Một nghiên cứu thực nghiệm về bê tông đầm lăn làm kết cấu mặt đường ô tô

Tóm tắt: Bê tông đầm lăn (RCC) là loại bê tông có đột sụt bằng 0 bao gồm có hỗn hợp cấp phối cốt liệu đá và cát, chất kết dính và nước. Để ứng dụng cho mặt đường, bê tông này thường được rải và làm đặc bằng lu.
Cốt liệu mịn và cốt liệu thô nói chung đóng vai trò rất quan trọng đến cả tính chất của bê tông tươi và bê tông đã đông cứng. Những lợi ích cơ bản của RCC từ việc xây dựng, giá thành xây dựng sẽ thấp hơn do sử dụng ít nhân công trong quá trình đổ bê tông (không yêu cầu cốt pha và hoàn thiện). Với tỷ lệ N/X thấp dẫn đến không tách nước, giảm co ngót hơn so với bê tông truyền thống. Bài viết trình bày một số kết quả ban đầu về nghiên cứu thực nghiệm các tính chất của bê tông đầm lăn ở Việt Nam.
Abstract: Roller – compacted Concrete (RCC) is a zero – slump concrete consisting of dense – graded aggregate &sand, cementitious meterials and water. For pavement applications, the concrete is usually placed with an asphalt paver and densified by compacting with a vibrating roller.
Fine and coarse aggregates generally play an important role in the properties of both fresh and hardened RCC.
The principal advantages of RCC are derived from the construction process, construction costs are lower because there is less labor involved  in placing the concrete (no formwork or finishing is required). With the low water-cement ratio there is less part in the concrete matrix, so there is no bleed water and less shrinkage than in conventional concrete. This report instructs some initial results about properties of roller-compacted concrete pavement in Viet Nam.

Bê tông đầm lăn được sử dụng làm đường khoảng 80 năm nay, đầu tiên được ứng dụng làm mặt đường ở Thủy Điển vào đầu năm 1930, sau đó quân đội Mỹ xây dựng đường băng ở Yakima, Washington năm 1942. Những năm 1970, ở Canada xây dựng đường và bãi đỗ. Đầu những năm 1980, đoàn kỹ sư quân đội nghiên cứu để làm các đường mục đích quân sự. Từ những năm 1980, cho đến nay mặt đường bê tông đầm lăn dùng nhiều ở các nước trên thế giới. Ở Việt Nam hiện nay, bê tông đầm lăn chủ yếu dùng trong xây dựng đập trọng lực cho thủy điện, điển hình đập thủy điện Sơn La sử dụng gần 3 triệu m3 bê tông đầm lăn, tuy nhiên để sử dụng trong xây dựng đường đang còn hạn chế. Theo quyết định 1488/QĐ-TTg [2] về quy hoạch công nghiệp xi măng giai đoạn 2011 – 2020 thì nhu cầu sử dụng xi măng năm 2011 là 50 triệu tấn, trong lúc đó tổng công suất của các nhà máy năm 2011 đã sản suất là hơn 60 triệu tấn tạo ra khủng hoẳng thừa về xi măng trong nước, theo qui hoạch phát triển ngành điện từ năm 2006 đến 2015 dự kiến sẽ đưa vào sử dụng nhiều nhà máy nhiệt điện chạy bằng than dự kiến công suất 35.090 MW [3], như vậy một nguồn thải phẩm tro bay từ các nhà máy nhiệt điện dự tính đến năm 2015 sẽ là 27,34 triệu tấn [3]. Quy hoạch phát triển GTVT đường bộ Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến 2030 cần xây dựng 1,600km đường cao tốc, nâng cấp QL1, đường Hồ Chí Minh cần kinh phí cũng như khối lượng vật liệu rất lớn [1]. Các dạng kết cấu mặt đường dạng mới cần được đưa vào sử dụng để làm phong phú thêm sự lựa chọn cho các nhà thầu.
Có thể nói rằng kết cấu mặt đường bê tông đầm lăn xét về phương diện vật liệu hay công nghệ thi công là một giải pháp vật liệu bền vững trong xây dựng cở sở hạ tầng giao thông vì một số lý do sau: thời gian xây dựng sẽ rút ngắn do sớm thông xe hơn so với bê tông xi măng truyền thống; thi công trên diện rộng sẽ kinh tế hơn, nhà thầu có thể sử dụng các thiết bị thi công mặt đường asphalt sẵn có.
Trong bài báo này sẽ trình bày nghiên cứu về vật liệu để chế tạo, thiết kế thành phần, nghiên cứu thực nghiệm một số tính chất của bê tông đầm lăn có thể sử dụng cho kết cấu đường ôtô.

Chi tiết tham khảo Tạp chí GTVT số tháng 7/2013