Sử dụng cát biển làm vật liệu đắp nền đường
Cập nhật vào: Thứ năm - 22/02/2024 00:02
Cỡ chữ
Một số báo cáo triển khai các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và công nghệ (KH&CN) mới đây đã làm rõ khả năng tích cực của việc sử dụng cát biển nhằm thay thế vật liệu đắp truyền thống cho nền đường. Trong bối cảnh nguồn cung cấp cát sông ngày càng khan hiếm, đặc biệt là khi ngành Giao thông Vận tải (GTVT) đang triển khai các dự án xây dựng đường ô tô quan trọng trên toàn quốc, việc nghiên cứu và thử nghiệm cát biển để đáp ứng nhu cầu vật liệu xây dựng là hết sức cấp bách.
Đoạn tuyến thi công thử nghiệm lấy cát biển làm vật liệu đắp nền
Các tỉnh miền Trung và miền Nam đang đối mặt với khó khăn trong việc cung ứng kịp thời cát sông phục vụ cho các dự án hạ tầng, đặc biệt là tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Trong bối cảnh này, việc tìm kiếm và thử nghiệm vật liệu thay thế, như cát biển, là điều không thể trì hoãn.
Tại Chỉ thị số 06/CT-TTg ngày 15/2/2024, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã đặt ra yêu cầu quan trọng, đòi hỏi Bộ GTVT chủ trì và phối hợp với các cơ quan, địa phương báo cáo kết quả đánh giá thử nghiệm sử dụng cát biển làm vật liệu đắp nền đường. Thủ tướng cũng yêu cầu rõ ràng về việc cát biển có thể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đường ô tô cao tốc, nhất là tại các khu vực quan trọng như đồng bằng sông Cửu Long.
Trước đó, trong các cuộc họp và công điện liên quan đến hạ tầng giao thông, Thủ tướng Chính phủ đã nhắc nhở các bộ nghiên cứu về việc sử dụng cát biển cho các dự án xây dựng hạ tầng. Bộ Khoa học và Công nghệ đã chịu trách nhiệm hỗ trợ các tổ chức nghiên cứu trong nước triển khai các nhiệm vụ KH&CN liên quan đến việc sử dụng cát biển làm vật liệu xây dựng, như cát nhiễm mặn cho đắp nền đường, bê tông xi măng, và đất đắp.
Để bảo đảm tính chất kỹ thuật và khả năng sử dụng của cát biển, các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể đã được xác định. Trong số đó, nghiên cứu sử dụng cát nhiễm mặn cho đắp nền đường, cũng như trong bê tông xi măng và đất đắp, đã được thực hiện. Kết quả của nghiên cứu đã cho thấy rằng thành phần hạt của cát biển và cát sông có những đặc điểm tương đương, tạo cơ sở khoa học cho việc sử dụng cát biển thay thế.
Thông tin chi tiết về nghiên cứu cho thấy rằng, sau khi phân tích thành phần hạt, cả hai loại cát đều tập trung ở các kích thước phổ biến và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Ngoài ra, các phương án thử nghiệm sử dụng cát nhiễm mặn trong đắp nền đường đã được triển khai trong bãi thử, với việc chia thành các đoạn đắp 100% cát nhiễm mặn, cát nhiễm mặn có gia cố tấm Geocell, và xen kẽ giữa cát nhiễm mặn và đất đắp truyền thống.
Theo ông Nguyễn Phú Hùng, Vụ trưởng Vụ KH&CN các ngành kinh tế - kỹ thuật (Bộ KH&CN), với chức năng, nhiệm vụ của Bộ KH&CN, Bộ đã xem xét, hỗ trợ các tổ chức nghiên cứu trong nước triển khai các nhiệm vụ KH&CN nghiên cứu, sử dụng cát mặn làm vật liệu xây dựng trong xử lý, sử dụng cát mặn thay thế cát tự nhiên trong xây dựng giao thông, san lấp mặt bằng, xây dựng công trình xây dựng dân dụng. Cụ thể là cụm nhiệm vụ: Nghiên cứu sử dụng cát nhiễm mặn san nền, đắp nền đường; nghiên cứu sử dụng cát nhiễm mặn trong bê tông xi măng cho kết cấu bê tông cốt thép dân dụng; nghiên cứu công nghệ cứng hóa đất bùn nạo vét để sử dụng trong san lấp mặt bằng thay thế cát. Nhóm đề tài đã thực hiện khảo sát, đánh giá các tính chất cơ lý hóa của 6 mẫu cát nhiễm mặn đại diện cho khu vực phía bắc (Hải Phòng, Nam Định), Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa và Quảng Bình) và Nam Trung Bộ (Đà Nẵng và Khánh Hòa) để nhằm đánh giá khả năng sử dụng làm vật liệu san đắp nền đường. Kết quả phân tích thành phần hạt cho thấy cấp phối thành phần hạt chủ yếu tập trung ở cấp hạt từ 0,25 đến 0,425 mm cho các mẫu cát ở miền Trung. Trong khi đó các mẫu cát ở miền Bắc thì tập trung ở cấp hạt dưới 0,25 mm, và đặc biệt hàm lượng hạt mịn. Hàm lượng clorua hòa tan trong các mẫu cát biển đều thấp hơn 5% (là giá trị yêu cầu của vật liệu đắp nền đường theo TCVN 9436:2012 về Nền đường ô tô - Thi công và nghiệm thu).
Thử nghiệm các phương án đắp nền đường sử dụng cát nhiễm mặn trong bãi thử nhỏ để bước đầu đánh giá khả năng sử dụng cát nhiễm mặn làm vật liệu đắp nền đường thay thế vật liệu đắp truyền thống, đề tài đã đắp thử nền đường trong bãi thử với bề rộng nền đường 7m bao gồm lớp mái taluy bằng đất đắp rộng 1m, chiều cao nền đắp trung bình 1,5m, mái taluy 1:1. Nền đường được chia làm 3 phân đoạn như sau: Phân đoạn 1 dài 10m: Nền đường được đắp 100% cát nhiễm mặn; Phân đoạn 2 dài 10m: Nền đường đắp 100% cát nhiễm mặn có gia cố tấm Geocell; Phân đoạn 3 dài 10m: Đắp xen kẹp cát nhiễm mặn và đất đắp truyền thống.
Đối với thử nghiệm các phương án giải pháp kết cấu gia cường bảo vệ mái taluy trong bãi thử nhỏ, nhóm nghiên cứu cũng đã tiến hành thử nghiệm quy mô nhỏ giải pháp bảo vệ mái taluy nền đường đắp với các giải pháp: đắp bao bằng đất dính; bê tông hóa bằng các viên lát lắp ghép; trồng cỏ. Kết quả thử nghiệm và theo dõi, đánh giá chất lượng cho thấy sự bảo đảm ổn định công trình.
Mặc dù nghiên cứu đang tiến triển tích cực, tuy nhiên, nó cũng đã chỉ ra một số khó khăn. Trong đó, việc thiếu hệ thống tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng cho việc sử dụng cát nhiễm mặn là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết. Đồng thời, cần thêm các nghiên cứu chi tiết và lâu dài về ảnh hưởng của hàm lượng muối trong cát nhiễm mặn đến môi trường xung quanh, đặc biệt là trong điều kiện ngập nước như ở đồng bằng sông Cửu Long.
Nhìn chung, các nghiên cứu này là bước đầu tích cực về việc đánh giá khả năng sử dụng cát biển làm vật liệu đắp nền đường, đặc biệt là ở các khu vực không bị ngập nước. Các kết quả nghiên cứu có thể giúp xây dựng các tiêu chuẩn và quy chuẩn cho việc sử dụng cát nhiễm mặn, góp phần quan trọng cho phát triển hạ tầng bền vững trong tương lai.
P.A.T (Tổng hợp)