Độ ẩm
– Độ ẩm là một trong những nhân tố ảnh hưởng nhất cần thiết đến khi đầm nén đất nền đường. Từ đường cong quan hệ giữa độ ẩm và dung trọng khô của thí nghiệm đầm nén mẫu trong PTN, ta đã thu được kết quả: Trong điều kiện hao phí số công đầm nén đồng nhất thì đầm nén ở độ ẩm tối ưu sẽ cho độ chặt lớn nhất.
– Độ ẩm toàn diện thì nước đóng vai trò như dầu mỡ bao quanh các hạt đất, có ứng dụng “làm nhờn” – hạn chế sức ma sát giữa các hạt đất, tạo điều kiện có ích nhất để việc đầm lèn được dễ dàng. Nếu tăng độ ẩm lên nữa, nước lúc này có thể chiếm hết lỗ rỗng trong đất, khi đó áp lực đầm nén sẽ không trực tiếp truyền lên các hạt đất mà truyền lên nước. Để đầm chặt được đòi hỏi nước phải bị đẩy ra khỏi các lỗ rỗng, điều này chỉ có thể nhờ vào sự ứng dụng lâu dài của tải trọng xe chạy chứ không thể phụ thuộc chức năng tức thời của dụng cụ đầm nén. Nếu đầm nén đất ở độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tốt nhất cho đến khi đạt độ chặt đòi hỏi thì cường độ của đất ngay sau khi đầm nén sẽ lớn hơn, nhưng cường độ cao đó không bình ổn và sẽ giảm xuống rất nhanh nếu đất bị ẩm thấp lâu ngày. Tuy nhiên đầm nén đất khô đến độ chặt đòi hỏi như khi đầm nén với độ ẩm tốt nhất rất tốn công, bởi đó trong tổ chức thi công cần lưu ý đem đất đào được từ nền đào hoặc thùng đấu để đắp và đầm nén ngay (vì đất ở trạng thái tự nhiên này thường có độ ẩm tốt nhất). Nếu đất khô thì cần tưới thêm nước, nên tưới nhiều lần để nước được thấm đều. Trường hợp đất quá ẩm thì phải phơi đất hoặc trộn thêm vôi khô vào để độ ẩm tự nhiên của đất giảm xuống xấp xỉ với độ ẩm tốt nhất. Tùy theo độ ẩm của đất mà có thể dung lượng vôi từ 1-4% trọng lượng đất.
– Cũng theo lý luận “màng nước” thì nước bao quanh các hạt đất trong một trạng thái đặc biệt- dạng màng mỏng, dưới dạng này nước có tính chất như một vật thể đàn hồi dẻo có lực phân tử tác dụng với các bề mặt của các hạt đất. Chính màng nước đó chống lại sự dịch chuyển của các hạt đất. Khi chiều dày màng nước tăng lên thì lực phân tử giảm xuống đột ngột. Tóm lại khì màng nước càng mỏng (ứng với độ ẩm nhỏ) thì cường độ của nó cảng cao, càng khó đầm chặt do sự dịch chuyển của các hạt đất bị làm giảm càng nhiều. Khi màng nước càng dày thì cường độ của nó càng nhỏ và kỹ năng biến dạng của đất càng lớn. Điều này giải thích lý do khi độ ẩm của đất tăng lên thì cường độ kháng cắt và môđun biến dạng của đất sẽ giảm xuống.
– Khi thay đổi số công đầm nén thì độ ẩm tốt nhất và độ chặt lớn nhất của 1 loại đất cũng thay đổi. Nếu tăng số công đầm nén lên thì Wo sẽ giảm xuống, còn độ chặt lớn nhất sẽ tăng lên. Điều này được biểu thị rõ giữa thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn và thí nghiệm đầm nén cải tiến.
– Độ ẩm tốt nhất của đất xác định theo nguyên lý đầm nén tiêu chuẩn rất gần với độ ẩm ở phạm vi dẻo (xác định theo thí nghiệm lăn tay). Ở độ ẩm này, nước trong đất đều nằm dưới dạng liên kết. do vậy khi đầm nén đất nền đường có độ ẩm tốt nhất cho đến độ chặt lớn nhất thì nền đường rất khó thấm nước, do đó rất bình ổn dưới công dụng của nước.
Bề dày lớp đầm nén
– Bề dày của lớp đất được đầm nén là bề dày không những vừa để độ chặt của cả lớp đất đều đạt pháp luật mà còn sao cho công đầm nén tiêu hao ít nhất. Với cùng 1 độ chặt yêu cầu nếu tăng độ dày lớp đầm nén lên thì công đầm nén sẽ tăng lên rất nhiều! bởi thế khi độ chặt yêu cầu cao, bề dày lớp đầm nén nên nhỏ hơn 1 chút để bảo đảm có lí về mặt kinh tế. phương pháp này gọi là “lớp mỏng lu ít” tức là giảm mỏng bề dày 1 cách thích đáng, chỉ dùng số lần lu ít quan trọng để đạt độ chặt yêu cầu.
Số lần đầm nén
– Khi dùng lu đầm nén các lớp đất thì số lần lu có quan hệ với tốc độ lu lèn. Nếu tăng vận tốc lu (thời gian tác động của ứng suất ngắn đi) thì số lần lu lèn cũng tăng lên mới có thể bảo đảm khả năng đầm nén không thay đổi. vì vậy, có tồn tại một tốc độ lu lèn tốt nhất, ở tốc độ đó có thể đạt được năng suất cao nhất. tốc độ lu lèn tốt nhất quyết định bởi các nhân tố như mức độ đầm nén khó dễ của đất, bề dày và đòi hỏi đầm nén, vận tốc này có thể xác định được thông qua thí nghiệm đầm nén, vào khoảng 2-4km/h.
– Trong các tình huống thông thường, số lần đầm nén cần thiết của các loại khí cụ đầm nén có thể tham khảo ở bảng 5-4.
Thực tiễn chứng minh, để bảo đảm chất lượng đầm nén và tạo hiệu quả đầm nén, trong điều kiện bề dày lớp đất và số lần đầm nén đã được lựa chọn thì khi dùng lu để đầm nén, nên dùng lu nhẹ trước, lu nặng sau và trước lu chậm, sau lu nhanh, trình tự đầm nén nên từ mép đường (chỗ thấp) thực hiện lu lần lượt vào giữa đường (chỗ cao). Các vệt lu hoặc vệt đầm phải trùng lên nhau 15-20cm để ý đầm nén đồng đều, không được bỏ sót.
Cường độ giới hạn của đất
– Muốn nén chặt đất thì áp lực đầm nén phải lớn hơn cường độ giới hạn của đất. Nếu áp lực đầm nén lớn hơn tải trọng này quá nhiều, đất sẽ bị trồi lên dưới dụng cụ đầm nén (hiện tượng “sặc”). Cường độ phạm vi này phụ thuộc độ phân tán, độ ẩm, độ chặt và vận tốc biến dạng của đất, có thể tham khảo ở bảng dưới đây:
