Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác đầm mặt đường

Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác đầm mặt đường – Bài viết được tổng hợp từ nhiều nguồn về công tác thi công đầm mặt đường và các yếu tốc ảnh hưởng trực tiếp cũng như gián tiếp tới giai đoạn này.

 

Yêu tố về độ ẩm

 

– Độ ẩm là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình đầm nén đất nền đường. Từ đường cong quan hệ giữa độ ẩm và dung trọng khô của thí nghiệm đầm nén mẫu trong PTN, ta đã thu được kết quả: Trong điều kiện hao phí số công đầm nén như nhau thì đầm nén ở độ ẩm tối ưu sẽ cho độ chặt lớn nhất.
– Độ ẩm vừa đủ thì nước đóng vai trò như dầu mỡ bao quanh các hạt đất, có tác dụng “làm nhờn” – làm giảm sức ma sát giữa các hạt đất, tạo điều kiện có lợi nhất để việc đầm lèn được dễ dàng. Nếu tăng độ ẩm lên nữa, nước lúc này có thể chiếm hết lỗ rỗng trong đất, khi đó áp lực đầm nén sẽ không trực tiếp truyền lên các hạt đất mà truyền lên nước. Để đầm chặt được đòi hỏi nước phải bị đẩy ra khỏi các lỗ rỗng, điều này chỉ có thể nhờ vào sự tác dụng lâu dài của tải trọng xe chạy chứ không thể dựa vào tác dụng tức thời của công cụ đầm nén.

 

Nếu đầm nén đất ở độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tốt nhất cho đến khi đạt độ chặt yêu cầu thì cường độ của đất ngay sau khi đầm nén sẽ lớn hơn, nhưng cường độ cao đó không ổn định và sẽ giảm xuống rất nhanh nếu đất bị ẩm ướt lâu ngày. Tuy nhiên đầm nén đất khô đến độ chặt yêu cầu như khi đầm nén với độ ẩm tốt nhất rất tốn công, vì vậy trong tổ chức thi công cần chú ý đem đất đào được từ nền đào hoặc thùng đấu để đắp và đầm nén ngay (vì đất ở trạng thái tự nhiên này thường có độ ẩm tốt nhất).

 

Nếu đất khô thì cần tưới thêm nước, nên tưới nhiều lần để nước được thấm đều. Trường hợp đất quá ẩm thì phải phơi đất hoặc trộn thêm vôi khô vào để độ ẩm tự nhiên của đất giảm xuống xấp xỉ với độ ẩm tốt nhất. Tùy theo độ ẩm của đất mà có thể dung lượng vôi từ 1-4% trọng lượng đất.
– Cũng theo lý luận “màng nước” thì nước bao quanh các hạt đất trong một trạng thái đặc biệt- dạng màng mỏng, dưới dạng này nước có tính chất như một vật thể đàn hồi dẻo có lực phân tử tác dụng với các bề mặt của các hạt đất. Chính màng nước đó chống lại sự dịch chuyển của các hạt đất. Khi độ dày màng nước tăng lên thì lực phân tử giảm xuống đột ngột.

 

Tóm lại khì màng nước càng mỏng (ứng với độ ẩm nhỏ) thì cường độ của nó cảng cao, càng khó đầm chặt do sự dịch chuyển của các hạt đất bị hạn chế càng nhiều. Khi màng nước càng dày thì cường độ của nó càng nhỏ và khả năng biến dạng của đất càng lớn. Điều này giải thích tại sao khi độ ẩm của đất tăng lên thì cường độ kháng cắt và môđun biến dạng của đất sẽ giảm xuống.

 
– Khi thay đổi số công đầm nén thì độ ẩm tốt nhất và độ chặt lớn nhất của 1 loại đất cũng thay đổi. Nếu tăng số công đầm nén lên thì Wo sẽ giảm xuống, còn độ chặt lớn nhất sẽ tăng lên. Điều này được thể hiện rõ giữa thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn và thí nghiệm đầm nén cải tiến.

 
– Độ ẩm tốt nhất của đất xác định theo phương pháp đầm nén tiêu chuẩn rất gần với độ ẩm ở giới hạn dẻo (xác định theo thí nghiệm lăn tay). Ở độ ẩm này, nước trong đất đều nằm dưới dạng liên kết. Vì vậy khi đầm nén đất nền đường có độ ẩm tốt nhất cho đến độ chặt lớn nhất thì nền đường rất khó thấm nước, do đó rất ổn định dưới tác dụng của nước.

 

Độ dày của lớp đầm nén

 

– Bề dày của lớp đất được đầm nén là bề dày không những vừa để độ chặt của cả lớp đất đều đạt quy định mà còn sao cho công đầm nén tiêu hao ít nhất. Với cùng 1 độ chặt yêu cầu nếu tăng chiều dày lớp đầm nén lên thì công đầm nén sẽ tăng lên rất nhiều! Do vậy khi độ chặt yêu cầu cao, bề dày lớp đầm nén nên nhỏ hơn 1 chút để đảm bảo hợp lý về mặt kinh tế. Phương pháp này gọi là “lớp mỏng lu ít” tức là giảm mỏng bề dày 1 cách thích đáng, chỉ dùng số lần lu ít cần thiết để đạt độ chặt yêu cầu.

 

Số lần thực hiện đầm nén

 

– Khi dùng lu đầm nén các lớp đất thì số lần lu có quan hệ với tốc độ lu lèn. Nếu tăng tốc độ lu (thời gian tác dụng của ứng suất ngắn đi) thì số lần lu lèn cũng tăng lên mới có thể đảm bảo khả năng đầm nén không thay đổi. Do vậy, có tồn tại một tốc độ lu lèn tốt nhất, ở tốc độ đó có thể đạt được năng suất cao nhất. Tốc độ lu lèn tốt nhất quyết định bởi các nhân tố như mức độ đầm nén khó dễ của đất, bề dày và yêu cầu đầm nén, tốc độ này có thể xác định được thông qua thí nghiệm đầm nén, vào khoảng 2-4km/h.
– Trong các tình huống thông thường, số lần đầm nén cần thiết của các loại công cụ đầm nén có thể tham khảo ở bảng dưới

 

– Thực tiễn chứng minh, để đảm bảo chất lượng đầm nén và tạo hiệu quả đầm nén, trong điều kiện bề dày lớp đất và số lần đầm nén đã được lựa chọn thì khi dùng lu để đầm nén, nên dùng lu nhẹ trước, lu nặng sau và trước lu chậm, sau lu nhanh, trình tự đầm nén nên từ mép đường (chỗ thấp) tiến hành lu lần lượt vào giữa đường (chỗ cao). Các vệt lu hoặc vệt đầm phải trùng lên nhau 15-20cm chú ý đầm nén đồng đều, không được bỏ sót.

 

Cường độ giới hạn nén của đất

 

– Muốn nén chặt đất thì áp lực đầm nén phải lớn hơn cường độ giới hạn của đất. Nếu áp lực đầm nén lớn hơn tải trọng này quá nhiều, đất sẽ bị trồi lên dưới công cụ đầm nén (hiện tượng “sặc”). Cường độ giới hạn này phụ thuộc độ phân tán, độ ẩm, độ chặt và tốc độ biến dạng của đất, có thể tham khảo ở bảng dưới đây:

Theo:theblacktrees|Sách Xây dựng nền đường ô tô của PGS.TS Nguyễn Quang Chiêu, TS Lã Văn Chăm, NXBGTVT, Hà Nội 2008