh
các hạt (hoặc hạt kết) vật liệu, do sự bám móc nhau giữa các hạt (hoặc hạt kết) khi
trợt gây ra. Sức cản nhớt tỷ lệ thuận với tốc độ biến dạng tơng đối của vật liệu khi
đầm nén v sẽ cng tăng khi cờng độ đầm nén tăng v có độ nhớt của mng lỏng
tăng.
- Sức cản quán tính: sức cản ny tỷ lệ thuận với khối lợng vật liệu v gia tốc khi
đầm nén.
Sức cản đầm nén của vật liệu lớn hay nhỏ v quan hệ giữa các thnh phần nói
trên nh thế no l tùy thuộc vo cấu trúc của vật liệu, tùy thuộc vo góc ma sát, lực
dính v tính nhớt của vật liệu.
Theo nghiên cứu của giáo s N.N. Ivanop, sức cản đầm nén của vật liệu q
(kG/cm2) trong trờng hợp ép lún với áp lực phân bố đều trên diện tích truyền lực hình
tròn đờng kính D v bề dy lớp vật liệu 1/5D có thể xác định theo công thức:


(1-4)
q = 5.c.tg 2 + 45 0
2

Trong đó:
c: lực dính của vật liệu - thay đổi tùy theo độ chặt, độ ẩm, nhiệt độ (đối với các
vật liệu có chất liên kết hữu cơ) v thời gian tác dụng của tải trọng (vật liệu có tính
nhớt).
: góc nội ma sát, phụ thuộc chủ yếu vo kích cỡ v hình dạng cốt liệu.
Lực dính c của các loại hỗn hợp vật liệu có chất liên kết hữu cơ thực tế có thể
thay đổi khá nhiều khi nhiệt độ v thời gian tác dụng của tải trọng thay đổi. Vì thế để
điều chỉnh sức cản đầm nén trong qúa trình thi công, đối với loại vật liệu ny việc quy
định nhiệt độ đầm nén, thời gian tác dụng, số lần tác dụng của phơng tiện đầm nén l
rất có ý nghĩa. Đối với các vật liệu không dùng thêm chất liên kết hữu cơ thì lực dính
phụ thuộc chủ yếu vo độ chặt, độ ẩm, số lợng hạt nhỏ v ít thay đổi theo thời gian
tác dụng của tải trọng.
Góc ma sát của các lớp mặt đờng lm theo nguyên lý đá chèn đá, có hoặc
không có thêm các chất liên kết hữu cơ, của các lớp đất gia cố xi măng, các lớp bê tông
Trang 22


Xây dựng mặt đờng
nhựa nguội, thờng > 450; đối với các lớp cuội sỏi, đất, đá dăm thì góc ma sát cng
nhỏ nếu thnh phần hạt nhỏ cng nhiều. Với bê tông nhựa nóng = 27 - 350.
Kết qủa nghiên cứu của giáo s N.N. Ivanop cho phép xác định đợc trị số v
c của các loại hỗn hợp vật liệu lm mặt v móng đờng nh ở bảng 1-1; trong đó lực
dính c thay đổi nhiều theo độ chặt, vì thế lúc bắt đầu lu lèn có trị số cđ nhng ở cuối
qúa trình đầm nén sẽ tăng tới trị số ck.
Rõ rng l đồng thời với sự tăng độ chặt v cờng độ của vật liệu thì trong qúa
trình đầm nén sức cản đầm nén cũng sẽ tăng lên. Vì thế việc nghiên cứu chọn các
thông số, phơng thức v chế độ đầm nén sao cho khắc phục đợc sức cản đầm nén,

đồng thời giảm đợc nhiều nhất sức cản phát sinh trong qúa trình đầm nén chính l
một nhiệm vụ rất cơ bản v quan trọng của công tác thiết kế công nghệ đầm nén, nhằm
đảm bảo cho hiệu qủa đầm nén l cao nhất v chi phí đầm nén l rẻ nhất. Cụ thể ta
phải giải quyết tốt việc chọn phơng pháp đầm nén, chế độ đầm nén (nh độ ẩm, nhiệt
độ khi tiến hnh đầm nén, tải trọng, tốc độ, thời gian v số lần tác dụng của phơng
tiện đầm nén ...) để đạt đợc các yêu cầu đầm nén nói trên, đồng thời phải lập đợc
quan hệ giữa độ chặt (biểu thị hiệu qủa đầm nén) với các thông số của qúa trình đầm
nén cũng nh các nhân tố ảnh hởng đến hiệu qủa đầm nén.
1.1. Để khắc phục đợc sức cản đầm nén, chủ yếu l phải chọn đợc áp lực đầm
nén (kG/cm2) thích hợp.
Nguyên tắc quyết định áp lực đầm nén l phải chọn áp lực tác dụng sao cho vừa
đủ khắc phục sức cản đầm nén để tạo đợc biến dạng không hồi phục trong vật liệu khi
lu lèn; nh vậy áp lực đầm nén cũng phải đợc tăng lên cùng với sự tăng sức cản trong
qúa trình đầm nén; đồng thời áp lực tác dụng cũng không đợc lớn hơn qúa nhiều so
với sức cản đầm nén, vì nh vậy sẽ xảy ra phá hoại trợt, trồi trong lớp vật liệu, gây
hiện tợng nứt, vỡ vụn đá, lợn sóng trên bề mặt do đó không thể nén chặt đợc vật
liệu đến độ chặt cần thiết.
Theo nguyên tắc nói trên, trong giai đoạn đầu của qúa trình đầm nén có thể
dùng các công cụ đầm nén có áp lực tác dụng lớn hơn sức cản đầm nén lúc đó ( > qđ)
một ít, v trong giai đoạn cuối thì áp lực tác dụng phải nhỏ hơn trị số sức cản tơng
ứng ở thời kỳ ny ( > qk).
Trị số qđ (sức cản đầm nén hoặc áp lực đầm nén cần thiết v cho phép trong giai
đoạn mới bắt đầu đầm nén) v trị số qk (sức cản đầm nén hoặc áp lực đầm nén cần v
cho phép trong giai đoạn cuối của qúa trình đầm nén) tơng ứng với các trị số v cđ ,
ck của các loại vật liệu lm mặt đờng, theo kết qủa nghiên cứu của giáo s N.N.
Ivanop (công thức 1-4), đợc ghi trong bảng 1-1.
Ngoi ra, nếu dùng lu bánh cứng thì để đảm bảo trong qúa trình đầm nén đá
không bị ép vỡ, áp lực tác dụng lên mặt lớp đá dăm trên đơn vị chiều di của bề rộng
bánh lu (kG/cm) không đợc vợt qúa trị số ghi ở bảng 1-2.

Trang 23


Xây dựng mặt đờng
Bảng 1-1
áp lực đầm nén cần v cho phép đối với các loại vật liệu lm mặt v móng
đờng
S
T
T

Loại mặt hoặc móng đờng

1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13

- Lớp đá dăm lm theo nguyên lý đá chèn
đá.

- Nh trên, nhng đã bị tròn cạnh hoặc đã
lèn ép qúa nhiều.
- Các lớp đá dăm thông thờng.
- Lớp móng sỏi cuội không có hạt mịn.
- Lớp mặt sỏi cuội trộn nhựa theo phơng
pháp trộn tại đờng.
- Lớp thấm nhập nhựa sâu v đá dăm đen.
- Lớp BTN nóng (lúc mới lu nhiệt độ
khoảng 1000C v khi lu xong 600C).
- Lớp BTN cát v đất trộn nhựa (lúc mới lu
nhiệt độ khoảng 1000C v giai đoạn cuối
600C).
- Lớp BTN nguội hạt nhỏ.
- Đất gia cố xi măng.
- Đất gia cố chất liên kết hữu cơ.
- Đất có cấp phối tốt nhất.
- Cát hạt nhỏ.

0

Ck
Cđ
qđ
qk
2
2
2
(kG/cm ) (kG/cm ) (kG/cm ) (kG/cm2)

50

0,2

1,3

7

45

35
40-45
35

0,25
0,15

0,2
1,2
0,75

6
3

5
30
15

30
45

0,4
0,3

1,2
1,5

6
9

18
45

35

0,2

1,5

4

30

28
45
40-45
25
25
30

0,15

0,4
0,2
0,3
0,15
0,1

1,5
0,75
2,0
1,0
0,6
0,25

2
3
5
4
2
1,5

21
22
50
12
8
4

Bảng 1-2
Loại đá

Tên đá

Cờng độ
kháng ép
(kG/cm2)

áp lực cho
phép của lu
(kG/cm2)

Mềm

Đá vôi, sa thạch

300 - 600

60 - 70

Vừa

Đá vôi, sa thạch, hoa cơng hạt lớn

600 - 1000

70 - 80

Cứng

Hoa cơng hạt nhỏ, xiênit, diôrit

1000 - 2000

80 - 100

Rất cứng

Điaba, bazan, điôrit, gabrô

> 2000

100 - 125

1.2. Để tìm hiểu các nhân tố ảnh hởng v quan hệ giữa độ chặt với các thông
số đầm nén có thể tiến hnh một số suy diễn lý thuyết dới đây:
Xét một khối vật liệu đơn vị (hình hộp cạnh bằng 1 đơn vị) nh hình vẽ 1-18.
Trang 24


Xây dựng mặt đờng
dS

p
p
p

1

p

1

p

p
1

Hình 1-18: Khối vật liệu đơn vị bị đầm nén
Khối vật liệu đơn vị ny khi đầm nén xem nh chịu tác dụng của áp lực p đặt ở
mặt trên v nén chặt khối vật liệu trong điều kiện không nở hông, do đó các mặt bên
chịu phản lực ngang p (: hệ số áp lực ngang).
Độ chặt của vật liệu có thể tích V l:
=

Q
V

(1-5)

Trong đó:
Q: trọng lợng các thnh phần pha rắn hay trọng lợng phần khoáng chất.
Khi đầm nén, độ chặt thay đổi, tức l V thay đổi, trong đó Q không đổi. Vậy
quan hệ giữa biến đổi độ chặt với biến đổi thể tích khối vật liệu có thể biểu thị bằng
phơng trình vi phân suy diễn từ (1-5).
QdV
dV
d = 2 =
(1-6)
V

V

dV = 1.1.dS

(1-7)

Trong đó:
dS: l biến dạng của khối vật liệu đơn vị dới tác dụng của tải trọng p theo sơ
đồ ép chặt không nở hông nh ở hình 1-18 v có thể tính đợc:
dS =

dp
Ec

(1-8)

Trong đó:
Ec: l mô đun ép chặt hay mô đun biến dạng của vật liệu trong điều kiện ép
không nở hông. Theo giáo trình cơ học đất:
Ec =

E0

(1-9)



Với = 1

2 2
1

(1-10)

V E0 l mô đun biến dạng của đất (tơng ứng với điều kiện thí nghiệm ép lún
có nở hông); l hệ số Poat sông.
Từ công thức (1-6), (1-7), (1-8) v (1-9) đồng thời khi xét một khối vật liệu đơn
vị nh ở hình 1-18 có thể xem V 1,0 do đó sẽ có:
. .dp
(1-11)
d =
E0

Trang 25