ISSN:
Website: www.jomc.vn
Ảnh hưởng của phụ gia polyme vô cơ kết hợp với xi măng đến các đặc trưng cơ lý của đất A-7-6 (GI > 20) sử dụng làm nền đường ô tô
Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày kết quả thực nghiệm về gia cố đất A-7-6 có chỉ số nhóm lớn hơn 20 (GI > 20), loại đất có đặc tính trương nở lớn và sức chịu tải thấp, gây nhiều khó khăn cho công tác xây dựng nền đường ô tô. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của phụ gia polime vô cơ TS kết hợp với xi măng Poóc lăng đến các đặc trưng cơ lý của đất và khả năng sử dụng vật liệu sau gia cố làm nền đường. Các thí nghiệm trong phòng bao gồm giới hạn Atterberg, đầm nén Proctor cải tiến, chỉ số sức chịu tải California (CBR) ngâm nước và độ trương nở được thực hiện đối với đất tự nhiên và các hỗn hợp đất gia cố chứa 5% xi măng với hàm lượng phụ gia TS thay đổi từ 0,3% đến 1,1% theo khối lượng khô của đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ chất kết dính xi măng – TS đã gia cố đáng kể đặc tính làm việc của đất. So với đất tự nhiên, các hỗn hợp gia cố có khối lượng thể tích khô lớn nhất cao hơn, độ ẩm tối ưu thấp hơn, giá trị CBR tăng đáng kể và độ trương nở giảm rõ rệt. Với hàm lượng 0,3% TS, giá trị CBR ngâm nước tăng từ 3,6% lên 19,7%, trong khi độ trương nở giảm xuống còn 2,83%, đáp ứng yêu cầu đối với vật liệu nền đường đắp theo TCVN 9436:2012. Việc tăng hàm lượng TS tiếp tục làm gia tăng khả năng chịu tải và ổn định thể tích của vật liệu, tuy nhiên tốc độ gia cố có xu hướng giảm dần ở các hàm lượng phụ gia cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ chất kết dính xi măng – TS có tiềm năng lớn trong việc gia cố các loại đất có chất lượng thấp, góp phần tận dụng nguồn vật liệu tại chỗ và giảm nhu cầu thay thế đất trong xây dựng nền đường ô tô.
Tài liệu tham khảo
- AASHTO M145 (2020), Standard Specification for Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes.
- F.C. Townsend (1985), Geotechnical Characteristics of Residual Soils, Journal of Geotechnical Engineering, 111(1), 77-94.
- S. Horpibulsuk, A. Suddeepong, P. Chamket, A. Chinkulkijniwat (2013), Compaction behavior of fine-grained soils, lateritic soils and crushed rocks, Soils and Foundations, 53(1), 166-172.
- Little D.N., Nair S. (2009), Recommended Practice for Stabilization of Subgrade Soils and Base Materials, NCHRP Report 144.
- Provis J.L. (2018), Alkali-activated materials, Cement and Concrete Research, 114, 40-48.
- Puppala A.J. (2016), Advances in Ground Modification with Chemical Additives: From Theory to Practice, Transportation Geotechnics, 9, 123-138.
- Davidovits J. (1994), High-Alkali Cements for 21st Century Concretes, ACI SP-144, 383-397.
- Zhang M., Guo H., El-Korchi T., Zhang G., Tao M. (2013), Experimental feasibility study of geopolymer as the next-generation soil stabilizer, Construction and Building Materials, 47, 1468-1478.
- Horpibulsuk S., Phummiphan I., Sukmak P., Chinkulkijniwat A., Arulrajah A., Shen S.L. (2016), Stabilisation of marginal lateritic soil using high calcium fly ash-based geopolymer, Road Materials and Pavement Design, 17(4), 877-891.
- Phummiphan I., Horpibulsuk S., Rachan R., Arulrajah A., Shen S.L., Chindaprasirt P. (2018), High calcium fly ash geopolymer stabilized lateritic soil and granulated blast furnace slag blends as a pavement base material, Journal of Hazardous Materials, 341, 257-267.
- Abdullah H.H., Shahin M.A., Sarker P. (2019), Use of Fly-Ash Geopolymer Incorporating Ground Granulated Slag for Stabilisation of Kaolin Clay Cured at Ambient Temperature, Geotechnical and Geological Engineering, 37, 721-740.
- Teerawattanasuk C., Voottipruex P. (2019), Comparison between cement and fly ash geopolymer for stabilized marginal lateritic soil as road material, International Journal of Pavement Engineering, 20(11), 1264-1274.
- Sharma K., Kumar A. (2020), Utilization of industrial waste-based geopolymers as a soil stabilizer – A review, Innovative Infrastructure Solutions, 5:52.
- TCVN 9436:2012, Nền đường ô tô – Thi công và nghiệm thu.
- TCCS 38:2022/TCĐBVN, Áo đường mềm – Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế.
- TCVN 14183:2024, Đất xây dựng – Phân loại đất theo AASHTO.
- TCVN 6260:2020, Xi măng Poóc lăng hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật.
- TCVN 4198:2014, Đất xây dựng – Phương pháp phân tích thành phần hạt trong phòng thí nghiệm.
- TCVN 4197:2012, Đất xây dựng – Phương pháp xác định giới hạn dẻo và giới hạn chảy trong phòng thí nghiệm.
- TCVN 12790:2020, Đất, đá dăm dùng trong công trình giao thông – Đầm nén Proctor.
- TCVN 12792:2020, Đất, đá dăm dùng trong công trình giao thông – Phương pháp xác định chỉ số CBR trong phòng thí nghiệm.
- Huang J., Kogbara R.B., Hariharan N., Masad E.A., Little D.N. (2021), A state-of-the-art review of polymers used in soil stabilization, Construction and Building Materials, 305, 124685.
- Hanandeh S., Ardah H., Ardah A.I.S., Abu-Farsakh M. (2022), Prediction of the resilient modulus of stabilized weak subgrade for pavement design structure, Transportation Geotechnics, 37, 100856.
- Turkane S.D., Chouksey S.K. (2023), Design of flexible pavement thickness using stabilized high plastic soil by means of fly ash-based geopolymer, International Journal of Pavement Engineering, 24(1), 2044035.
- Nagaraju T.V., Mantena S., Gobinath R., Bonthu S., Alisha S.S. (2023), Geopolymer-stabilized soils: influencing factors, strength development mechanism and sustainability, Journal of Taibah University for Science, 17(1), 2248651.
- Mostafa A.E.A., Eisa M., Ibrahim M.F. (2024), Effect of stabilizing subgrade layer using various additives on the flexible pavement design, Innovative Infrastructure Solutions, 9, 147.