BỘ CÔNG tác đầm lăn THI CÔNG mặt ĐƯỜNG bê TÔNG XI MĂNG

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Lịch sử phát triển đường bê tông xi măng
1.1.1. Lịch sử phát triển đường bê tông xi măng trên thế giới

Mặt đường bê tông xi măng xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, bắt đầu ở Anh vào
những năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt hơn 100
năm qua, mặt đường bê tông xi măng đã được tiếp tục xây dựng và phát triển ở hầu hết
các nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh tế phát triển như:
Canada, Hoa Kỳ, Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia, Trung Quốc.
-

Tại Mỹ: Mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 9% của 49.0179 km đường đô

-

thị và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị
Tại tỉnh Québec Canada có 1.239km (đường 2 làn xe) trong đó tổng số 29000km
đường (khoảng 4%) là mặt đường bê tông xi măng nhưng lại phục vụ tới 75%

-

lượng giao thông ở Québec.
Tại Đức, mặt đường bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25%

-

mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao.
Tại Áo: Đường cao tốc chiết khoảng 25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14.00km),

-

trong đó mặt đường bê tông xi măng chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc.
Tại Bỉ, mạng lưới đường khoảng 134.000km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh,
đường địa phương và đường nông thôn. Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1.700
km, tức là chỉ hơn 1%. Mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 40% đường cao
tốc và 60% đường nông thôn. Tổng cộng, mặt đường bê tông xi măng chiến khoảng

-

17%.
Tại Hà Lan, mạng lưới đường ô tô có khoảng 113.000 km, khoảng 2.300 km là
đường cao tốc, chỉ khoảng 2% về chiều dài nhưng những con đường cao tốc này
phục vụ 38% lưu lượng giao thông. Hà Lan còn khoảng 140km đường khu vực có
mặt bê tông xi măng không cốt thép, phân tấm. Tổng cộng, mặt đường bê tông xi
măng chiếm khoảng 4% mạng đường ô tô. Ngoài ra, Hà Lan còn có 20.000km
đường xe đạp, trong đó 10% là mặt đường bê tông xi măng.
1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

-

Tại Anh, mạng lưới đường có khoảng 285.000 km, trong đó có 1.500km là mặt

đường BTXM.
- Tại Australia, mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 67% đường cao tốc.
- Tại Trung Quốc, mặt đường bê tông xi măng chiếm khoảng 60% đường cao tốc.
1.1.2. Lịch sử phát triển đường bê tông xi măng tại Viêt Nam

Năm 1975, mặt đường bê tông xi măng được xây dựng tại đường Hùng Vương,
Hà Nội.
Năm 1984, trên QL2 đoạn Thái Nguyên- Bắc Kạn xây dựng 30km đường bê tông
xi măng.
Năm 1999, đường bê tông xi măng được xây dựng trên QL1A với tổng chiều dài
là 30km.
Ngoài ra, đường bê tông xi măng còn được xây dựng ở đường Hồ Chí Minh
nhánh phía đông với chiều dài 86km, nhánh phía Tây với chiều dài trên 300km. QL12
với Quảng Bình với chiều dài 12km, QL70 qua thành phố Lào Cai… Ngoài ra, mặt
đường bê tông xi măng còn được ứng dụng vào hầu hết các sân bay như: Tân Sơn
Nhất, Nội Bài, Phú Bài… Hệ thống đường giao thông nông thôn ở một số tỉnh như
Thái Bình, Thanh Hóa, Hưng Yên…cũng có sử dụng mặt đường bê tông xi măng với
kết cấu đơn giản, đáp ứng nhu cầu đi lại ở địa phương.
Theo thống kê của bộ GTVT, tổng số đường giao thông nông thôn trong cả nước
bao gồm 172437 km, trong đó có 0,56% mặt đường bê tông nhựa và 7,2% mặt đường
nhựa hoặc bê tông xi măng.
Hiện nay, việc xây dựng đường bê tông xi măng đang được quan tâm và phát
triển đường giao thông tại Việt Nam.
1.1.3. Ưu, nhược điểm của đường bê tông xi măng
•
So sánh ưu nhược điểm của đường bê tông xi măng và đường asphalt

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Bảng 1.1. So sánh đường bê tông xi măng và đường Asphalt
Chỉ tiêu
Ưu điểm:

Đường bê tông xi măng
Độ bề tuyệt vời,
Tầm nhìn tốt

Đường Asphalt
Độ bền thấp
Tầm nhìn kém

Nhược điểm

Thời gian bảo dưỡng dài
Cảm giác lái xe không
thoài mái do các mối nối
Khó sửa chữa
Yêu cầu máy móc thiết bị
nhiều

Có thể đưa và sử dụng
sớm
Cảm giác lái xe thoải mái
Dễ sửa chữa
Thiết bị đơn giản

Những ưu điểm khác của đường bê tông xi măng

•

-

Đường bêtông xi măng làm giảm khoảng trượt di khi dừng gấp của phương tiện
giao thông.
Đối với người sử dụng thì bề mặt cứng của đường bêtông là quan trọng về khía

cạnh an toàn. Trong mùa mưa, các vết lún trên đường asphalt sẽ là nơi tụ nước và làm
tăng khả năng trượt của bánh xe (hiệu ứng thuỷ phi cơ - hydroplaning).
-

Đường bêtông xi măng cho phép tiết kiệm nhiên liệu đối với xe tải nặng.
Xe tải nặng gây biến dạng lớn hơn trên mặt đường mềm so với mặt đường cứng.

Biến dạng tăng này của lớp phủ là cách hấp thụ một phần năng lượng của xe. Do vậy
có thể đưa ra giả thuyết là khi xe chạy trên đường mềm sẽ tốn nhiên liệu và năng lượng
hơn đường bêtông xi măng làm giảm biến dạng đường và do vậy tiết kiệm nhiên liệu
hơn.
-

Đường bê tông xi măng làm tăng tầm nhìn ban đêm.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Hình 1.1. Chiếu sáng trên mặt đường bê tông xi măng và asphalt
Lớp phủ bê tông xi măng đường được biết có khả năng làm tăng tầm nhìn của lái
xe ban đêm. Bê tông xi măng có màu sáng tự nhiên và phản xạ ánh sáng của đèn ô tô
cũng như đèn đường tốt hơn đường asphalt sẫm màu hơn. Sự khác biệt này được thấy
rõ qua các ảnh trong hình 1.1.
-

Đường bê tông xi măng tạo tiện lợi và chất lượng hơn
Kết quả nghiên cứu trước đây được cho thấy trong thời gian đầu đường asphalt

cho sự tiện nghi và êm hơn khi chạy, tuy nhiên sau một thời gian ngắn thì laị thể hiện
kém hơn đường bê tông xi măng.
-

Chạy trên đường bê tông xi măng ít tiếng ồn
Mức tiếng ồn bên đường cũng liên quan đến dân cư khi xác định vật liệu làm mặt

đường. Kết quả nghiên cứu 5 năm cho thấy mức tiếng ồn của bên đường bê tông xi
măng trung bình cao hơn 2-4 dexibel so với đường asphalt . Cần lưu ý rằng độ ồn khi
nói chuyện bình thường là 60-70 dexibel, còn nói thì thầm là 20 dexibel.
Giá thành xây dựng mặt đường bê tông xi măng thì lại cao hơn nhiều so với mặt
đường bê tông asphalt, cao hơn bao nhiêu thì còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Chính vì
lý do này nên mặc dù có nhiều ưu điểm hơn so với mặt đường bê tông asphalt, tuy
4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

nhiên nó vẫn chưa được sử dụng một cách rộng rãi trong xây dựng mặt đường ở Việt
Nam hiện nay.
1.2. Những phương pháp thi công đường bê tông xi măng tại Việt Nam và trên thế

giới
Với sự phát triền của đường bê tông xi măng đã dẫn đến sự xuất hiện và phát
triển của những loại máy thi công đường bê tông xi măng trên thế giới và Việt Nam.
1.2.1. Trên thế giới

Việc cơ giới hóa các thiết bị thi công đường bê tông xi măng được các nước có
nền khoa học hiện đại nghiên cứu, chế tạo thành công và đưa vào sử dụng. Sau đây là
một số máy rải và hoàn thiện bê tông xi măng đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng
để thi công mặt đường, sân bay, bến cảng....
1.2.1.1.

Máy hoàn thiện bê tông xi măng Д-182A:

Đây là loại máy hoàn thiện bê tông xi măng tự hành và có 4 bộ phận làm việc,
chiều rộng không thay đổi là 7,0 m. Độ dày mặt đường gia công lớn nhất là 20 cm. Gia
công bề mặt đường bằng 2÷3 lượt. Máy có thể gia công được đường một mặt phẳng
hoặc đường 2 mặt phẳng nghiêng với nhau.

Hình 1.2. Máy hoàn thiện BTXM Д -182A
1-Tấm đầm rung; 2-Trục nâng tấm đầm rung; 3-Động cơ; 4-Tấm trang phẳng; 5Bánh tỳ tấm trang; 6-Tấm san phẳng; 7-Trục nâng tấm san; 8-Dẫn động đầm búa;
5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

9-Đầm búa; 10-Bánh tỳ đầm búa.
Máy hoàn thiện Д-376: Dựa vào kinh nghiệm sử dụng và kết quả thử nghiệm các
thông số của máy Д -376 đã được lựa chon hợp lý, do đó mặc dù có công suất nhỏ hơn
nhưng chất lượng công việc tốt hơn. Công suất của máy Д -376 có thể đạt 73 m3/h và
sau một lượt đi máy có thể gia công mặt đường độ dày đến 50 cm. Kết cấu của máy
(hình 1.22) là dạng xe tự hành. Trên khung xe có động cơ, hệ thống truyền động đến
các bộ làm việc và di chuyển máy. Máy có 3 bộ làm việc gồm: trục san vật liệu (2),
tấm đầm rung (1) và tấm trang (7).

Hình 1.3. Máy hoàn thiện BTXM Д-376
1 - Tấm đầm; 2-Trục xẻng phân phối; 3-Cơ cấu nâng trục xẻng; 4-Cơ cấu nâng tấm
gạt; 5-Cơ cấu nâng tấm đầm; 6-Cơ cấu nâng khung; 7-Tấm trang; 8-Khung.
Đặc điểm đặc biệt của máy này là cạnh trước của máy đầm rung có chuyển động
tiến lùi theo phương thắng đứng. Nhờ đó cường độ đầm lèn vật liệu cao, chất lượng
đầm tốt, nước và không khí bị đẩy ra khỏi hỗn hợp bê tông, độ chặt tốt hơn. Tuy nhiên
loại máy Д-376 không chiếm ưu thế sử dụng, vì kết cấu đặc biệt của đầm rung sẽ làm
cho thời gian tiếp xúc giữa đầm và vật liệu giảm xuống.
1.2.1.2.

Máy rải bê tông xi măng cốp pha trượt

Đây là loại máy rải bê tông xi măng hiện đại và có công suất rải lớn nhất trên thế
6


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

giới hiên nay, có thể kế đến 2 dòng máy tiêu biểu trên thế giới là máy Commander III
của hãng Gomaco và máy SP500 của hãng Wirtgent. Khối lượng máy khá đồ sộ để đỡ
toàn bộ hệ thống khuôn trượt, đầm thủy lực, hệ thống động lực điều khiển.v.v... Máy di
chuyển trên các bộ bánh xích bốn chân hoặc 2 chân. Công suất rải BT cao, rất phù hợp
để thi công các công trình đường cao tốc, đường sân bay. Dây chuyền thiết bị thi công
hoàn chỉnh khổ đường rộng 6m.

Hình 1.4. Máy cốp pha trượt Gomaco Comander III
1.2.1.3.

Máy rải ba trống lăn

Đây là loại máy xếp sau dòng máy kể trên về năng suất và tính năng hiện đại.
Một bộ máy thi công bao gồm máy đầm bê tông di chuyển trên ván khuôn đi trước và 3
trống lăn đi sau. Máy đầm bê tông có kết cấu giàn treo các máy đầm dùi, có hệ thống di
chuyển và nâng hạ bộ đầm dùi khi thi công.

7


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Hình 1.5. Máy rải ba trống lăn
1.2.1.4.

Máy rải bê tông xi măng bằng trống lăn ngang

Trên thị trường có thể kể đến Máy C450 của hãng Gomaco – Mỹ là 1 đại diện
tiêu biểu cho dòng sản phẩm này trên thế giới. Giá cho 1 dây chuyền C450 thi công
hoàn chỉnh khổ đường rộng 6 m là 3 tỷ đồng Việt Nam. Ngoài ra các nước như Ấn Độ,
Trung Quốc, Hàn Quốc cũng đã chế tạo được thiết bị loại này và được sử dụng rộng
rãi.
Phương pháp thi công bằng trống lăn ngang là một giải pháp tối ưu được nhiều
nhà thầu lựa chọn nhờ chi phí đầu tư vừa phải, thi công hiệu quả và có thể dùng cho
nhiều công trình có bề rộng đường khác nhau.
Các máy rải và hoàn thiện bê tông xi măng do các hãng nước ngoài sản xuất và
đặc biệt là máy rải và hoàn thiện

Hình 1.6. Máy rải BTXM Gomaco C450

xi măng Gomaco C450 đã đáp

bê tông
ứng

được các công việc thi công xây dựng đường bê tông xi măng tại Việt Nam. Tuy nhiên
do giá thành nhập khẩu quá cao, nên hầu hết chúng ta chỉ nhập máy đã qua sử dụng.
Mặt khác, hiện nay do bản quyền công nghệ chế tạo nên chưa có công bố khoa học nào
về nghiên cứu máy rải và hoàn thiện bê tông xi măng nói chung và thiết bị công tác
trống lăn nói riêng.
1.2.2.

Tại Việt Nam
8


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Ở Việt Nam, một số đơn vị đã từng nhập thiết bị thi công hiện đại trên thế giới về
để thực hiện các dự án : Sân bay Tân Sơn Nhất, sân bay Cần Thơ, Đường Hồ Chí
Minh, đường Đông Trường Sơn…. Các đơn vị đã đầu tư được thiết bị thi công hiện đại
ở Việt Nam gồm có: Tổng công ty Xây dựng công trình Giao thông 6 ( 4 bộ ); Tổng
công ty Xây dựng Công trình Giao thông 4 ( 1 bộ), Công ty Xây dựng Công trình Hàng
Không ACC – BQP ( 5 bộ ); Tập đoàn Xây dựng Xuân Trường ( 2 bộ ); Tập đoàn
Becamex ( 1 bộ ); Công ty 36 BQP (1 bộ); Công ty Cp Licogi 16 ( 1 bộ ), Công ty CP
bê

tông

Bảo

Quân.

Tuy nhiên chỉ có các đơn vị lớn và có nguồn lực mạnh mới đủ khả năng nhập
các thiết bị hiện đại về vì chi phí đầu tư cho 1 dây chuyền thi công đường bê tông hiện
đại khi về đến Việt Nam là khá cao. Đây là một hạn chế lớn khi triển khai đại trà xây
dựng đường bê tông xi măng vì chi phí thiết bị cao sẽ làm tăng chi phí đầu tư ban đầu
xây dựng đường bê tông xi măng. Trong khi đó còn nhiều dự án đường giao thông
nông thôn sử dụng bê tông ở Việt Nam còn thi công bằng phương pháp thủ công, bán
cơ giới thô sơ nên chất lượng công trình còn nhiều hạn chế, tiến độ chậm.

Hình 1.7. Thi công thủ công tại một số tuyến đường giao thông nông thôn`
Để đáp ứng việc xây dựng và thi công đường bê tông xi măng ở Việt Nam, đã có
nhiều loại máy được chế tạo và thiết kế.
1.2.2.1.

Tổ hợp máy thi công mái kênh
9


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Vào năm 2009 thiết bị đầu tiên dưới dạng này được chế tạo cung cấp cho dự án
bê tông mái dốc kênh thủy lợi Phước Hòa – Bình Dương. Đây là dự án lớn sử dụng
nguồn vốn ODA nên yêu cầu về công nghệ thi công cao, tuy nhiên thiết bị do trường
Đại Học Bách Khoa chế tạo đáp ứng mọi yêu cầu khắt khe nhất của dự án, đảm bảo
tiến độ yêu cầu và trên hết đem lại lợi ích lớn về kinh tế, nâng cao thương hiệu cho các
nhà thầu.

Hình 1.8. Mô hình cụm máy rải mái nghiêng [12]

10

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Hình 1.9. Hình ảnh thi công thực tế tại kênh thủy lợi Phước Hòa [12]
Đứng trước nhu cầu về thiết bị thi công phục vụ cho chiến lược sử dụng bê tông
xi măng để xây dựng hệ thống giao thông ở Việt Nam Công ty Việt Thịnh Phát đã phối
hợp với trường Đại Học Bách Khoa tp.HCM nghiên cứu chế tạo thiết bị rải bê tông mặt
ngang ứng dụng trong thi công đường bê tông xi măng, sân bay, bãi đỗ, bến cảng bằng
bê tông xi măng. Kinh nghiệm thực tiễn qua việc cung cấp thiết bị rải bê tông mái
nghiêng ở dự án thủy lợi Phước Hòa nên đơn vị đã mạnh dạn đầu tư nghiên cứu cải
tiến để cho ra đời công nghệ tiến tiến nhất và phù hợp với điều kiện thi công ở Việt
Nam.
1.2.2.2.
1.2.2.2.1.

Máy rải bê tông bằng trống lăn VF-450
Giới thiệu chung

Máy rải và hoàn thiện bề mặt bê tông xi măng được chế tạo tại Việt Nam theo
công nghệ Hoa Kỳ dưới sự hợp tác chế tạo của công ty Việt Thịnh Phát, Trường Đại
Học Bách Khoa Tp.HCM. Quá trình thiết kế được tiến hành tại trường Đại Học Bách
Khoa,ứng dụng các phần mềm chuyên dụng SAP,Inventor, Visual Nastral kiểm
nghiệm mọi yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuậtcủa máy trên máy vi tính trước khi chế tạo.
Máy được gia công, lắp đặt tại nhà máy Liên Hợp Z751 Bộ Quốc Phòng, một phần
được chế tạo tại Xưởng Cơ Khí trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM.

11

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Hình 1.10. Mô hình 3D máy VF-450
Máy được di chuyển trên ray vuông hoặc tròn chạy dọc theo chiều dài cần rải
thảm bê tông xi măng. Bộ phận công tác di chuyển theo phương ngang để san, đầm và
hoàn thiện bề mặt bê tông. Tốc độ di chyển của máy cũng như tốc độ làm việc của bộ
phận công tác được điều khiển với các thông số phù hợp với yêu cầu của công việc.
Khung máy: chế tạo bằng thép cường lực cao, chắc chắn, thẩm mỹ. Khung máy được
lắp ráp từng modul đáp ứng các yêu cầu thi công đường với các khổ rộng khác nhau,
tháo lắp nhanh chóng và dễ vận chuyển. Bộ phần san đầm bề mặt bê tông: Là một cụm
máy bao gồm tang trống có đường kính 25cm , dài 120cm có tần số rung phù hợp với
từng kết cấu bê tông để nén chặt và hoàn thiện bề mặt bê tông. Phía trước theo hướng
di chuyển của tang trống là một vít xoắn đường kính 25cm dài 40 cm có tác dụng san
đều bề mặt bê tông trước khi đầm.

12


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Hình 1.11. Chi tiết máy VF-450
Toàn bộ phần san đầm bề mặt bê tông đặt trên xe con di chuyển dọc theo giàn
thép và theo phương ngang với chiều rải thảm bê tông. Động cơ Honda thân thiện môi
trường nhờ mức xả khí thải thấp.Đặc biệt các dòng sản phẩm của Honda được đánh giá
là có mức tiêu hao nhiên liệu vượt trội so với các động cơ khác. Hệ thống thủy lực:
Bơm thủy lực xuất xứ châu Âu đảm bảo độ bền và tính năng hoạt động ổn định, độ tin
cậy cao. Ca bin điều khiển: Được đặt ở vị trí có thể quan sát hết các hoạt động của máy
và tạo được cảm giác thoải mái cho người vận hành. Các cơ cấu điều khiển, bảng hiển
thị thông số được đặt ở cùng vị trí trên bảng điều khiển giúp thao tác nhanh và thuận
tiện.

1.2.2.2.2. Thông số kỹ thuật chính:
- Tốc độ di chuyển : 0-10 m/phút.
- Chiều rộng mặt đường thi công : 3-20 m, bề dày tối đa 450mm.
- Năng suất rải : 150 m2/giờ đối với tang trống đơn và 300 m2/giờ đối với tang trống
-

kép.
Áp suất dầu thủy lực : 160 bar.
Công suất : 40Hp.
Có thể trang bị bộ đầm dùi thủy lực hoặc đầm bàn thủy lực để đầm sâu, đầm có lưới
thép.

1.2.2.2.3. Quy trình thi công:
- Bước 1: San phẳng và lu lèn nền đường hoặc bãi trước khi rải bê tông.
- Bước 2: Lắp đặt cốp pha và ray, máy có thể chạy trên cốp pha nếu cốp pha được
-

chế tạo theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Bước 3. Lắp đặt và căn chỉnh cao độ máy phù hợp với bề dày bê tông cần rải thảm.
Bước 4.Rải bê tông: Có nhiều biện pháp để rải bê tông

+ Đổ trực tiếp bằng xe tải tự đổ hoặc xe chuyển trộn.
+ Dùng băng tải tự động rải bê tông từ xe chuyển trộn.
+ Dùng xe bơm bê tông có cần phân phối.
-

Bước 5. Thi công đầm và hoàn thiện bằng máy VF-450: Tùy theo bề dày lớp bê
tông, độ sụt bê tông mà ta điều chỉnh tốc độ di chuyển, tần số rung của trống lăn
phù hợp. Nhờ có trống lăn mà bề mặt bê tông được lèn chặt, nhẵn với độ nhấp nhô
là nhỏ nhất.

13


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

-

Bước 6. Cắt khe co giãn: Khe co giãn có thể được cắt bằng máy cắt ướt hoặc khô.

Hình 1.12. Khung giàn máy VF450
1.2.2.2.4. Phân tích hiệu quả sử dụng thiết bị VF-450 khi thi công đường bê tông
xi măng
-

Khổ rộng 6m, dày 350mm
Giá đầu tư: chỉ 1,5 tỷ, bằng 50% máy nhập từ Mỹ với thông số kĩ thuật tương

-

đương
Nhân lực vận hành: kỹ thuật viên - 1 người, công nhân - 4 người.
Tốc độ thi công: 0,4km/ca.

-

Ưu điểm:
Chi phí rẻ, khấu hao nhanh, giảm định mức thi công, giảm chi phí đầu tư dự án.
Có thể thi công được mọi loại khổ đường từ 3m đến 20m, chỉ cần bổ xung thêm

-

khung.
Thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận chuyển thấp.
Công nghệ có tính tự động hóa cao, chỉ cần 1 người vận hành.
Chất lượng đường bê tông xi măng được đảm bảo, sai số kích thước <2mm.

Nhược điểm:
- Tốn thêm chi phí làm cốp pha, chế tạo ray.
- Khó khăn khi làm đường bê tông có bề dày lớn trên 450mm.
1.2.2.3.
Máy đầm, là phẳng mặt đường bê tông xi măng VTr.B1
1.2.2.3.1. Giới thiệu chung

14


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Là đề tài nghiên cứu cấp bộ, tổ hợp thi công đường bê tông xi măng được thực
hiện bởi cán bộ trường Đại học Giao thông vận tải.
1.2.2.3.2.

Nguyên lý làm việc

Dựa vào tác động rung của động cơ rung tác động lên phần khung giàn đầm và
làm phẳng mặt đường bê tông xi măng.

Hình 1.13. Thi công đường bê tông xi măng bằng máy VTr.B1
1.2.2.3.3. Ưu nhược điểm của máy
- Kết cấu máy đơn giản

- Hiệu quả đầm cao
- Đảm bảo được độ chặt và độ phẳng của mặt đường bê tông đầm.
- Dễ sử dụng, dễ bảo trì sửa chữa, giá thành thấp.
1.3.
Tiêu chuẩn đường BTXM tại Việt Nam
1.3.1. Tiêu chuẩn bề rộng đường bê tông xi măng

Áp dụng tiêu chuẩn đường Việt Nam: TCVN 4054:2005 để ta đưa ra những thông
số đường tiêu chuẩn, và là thông số để khảo sát thiết kế máy.
Ở đây, bề rộng đường là một thông số tiêu chuẩn và ảnh hưởng trực tiếp đến tính
toán. Thông số bề rộng đường phụ thuộc và loại đường, đia hình, và lưu lượng xe cộ
lưu thông trên đường đó. Qua đó người ta chia tiêu chuẩn đường như sau:
15


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Bảng 1.2. Bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường và lưu lượng
thiết kế.
Cấp thiết kế của
đường của
đường
Cao tốc

Lưu lượng xe
Chức năng của đường

thiết kế*)
(xcqđ/nđ)
> 25 000

Đường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729 :
1997.
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế,

Cấp I

> 15 000

chính trị, văn hoá lớn của đất nước.
Quốc lộ.
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế,

Cấp II

> 6 000

chính trị, văn hoá lớn của đất nước.
Quốc lộ.trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính
Đường

Cấp III

> 3 000

trị, văn hoá lớn

của đất nước, của địa phương.

Quốc lộ hay đường tỉnh.

Đường nối các trung tâm của địa phương, các
Cấp IV

> 500

điểm lập hàng, các khu dân cư.

Cấp V

> 200

Đường phục vụ giao thông địa phương. Đường
tỉnh, đường huyện, đường xã.

Cấp VI
*)

< 200

Đường huyện, đường xã.

Trị số lưu lượng này chỉ để tham khảo. Chọn cấp hạng đường nên căn cứ
vào chức năng của đường và theo địa hình.

Với sự phân chia cấp đường. TCVN cũng qui định bề rộng đối với từng cấp
đường như sau:

16

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Bảng 1.3. Chiều rộng tối thiểu các yếu tố trên mặt cắt ngang cho địa hình đồng
bằng và đồi
Cấp thiết kế
của
Tốc độ thiết kế,

I

II

I

120

100

80 I

6

4

IV

V

VI

60

40

30

2

2

2

3,75

3,50

3,50

2,75

3,50

2 x 7,50

7,00

7,00

5,50

3,5

0

0

0

km/h
Số làn xe tối thiểu
dành cho xe cơ giới
(làn)
Chiều rộng 1 làn xe,

3,75

1

m
Chiều rộng phần xe
chạy dành cho cơ 2 x 11,25
giới, m rộng
Chiều

dải

phân cách giữa, m

3,00

Chiều rộng lề và lề

3,50

3,00

2,50

1,00

1,00

(3,00)

(2,50)

(2,00)

(0,50)

(0,50)

gia cố, m
Chiều

rộng

1,50

0

1,50

nền

9,00
6,50
32,5
22,5
12,00
7,50
đường, m
1)
Chiều rộng dải phân cách giữa có cấu tạo nói ở điều 4.4 và Hình 1. Áp dụng trị
số tối thiểu khi dải phân cách được cấu tạo bằng dải phân cách bê tông đúc sẵn
hoặc xây đá vỉa, có lớp phủ và không bố trí trụ (cột) công trình. Các trường hợp
khác phải bảo đảm chiều rộng dải phân cách theo quy định ở điều 4.4.
2) Số trong ngoặc ở hàng này là chiều rộng phần lề có gia cố tối thiểu. Khi có thể,
nên gia cố toàn bộ chiều rộng lề đường, đặc biệt là khi đường không có đường bên

17


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Bảng 1.4. Chiều rộng tối thiểu các bộ phận trên mặt cắt ngang cho địa hình vùng
núi
Cấp thiết kế của đường

III

IV

60

40

30

20

2

2

1

1

3,00

2,75

3,50

3,50

6,00

5,50

3,50

3,50

1,5 (gia cố

1,0 (gia cố

1,5( gia cố

1,0m)

0,5m)

1,0m )

1,25

9,00

7,50

6,50

6,00

Tốc độ thiết kế, km/h
Số làn xe dành cho xe cơ giới,
làn
Chiều rộng 1 làn xe, m

V

VI

Chiều rộng phần xe chạy dành
cho xe cơ giới, m
Chiều rộng tối thiểu của lề
*)
đường , m
Chiều rộng của nền đường, m
*)

Số trong ngoặc ở hàng này là chiều rộng phần lề có gia cố tối thiểu. Khi có

thể, nên gia cố toàn bộ chiều rộng lề đường, đặc biệt là khi đường không có
đường bên dành cho xe thô sơ.

•

Nhận xét: Ở đây, trên phương diện thiết kế máy thi công đường bê tông xi măng ở
địa hình vùng đồng bằng và đồi, thì bề rộng đường thay đổi từ 6,5m cho loại cấp
thiết kế đường VI, và lớn nhất là 32,5m ho loại cấp thiết kế đường I. Riêng với
đường cao tốc, theo tiêu chuẩn TCVN 5729: 2012 thì bề rộng đường cao tốc qui
định bề rộng nền đường là 27m. Với bề rộng đường thay đổi, ta cần thiết kế máy có

thể thay đổi được kết cấu sao cho có thể thi công được với bề rộng đường thay đổi.
1.3.2. Tiêu chuẩn mác bê tông xi măng và độ dày bê tông thi công đường
Theo tiêu chuẩn Việt Nam về xây dựng đường bê tông nông thôn, yêu cầu bê
tông xi măng thi công đường như sau:

18


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

-

Đường cấp A: lớp mặt sử dụng đá 1, bê tông M250 hoặc M300, độ dày yêu cầu 18

-

đến 20 cm.
Đường cấp B: lớp mặt sử dụng đá 1, bê tông M200 hoặc M250 hoặc M300, độ dày

-

yêu cầu 16 đến 18 cm.
Đường cấp C: lớp mặt sử dụng đá 1, bê tông M200 hoặc M250, độ dày yêu cầu 14

đến 16 cm.
• Nhận xét: mác bê tông M250 có thể sử dụng để thi công cho cả 3 loại cấp đường.
Chiều dày lớp bê tông xi măng trong quá trình đầm tùy thuộc vào cấp đường và dao
động trong khoảng từ 14 đến 20 cm.
1.3.3. Yêu cầu độ chặt bê tông xi măng đường
Theo tiêu chuẩn, độ đầm chặt lớp mặt bê tông xi măng từ 0,93.
1.4.
Tìm hiểu về bê tông xi măng
1.4.1. Khái niệm bê tông xi măng
- Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắc

một hợp hợp bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) và phụ gia.
Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thời gian rắn phải đặt
-

được những tính chất cho trước như cường độ, độ chống thấm…
Hỗn hợp nguyên liệu mới nhào trộn gọi là hỗn hợp bê tông
Hỗn hợp bê tông sau khi cứng rắn chuyển sang trạng thái đá gọi là bê tông.
Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Hồ chất kết dính bao bọc
xung quanh hạt cốt liệu. Sau khi cứng rắn, hồ chất kết dính gắn liên kết các hạt cố t
liệt thành một khối tương đối đồng nhất và được gọi là bê tông.

- Bê tông là vật liệu giòn, cường độ chịu nén lớn, cường độ chịu kéo thấp.
1.4.2. Những tính chất của bê tông xi măng

Vật liệu BTXM có khá nhiều những tính chất, tuy nhiên với phạm vi của đề tài ta
nghiên cứu sơ bộ những tính chất cơ bản của bê tông xi măng tươi.
1.4.2.1.
Tính dẻo của hỗn hợp bê tông xi măng
1.4.2.1.1. Các tiêu chí đánh giá tính dẻo
 Độ sụt (độ lưu động)

19


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Độ sụt của bê tông xi măng được xác định bằng khuôn hình nón cụt có kích thước
phụ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu, hoặc độ cứng. Cách xác định theo TCVN
3106:1993.

Loại khuôn

Kích thước(mm)
D

d

h

Cách xác định độ lưu động của bê tông xi măng tươi:
Dùng côn để thử độ lưu động của hỗn hợp bê tông có kích cỡ hạt lớn nhất của
cốt liệu tới 40mm, còn

để thử hỗn hợp có cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu bằng 70 hoặc

100mm. Trước khi xác định phải tẩy sạch bê tông cũ, dùng giẻ ướt lau sạch mặt trong
của khuôn và các dụng cụ khác mà trong quá trình thử sẽ tiếp xúc với BTXM.
Đặt khuôn lên nền ẩm, cứng, phẳng không thấm nước. Đứng lên gối đặt chân để
cho khuôn cố định trong quá trình đổ và đầm hỗn hợp bê tông trong khuôn.
Đổ hỗn hợp bê tông qua phễu vào khuôn làm thành ba lớp, mối lớp chiếm 1/3 chiều
cao của khuôn. Sau khi đổ từng lớp, dùng thanh thép tròn mm và dài 60cm chọc đều
trên toàn bề mặt hỗn hợp bê tông từ xung quanh vào giữa. Sau khi đổ và đầm xong lớp
thứ 3, nhất phễu ra, đổ thêm hỗn hợp bê tông cho đầy rồi gạt phẳng bằng bay. Dùng tay
ghì chặt khuôn xuống nền rồi thả chân khỏi gối đặt chân, từ từ nhấc khuôn thẳng đứng
trong khoảng thời gian 5-10 giây.
Đặt khuôn sang bên cạnh khối bê tông và đo độ chênh lệch chiều cao giữa miệng
khuôn và điểm cao nhất của hỗn hợp.
 Lực cản bê tông xi măng tươi

Trong quá trình thi công bê tông xi măng thì bê tông xi măng sản sinh ra 3 lực

cản chính:
20


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

+ Sức cản cấu trúc: Phát sinh do liên kết cấu trúc giữa các pha có trong thành phần vật
liệu. Nó tỉ lệ thuận với trị số biến dạng và độ chặt của vật liệu. Tải trọng lu quá nặng
hoặc độ chặt của vật liệu tăng dần cũng làm cho sức cản cấu trúc tăng theo.
+ Sức cản nhớt: Phát sinh do tính nhớt của màng mỏng pha lỏng bao bọc các hạt và sự
móc vướng của các hạt khi trượt gây ra. Sức cản nhớt tỉ lệ thuận với tốc độ biến dạng
tương đối và độ nhớt của vật liệu. Sức cản nhớt sẽ tăng lên khi tốc độ đầm nén quá
nhanh, cường độ màng mỏng pha lỏng tăng hoặc vần liệu sần sùi sắc cạnh.
+ Sức cản quán tính: Sinh ra do vật liệu có quán tính, nó tỉ lệ thuận với khối lượng của
vật liệu và gia tốc khi đầm nén. Sức cản quán tính sẽ tăng nếu vật liệu có quán tính lớn
và gia tốc khi đầm nén lớn hơn.
Nhận thấy, khi đầm thì ở trong khối bê tông sản sinh ra 3 lực cản: lực cản cấu
trúc, lực cản nhớt và lực cản quán tính. Trong đó, lực cản quán tính phụ thuộc vào sự
thay đổi gia tốc khi đẩm nén. Giả sử, quá trình đầm nén không gia tốc, xem sức cản
quán tính bằng 0. Sức cản cấu trúc phát sinh do thành phần vật liệu, nó được xem là
thành phần độ cứng của bê tông lỏng. Sức cản nhớt phát sinh ra bởi tính nhớt của bê
tông lỏng, lực cản nhớt có tác động cản trở chuyển động của đầm khi thực hiện quá
trình đầm.
1.5.

Những tiêu chí đánh giá bề mặt bê tông sau thi công bê tông xi măng

1.5.1.

đường

Phương pháp kiểm tra độ phẳng của BTXM
Kiểm tra độ phẳng mặt đường bằng phương pháp dùng thước 3m (TCVN 8864-

2011)
1.5.1.1.

Phạm vi áp dụng

Dùng để đánh giá độ bằng phẳng của mặt đường và bề mặt kết cấu mặt đường và
nền đường trong quá trình thi công.

21


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

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.
1.5.1.2.
Thiết bị và dụng cụ
- Thước thẳng: làm bằng thép không gỉ, dài 3m, được đánh dấu tại các điểm đo cách

nhau 50cm tính từ đầu thước.

-

Hình 1.14. Thước do dài 3m
Con nệm: Làm bằng thép không gỉ, ít bị mài mòn có đánh dấu 6 giá trị chiều cao
3mm, 5mm, 7mm, 10mm, 15mm, 20mm.

Hình 1.15. Con nệm
- Chổi để làm sạch mặt đường
1.5.1.3.
Chuẩn bị
- 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 theo các 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.
1.5.1.4.

Trình tự thực hiện

- Đặt thước dài 3m song song với tim đường.
22


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

- 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.
1.5.1.5.

Đánh giá kết quả

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:
Bảng 1.5. Bảng đánh giá kết quả đo phẳng mặt đường bằng thước

Vị trí lớp
trong kết
cấu

Lớp mặt trên
cùng và lớp
hao mòn tạo
phẳng

Lớp dưới
cùng của
tầng mặt

Mức độ bằng phẳng đat được
Vật liệu lớp
kết cấu
Rất tốt

Bê tông nhựa,
bê tông xi
măng và hỗn
hợp nhựa hạt
nhỏ

Tốt

70% số khe hở đo 50% số khe hở đo
được không quá

được không quá

3mm; còn lại

3mm; còn lại

không quá 5mm. không quá 5mm.

Trung bình

100% số khe hở
đo được không
quá 5mm.

Bê tông nhựa, 100% số khe hở 50% số khe hở đo 100% số khe hở
đá dăm đen

đo được không

được không quá

đo được không

quá 5mm.

5mm; còn lại

quá 5mm.

23


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

không quá 7mm.

Móng trên

Thấm nhập

và lề có gia nhựa và láng
cố (lề cứng)

nhựa

Lớp mặt trên

100% số khe hở
đo được không
quá 5mm.

100% số khe hở

70% số khe hở đo 50% số khe hở đo
được không quá

được không quá

5mm; còn lại

7mm; còn lại

không quá 10mm. không quá 10mm.

70% số khe hở đo

100% số khe hở
cùng hoặc Đất, đá gia cố;
được không quá
đo được không
đo được không
lớp hao mòn Cấp phối đá
10mm; còn lại
quá 10mm.
quá 15mm.
tạo phẳng dăm; cấp phối
không quá 15mm.
thiên nhiên;
Móng dưới, Đá dăm nước;
70% số khe hở đo
100% số khe hở
100% số khe hở
lớp đáy áo Đất cải thiện,
được không quá
đo được không
đo được không

đất đắp.
đường, nền
15mm; còn lại
quá 15mm.
quá 20mm.
đất, lề đất.
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.

24


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

-

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.
1.5.2. Xác định độ nhám mặt đường bằng phương pháp rải cát
1.5.2.1.
Phạm vi áp dụng
Dùng để đánh giá chất lượng mặt đường có lớp phủ là bê tông nhựa hoặc bê
tông xi măng.

1.5.2.2.

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 N o100 (0,3mm), được
đựng trong hộp kín.
− Ống đong cát (bằng kim loại hoặc nhựa PVC) có dung tích 25cm 3.
− 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…
1.5.2.3.

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.

25