Lý thuyết về kỹ thuật lu lèn nền đường và các biện pháp nâng cao hiệu quả

Nếu bề mặt đất thường xuyên xảy ra tình trạng sụt lở hay nền đất gồ ghề sẽ khiến cho đời sống của mọi người gặp nhiều nguy hiểm. Chính vì vậy, việc áp dụng kỹ thuật lu lèn nền đường chính là biện pháp tối ưu giúp cải thiện kết cấu đất và đảm bảo nền đất có độ chặt nhất định dưới tác động của các dòng máy công trình. 

Vai trò và mục đích của công tác lu lèn nền đường

Lu lèn là một công tác quan trọng trong công nghệ thi công nền đường và chất lượng đầm nén có ảnh hưởng vô cùng lớn đến việc sử dụng của các tầng lớp áo đường. Bất cứ một vật liệu gì được xây dựng theo nguyên lý nào thì chỉ sau khi lèn nền mới hình thành được cấu trúc mới nhằm đảm bảo cường độ cũng như độ ổn định cần thiết.

Vai trò của lu lèn nền đường

Nói cách khác chỉ sau khi lèn nền lớp mặt đường mới có được một cấu trúc mới tốt hơn cấu trúc ban đầu. Ngoài ra, công nghệ đầm nén là khâu tốn công và kỹ thuật phức tạp nhất trong quá trình thi công các lớp mặt đường. Điều này quyết định đến tốc độ dây chuyền cũng như là khâu kết thúc nên phải tập trung chỉ đạo, kiểm tra.

Vật liệu làm mặt đường là một hỗn hợp gồm 3 pha: rắn, lỏng và khí. Khi mới san rải thì thể tích pha khí trong vật liệu thường rất lớn, rời rạc, cấu trúc lỏng lẻo. Kỹ thuật lu lèn nền đường nhằm mục đích làm tăng độ chặt của vật liệu bằng cách đẩy không khí ra ngoài. 

Do vật liệu có độ chặt lớn nên tăng được số lượng liên kết và tiếp xúc trong một đơn vị thể tích. Các chất liên kết nhờ đó phát huy tác dụng, nội bộ vật liệu hình thành một cấu trúc mới, lực dính, góc ma sát trong, tính nhớt đều tăng lên. Ngoài ra, khả năng thấm hơi, thấm nước cũng bị giảm đi. 

Quá trình thực hiện kỹ thuật lu lèn nền đường

Khi sử dụng kỹ thuật lèn nền đường bằng các dòng máy công trình tác dụng trong vật liệu với độ chặt chàng tăng thì sóng ứng suất biến dạng lan truyền càng nhanh. Dưới tác động đó các hạt khoáng và màng mỏng pha lỏng bao bọc vật liệu bị nén đàn hồi.

Quy trình thực hiện quy trình kỹ thuật lu lèn nền đường

Do ứng suất tăng dần và tải trọng đầm nén trùng phục nên cấu trúc màng mỏng pha lỏng bị phá dần. Đồng thời, cường độ màng mỏng cũng bị giảm đi, các hạt kháng dễ dàng dịch chuyển đến vị trí ổn định mới, hạt nhỏ lấp vào lỗ rỗng còn lại giữa những hạt lớn và độ chặt của vật liệu tăng lên.

Quá trình lèn nền lặp lại nhiều lần nên biến dạng không phục hồi trong lớp vật liệu đầm nén tích lũy dần. Không khí bị đẩy ra ngoài, số lượng liên kết và tiếp xúc trong 1 đơn vị thể tích tăng lên giữa các phát sinh những liên kết mới. Qua giai đoạn này, nếu tiếp tục thực hiện độ chặt vật liệu tăng không đáng kể.

Tuy nhiên, với cấu trúc đông tụ, keo tụ thì cường độ vật liệu tăng dần nhờ vào màng chất lỏng bị nén thêm nhằm tạo điều kiện để liên kết biến cứng, tăng ma sát và lực dính. Trong quá trình đầm nén lớp vật liệu sẽ phát sinh sức cản gây cản trở biến dạng dưới tác dụng của áp lực lèn nền gọi là sức cản đầm nén:

• Sức cản cấu trúc: Phát sinh do liên kết cấu trúc giữa các pha có trong thành phần vật liệu. Điều này tỉ lệ thuận với trị số biến dạng và độ chặt của vật liệu, tải trọng lu quá năng hoặc độ chặt tăng dần đều 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 giữa hạt trượt khi gây ra. Sức cản nhớt tỉ lệ thuận với tốc độ biến dạng tương đối lẫn độ nhớt của vật liệu. Đồng thời quá trình này sẽ tăng khi tốc độ đầm nén quá nhanh, cường độ mỏng mỏng pha lỏng tăng hoặc vật liệu sần sùi sắc cạnh.

• Sức cản quán tính: Sinh ra do vật liệu có quán tính tỉ lệ thuận với khối lượng vật liệu và gia tốc khi lèn nền. Đồng thời sẽ tăng nếu có quán tính lớn cũng như gia tốc khi đầm nén lớn.

Các biện pháp nâng cao hiệu quả lu lèn nền đường

Để nâng cao hiệu quả trong kỹ thuật lu lèn nền đường, đầu tiên cần xác định phương pháp đầm nén, tải trọng, vận tốc phù hợp trong các giai đoạn. Bên cạnh đó chọn phương tiện lu lèn phù hợp, bao gồm: 

Lựa chọn máy lu Dynapac để thực hiện kỹ thuật lu lèn nền đường

• Lu bánh cứng: Có thể đầm nén mọi loại vật liệu và hiệu quả nhất khi lu lèn các loại vật liệu có sức cản nhớt nhỏ như đá dăm. Buộc phải sử dụng khi lu lèn sơ bộ cũng như lu lèn hoàn thiện lớp nền bên dưới để tạo phẳng. 

• Lu bánh hơi: Hiệu quả khi lu lèn các loại vật liệu có sức cản đầm nén nhỏ nhưng sức cản nhớt lớn như cấp phối, đất gia cố vôi,...

• Lu chấn động: Áp dụng cho các loại vật liệu rời, ít dính, có tính xúc biến.

Ngoài ra nguyên tắc chọn tải trọng lu lèn chính là đủ lớn để khắc phục được sức cản của đầm nén. Tuy nhiên, cũng không được quá lớn để tránh phá hoại cục bộ lớp vật liệu, không làm hư hỏng lớp móng hoặc nền đất. 

Trên đây là toàn bộ lý thuyết về kỹ thuật lu lèn nền đường dành cho những bạn đang muốn tham khảo quy trình này. Ngoài ra, để thực hiện một cách nhanh chóng và hiệu quả thì đừng quên ghé đến Bình Minh nhằm lựa chọn cho mình một dòng máy công trình phù hợp nhất nhé.