Nghiên cứu sử dụng cát đỏ bình thuận và tro bay nhiệt điện vĩnh tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải nam trung bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

VŨ HỒNG GIANG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT ĐỎ BÌNH THUẬN VÀ
TRO BAY NHIỆT ĐIỆN VĨNH TÂN LÀM MÓNG VÀ
MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC
DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

VŨ HỒNG GIANG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT ĐỎ BÌNH THUẬN VÀ
TRO BAY NHIỆT ĐIỆN VĨNH TÂN LÀM MÓNG VÀ
MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC
DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ

Ngành

: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng

Mã số

: 9.58.02.05

Chuyên ngành

: Xây dựng đƣờng ô tô và đƣờng thành phố

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. GS. TS. Bùi Xuân Cậy
2. PGS. TS. Nguyễn Thanh Sang

HÀ NỘI - 2021


i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Hà Nội, tháng 01 năm 2021

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu và kết luận trong trong Luận án là trung thực. Trong luận án có sử
dụng một số tài liệu tham khảo đƣợc trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo
quy định.
Tác giả Luận án

Vũ Hoàng Giang

ii

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian nghiên cứu và học tập tại trƣờng đại học Giao thông vận tải,
Nghiên cứu sinh (NCS) đã hoàn thành luận án “Nghiên cứu sử dụng cát đỏ Bình
Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân làm móng và mặt đƣờng giao thơng nơng
thơn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ”.
Để hoàn thành đƣợc luận án này, NCS xin trân trọng cảm ơn sâu sắc đến hai
thầy giáo trực tiếp hƣớng dẫn là GS.TS Bùi Xuân Cậy, PGS.TS Nguyễn Thanh
Sang đã tận tình giúp đỡ, định hƣớng nghiên cứu và truyền đạt kiến thức cũng nhƣ
cung cấp các tài liệu quí, hỗ trợ trực tiếp thực nghiệm trong suốt q trình học tập,
nghiên cứu, hồn thiện Luận án.
NCS xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến các thầy, cơ trong khoa cơng trình, bộ
mơn Đƣờng bộ, phịng thí nghiệm bộ mơn vật liệu xây dựng, phịng thí nghiệm
trƣờng đại học giao thơng vận tải đã tạo điều kiện cho NCS đƣợc nghiên cứu, học
tập, thực nghiệm trong suốt quá trình thực hiện Luận án.
NCS xin gửi làm cảm ơn trân trọng đến Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại
học, các thầy cô trong bộ môn Đƣờng bộ đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình
hƣớng dẫn nghiên cứu, thực hiện các thủ tục bảo vệ các chuyên đề, hội thảo bảo vệ
các cấp của Luận án.
NCS chân thành cảm ơn các bạn học cùng khố, các nhóm sinh viên nghiên
cứu khoa học đã nhiệt tình chia sẻ kinh nghiệm và những kiến thức quý báu, hỗ trợ
giúp tơi tiến hành các thực nghiệm, hồn thành luận án này.
Hà Nội, 01/2021


iii

A. MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC HÌNH..................................................................................... viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT........................................................................... x
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1. Tính cần thiết của Luận án ................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2
3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................... 3
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................... 3
5. Cấu trúc của Luận án ......................................................................................... 4
CHƢƠNG 1 ............................................................................................................... 5
TỔNG QUAN ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC DUYÊN HẢI
NAM TRUNG BỘ .................................................................................................... 5
1.1. Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn ........................................................ 5
1.1.1. Khái niệm đƣờng giao thông nông thôn...................................................... 5
1.1.2. Một số yêu cầu kĩ thuật đối với đƣờng giao thông nông thôn .................... 6
1.1.3. Nguyên tắc thiết kế và xây dựng đƣờng giao thông nông thôn .................. 8
1.1.4. Các dạng kết cấu móng, mặt đƣờng giao thơng nơng thơn....................... 10
1.2. Thực trạng GTNT cả nƣớc và khu vực Nam Trung Bộ ............................... 14
1.2.1. Đặc điểm vùng nam trung Bộ ................................................................... 14
1.2.2. Giao thông nông thôn trong khu vực ........................................................ 15
1.3. Tình hình sử dụng vật liệu làm đƣờng trên thế giới và Việt Nam .............. 19
1.3.1. Trên thế giới .............................................................................................. 19
1.3.2. Ở Việt Nam ............................................................................................... 26
1.4. Định hƣớng nghiên cứu của Luận án ........................................................... 30
1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 31
CHƢƠNG 2 ............................................................................................................. 33
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CƢỜNG ĐỘ CỦA VẬT
LIỆU GIA CỐ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ VÀ BÊ TÔNG HẠT NHỎ ................ 33
2.1. Cơ sở lý thuyết về độ chặt ............................................................................ 33
2.2. Lý thuyết cơ sở về chất kết dính và vật liệu gia cố ...................................... 36
2.3. Sự hình thành cƣờng độ của đất gia cố vơi .................................................. 39
2.4. Sự hình thành cƣờng độ của các lớp vật liệu gia cố xi măng ....................... 40

2.5. Nghiên cứu hình thành cƣờng độ đất gia cố xi măng kết hợp tro bay ......... 41
2.6. Nguyên tắc hình thành cƣờng độ và thiết kế cấp phối bê tông hạt nhỏ ....... 44
2.7. Một số chỉ tiêu và yêu cầu đối với cấp phối, đất, cát gia cố bằng chất kết
dính vơ cơ và bê tơng xi măng trong thiết kế móng, mặt đƣờng......................... 48
2.7.1. Một số chỉ tiêu đánh giá ............................................................................ 48
2.7.2. Yêu cầu đối với đất gia cố chất kết dính vơ cơ ......................................... 51
2.7.3. u cầu đối với cát gia cố xi măng ........................................................... 52


iv

2.7.4. Yêu cầu đối với cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng
............................................................................................................................. 52
2.7.5. Một số yêu cầu về cƣờng độ và cấu tạo đối với mặt đƣờng ..................... 53
CHƢƠNG 3 ............................................................................................................. 58
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÕNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƢƠNG
LÀM MÓNG VÀ MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN........................ 58
3.1. Cát đỏ ............................................................................................................ 58
3.2. Tro bay .......................................................................................................... 63
3.3. Xi măng......................................................................................................... 67
3.4. Cát nghiền ..................................................................................................... 67
3.5. Phụ gia .......................................................................................................... 70
3.6. Nƣớc ............................................................................................................. 70
3.7. Nghiên cứu thực nghiệm trong phịng cát đỏ Bình Thuận gia cố xi măng và
tro bay Vĩnh Tân .................................................................................................. 70
3.7.1. Kế hoạch và phƣơng pháp thực nghiệm.................................................... 70
3.7.2. Trình tự thực nghiệm ................................................................................. 71
3.7.3. Thực hiện và kết quả thực nghiệm ............................................................ 72
3.8. Nghiên cứu thực nghiệm trong phịng bê tơng hạt nhỏ sử dụng cát đỏ Bình
Thuận và tro bay Vĩnh Tân .................................................................................. 90

3.8.1. Kế hoạch và phƣơng pháp thực nghiệm.................................................... 90
3.8.2. Trình tự thực nghiệm ................................................................................. 91
3.8.3. Nghiên cứu thực nghiệm vật liệu bê tông hạt nhỏ gồm hỗn hợp cát đỏ, cát
nghiền, tro bay, xi măng ...................................................................................... 91
3.9. Kết luận chƣơng 3....................................................................................... 109
3.9.1. Đối với cát đỏ và tro bay ......................................................................... 109
3.9.2. Đối với thực nghiệm hỗn hợp vật liệu gia cố .......................................... 110
3.9.3. Đối với thực nghiệm hỗn hợp bê tông hạt nhỏ........................................ 110
CHƢƠNG 4 ........................................................................................................... 113
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC DẠNG KẾT CẤU LÀM MÓNG VÀ MẶT
ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC NAM TRUNG BỘ .......... 113
4.1. Một số mơ hình kết cấu đƣờng giao thơng nông thôn ................................ 113
4.2. Nguyên tắc và thông số đầu vào thiết kế .................................................... 114
4.2.1. Nguyên tắc thiết kế .................................................................................. 114
4.2.2. Thơng số thiết kế ..................................................................................... 115
4.3. Tính tốn cƣờng độ kết cấu mặt đƣờng ...................................................... 115
4.3.1. Đối với mặt đƣờng mềm ......................................................................... 115
4.3.2. Đối với mặt đƣờng cứng ......................................................................... 116
4.4. Đề xuất các kết cấu và kiểm toán kết cấu ................................................... 117
4.4.1. Đề xuất mơ hình kết cấu .......................................................................... 117


v

4.4.2. Kiểm toán kết cấu mặt đƣờng ................................................................. 124
4.5. Hiệu quả kinh tế và môi trƣờng .................................................................. 128
4.6. Kết luận chƣơng 4....................................................................................... 131
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 133
I. KẾT LUẬN .................................................................................................... 133
II. KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 135

III. HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ....................................................... 135
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................. 137


vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1. 1 Tốc độ thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế các công trình trên
đƣờng đối với các cấp đƣờng GTNT [8] ........................................................... 7
Bảng 1. 2 Tổng hợp phân cấp kỹ thuật đƣờng GTNT theo chức năng của đƣờng và
lƣu lƣợng xe thiết kế (Ntk) [8], [25] ................................................................... 7
Bảng 1. 3 Phân loại địa hình theo vùng về nguồn vật liệu sẵn có [2] ....................... 9
Bảng 1. 4 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng huyện [8] .................... 10
Bảng 1. 5 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng xã [8] .......................... 11
Bảng 1. 6 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng thơn xóm [8] ............... 13
Bảng 1. 7 Tổng hợp đƣờng giao thông nông thôn cả nƣớc ..................................... 15
Bảng 1. 8 Phân loại kết cấu mặt đƣờng theo lƣợng mƣa [52]................................. 19
Bảng 1. 9 Thống kê lƣợng tro, xỉ/ tái sử dụng một số nƣớc Âu-Mỹ [49] ............... 21
Bảng 1. 10 Lƣợng khí thải CO2 một số loại hỗn hợp bê tông [65] ......................... 22
Bảng 2. 1 Thành phần hạt của cát nghiền [13] ........................................................ 48
Bảng 2. 2 Chỉ tiêu cơ lý yêu cầu của đất gia cố ...................................................... 52
Bảng 2. 3 Yêu cầu đối với cƣờng độ cát gia cố xi măng ........................................ 52
Bảng 2. 4 Yêu cầu đối với cƣờng độ cấp phối gia cố xi măng ............................... 53
Bảng 2. 5 Phân cấp quy mô giao thông ................................................................... 53
Bảng 2. 6 Cƣờng độ nén và cƣờng độ kéo khi uốn của xi măng dùng làm mặt
đƣờng bê tông xi măng .................................................................................... 54
Bảng 2. 7 Các chỉ tiêu cƣờng độ, mô đun đàn hồi của bê tông làm đƣờng [7]....... 54
Bảng 2. 8 Yêu cầu cƣờng độ đối với các loại đƣờng GTNT [8] ............................. 55
Bảng 2. 9 Cƣờng độ chịu nén [60] .......................................................................... 55
Bảng 2. 10 Cƣờng độ chịu ép chẻ [60].................................................................... 56

Bảng 3. 1 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn thí nghiệm ..................................................... 59
Bảng 3. 2 Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu thành phần hạt cát đỏ Bình Thuận ............. 60
Bảng 3. 3 Một số chỉ tiêu cơ lý khác của cát đỏ Bình Thuận ................................. 60
Bảng 3. 4 Thành phần khoáng của cát đỏ Bình Thuận ........................................... 61
Bảng 3. 5 Bảng kết quả thí nghiệm độ ẩm tối ƣu .................................................... 61
Bảng 3. 6 Bảng kết quả thí nghiệm khối lƣợng thể tích khơ................................... 62
Bảng 3. 7 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn thí nghiệm đối với tro bay ............................ 64
Bảng 3. 8 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu tro bay Vĩnh Tân .................................. 64
Bảng 3. 9 So sánh một số chỉ tiêu của tro bay Vĩnh Tân với một số tro bay khác
[45], [49] .......................................................................................................... 66
Bảng 3. 10 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng VICEM Bút Sơn PC40 ........................ 67
Bảng 3. 11 Bảng thành phần hạt của cát nghiền [13].............................................. 68
Bảng 3. 12 Tính chất cơ lý của cát nghiền .............................................................. 69


vii

Bảng 3. 13 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ nén (Rn) ................................................ 74
Bảng 3. 14 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ chịu ép chẻ (Rech) ............................... 74
Bảng 3. 15 Kết quả thí nghiệm mơ đun đàn hồi...................................................... 75
Bảng 3. 16 Đánh giá độ chụm kết quả thí nghiệm Rech ở 14 ngày tuổi của mẫu
100% cát đỏ ...................................................................................................... 77
Bảng 3. 17 Thiết kế thí nghiệm Rn, Rech cát đỏ gia cố ở các ngày tuổi ................ 78
Bảng 3. 18 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ nén (Rn) ................................................ 89
Bảng 3. 19 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ chịu ép chẻ (Rech) ................................ 90
Bảng 3. 20 Thành phần hạt hỗn hợp cát nghiền và cát đỏ ...................................... 93
Bảng 3. 21 Kết quả mơ đun đàn hồi sau khi thí nghiệm ......................................... 99
Bảng 3. 22 Kết quả cƣờng độ chịu nén ................................................................... 99
Bảng 3. 23 Kết quả cƣờng độ chịu kéo khi ép chẻ ................................................ 100
Bảng 3. 24 Ví dụ đánh giá độ chụm kết quả thí nghiệm Rech ở 14 ngày tuổi ....... 102

Bảng 4. 1 Chiều rộng tối thiểu các yếu tố trên mặt cắt ngang đƣờng cấp VI ....... 118
Bảng 4. 2 Đề xuất mơ hình kết cấu đối với đƣờng huyện ..................................... 119
Bảng 4. 3 Chiều rộng tối thiểu các yếu tố trên mặt cắt ngang đƣờng cấp A ........ 121
Bảng 4. 4 Đề xuất mơ hình kết cấu đối với đƣờng xã ........................................... 121
Bảng 4. 5 Kiểm toán kết cấu mặt đƣờng (áo đƣờng mềm) ................................... 125
Bảng 4. 6 Tổng hợp kết quả kiểm toán áo đƣờng mềm ........................................ 128
Bảng 4. 7 Kết quả tính tốn tốn định mức thi cơng lớp móng gia cố ................. 130
Bảng 4. 8 Đơn giá lớp móng cho mặt đƣờng láng nhựa [44] ............................... 130
Bảng 4. 9 Kết cấu và đơn giá mặt đƣờng bê tông xi măng đối chứng [33] .......... 131


viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1. 1 Một số kết cấu đƣờng GTNT ở Nam Phi ................................................ 20
Hình 1. 2 Thi công tuyến đƣờng A52 sử dụng tro bay tại Anh .............................. 23
Hình 1. 3 Thi cơng hỗn hợp tro bay làm móng, mặt đƣờng [62], [63] ................... 25
Hình 1. 4 Thi công gia cố tro bay – đất làm nền đƣờng [60], [66] ......................... 25
Hình 1. 5 Phản ứng nƣớc và xi măng khi có phụ gia RoadCem ............................. 27
Hình 1. 6 Tác dụng phá vỡ màng ngăn giữa xi măng và hạt đất ............................ 27
Hình 1. 7 Thi cơng đƣờng gia cố đất bằng cơng nghệ Roadcem ............................ 27
Hình 2. 1 Đƣờng cong Fuller với các hệ số h khác nhau ........................................ 34
Hình 2. 2 Mẫu thí nghiệm cƣờng độ chịu kéo khi ép chẻ ....................................... 49
Hình 3. 1 Hình ảnh các đồi cát đỏ tại Bình Thuận .................................................. 58
Hình 3. 2 Hình ảnh cát đỏ đƣợc thu thập để thực nghiệm ..................................... 59
Hình 3. 3 Mẫu cát đỏ Bình Thuận và khn thí nghiệm ......................................... 59
Hình 3. 4 Tổng quan vị trí khu vực nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân ......................... 63
Hình 3. 5 Một số ảnh về tro bay Vĩnh Tân .............................................................. 63
Hình 3. 6 Máy trộn cƣỡng bức ................................................................................ 71
Hình 3. 7 Khn và chày đầm ................................................................................. 71

Hình 3. 8 Một số hình ảnh đúc mẫu ........................................................................ 72
Hình 3. 9 Bảo dƣỡng mẫu và mẫu thí nghiệm ........................................................ 72
Hình 3. 10 Thí nghiệm cƣờng độ chịu nén, ép chẻ, mơ đun đàn hồi ...................... 72
Hình 3. 11 Thiết bị thí xác định cƣờng độ chịu nén ................................................ 96
Hình 3. 12 Thiết bị thí xác định cƣờng độ chịu kéo khi ép chẻ .............................. 96
Hình 3. 13 Thiết bị thí xác định cƣờng độ chịu kéo khi uốn .................................. 96
Hình 3. 14 Thiết bị thí xác định mơ đun đàn hồi .................................................... 97
Hình 3. 15 Chế tạo mẫu thí nghiệm ........................................................................ 97
Hình 3. 16 Các mẫu chờ thí nghiệm theo các ngày tuổi ......................................... 97
Hình 3. 17 Mẫu trƣớc và sau khi thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén ............. 97
Hình 3. 18 Mẫu trƣớc và sau thí nghiệm xác định cƣờng độ ép chẻ ...................... 98
Hình 3. 19 Mẫu trƣớc và sau thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu kéo khi uốn ...... 98
Hình 4. 1 Tổng hợp mơ hình kết cấu áo đƣờng đề xuất ........................................ 123
Hình 4. 2 Sơ đồ cấu tạo mặt đƣờng BTXM thông thƣờng.................................... 126


ix

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1. 1 Đƣờng GTNT toàn quốc theo kết cấu mặt đƣờng .............................. 16
Biểu đồ 1. 2 Đƣờng GTNT tỉnh Bình Thuận phân theo cấp kỹ thuật ..................... 16
Biểu đồ 1. 3 Đƣờng GTNT tỉnh Bình Thuận phân theo kết cấu mặt ...................... 17
Biểu đồ 3. 1 Thành phần hạt của cát đỏ Bình Thuận .............................................. 60
Biểu đồ 3. 2 Độ ẩm tối ƣu của cát đỏ ...................................................................... 62
Biểu đồ 3. 3 Thành phần hạt của cát nghiền ........................................................... 69
Biểu đồ 3. 4 Minh họa loại bỏ số liệu ngoại lai Rech 14 ngày ................................. 76
Biểu đồ 3. 5 Biểu đồ phần dƣ phân tích thống kê Rn ............................................. 80
Biểu đồ 3. 6 Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hƣởng đến Rn ..................................... 81
Biểu đồ 3. 7 Biểu đồ ảnh hƣởng các yếu tố chính đến Rn ...................................... 81
Biểu đồ 3. 8 Ảnh hƣởng tƣơng tác các yếu tố đến Rn ............................................ 83

Biểu đồ 3. 9 Biểu đồ cƣờng độ nén (Rn) ở mức tin cậy 95% ................................. 83
Biểu đồ 3. 10 Phần dƣ phân tích thống kê Rech ..................................................... 84
Biểu đồ 3. 11 Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hƣởng đến Rn ................................... 85
Biểu đồ 3. 12 Ảnh hƣởng các yếu tố chính đến Rech ............................................. 85
Biểu đồ 3. 13 Ảnh hƣởng tƣơng tác các yếu tố đến Rech ....................................... 87
Biểu đồ 3. 14 Biểu đồ cƣờng độ ép chẻ 95% CI ..................................................... 87
Biểu đồ 3. 15 Mô đun đàn hồi theo các cấp phối khác nhau .................................. 99
Biểu đồ 3. 16 Cƣờng độ chịu nén các cấp phối ở các tuổi 3, 7, 14, 28 ngày ........ 100
Biểu đồ 3. 17 Cƣờng độ ép chẻ các cấp phối ở các tuổi 3, 7, 14, 28 ngày ........... 100
Biểu đồ 3. 18 Cƣờng độ kéo uốn các cấp phối 28 ngày tuổi ................................ 101
Biểu đồ 3. 19 Ví dụ minh họa loại bỏ số liệu ngoại lai Rech 14 ngày .................. 102
Biểu đồ 3. 20 Biểu đồ phần dƣ phân tích thống kê Rn ......................................... 103
Biểu đồ 3. 21 Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hƣởng đến Rn................................. 104
Biểu đồ 3. 22 Biểu đồ ảnh hƣởng các yếu tố chính đến Rn .................................. 104
Biểu đồ 3. 23 Biểu đồ ảnh hƣởng tƣơng tác các yếu tố đến Rn ............................ 105
Biểu đồ 3. 24 Biểu đồ cƣờng độ nén Rn 95% CI .................................................. 106
Biểu đồ 3. 25 Biểu đồ ảnh hƣởng các yếu tố chính đến Rech ................................ 107
Biểu đồ 3. 26 Biểu đồ cƣờng độ ép chẻ 95% CI ................................................... 108


x

AASHTO
ACI
ASTM
BKHĐT
BGTVT
BTĐL
BTN
BTXM

CĐ
CKD
CN
CP
CPĐD
ĐTM
GTNT
GTVT
KVSX
MKN
N
NQ
ODA
PCU
QCVN
QĐ
SEACAP
TCVN
TCN
TTg
TT
TW
XM
WB

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Hiệp hội các cơ quan đƣờng bộ và vận tải Hoa Kỳ (American
Association of State Highway and Transportation Officials)
Viện Bê tông Hoa Kỳ (American Conrete Institute)
Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ (American Society for

Testing and Materials)
Bộ Kế hoạch đầu tƣ
Bộ Giao thông vận tải
Bê tông đầm lăn
Bê tông nhựa
Bê tông xi măng
Cát đỏ
Chất kết dính
Cát nghiền
Chính phủ
Cấp phối đá dăm
Đánh giá tác động môi trƣờng
Giao thông n ng thôn
Giao thông vận tải
Khu vực sản xuất
Mất khi nung
Nƣớc
Nghị quyết
Hỗ trợ phát triển chính thức (Official Development Assistance)
Xe con quy đổi (passenger car unit)
Quy chuẩn Việt Nam
Quyết định
Chƣơng trình tiếp cận cộng đồng Đơng Nam Á (South East Asia
Community Access Programme)
Tiêu chuẩn Việt Nam
Tiêu chuẩn ngành
Thủ tƣớng
Thông tƣ
Trung ƣơng
Xi măng

Ngân hàng thế giới (World Bank)


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cần thiết của Luận án
Nƣớc ta là nƣớc nông nghiệp, khu vực nông thôn chiếm trên 80% diện tích
lãnh thổ, trên 65% dân số sống ở nơng thôn, lực lƣợng lao động nhờ vào các hoạt
động nông nghiệp chiếm trên 40% lực lƣợng lao động xã hội. Vai trị của nơng
nghiệp, nơng thơn rất quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo quốc
phòng, an ninh, vì vậy Đảng, Nhà nƣớc và Chính phủ đã ban hành nhiều Nghị
quyết, chƣơng trình mục tiêu về nông nghiệp, nông thôn. Trung Ƣơng đã ban
hành Nghị quyết số 26-NQ/TW, ngày 5/8/2008 Hội nghị lần thứ bảy Ban Chấp
hành Trung ƣơng khố X về nơng nghiệp, nơng dân, nông thôn xác định mục
tiêu: “Nông nghiệp, nông dân, nông thơn có vị trí chiến lƣợc trong sự nghiệp
cơng nghiệp hoá, hiện đại hoá, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, là cơ sở và lực lƣợng
quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội bền vững, giữ vững ổn định chính trị,
đảm bảo an ninh, quốc phịng”… Chính phủ đã ban hành các Nghị quyết số
24/2008/NQ-CP ngày 28/10/2008 nhằm thực hiện Nghị quyết số 26-NQ/TW của
Ban Chấp hành Trung ƣơng, Nghị quyết số 30a/2008/NQ-CP ngày 27/12/2008 về
Chƣơng trình giảm nghèo nhanh và bền vững cấp huyện... Thủ tƣớng Chính phủ
ban hành các Quyết định số 491/QĐ-TTg ngày 16/4/2009 Bộ tiêu chí quốc gia về
nơng thơn mới và Quyết định số 800/QĐ-TTg, ngày 04/6/2010 phê duyệt Chƣơng
trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010-2020.
Trong phát triển nơng nghiệp, nơng thơn, lĩnh vực GTNT đóng vai trị quan
trọng, kết nối các vùng nơng thơn với quốc lộ, tỉnh lộ, khu đô thị, khu công
nghiệp, khu chế xuất; thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội khu vực nông thôn,
vùng sâu, vùng xa, tạo điều kiện phát triển cơ giới hoá trong sản xuất, trao đổi
hàng hoá, đẩy mạnh, nâng cao đời sống cho ngƣời dân khu vực nông thôn.

- Định hƣớng phát triển GTNT: Thực hiện mục tiêu theo chƣơng trình mục
tiêu quốc gia xây dựng nông thôn mới và định hƣớng chiến lƣợc phát triển GTNT
Việt Nam, các địa phƣơng đã nỗ lực thực hiện cứng hóa đƣờng GTNT, tỉ lệ
đƣờng huyện cứng hóa trên 70%, đƣờng xã, thơn cứng hóa trên 40%; loại kết cấu
mặt đƣờng cứng hóa chủ đạo vẫn là kết cấu BTXM truyền thống, kết cấu nhựa,


2

móng cấp phối, đất gia cố vơi, xi măng. Trong giai đoạn này, việc nghiên cứu một
số công nghệ mới, vật liệu mới trên cơ sở phát huy lợi thế của địa phƣơng cũng
đã đƣợc thực hiện nhằm giảm chi phí đầu tƣ, nâng cao chất lƣợng cơng trình và
giảm thiểu tác động đến mơi trƣờng, tuy nhiên vẫn cịn đang ở giai đoạn thí điểm,
nhƣ vật liệu bột kết dính thủy hóa vơ cơ dùng để gia cố đất làm móng đƣờng; vật
liệu carboncor asphalt (cơng nghệ của Nam Phi) dùng để bảo trì đƣờng, vật liệu
SA44-LS40 gia cố với vôi và đất (áp dụng tại Hƣng Yên); mặt đƣờng GTNT sử
dụng công nghệ công nghệ rovo (rovo - một loại chất phụ gia của Đức), một số
sản phẩm công nghệ mới trong sản xuất cấu kiệu bê tông cốt sợi, cấu kiệu rãnh
parabon đã đƣợc áp dụng tại nhiều địa phƣơng, góp phần giảm khối lƣợng xi
măng, cát, đá trên 1 đơn vị cấu kiện; một số nghiên cứu tận dụng tro bay, xỉ lò
cao của các nhà máy nhiệt điện, cát biển, gạch nung, đá chẻ,... sử dụng làm vật
liệu cho đƣờng GTNT (thử nghiệm tại Hƣng Yên, Nghệ An, Hà Tĩnh, một số tỉnh
miền Trung, Tây Ngun, đồng bằng sơng Cửu Long theo chƣơng trình
SEACAP).
Mặc dù các nghiên cứu các loại vật liệu tận dụng điều kiện địa phƣơng, các
loại vật liệu mới, công nghệ mới đƣợc nghiên cứu, thử nghiệm, tuy nhiên tính
chất vận dụng chƣa đƣợc thực hiện đại trà. Với điều kiện địa hình ven biển miền
Trung, cụ thể tỉnh Bình Thuận có lƣợng cát đỏ ven biển lớn, nhà máy nhiệt điện
Vĩnh Tân với lƣợng tro, xỉ thải hàng trăm ngàn tấn mỗi năm là nguồn vật liệu
tiềm năng đối với kết cấu mặt đƣờng GTNT, nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm

thiểu tiêu cực về ô nhiễm môi trƣờng; việc nghiên cứu sử dụng vật liệu địa
phƣơng là cần thiết. Nhƣ vậy, đề tài rất cần thiết vừa có ý nghĩa khoa học, thực
tiễn, vừa mang tính kinh tế, góp phần phát triển bền vững của địa phƣơng.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu về khả năng ứng dụng hỗn hợp cát đỏ khu vực Bình Thuận với
Tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân trong xây dựng móng mặt đƣờng GTNT.
Nghiên cứu xác định thành phần, đặc tính cơ lý của cát đỏ Bình Thuận, tro
bay Vĩnh Tân, đánh giá sự phù hợp và khả năng ứng dụng trong chế tạo vật liệu
gia cố và bê tông hạt nhỏ.


3

Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng phối hợp các loại vật liệu cát đỏ, tro
bay làm vật liệu gia cố cho móng và làm lớp mặt đƣờng GTNT.
Nghiên cứu, đề xuất các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT dùng vật liệu gia cố
làm lớp móng đƣờng và bê tơng hạt nhỏ làm lớp mặt đƣờng sử dụng cát đỏ Bình
Thuận và tro bay Vĩnh Tân.
3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
- Phạm vi:
+ Khu vực nghiên cứu là khu vực duyên hải Nam trung Bộ, trọng tâm là khu
vực tỉnh Bình Thuận; nghiên cứu sự phù hợp của vật liệu địa phƣơng tại tỉnh
Bình Thuận gồm cát đỏ, tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân để làm kết cấu
móng và mặt đƣờng GTNT.
+ Thời gian nghiên cứu: trong khoảng thời gian 12/2013 - 2017, kéo dài
nghiên cứu đến năm 2020.
- Đối tƣợng nghiên cứu:
+ Cát đỏ khu vực duyên hải trên địa bàn tỉnh Bình Thuận
+ Tro bay từ nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân, tỉnh Bình Thuận
+ Đƣờng giao thông nông thôn với kết cấu mặt đƣờng chịu tải trọng thấp.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Các kết quả nghiên cứu về các tính chất cơ lý của vật liệu địa phƣơng (cát
đỏ, tro bay) khu vực duyên hải Nam Trung Bộ, bằng các thực nghiệm phối trộn
vật liệu với các tỉ lệ phù hợp đã minh chứng tính khả thi có thể sử dụng làm vật
liệu chế tạo bê tông, vật liệu gia cố làm móng, mặt đƣờng giao thơng nơng thơn.
Nội dung Luận án là những gợi ý, tài liệu tham khảo cho các kỹ sƣ khi áp
dụng vật liệu này làm đƣờng nông thôn.
Các nghiên cứu thực nghiệm về các đặc trƣng cƣờng độ chịu nén, cƣờng độ
chịu kéo khi ép chẻ, cƣờng độ kéo uốn, mơ đun đàn hồi, qua đó so sánh với các
tiêu chuẩn kĩ thuật về móng, mặt đƣờng, xác định đƣợc các tỉ lệ phù hợp khuyến
cáo làm lớp móng, mặt đƣờng GTNT phù hợp với khả năng kinh tế, điều kiện
giao thông khu vực.


4

- Ý nghĩa khoa học: nghiên cứu xác định loại vật liệu, hàm lƣợng cát đỏ, tro
bay hợp lý thông qua việc đánh giá các chỉ số vật liệu thử nghiệm trong phịng thí
nghiệm, xác lập phƣơng trình hồi quy tƣơng quan giữa hàm lƣợng xi măng, cát
đỏ, tro bay với độ tuổi, cƣờng độ chịu nén, chịu kéo khi ép chẻ của mẫu vật liệu.
- Ý nghĩa thực tiễn: Việc sử dụng vật liệu địa phƣơng, cụ thể là cát đỏ Bình
Thuận, tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân sẽ góp phần tăng khả năng tiêu thụ,
sử dụng nguồn vật liệu địa phƣơng thêm phong phú, tăng hiệu quả kinh tế (do
giảm lƣợng xi măng trong xây dựng), giảm thiểu các tác động của môi trƣờng (từ
tro bay của nhà máy nhiệt điện và hiệu ứng khí nhà kính đối với vật liệu thuần bê
tơng xi măng) phát triển kinh tế - xã hội của địa phƣơng và khu vực.
5. Cấu trúc của Luận án
Cấu trúc của Luận án gồm các nội dung sau:
- Mở đầu.
- Chƣơng 1: Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn khu vực duyên hải Nam

Trung Bộ.
- Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết quá trình hình thành cƣờng độ của vật liệu gia
cố chất kết dính vơ cơ và bê tơng hạt nhỏ.
- Chƣơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng vật liệu địa phƣơng làm
móng và mặt đƣờng giao thơng nơng thơn.
- Chƣơng 4: Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu làm móng và mặt đƣờng
giao thơng nơng thơn khu vực Nam Trung Bộ.
- Kết luận và kiến nghị.


5

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC DUYÊN
HẢI NAM TRUNG BỘ
1.1. Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn
1.1.1. Khái niệm đƣờng giao thông nông thôn
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam - Đƣờng giao thông nông thôn – yêu cầu thiết kế
(TCVN 10380:2014), đƣờng giao thông nông thôn khái niệm nhƣ sau:
- Đƣờng giao thông nông thôn: gồm các tuyến nối tiếp từ hệ thống quốc lộ,
tỉnh lộ đến các làng mạc, thơn xóm, ruộng đồng, trang trại, các cơ sở sản xuất,
chăn nuôi… phục vụ sản xuất nông – lâm – ngƣ nghiệp và phát triển kinh tế - văn
hóa – xã hội của các địa phƣơng.
- Đƣờng thôn: nối từ đƣờng huyện, đƣờng xã hoặc các thôn, làng, ấp, bản và
đơn vị tƣơng đƣơng đến các đồng ruộng, nƣơng rãy, trang trại, các cơ sở sản xuất,
chăn nuôi... hoặc đến các thôn, làng, ấp, bản lân cận.
- Đƣờng dân sinh: nối từ đƣờng xã, đƣờng thôn hoặc các cụm dân cƣ đến
đồng ruộng, nƣơng rãy, cơ sở sản xuất... hoặc đến các cụm dân cƣ, hộ gia đình
lân cận.
- Đƣờng vào khu vực sản xuất (KVSX): nối từ quốc lộ, tỉnh lộ hoặc trung

tâm hành chính của huyện đến các khu vực sản xuất, gia công, chế biến Nông
Lâm Thủy Hải sản thuộc huyện quản lý (vùng trồng cây công nghiệp, cánh đồng
mẫu lớn, đồng muối, làng nghề, trang trại và các cơ sở tƣơng đƣơng).
Đƣờng Huyện
quốc lộ, tỉnh lộ

trung tâm hành
chính của huyện,
thị xã lân cận

trung tâm hành
chính của huyện,
thị xã

trung tâm hành
chính xã


6

Đƣờng Xã
đường huyện

trung tâm hành
chính của xã lân
cận

trung tâm hành
chính xã

thôn, làng, ấp,
bản và đơn vị
tương đương

Đƣờng Thôn
đường huyện,
đường xã

thôn, làng, ấp,
bản và đơn vị
tương đương lân
cận

thôn, làng, ấp,
bản và đơn vị
tương đương

đồng ruộng,
trang trại, các cơ
sở sản xuất,
chăn nuôi...

Đƣờng Khu vực sản xuất (KVSX)
quốc lộ, tỉnh lộ

trung tâm hành
chính huyện

KVSX

thôn, làng, ấp,
bản và đơn vị
tương đương

Đƣờng Dân sinh
đường xã,
đường thơn

cụm dân cư, hộ
gia đình lân cận

cụm dân cư, hộ
gia đình

đồng ruộng,
nương rãy, cơ
sở sản xuất
thơn, làng, ấp,

1.1.2. Một số yêu cầu kĩ thuật đối với đƣờng giao thông nông thơn
Đƣờng GTNT thơng thƣờng có 4 cấp kỹ thuật A, B, C và D, trong đó các


7

cấp A, B và C thiết kế áp dụng đối với đƣờng có ơ tơ lƣu thơng. Lựa chọn cấp kỹ
thuật tuyến đƣờng tùy thuộc vào lƣu lƣợng xe thiết kế (Ntk). Ngoài 4 cấp kỹ thuật
nhƣ trên, căn cứ theo chức năng, tầm quan trọng, lƣu lƣợng, có thể lựa chọn thiết
kế đƣờng GTNT theo cấp VI, V hoặc cấp IV trong TCVN 4054:2005 [25], áp
dụng cho những khu vực kinh tế phát triển hoặc có khối lƣợng vận chuyển hành

khách và hàng hóa lớn nhƣ: đƣờng có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh
tế - xã hội của huyện, là cầu nối chuyển tiếp hàng hóa, hành khách từ hệ thống
đƣờng quốc gia (quốc lộ, tỉnh lộ) đến trung tâm hành chính của huyện, của xã và
các khu chế xuất của huyện; đƣờng Khu sản xuất, chăn nuôi, gia công, chế biến
Nông - Lâm - Thủy - Hải sản; đƣờng vùng trồng cây công nghiệp; cánh đồng lớn;
đồng muối; làng nghề; trang trại và các cơ sở tƣơng đƣơng.
Tốc độ thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế các cơng trình trên đƣờng
đối với các cấp đƣờng GTNT đƣợc quy định ở Bảng 1.1, 1.2.
Bảng 1. 1 Tốc độ thiết kế và tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế các cơng trình
trên đƣờng đối với các cấp đƣờng GTNT [8]
Kiểm toán đối với xe
vƣợt tải có tải trọng
trục, Kg
A
30 (20)
6000
10000
B
20 (15)
2500
6000
C
15 (10)
2500
6000
D
Trị số trong ngoặc (...) áp dụng đối với địa hình miền núi (độ dốc ngang > 30%)
Cấp kỹ thuật
của đƣờng

Tốc độ xe chạy
thiết kế, Km/h

Tải trọng trục xe
thiết kế, Kg

Bảng 1. 2 Tổng hợp phân cấp kỹ thuật đƣờng GTNT theo chức năng của
đƣờng và lƣu lƣợng xe thiết kế (Ntk) [8], [25]
Lƣu lƣợng xe
Theo TCVN Theo TCVN thiết kế (Ntk),
Chức năng của đƣờng
4054:2005 10380:2014 xe quy đổi/ngày
đêm
Đƣờng huyện có vị trí quan trọng đối với phát Cấp IV, V,
≥ 200
triển kinh tế - xã hội, là cầu nối chuyển tiếp
VI
hàng hóa, hành khách từ hệ thống đƣờng quốc
gia đến trung tâm hành chính của huyện, xã,
Cấp VI
A
100  200
các khu chế xuất; phục vụ sự đi lại và lƣu


8

Chức năng của đƣờng

Lƣu lƣợng xe

Theo TCVN Theo TCVN thiết kế (Ntk),
4054:2005 10380:2014 xe quy đổi/ngày
đêm

thơng hàng hóa trong phạm vi của huyện.
Đƣờng xã có vị trí quan trọng đối với sự phát
triển kinh tế - xã hội của xã, kết nối, lƣu thơng
hàng hóa từ huyện tới các thơn, làng, ấp, bản,
các cơ sở sản xuất kinh doanh của xã, chủ yếu
phục vụ sự đi lại của ngƣời dân và lƣu thơng
hàng hóa trong trong phạm vi của xã.
Đƣờng thôn chủ yếu phục vụ sự đi lại của
ngƣời dân và lƣu thơng hàng hóa trong trong
phạm vi của thơn, làng, ấp, bản; kết nối và lƣu
thơng hàng hóa tới các trang trại, ruộng đồng,
nƣơng rẫy, cơ sở sản xuất, chăn nuôi.
Đƣờng dân sinh chủ yếu phục vụ sự đi lại của
ngƣời dân giữa các cụm dân cƣ, các hộ gia
đình và từ nhà đến nƣơng rẫy, ruộng đồng, cơ
sở sản xuất, chăn nuôi nhỏ lẻ... Phƣơng tiện
giao thông trên đƣờng dân sinh chủ yếu là xe
đạp, xe mô tô hai bánh, xe kéo tay, ngựa thồ.
Đƣờng KVSX phục vụ đi lại của ngƣời dân,
lƣu thông nguyên vật liệu, hàng hóa và đến
các cơ sở sản xuất, chăn ni, gia công, chế Cấp IV, V,
biến Nông Lâm Thủy Hải sản; vùng trồng cây
VI
công nghiệp; cánh đồng mẫu lớn; đồng muối;
làng nghề; trang trại, các cơ sở tƣơng đƣơng.

A

100  200

B

50  < 100

B

50  < 100

C

< 50

D

Khơng có xe ơ
tơ chạy qua

-

Xe có tải trọng
trục > 6000 Kg
÷ 10000 Kg
chiếm trên 10%

1.1.3. Nguyên tắc thiết kế và xây dựng đƣờng giao thông nông thôn
- Nguyên tắc phù hợp với lưu lượng: đƣờng GTNT không yêu cầu lƣu

lƣợng lớn nhƣ đối với các loại đƣờng cấp cao khác, tùy theo chức năng, vị trí
quan trọng của tuyến đƣờng và điều kiện thực tế, lựa chọn một trong các phƣơng
pháp điều tra và dự báo lƣu lƣợng xe thiết kế. Đƣờng GTNT, lƣu lƣợng thiết kế
thông thƣờng nhỏ hơn 200 PCU/ngày đêm; chỉ những trục đƣờng quan trọng
(đƣờng huyện chính) mới xem xét đến lƣu lƣợng lớn hơn 200 PCU/ngày đêm.
- Nguyên tắc phù hợp với tải trọng: tải trọng đƣờng GTNT thấp hơn so với
đƣờng cấp cao khác, tùy từng cấp đƣờng có tải trọng tiêu chuẩn thiết kế phù hợp


9

6000Kg, 2500Kg, < 2500Kg tƣơng ứng các cấp kỹ thuật A, B, C, D. Các trục
GTNT quan trọng nhƣ các tuyến đƣờng liên huyện phục vụ nhu cầu vận tải hàng
hóa lớn (tƣơng ứng đƣờng cấp VI, V, IV), tải trọng trục 10 tấn hay 13 tấn.
- Nguyên tắc tận dụng vật liệu địa phương: đƣờng GTNT – là loại đƣờng
cấp thấp, không yêu cầu kết cấu cƣờng độ cao, do vậy nguyên tắc tận dụng vật
liệu địa phƣơng là rất quan trọng vừa đảm bảo các yếu tố lợi thế địa phƣơng, vừa
góp phần giảm giá thành xây dựng. Các loại vật liệu có thể tận dụng nhƣ đất đắp
tự nhiên, cấp phối tự nhiên (cát sông, cát biển, sỏi đồi, đất đồi…), các dạng vật
liệu phế thải (tro, xỉ nhà máy nhiệt điện, nhà máy sản xuất thép...). Phân loại vật
liệu cả nƣớc thống kê nhƣ bảng sau đây:
Bảng 1. 3 Phân loại địa hình theo vùng về nguồn vật liệu sẵn có [2]
Loại địa hình theo vùng
Vùng
1. Trung du và miền núi phía Bắc
- Đơng Bắc
- Tây Bắc
2. Đồng bằng sông Hồng
3. Bắc Trung Bộ, Duyên hải miền Trung
- Bắc Trung Bộ

- Duyên hải Nam Trung Bộ
4. Tây Nguyên
5. Đông Nam Bộ
6. Đồng bằng sông Cửu Long

Đất cát
Miền Trung Đất thấp Đồng
ven biển
núi (%) du (%)
(%)
bằng (%)
(%)
14
77
-

42
16
3

42
8
89

1
7

1

7

6
15
-

24
22
55
7
-

64
67
30
83
-

9
100

6
5
-

Các nhóm vật liệu địa phƣơng điển hình đƣợc sử dụng trong xây dựng
đƣờng GTNT ở Việt Nam có thể đƣợc phân thành 7 nhóm cơ bản sau:
- Đất pha cát: có ở các vùng duyên hải (phổ biến ở các tỉnh từ Đà Nẵng
đến Bình Thuận), loại đất này cũng có ở một số địa phƣơng ở các vùng đồng
bằng. Loại đất này có thể đƣợc gia cố bằng xi măng để sử dụng làm móng đƣờng.
- Đất sét bụi: có ở các vùng đồng bằng sơng Cửu Long, đồng bằng sông
Hồng và ở một số thung lũng. Vật liệu này có thể đƣợc gia cố bằng vơi để làm

móng đƣờng.
- Cấp phối đồi: thƣờng phủ trên đá gốc trên các sƣờn đồi, nhƣ ở cao
nguyên miền Trung và vùng núi phía Bắc; vật liệu có thể sử dụng làm lớp áo cấp


10

phối ở những nơi phù hợp hoặc làm móng đƣờng.
- Cấp phối sỏi ong: có trong đất bị phong hố ở một số vùng đồi, có thể sử
dụng làm lớp áo cấp phối ở những nơi phù hợp hoặc làm vật liệu móng đƣờng.
- Cấp phối sơng: vật liệu ở lịng sơng, chủ yếu là những con sơng ở vùng
cao nguyên miền Trung và miền Bắc; có thể sử dụng làm móng đƣờng nhƣng có
đặc tính cấp phối thấp.
- Đá gốc tốt: là vật liệu đặc biệt đồng nhất, nhƣ đá granít hay đá bazan….
- Các loại vật liệu địa phương khác: ngoài các loại vật liệu địa phƣơng gắn
với yếu tố địa lý, địa hình, địa chất nhƣ nêu trên, cịn có những loại vật liệu sẵn
có tại địa phƣơng theo đặc thù phát triển công nghiệp khác tại địa phƣơng nhƣ
các loại tro xỉ thải ra từ các nhà máy nhiệt điện, nhà mày luyện thép. Hiện nay,
nhiều địa phƣơng có các nhà máy nhiệt điện, nhà máy thép hoạt động, nhƣ khí –
điện – đạm Cà Mau, nhiệt điện Phả Lại, Cẩm Phả, Mạo Khê (Quảng Ninh), nhiệt
điện Ninh Bình, nhiệt điện Vũng Áng (Bắc Trung Bộ), nhiệt điện Vĩnh Tân (Nam
Trung Bộ), nhiệt điện Phú Mỹ, Thủ Đức (Phía Nam),…; các nhà máy thải ra khối
lƣợng tro xỉ lớn, là nguồn vật liệu tốt để làm móng, mặt đƣờng GTNT.
1.1.4. Các dạng kết cấu móng, mặt đƣờng giao thông nông thôn
Kết cấu mặt đƣờng GTNT hiện nay đƣợc thiết kế dựa trên cơ sở lƣu lƣợng
xe, tải trọng, lƣợng mƣa,...; một số dạng kết cấu đƣờng đề xuất tham khảo phù
hợp với chức năng của từng loại đƣờng nhƣ sau:
- Đối với đường huyện: Là các tuyến đƣờng có chức năng chính trên địa
bàn huyện, ứng với lƣu lƣợng, tải trọng khoảng (150 ÷ 200) xe quy đổi/ ngày đêm
(xqđ/nđ) hoặc cao hơn, các dạng kết cấu cũng có cấp cấp kĩ thuật và các chỉ số kĩ

thuật cao hơn. Có 4 dạng kết cấu đề xuất tham khảo nhƣ sau:
Bảng 1. 4 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng huyện [8]
Lƣu lƣợng
xe thiết kế
(Nn), xqđ/nđ
100  200

Kết cấu mặt đƣờng
Lớp vật liệu
B 1-1
BTXM
Cấp phối đá dăm gia cố xi măng/ cát
gia cố xi măng/ cấp phối thiên gia cố
xi măng

Chiều
dày, cm
18  22
16  18

Chú thích
Áp dụng cho đƣờng
có tỷ lệ xe nặng
(trục lớn hơn 6000
Kg) lớn hơn 10 %.
Các lớp vật liệu lấy


11

Kết cấu mặt đƣờng

Lƣu lƣợng
xe thiết kế
(Nn), xqđ/nđ

100  200

Lớp vật liệu

Chiều
dày, cm
14  16

Đất gia cố vôi, xi măng/ cấp phối đá
dăm (đá cuội)/ mặt đƣờng cũ
Nền đất
B 1-2
BTN hạt nhỏ
45
BTN hạt trung
67
Cấp phối đá dăm gia cố xi măng/ đá
14  16
dăm trộn nhựa đƣờng (đá dăm đen)
Đất gia cố vôi, xi măng/ mặt đƣờng cũ 18  26
Nền đất
B 1-3
BTN hạt nhỏ/ đá dăm trộn nhựa
45

đƣờng nóng
Cấp phối đá dăm gia cố xi măng/ cấp 14  18
phối thiên gia cố xi măng/ đá dăm
trộn nhựa đƣờng
Đất gia cố vôi hoặc xi măng/ mặt
18  26
đƣờng cũ
Nền đất
B 1-4
Đá dăm trộn nhũ tƣơng nhựa
23
đƣờng/ láng nhựa 3 lớp
Cấp phối đá dăm gia cố xi măng
16  22
/Bê tông đầm lăn
Đất gia cố vôi hoặc xi măng/ mặt
18  24
đƣờng cũ
Nền đất

Chú thích
theo tiêu chuẩn thiết
kế và thi cơng của
đƣờng ơ tơ hiện
hành
BTXM có cƣờng độ
chịu nén > 30 MPa

Áp dụng cho đƣờng
có tỷ lệ xe nặng

(trục lớn hơn 6000
Kg)  10 %. Các lớp
vật liệu lấy theo tiêu
chuẩn thiết kế và thi
công đƣờng ô tô
hiện hành
Áp dụng cho đƣờng
có tỷ lệ xe nặng
(trục lớn hơn 6000
Kg)  10 %. Các lớp
vật liệu lấy theo tiêu
chuẩn thiết kế và thi
công đƣờng ô tô
hiện hành

- Đối với đường xã: Đƣờng xã chủ yếu phục vụ giao thông trên địa bàn xã,
có mức lƣu lƣợng và tải trọng thấp hơn, các chỉ tiêu kĩ thuật cũng thấp hơn so với
đƣờng huyện; có 6 dạng kết cấu đề xuất tham khảo nhƣ sau:
Bảng 1. 5 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng xã [8]
Lƣu lƣợng
xe thiết kế
(Nn), xqđ/nđ
50  <100

Kết cấu mặt đƣờng
Lớp vật liệu
B 2-1
BTXM
Cấp phối đá dăm gia cố xi măng/ cát

Chiều
dày, cm
18  20

Chú thích
Áp dụng cho
đƣờng có tỷ lệ xe
nặng (trục lớn


12

Lƣu lƣợng
xe thiết kế
(Nn), xqđ/nđ

50  <100

Kết cấu mặt đƣờng
Lớp vật liệu
gia cố xi măng/ cấp phối thiên gia cố
xi măng
Đất gia cố vôi, xi măng/ cấp phối đá
dăm (đá cuội)/ mặt đƣờng cũ
Nền đất
B 2-2
BTN hạt nhỏ
Đá dăm trộn nhựa nóng hoặc nhũ
tƣơng nhựa đƣờng
Cát gia cố xi măng/ cấp phối thiên

nhiên gia cố xi măng, vôi, tro bay/ đất
gia cố vôi, xi măng, tro bay/ cấp phối
đá dăm (đá cuội)/ mặt đƣờng cũ
Nền đất
B 2-3
BTXM
Đá dăm trộn nhũ tƣơng nhựa đƣờng/
láng nhựa
Cấp phối thiên nhiên hoặc đất gia cố xi
măng, vôi, tro bay/ cấp phối đá dăm
(đá cuội)/ mặt đƣờng cũ
Nền đất
B 2-4
Láng nhựa 2; 3 lớp/ Carboncor asphalt
Đá dăm thấm nhập 6cm nhựa đƣờng
Đất gia cố vôi, xi măng
Nền đất
B 2-5
Đá dăm trộn nhũ tƣơng nhựa đƣờng/
láng nhựa 3 lớp/ Carboncor asphalt
Cấp phối đá dăm/ đá dăm macadam
Cấp phối thiên nhiên

Chiều
dày, cm
14  16
14  16

45
10  12

Chú thích
hơn 6000 Kg)
lớn hơn 10 %
Các lớp vật liệu
lấy theo tiêu
chuẩn thiết kế và
thi công đƣờng ô
tô hiện hành
BTXM có cƣờng
độ chịu nén 25 
30 MPa

18  26

16  18
23
18  22

23
10  12
22  26

Áp dụng cho
đƣờng có tỷ lệ xe
nặng (trục lớn
hơn 6000 Kg) 
10 %
Các lớp vật liệu
lấy theo tiêu

chuẩn thiết kế và
thi cơng hiện
hành
BTXM có cƣờng
độ chịu nén 25 
30 MPa

23
14  16
18  22

Nền đất
B 2-6
Cấp phối đồi, cấp phối thiên nhiên
Nền đất

16  18

- Đường thơn xóm: Đƣờng thơn xóm là các tuyến đƣờng chủ yếu phục vụ
giao thông trong nội bộ thôn, xóm với mức lƣu lƣợng nhỏ hơn 50 PCU, tải trọng


13

xe nhỏ; có 7 dạng kết cấu đề xuất tham khảo nhƣ sau:
Bảng 1. 6 Các dạng kết cấu mặt đƣờng GTNT cho đƣờng thơn xóm [8]
Lƣu lƣợng
xe thiết kế
(Nn),
xqđ/nđ

< 50

Kết cấu mặt đƣờng
Lớp vật liệu
B 3-1
BTXM
Đất gia cố vôi, xi măng/ cấp phối đá
dăm (đá cuội)

Chiều
dày, cm
16  18
12  16

Nền đất

< 50

B 3-2
Đá dăm trộn nhũ tƣơng nhựa đƣờng/
láng nhựa 3 lớp/ Carboncor asphalt
Cấp phối đá dăm/ đá dăm macadam
Nền đất
B 3-3
Đá láng nhựa 3 lớp trên sỏi sạn gia cố
xi măng, tro bay/ đất cấp phối đồi gia
cố xi măng, vôi/ đất gia cố vôi
Nền đất
B 3-4

Lớp phủ mặt bằng cát chống bong bật
Cấp phối đá dăm, đá dăm macadam,
cấp phối sỏi sạn
Nền đất
B 3-5
Cấp phối đồi, cấp phối thiên nhiên
Nền đất
B 3-6
Đá lát, gạch lát nghiêng
Đệm vữa cát + vôi/ cát
Nền đất
B 3-7
Gạch vỡ, đá thải trộn đất/ xỉ lò các
loại/ đất + cát
Nền đất

23
18  20

18  22

23
20  30

14  16

 20
34

15  20

Chú thích
Áp dụng cho
đƣờng có xuất
hiện xe có trục
lớn hơn 6000 Kg
BTXM có Rn: 25
 30 MPa
Áp dụng cho
đƣờng khơng có
xe trục lớn hơn
6000 Kg
Các lớp vật liệu
lấy theo tiêu
chuẩn thiết kế và
thi công hiện
hành kết hợp với
kinh nghiệm của
địa phƣơng