Công tác đầm nén trong quá trình thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội cho mặt đường giao thông có thể được cải thiện thông qua việc tăng chiều dày lớp rải và gia tăng lực đầm nén. Cùng T&C Việt Nam tìm hiểu chi tiết hơn ngay sau đây nhé!
Tăng chiều dày lớp vật liệu bê tông nhựa Asphalt
Mục lục
Lớp vật liệu có độ dày lớn hơn giúp giữ nhiệt lâu hơn, từ đó kéo dài thời gian đầm nén hiệu quả sau khi rải. Quá trình làm nguội của bê tông asphalt, từ lúc được rải đến khi đạt đến nhiệt độ tối thiểu có thể đầm nén, phụ thuộc vào chiều dày lớp rải theo công thức:
t=k×d
Trong đó:
- t là thời gian hỗn hợp nguội từ lúc bắt đầu rải đến khi kết thúc lu lèn;
- d là chiều dày lớp rải;
- k là hằng số phụ thuộc vào điều kiện môi trường, nhiệt độ hỗn hợp khi bắt đầu và khi kết thúc đầm nén.
Nhờ đó, khi tăng chiều dày lớp rải bê tông nhựa Asphalt thêm 25%, thời gian nguội có thể kéo dài tới 50%, đồng nghĩa với việc kéo dài thời gian đầm nén hiệu quả. Bảng dưới đây thể hiện mối quan hệ giữa các yếu tố khác nhau và thời gian đầm nén:
Bảng. Ảnh hưởng của các yếu tố đến thời gian đầm nén
| Yếu tố ảnh hưởng | Khoảng thay đổi | Tỷ lệ thay đổi thời gian đầm nén (%) |
| Tốc độ gió | 0 đến 20 km/h | – 26 |
| Nhiệt độ không khí | 0 đến 20°C | +19 |
| Bức xạ nhiệt mặt trời | +10°C | +15 |
| Chiều dày lớp rải | 35 mm đến 45 mm | +57 |
| Nhiệt độ vật liệu khi rải | 140°C đến 160°C | +40 |
| Nhiệt độ tối thiểu đầm nén | 100°C đến 90°C | +30 |
Lưu ý trong quá trình đầm nén mặt đường:
- Chênh lệch nhiệt độ do bức xạ mặt trời là sự khác biệt giữa nhiệt độ bề mặt đường và không khí.
- Sự thay đổi thời gian đầm nén do tăng nhiệt độ hỗn hợp ban đầu được tính toán trên cơ sở nhiệt độ kết thúc đầm nén là 100°C.
- Sự thay đổi thời gian đầm nén do giảm nhiệt độ tối thiểu được tính toán với nhiệt độ bắt đầu đầm nén là 150°C.
Tuy nhiên, việc tăng chiều dày lớp rải không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả tối ưu trong công tác đầm nén. Khi lớp vật liệu dày được rải trong điều kiện nhiệt độ cao, lớp bề mặt bên ngoài có thể nguội nhanh hơn, tạo nên một lớp vỏ cứng trong khi phần bên dưới vẫn còn mềm. Điều này có thể dẫn đến sự rạn nứt trên bề mặt lớp rải. Ngoài ra, nếu chiều dày lớp rải vượt quá 200 mm, các chỉ tiêu chất lượng bề mặt sẽ không còn đảm bảo theo yêu cầu kỹ thuật.
Yêu cầu và hiệu quả của các loại máy lu trong đầm nén
Một máy lu cần đảm bảo khả năng đầm chặt lớp vật liệu rải một cách hiệu quả, đồng thời giữ cho bề mặt đường bằng phẳng và đồng đều. Trước đây, yêu cầu này được đáp ứng nhờ các loại lu bánh cứng ba bánh có trọng lượng tĩnh từ 8 – 10 tấn. Tuy nhiên, từ cuối những năm 1970, máy lu chấn động đã trở nên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi.
Lu tĩnh và nguyên lý hoạt động
Các loại lu tĩnh, bao gồm lu hai bánh và ba bánh (Hình 10.2), có trọng lượng dao động từ 5 – 12 tấn. Trọng lượng tĩnh của máy có thể được điều chỉnh bằng cách thêm hoặc bớt các khối gia trọng. Hiệu quả đầm nén của lu tĩnh được đánh giá qua “áp suất tĩnh”, tức là tỷ số giữa tải trọng tĩnh và diện tích tiếp xúc của bánh lu với mặt đường.
Với các máy lu có trọng lượng tĩnh cố định, diện tích vệt tiếp xúc càng nhỏ thì áp suất trên bề mặt vật liệu càng lớn, giúp nâng cao hiệu quả đầm nén.
Quy trình lu lèn đối với hỗn hợp hạt nhỏ tại công ty cổ phần xây dựng T&C Việt Nam thường diễn ra như sau:
- Dùng lu nhẹ từ 5 – 6 lần để làm phẳng sơ bộ.
- Tiếp tục lu từ 6 – 8 lần bằng lu bánh hơi.
- Kết thúc với 6 – 8 lượt bằng lu nặng.
Sau khi lu lèn, chiều dày mặt đường được tính theo công thức:
H−Z1−Z2−Z3
Trong đó:
- H là chiều dày lớp rải ban đầu,
- Z1,Z2,Z3 là mức giảm chiều dày sau mỗi lượt lu.
Nếu bánh lu có đường kính 104 cm thì áp lực tác dụng lên mặt đường lớn hơn 1.2 lần so với bánh lu đường kính 175 cm. Các loại lu bánh lốp của Nga như DI55 (trọng lượng 20 tấn) và lu rung DI47B cũng được sử dụng phổ biến.
So sánh giữa lu hai bánh và ba bánh
Mặc dù lu hai bánh và ba bánh có hiệu quả đầm nén tương đương nhau, lu ba bánh vẫn được T&C Việt Nam ưa chuộng hơn vì:
- Thiết kế ba bánh giúp máy ổn định hơn khi lu mép đường hoặc đỉnh mui luyện.
- Lu hai bánh dễ bị đung đưa, làm bề mặt đường kém đồng đều hơn.
- Lu ba bánh thích hợp hơn cho các công đoạn lu cuối cùng nhằm hoàn thiện bề mặt.
Ứng dụng của máy lu chấn động
Trong hơn 17 năm qua, nhiều thử nghiệm đã được tiến hành để đánh giá hiệu quả của máy lu chấn động (Hình minh họa). Kết quả cho thấy lu rung có thể:
- Đạt hiệu quả đầm nén tương đương lu tĩnh nhưng với số lượt lu ít hơn.
- Giúp vật liệu đạt độ chặt cao hơn.
- Hình thành bề mặt đường tương đương với lu tĩnh.
Máy lu chấn động chủ yếu thuộc loại hai bánh, ngoài trọng lượng tĩnh, chúng còn có một lực rung bổ sung giúp tăng hiệu quả đầm nén. Biên độ và tần số rung có thể điều chỉnh để phù hợp với từng loại vật liệu.
Cơ cấu rung động trong máy lu thường được đặt trong tang lu, giúp hạn chế truyền chấn động đến khung máy. Bộ rung hoạt động dựa trên một khối quay lệch tâm, với tần số rung phụ thuộc vào trọng lượng khối lệch tâm và khoảng cách đến tâm quay.
Hiệu quả của lu chấn động so với lu tĩnh
Hiệu quả đầm nén của lu chấn động phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:
- Khối lượng bộ phận chấn động,
- Tần số và biên độ rung,
- Tốc độ lu di chuyển.
Bảng dưới đây so sánh kết quả đầm nén của tám loại máy lu rung với lu tĩnh 8 tấn:
| Loại máy lu | Khối lượng (tấn) | Khối lượng trung bình trên 1m chiều rộng (tấn/m) | Độ chặt đạt được so với lu tĩnh (hệ số tỷ lệ) |
| A | 8.9 | 3.23 | 1.03 |
| B | 9.5 | 2.81 | 1.01 |
| C | 8.9 | 2.71 | 1.01 |
| D | 7.0 | 2.52 | 1.04 |
| E | 6.8 | 2.45 | 1.00 |
| F | 6.8 | 2.44 | 1.00 |
| G | 6.6 | 2.37 | 1.03 |
| H | 7.0 | 2.33 | 1.01 |
| Lu tĩnh | 8.0 | 3.35 | 1.00 |
Kết quả cho thấy lu chấn động có thể giúp đạt độ chặt cao hơn tới 4% so với lu tĩnh 8 tấn. Tuy nhiên, không có mối quan hệ cụ thể giữa đặc trưng rung động, tải trọng tĩnh và hiệu quả đầm nén đối với vật liệu đá nhựa. Do đó, để đảm bảo chất lượng đầm nén, cần thực hiện các thử nghiệm thực tế trước khi sử dụng lu chấn động.
Cách để cải tiến kỹ thuật đầm nén
Nhiệt độ của vật liệu bitum và số lần lu lèn là hai yếu tố quan trọng quyết định độ chặt của mặt đường. Ở khu vực gần mép vệt bánh xe, độ rỗng có thể cao hơn 5% so với khu vực trung tâm, do áp lực đầm nén không đều.
Nhằm khắc phục vấn đề này, chúng tôi đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đầm nén và đề xuất một quy trình công nghệ mới. Phương pháp này tập trung vào việc tăng số lần lu lèn tại mép vệt bánh xe, giúp cải thiện độ chặt của vật liệu tại đây thêm 1 – 2%, đảm bảo mặt đường bền vững hơn.
Lời kết
T&C Việt Nam luôn ứng dụng kỹ thuật và cải tiến phương pháp nhằm bám sát quy trình, nâng cao hiệu suất thi công mà vẫn đảm bảo chất lượng cho công trình. Quý khách có nhu cầu, đừng quên liên hệ trực tiếp với đội ngũ để được tư vấn và báo giá thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội chi tiết và chi phí tối ưu nhất nhé. Xin cảm ơn!
