chẤt lƯỢng bÊ tÔng nhỰa nÓng
Post on 28-Jan-2017
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
KINH NGHIỆM THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT
CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG NHỰA NÓNG
2
NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
PHÓ TRƯỞNG KHOA CÔNG TRÌNH – GVC BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ
098 557 8929
ThS. LƯƠNG XUÂN CHIỂU
TRƯỞNG PHÒNG THÍ NGHIỆM-KIỂM ĐỊNH TRỌNG ĐIỂM
UTC-CIENCO4
nguyenquangphuc@utc.edu.vn
3
PHÂN LOẠI BÊ TÔNG NHỰA NÓNG
Cấp phối
gián đoạn
BTNC ATB MA SMA OGFC ATPB
ATB37,5 BTNR37,5 ATPB37,5 37,5 50
ATPB31,5 31,5 37,5
ATB31,5 31,5 37,5
BTNC25 ATB25 BTNR25 ATPB25 25 31,5
BTNC19 SMA19 BTNR19 AM19 19 25
BTNC12,5 MA12,5 SMA12,5 AM12,5 OGFC12,5 12,5 19
4. Hạt nhỏ BTNC9,5 MA9,5 SMA9,5 AM9,5 OGFC9,5 9,5 12,5
5. Cát BTNC4,75 MA4,75 4,75 9,5
Độ rỗng dư thiết kế (%) ≤2 3-4
Cỡ hạt lớn
nhất danh
định (mm)
Cỡ hạt lớn
nhất (mm)BTNR
(VN)
Đá dăm
đen AM
Cấp phối chặt
Cấp phối liên tục
Cấp phối 1/2 rỗng
(1/2 hở)
Cấp phối rỗng
(cấp phối hở)
Cấp phối gián đoạn
3. Hạt trung
3-6 6-12 ≥18
1. Hạt rất lớn
2. Hạt lớn
Loại hỗn hợp
CHỈ ĐỀ CẬP ĐẾN BÊ TÔNG NHỰA RẢI NÓNG, CẤP PHỐI CHẶT LÀM LỚP MẶT VÀ MÓNG TRÊN
4
NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
BTN
5. QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH THI CÔNG BÊ TÔNG NHỰA
4. KINH NGHIỆM GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG
3. KINH NGHIỆM THIẾT KẾ HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA
2. KINH NGHIỆM CÔNG TÁC LỰA CHỌN VẬT LIỆU
1. CÁC QUY TRÌNH, QUY ĐỊNH KỸ THUẬT MỚI VỀ BTN
6. THỰC TẾ VÀ THẢO LUẬN TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM
5
GIỚI THIỆU CÁC QUY TRÌNH, QUY ĐỊNH KỸ THUẬT MỚI VỀ BTN
PHẦN THỨ 1
1. Quyết định 858/QĐ-BGTVT, ngày 26/3/2014 Ban hành Hướng dẫn áp dụng hệ thống các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế và thi công mặt đường bê tông nhựa nóng đối với các tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn
2. Quyết định số 1617/QĐ-BGTVT, ngày 29/4/2014 về việc Ban hành Quy định kỹ thuật về phương pháp thẻ độ sâu vệt hằn bánh xe của bê tông nhựa xác định bằng thiết bị Wheel tracking
3. Thông tư số 27/2014/TT-BGTVT, ngày 28/7/2014 quy định về quản lý chất lượng vật liệu nhựa đường sử dụng trong xây dựng công trình giao thông
6
I. QUYẾT ĐỊNH 858/QĐ-BGTVT
7
Nguyên nhân chính theo báo cáo của Cục QLXD
Khách Quan
Tải Trọng
Nhiệt Độ
Chủ quan
Công tác thiết kế, áp dụng
TC chưa đúng
Chất lượng thi công, và kiểm soát thi công
chưa tốt
HƯ HỎNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM
8
Định hướng nghiên cứu khắc phục
Mục tiêu: nâng cao khả năng cao chất
lượng mặt đường BTN
Nghiên cứu Nghiên cứu áp dụng các loại vật liệu, kết cấu mới
Chất kết dính: Nhựa cải tính, phụgia cho hỗn hợp ...
Cốt liệu: Loại hình cấp phối # cấpphối chặt như (SMA ..), phụ gia giacường ...
Loại hình kết cấu mới: Móng cứng,nửa cứng, liên hợp ...
Nâng cao chất lượng công tác quản lý thiết kế và thi công mặt
đường BTN
Hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn,quy trình thiết kế, thi công mặtđường BTN
.....
Nâng cao hiệu quả áp dụng hệthống TC của công tác thiết kế, thicông mặt đường BTN
HƯ HỎNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM
9
PHẠM VI ÁP DỤNG
Thiết kế & thi công kết cấu mặt đường BTN nóng:
- Đường cấp III trở lên TCVN4054-2005; Đường cao tốc TCVN5729-2012
- Quy mô giao thông lớn: Ne≥5.106 trục; Xe tải, xe khách N≥1500 xe/ngày đêm.làn xe
- Độ dốc dọc lớn hơn 4%; Siêu cao lớn.
10
THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MẶT ĐƯỜNG
1. Tuân thủ các nguyên tắc thiết kế cấu tạo
2. Hạn chế xuất hiện sớm vệt hằn bánh xe
3. Sử dụng các lớp BTN hạt trung nhiều đá dăm làm các lớp mặt: BTNCT12,5; BTNCT19
4. Lớp móng trên: Toàn khối ATB25, CTB5-6%
5. Lớp móng dưới: CTB4%, CPĐD1, hạn chế dùng CPĐD2, không dùng CPTN
11
Bố trí kết cấu tầng mặt BTN
Tùy theo quy mô giao thông,tầng mặt BTN có thể bố tríthành 2 hoặc 3 lớp. Tổng bềdầy tầng mặt BTN cần tuân thủcác quy định ở 2.2.9 của22TCN-211:06. Đối với BTNC12,5 sử dụng làm lớp mặt trêncủa tầng mặt. Đối với lớpBTNC 19 có thể sử dụng làmlớp mặt trên (khi có lớp tạonhám), lớp giữa trong trườnghợp tầng mặt gồm ba lớp vàlớp dưới khi tầng mặt gồm 2lớp. Đối với BTNC 25 chỉ sửdụng làm lớp dưới cùng củatầng mặt.
THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
3. BTNC25
2. Lớp BTNC19 (Hoặc BTNC25)
1. Lớp tạo nhám BTNC12.5; BTNC19
4. Móng đường
12
CỠ HẠT DANH ĐỊNH THIẾT KẾ
13
VẬT LIỆU VÀ THIẾT KẾ HỖN HỢP
1. Các lớp BTN: BTNCT12,5; BTNCT19; ATB25
Đảm bảo chỉ tiêu vệt hằn lún bánh xe
- Hàm lượng đá dăm ≥4,75mm chiếm >50%;
- Các sàng khống chế
- Độ rỗng 4-6%; Độ dẻo 1,5~4,0; Độ ổn định còn lại phải ≥ 80%; VMA ≥ 12-15%; VFA = 65-75%;
Loại BTNC Cỡ sàng vuông khống chế (mm)
Lượng % lọt qua cỡ sàng khống chế
BTNC 25 4,75 <40% (>50% đá dăm)
BTNC 19 4,75 <45% (>50% đá dăm)
BTNC 12,5 2,36 <38%
14
Theo Superpave – Mỹ
The definition of fine and coarse mixtures used in AASHTO M 323 is summarized in Table 7-4. For each nominal maximum aggregate size, a primary control sieve has been identified. If the percent passing the primary control sieve is equal to or greater than the specified value in Table 7-4, the mixture classifies as a fine mixture; otherwise it classifies as a coarse mixture.
15TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CẤP PHỐI HỖN HỢP
Loại BTNC BTNC 12,5 BTNC 19 BTNC 25
1. Cỡ hạt lớn nhất danh định ,mm 12,5 19 25
2. Cỡ sàng vuông, mm Lượng lọt sàng, % khối lượng31,5 10025 100 90-10019 100 90-100 75-90
12,590-100(74-90)
71-86(60-78)
55-74
9,574-89
(60-80)58-78
(50-72)45-65
4,7548-71
(34-62)36-61
(25-56)24-52
2,3630-55
(20-48)25-45
(16-44)16-42
1,1821-40
(13-36)17-33
(12-33)12-33
0,6015-31(9-26)
12-25(8-24)
8-24
0,3011-22(7-18)
8-17(5-17)
5-17
0,158-15
(5-14)6-12
(4-13)4-13
0,0756-10(4-8)
5-8(3-7)
3-7
3. Chiều dày thích hợp, mm (sau khi lu lèn) 5-7 6-8 8-12
4. Phạm vi nên sử dụng Lớp mặt trên
- Lớp mặt trên.- Lớp mặt giữa, khi tầng mặt gồm
3 lớp BTN.- Lớp mặt dưới, khi tầng mặt gồm
2 lớp BTN.
- Lớp mặt dưới, khi tầng mặtgồm 2 lớp BTNC với lớp mặt
trên là BTNC 19.- Lớp mặt dưới khi tầng mặt
gồm 3 lớp BTN
16
Cấp phối BTNCT12,5
17
Cấp phối BTNCT19
18
Cấp phối BTNCT25(ATB25)
19
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Loại nhựa: 40/50; Polyme; PG76-10; PG70-10; 60/70
Trường hợp sử dụng mác 60-70 cần chọn nhựa có độ kim lún (ở 250C, 5 giây) ≤61 (0,1mm) và nhiệt độ hóa mềm ≥ 490C
Đá dăm:
Hạt mềm yếu ≤3% lớp mặt trên cùng; ≤5% các lớp dưới
Thoi dẹt: hạt ≥9,5mm ≤12% lớp trên cùng; và ≤ 15% với các lớp BTNC phía dưới; hạt <9,5mm là 18% và 20%.
Dính bám đá nhựa ≥ cấp 4 Phụ gia tăng dính bám
Cát nghiền; cát tự nhiên Mk ≥ 2
Bột khoáng đá vôi có CaCO3 ≥80%. Hạn chế bụi thu hồi
Cấp phối hạt: Đường cong chữ S
Hàm lượng nhựa: Hơi ít hơn TCVN8819-2011
20
Đá dăm :
Phải đạt các yêu cầu chất lượng quy định ở 5.1 TCVN8819:2011.
≥ cấp 4
3% 5%
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
21
Đá dăm :
Hàm lượng hạt mềm yếu phong hóa không được vượt quá 3% khi dùng cho BTNC lớp mặt trên cùng và không được quá 5% đối với các lớp mặt dưới cũng như BTNR làm lớp móng.
Hàm lượng hạt thoi dẹt (%) đối với các lớp ngoài việc phải tuân thủ các yêu cầu ở bảng 5 TCVN 8819:2011 còn phải khống chế hàm lượng hạt thoi dẹt đối với cỡ hạt ≥9,5mm không được quá 12% đối với lớp BTNC trên cùng và không được quá 15% với các lớp BTNC phía dưới; đối với các cỡ hạt <9,5mm tương ứng là 18% và 20%.
Độ dính bám của đá dăm với nhựa xác định theo TCVN7504:2005 phải đạt ≥3 và nên đạt ≥ cấp 4.
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
22
Cát :
Cát phải đạt các yêu cầu chất lượng như ở bảng 6 TCVN8819:2011.
Nếu dùng cát thiên nhiên phải sử dụng cát hạt thô hoặc cát hạt vừa có mô đun độ lơn Mk ≥ 2 với thành phần hạt như ở bảng 4 dưới đây:
Cát nghiền phải có thành phần hạt như bảng 5 dưới đây:
Kích thước lỗ sàng, mm
Tỷ lệ % khối lượng lọt qua sàngCát hạt thô Cát hạt vừa
9,5 100 1004,75 90-100 90-1002,36 65-95 75-901,18 35-65 50-900,6 15-30 30-600,3 5-20 8-30
0,15 0-10 0-100,075 0-5 0-5
Loạicát
Tỷ lệ % khối lượng lọt qua sàng (mm), theo phương pháp rửa9,5 4,75 2,36 1,18 0,60 0,30 0,15 0,075
To 100 90-100 60-90 40-75 20-55 7-40 2-20 0-10Vừa - 100 80-100 50-80 25-60 8-45 0-25 0-15
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
23
Bột khoáng:
Bột khoáng phải đạt các chỉ tiêu quy định ở bảng 7 TCVN8819:2011.
Nếu bột khoáng thu hồi từ trạm trộn đạt được các chỉ tiêuquy định ở bảng 7 TCVN 8819:2011 thì được tận dụng mộtphần thay thế cho bột khoáng nghiền nhưng mỗi mẻ trộnlượng bột khoáng tận dụng này không được quá 25% tổnglượng bột khoáng trong hỗn hợp bê tông nhựa thiết kế.
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
24
Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu của BTN
1,5~4,0
≥ 80%
4,0~6,0%
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
25
Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Độ rỗng dư thiết kế (%)
Loại BTNC thô có cỡ hạt lớn nhất danh định, mm
Độ rỗng cốt liệu yêu cầu
4%12,519,025,0
≥13,5≥13,0≥12,0
5%12,519,025,0
≥14,5≥14,0≥13,0
6%12,519,025,0
≥15,5≥15,0≥14,0
26
THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU BTN
Sức cản ma sát lớn nên hỗn hợp bê tông nhựa chặt thô khó trộn, rải và đầm nén hơn so với các hỗn hợp bê tông nhựa chặt mịn hoặc các hỗn hợp ít và vừa đá dăm.
Bảo đảm chất lượng (trang thiết bị thi công, đặc biệt là phải đủ các loại phương tiện đầm nén)
Kiểm tra chất lượng:độ đồng đều về các chỉ tiêu chất lượng.
Chất lượng thi công (trộn, rải và đầm nén) không đồng đều theo chiều ngang và chiều dọc mặt đường cũng là một yếu tố gây ra tình trạng phát sinh các dạng hư hỏng sớm, kể cả hiện tượng bong tróc và vệt hằn bánh xe.
27
Lu lèn bê tông nhựa :
Lu sơ bộ: phải bám sát máy rải để nhanh chóng lu lèn bề mặtnhằm tránh hỗn hợp bị mất nhiệt; thông thường dùng lu bánhsắt 6-8 tấn lu 1-2 lần/điểm. Đối với BTNC 19 thô và BTNC25 thô có thể dùng ngay lu bánh lốp nhẵn để lu sơ bộ.
Giai đoạn lu chặt: Đối với BTNC 19 thô và BTNC 25 thônên dùng lu chấn động để lu chặt trừ trường hợp bề dày lớphỗn hợp mỏng dưới 50mm, tần suất chấn động khi lu nênchọn bằng 35-50 Hz với biên độ chấn động bằng 0,3~0,8mm(bề dầy lớp lu lèn càng lớn cần chọn tần số và biên độ chấnđộng lớn). Mỗi khi chuyển hướng lu phải tắt chấn động.
Giai đoạn lu cuối nên dùng lu bánh thép loại hai bánh hoặc luchấn động tắt chấn động lu ít nhất 2 lượt cho đến khi mặt lớpBTN không còn vệt hằn
THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU BTN
28
THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU BTN
Stt Các khâu công nghệ Mác bitum sử dụng
40-50 60-70
1* Nhiệt độ đun nóng bitum 160-170 oC 155-165 oC
2* Nhiệt độ nung sấy cốt liệu ở trạm trộnchu kỳ
Cao hơn nhiệt độ đun nóng bitum 10-30oC
3* Nhiệt độ hỗn hợp BTN khi ra khỏiphễu trút
150-170 oC 145-165 oC
4 Nhiệt độ phải loại bỏ hỗn hợp ≥200 oC ≥195 oC
5 Nhiệt độ trên xe vận chuyển ra hiệntrường
≥150 oC ≥145oC
6** Nhiệt độ rải tương ứng khi nhiệt độ bềmặt lớp dưới là15-20 oC20-25 oC25-30 oC>30 oC
≥140 oC(130 oC)≥138 oC(128 oC)≥132 oC(126oC)≥130 oC(125 oC)
≥135 oC(128 oC)≥132 oC(126 oC)≥130 oC(124oC)≥125 oC(120 oC)
7 Nhiệt độ lúc bắt đầu lu Không nhỏ hơn nhiệt độ rải quá 5 oC
8 Nhiệt độ bề mặt lớp khi kết thúc lu lèn,không thấp hơn- Nếu dùng lu bánh thép- Nếu dùng lu bánh lốp- Nếu dùng lu rung
80 oC85 oC75 oC
70 oC80 oC70 oC
9 Nhiệt độ bề mặt mặt đường BTN khicho xe lưu thông, không cao hơn
50 oC 50oC
29
THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU BTNThành phần vật
liệuNội dung cần kiểm tra
và tần số kiểm traSai số cho phép (%) đối với các
cỡ hạtCăn cứ kiểm
tra≤0,075 ≤2,36 ≥4,75
Thành phần cốtliệu
Kiểm tra từng mẻ trộntại trạm trộn theo phiếuxuất ra từ máy tính củatrạm
± 2% ± 5% ± 6%
So với thànhphần cấp phốicốt liệu củacông thức chếtạo hộn hợpBTN đã đượcduyệt
Trị số trung bình mỗi cỡhạt cho tất cả các mẻtrộn trong một ngày sảnxuất
± 1% ± 2% ± 2%
Kiểm tra ngẫu nhiên 2lần trong 1 ngày sảnxuất tính trị số trungbình của 2 lần đó
± 2% ± 5% ± 6%
Hàm lượng nhựa
Kiểm tra mỗi mẻ theophiếu xuất ra từ máytính của trạm
± 0,3%
So với lượngnhựa theocông thức chếtạo hỗn hợpđã được phêduyệt
Tính trung bình tất cảcác mẻ trộn trong mộtngày
± 0,1%
Tính trung bình của 2lần kiểm tra ngẫu nhiêntrong 1 ngày
± 0,3%
30
Trạm trộn chu kỳ
31
Trạm trộn liên tục
THỜI GIAN LƯU TRỮ HỖN HỢP BTN KHÔNG QUÁ 72h
32
KIỂM SOÁT ĐỘ CHẶT
Thực hiện như quy định ở 9.6.4 TCVN 8819:2011 với các chú ý sau:- Mỗi ngày sản xuất ở trạm trộn phải lấy mẫu và tạo mẫu Marshall như quy
định ở bảng 11 TCVN 8819:2011 để xác định khối lượng thể tích mẫu io của ngày sản xuất thứ i
- Trị số o lấy làm tiêu chuẩn kiểm tra là trị số trung bình của các trị số io của các ngày mà phạm vi đoạn kiểm tra đã sử dụng hỗn hợp sản xuất tại trạm
- Khoan ít nhất 3 mẫu một cách ngẫu nhiên và để một ngày cho mẫu hoàn toàn khô mới xác định dung trọng khô của các mẫu.
- Trị số trung bình của 3 mẫu đó được dùng làm trị số tn để tính độ chặt K của đoạn đường cần kiểm tra.
- Nếu đoạn đường kiểm tra đồng nhất thì cứ 2000~2500m2 phải có 3 mẫu khoan để tính tn trung bình như quy định ở 9.6.4 TCVN 8819:2011.
- Nếu độ chặt K tính theo tn trung bình của 3 mẫu hoặc 60% số mẫu không đạt 0,98 thì khoan thêm 3 mẫu nữa để tính trung bình 6 mẫu để đánh giá độ chặt cho đến khi tăng số mẫu khoan lên 12 mẫu trong một đoạn đồng nhất mà độ chặt trung bình hoặc 60% số mẫu vẫn không đạt độ chặt K yêu cầu thì phải xem xét việc bóc bỏ lớp BTN đã lu lèn để làm lại.
- Trong trường hợp K không đạt yêu cầu hoặc nhiều chỗ K lại vượt yêu cầu thì cũng nên kiểm tra lại mức độ xác đáng của o (mức độ tương thích giữa o với đoạn đường kiểm tra)
33
NGHIỆM THU
Dựa vào các số liệu kiểm tra độ chặt Ki của tất cả các mẫu kiểm tra trong đoạn đó (tối thiểu 1 km phải có 5 số liệu độ chặt)
t – hệ số được xác định tùy theo suất bảo đảm và số liệu kiểm tra N nhiều hay ít; t được xác định bằng cách tra bảng 8; trong đó suất bảo đảm cho mặt đường BTN đường cao tốc, đường cấp I, cấp II là 95%, các đường cấp III, cấp IV 90%.
Trị số độ chặt đặc trưng cho cả đoạn Kđt ≥ 0,97 thì mặt đường BTN của đoạn đường đó đạt yêu cầu nghiệm thu (về chỉ tiêu độ chặt lu lèn), trong khi nếu không tính Kđt cho cả đoạn thì yêu cầu phải có Ktb≥0,98
Cường độ, chiều dày lớp nên theo giá trị đặc trưng
Chú ý lượng nhựa hấp phụ vào cốt liệu khi xác định hàm lượng nhựa
Chú ý về chỉ tiêu độ dẻo Marshall khi nghiệm thu
34
II. QUYẾT ĐỊNH 1617/QĐ-BGTVT
35
Phân loại thí nghiệm bê tông nhựa
36TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC DẠNG BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
1.1 Lún vệt bánh kết cấu
37TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC DẠNG BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
1 Lún vệt bánh kết cấu - Structural Rutting:
Nhận biết lún vệt bánh kết cấu qua 2 đặc điểmchính là lún trên phạm vi rộng và không tạo thànhrõ rệt các mô dồn nhựa sang hai bên so với loạilún vệt bánh do chảy dẻo lớp BTN.
Nguyên nhân do tải trọng nặng trùng phục, thiếtkế kết cấu không đúng, lựa chọn vật liệu và thôngsố thiết kế không phù hợp, thi công không đảmbảo, do nền đường và các lớp móng yếu, thoátnước trong kết cấu không tốt.
38TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC DẠNG BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
2 Lún chảy dẻo lớp bê tông nhựa
MÆt ®êng ban ®Çu
NÒn ®êng
C¸c líp mãng
C¸c líp mÆt BTN
M« dån M« dån
C¾t C¾tC¾t
39TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC DẠNG BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
2 Lún chảy dẻo lớp bê tông nhựa* Thường xuất hiện sớm do các nguyên nhân :– Nhiệt độ mặt đường tăng cao; Lựa chọn vật liệu
BTN không thích hợp, loại nhựa không đảm bảođộ cứng; Cốt liệu tròn cạnh; Quá nhiều nhựavà/hoặc bột khoáng; Độ rỗng cốt liệu VMA thấp; Độ rỗng dư Va quá nhỏ Sức chống cắt BTN kém
– Tải trọng xe nặng, xe chạy chậm, dừng đỗ, xetăng tốc giảm tốc, hãm phanh.
* Những nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ rõ lún chảydẻo chủ yếu xảy ra trong các lớp BTN 100mm. Như vậy trong khoảng này cần thiết kế các lớpBTN hợp lý để chống lại biến dạng dẻo.
40TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC DẠNG BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
3 Lún lớp mặt bê tông nhựa
MÆt ®êng ban ®Çu
NÒn ®êng
C¸c líp mãng
C¸c líp mÆt BTN
41TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC DẠNG BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
3 Lún lớp mặt bê tông nhựa
- Các lớp BTN phía trên không được đầmnén đủ độ chặt
- Đầm nén thứ cấp dưới tác dụng của tảitrọng bánh xe
- Cấp phối cốt liệu không hợp lý, độ ẩm caovà nhiều bụi, lớp BTN bị nguội nhanh vàomùa lạnh không đảm bảo nhiệt độ đầm néndẫn đến độ chặt không đủ.
- Lún lớp mặt không phát sinh ra các mô dồnvật liệu
42
THÍ NGHIỆM LÚN VỆT BÁNH WHEEL TRACKING
CÁC LOẠI THÍ NGHIỆM LÚN VỆT BÁNH
1. Thí nghiệm Hamburg Wheel Tracking
2. Thí nghiệm French Rutting Tester
3. Thí nghiệm Asphalt Pavement Analyzer
CÁC PHÒNG THÍ NGHIỆM
1. Đại học GTVT CS1 – CIENCO4
2. Đại học GTVT CS2 – Công ty 71
3. Viện KHCN GTVT
4. Đại học Công nghệ GTVT
5. Công ty: BMT
6. Công ty Petrolimex, Shell,…
43
Thí nghiệm wheel tracking ở Đức
44
TIÊU CHUẨN THAM CHIẾU BIÊN SOẠN
1. Tiêu chuẩn chung châu Âu-Anh:
BS EN12697-22: 2007; BS598-110:1998
2. Tiêu chuẩn chung châu Âu-Pháp:
NF EN12697-22: 2007
3. Tiêu chuẩn Đức: TP22
3. Tiêu chuẩn Trung Quốc:
JTJ052-2000, T0719-93
4. Tiêu chuẩn Mỹ: AASHTO T324-2011
5. Tiêu chuẩn bang Texas: Tex 242 – F
6. Tiêu chuẩn Úc: PT/T231
45
CẤU TRÚC
1. Phạm vi áp dụng
2. Tài liệu viện dẫn
3. Thuật ngữ, định nghĩa
4. Ký hiệu và viết tắt
5. Các phương pháp thử
6. Quy định về mẫu thử
7. Thiết bị, dụng cụ và vật tư
8. Chuẩn bị mẫu thử
9. Thử nghiệm theo PP A
10. Thử nghiệm theo PP B
11. Thử nghiệm theo PP C
Phụ lục AQuy định: về thử nghiệm và tiêu chuẩn kỹ thuật về độ sâu vệt hằn bánh xe đối với một số loại BTN
Phụ lục BQuy định: Hướng dẫn xác định độ dốc và điểm bong màng nhựa
Phụ lục CQuy định: Chế bị mẫu bằng thiết bị đầm lăn
Phụ lục DTham khảo: Bảo dưỡng thiết bị thử nghiệm
46
Phạm vi áp dụng
1. Áp dụng với các loại bê tông nhựa nóng có cỡ hạt lớn nhất danh định ≤25 mm: BTN12,5; BTN19; BTNP12,5; BTNP19
2. Thí nghiệm Hot bin, nên thí nghiệm cold bin và thí nghiệm đánh giá sau khi thi công
3. Có 3 phương pháp: A; B; C
4. Mẫu thử được chế bị trong phòng hoặc khoan lấy về từ hiện trường, có dạng tấm hình chữ nhật hoặc hình trụ tròn.
47
Phương pháp A Thử nghiệm trong môi trường nước ở nhiệt độ 50 0C.
Kết quả thu được là chiều sâu vệt hằn bánh xe trongmôi trường nước và điểm bong màng nhựa.
Sử dụng khi yêu cầu xác định mức độ vệt hằn bánh xevà ảnh hưởng của độ ẩm đến vệt hằn bánh xe.
AASHTO T324-2011
EN 12697 - 22
TEX 242-F
48
Tham khảo bang Texas-11/2014
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
49
Phương pháp A
HAMBURG WHEEL-TRACKING ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU
50
Phương pháp B
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thử nghiệm trong môi trường không khí ở 600C.
Kết quả thu được là chiều sâu vệt hằn bánh xe trongmôi trường không khí.
Sử dụng khi yêu cầu chỉ xác định mức độ vệt hằnbánh xe.
EN 12697 - 22
ĐỨC: TP22
ÚC: PT/T231
Loại bê tông nhựa Độ sâu vệt hằn bánh xe (RDW), mm
1. Bê tông nhựa chặt theo TCVN 8819:2011, sau 15.000 lần tác dụng tải
≤ 6,0
2. Bê tông nhựa polime theo 22TCN 356:2006
- Bê tông nhựa polime sử dụng nhựa đường PMB.I (theo 22TCN 319: 2004), sau 15.000 lần tác dụng tải
≤ 4,0- Bê tông nhựa polime sử dụng nhựa đường PMB.II, PMB.III (theo 22TCN 319: 2004), sau 20.000 lần tác dụng tải
DỰ THẢO
51
Phương pháp C
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thử nghiệm trong môi trường không khí ở 600C.
Kết quả thu được là độ ổn định động DS
Sử dụng khi yêu cầu chỉ xác định tốc độ vệt hằn bánhxe.
JTJ052-2000, T0719-93
52TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHUẨN THÍ NGHIỆM WHEEL TRACKING
TT Thông số PP A PP B PP C
1 Nhiệt độ thí nghiệm, 0C 50, nước 60, kh.khí 60, kh.khí
2 Tải trọng tác dụng, N 700w/50 ± 10 700w/50 ± 10 700w/50 ± 10
3 Kích thước mẫu chuẩn, mm 320x260x50
300x300x50
2ф150x50
320x260x50
300x300x50
2ф150x50
320x260x50
300x300x50
2ф150x50
4 Độ rỗng dư của mẫu, % 7 ± 2 Thiết kế Thiết kế
4 Loại bánh xe Thép Thép-Cao su Thép-Cao su
5 Đường kính ngoài bánh, mm 203 (200-205) 203 (200-205) 203 (200-205)
6 Chiều rộng bánh xe, mm w = (47 ± 5) w = (50 ± 5) w = (50 ± 5)
7 Hành trình lăn, mm 230 ± 10 230 ± 10 230 ± 10
8 Tần số lăn lần/ 1 phút 50 ± 5 53 ± 2 42 ± 1
9 Hệ thống kiểm soát nhiệt độ 300-700 (±10C) 300-700 (±10C) 300-700 (±10C)
10 Số lượt thí nghiệm, lượt 15.000; 40.000 15.000;20.000 Trong 1h
11 Kết quả thí nghiệm RDwar (mm) Điểm bong mn
RDAIR
(mm)
DS
(lần/mm)
53TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM
CÁC HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM
Trộn hỗn hợp; Đầm nén bằng đầm lăn
Thí nghiệm Wheel Tracking
Mẫu trong nước; Mẫu trong không khí
54TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Chuẩn bị mẫu thử
I. Chế tạo mẫu trong phòng thử nghiệm
1. Trộn hỗn hợp:
a) Trộn trong phòng thử nghiệm với tỷ lệ các loại vật liệu theo hồ sơ thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa. Lấy từ hot bin
b) Trộn tại trạm trộn và được lấy mẫu theo TCVN 8819-2011
2. Đầm nén mẫu
a) Mẫu thử dạng tấm hình chữ nhật được đầm nén theo phương pháp đầm lăn, sử dụng bánh thép, theo quy định tại Phụ lục C.
b) Mẫu thử dạng hình trụ tròn đường kính 150 mm được đầm nén theo phương pháp đầm xoay theo tiêu chuẩn AASHTO T312.
c) Trong trường hợp khó khăn có thể dùng đầm Marshall cải tiến
3. Bảo dưỡng mẫu thử
Mẫu thử sau khi đầm nén ít nhất 2 ngày mới tiến hành thử nghiệm. Ngày tuổi của các mẫu của một thử nghiệm phải gần nhau, sai khác về tuổi mẫu không được vượt quá 10%.
55TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Chuẩn bị mẫu thử
II. Khoan, cắt mẫu tại hiện
trường
Khoan 02 mẫu hình trụ tròn có
đường kính không nhỏ hơn
250 mm hoặc 04 mẫu hình trụ
tròn có đường kính 150 mm
cạnh nhau trên cùng đường
thẳng song song với tim
đường.
Cắt 02 mẫu hình chữ nhật có
kích thước theo quy định cạnh
nhau trên cùng đường thẳng
song song với tim đường
Vận chuyển và Bảo quản mẫu
theo đúng quy định
56TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thí nghiệm theo phương pháp A
1. Chuẩn điều kiện thí nghiệm
2. Lắp đặt mẫu
3. Gia nhiệt đến nhiệt độ thí nghiệm 500C và chờ 30 phút
4. Cho bánh xe chạy
5. Máy sẽ tự động dừng sau N lần tác dụng hoặc vượt quá giá trị giới
hạn cho phép (thường 20mm)
6. Tính toán và ghi kết quả: Độ lún trung bình của 2 mẫu thử (đối với
máy chạy đồng thời 2 mẫu), độ lún 1 mẫu (với máy chỉ chạy 1
mẫu); Điểm bong màng nhựa
7. Đối chiếu kết quả với chuẩn đánh giá Biện pháp xử lý
QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐƯỢC TỰ ĐỘNG HÓA
57TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thí nghiệm theo phương pháp A
58TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thí nghiệm theo phương pháp A
Sè lÇn t¸c dông cña t¶i träng X 1000
N
RD2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
-20
ChiÒ
u s
©u
lón v
Öt b
¸nh, m
m
§iÓm bong mµng nhùa (SIP)
§Çm nÐn chÆt
Tõ biÕn
Bong mµng nhùa
Sè lÇn t¸c dông cña t¶i träng
®Õn ph¸ ho¹i
1
2
3
4
Sè lÇn t¸c dông cña t¶i träng
øng víi ®iÓm bong mµng nhùa
59TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thí nghiệm theo phương pháp A
ĐỘ SÂU VỆT HẰN BÁNH XE ≤12,5 MM (0,5IN)
1. BÊ TÔNG NHỰA CHẶT THÔNG THƯỜNG SAU 15.000 LẦN TÁC DỤNG
2. BÊ TÔNG NHỰA POLIME SAU 40.000 LẦN TÁC DỤNG
ĐIỂM BONG MÀNG NHỰA (DỰ THẢO)
1. BÊ TÔNG NHỰA CHẶT THÔNG THƯỜNG SAU 10.000 LẦN TÁC DỤNG
2. BÊ TÔNG NHỰA POLIME SAU 30.000 LẦN TÁC DỤNG
Bang California: Thí nghiệm cho ngày đầu tiên và cứ 1 lần cho mỗi 10.000 tấntối đa 7 ngày sau phải báo cáo kết quả thí nghiệm
60TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thí nghiệm theo phương pháp B
1. Chuẩn điều kiện thí nghiệm: Bánh xe bọc cao su
2. Lắp đặt mẫu
3. Gia nhiệt đến nhiệt độ thí nghiệm 600C và giữ mẫu ít nhất 6h và
nhiều nhất 12h mới chạy
4. Chạy thử nghiệm: Cho bánh xe chạy 10 lần (5 chu kỳ)
5. Chạy chính thức
6. Máy sẽ tự động dừng sau N lần tác dụng hoặc vượt quá giá trị giới
hạn cho phép (thường 20mm)
7. Tính toán và ghi kết quả: WTSAIR, RDAIR, PRDAIR của phép thử là kết
quả trung bình của 2 (hai) mẫu thử
8. Đối chiếu kết quả với chuẩn đánh giá Biện pháp xử lý
QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐƯỢC TỰ ĐỘNG HÓA
61TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thí nghiệm theo phương pháp C
1. Chuẩn điều kiện thí nghiệm: Bánh xe bọc cao su
2. Lắp đặt mẫu
3. Gia nhiệt đến nhiệt độ thí nghiệm 600C và giữ mẫu ít nhất 6h và
nhiều nhất 12h mới chạy
4. Chạy thử nghiệm: Cho bánh xe chạy 10 lần (5 chu kỳ)
5. Chạy chính thức
6. Máy sẽ tự động dừng sau 60 phút tác dụng của bánh xe
7. Tính toán và ghi kết quả: DS của phép thử là kết quả trung bình
của 2 (hai) mẫu thử
8. Đối chiếu kết quả với chuẩn đánh giá Biện pháp xử lý
QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM ĐƯỢC TỰ ĐỘNG HÓA
62
III. THÔNG TƯ 27/2014/TT-BGTVT
63
1. Phân loại nhựa đường theo độ kim lún
Ưu điểm: Kinh phí thấp, đơn giản, dễ áp dụng, các nhân viên và cán bộ vật liệu ở Việt Nam đã quen với qui trình thí nghiệm và phương pháp thí nghiệm.
Nhược điểm:
- Chưa phân loại chính xác được các loại nhựa đường khác nhau. Có thể các loại nhựa đường có các chỉ tiêu cơ lý khác nhau nhưng vẫn được xếp chung vào một nhóm;
- Chưa xem xét tới điều kiện môi trường cụ thể của dự án do vậy khó kiểm soát được tính nhạy cảm về nhiệt độ của hỗn hợp BTN;
- Chưa xem xét tới ảnh hưởng đồng thời của môi trường làm việc, lượng giao thông thiết kế “Tổng tải trọng trục xe tích lũy trong giai đoạn thiết kế” và tốc độ của phương tiện tham gia giao thông
64
2. Phân loại nhựa đường theo độ nhớt
Ưu điểm: Đã xem xét tới tính nhạy cảm về nhiệt độ của bitum cả ở nhiệt độ mặt đường trong khai thác.
Nhược điểm:
- Chưa xem xét tới điều kiện địa lý, môi trường của khu vực xây dựng
- Chưa xem xét tới ảnh hưởng của lượng giao thông thiết kế cũng như tốc độ dòng xe
65
3. Phân loại nhựa đường theo PG
Ưu điểm: Lựa chọn được loại bitum phù hợp với điều kiện cụ thể của dự án trên các phương diện “điều kiện địa lý, khí hậu, lượng giao thông thiết kế, và tốc độ của dòng giao thông”
Nhược điểm:
- Chi phí thí nghiệm cao, các thiết bị thí nghiệm đắt tiền, phương pháp thí nghiệm mới nên cần có kinh phí và thời gian đào tạo cho các kỹ sư vật liệu/thí nghiệm viên;
- Để đảm bảo tính chính xác trong vấn đề lựa chọn nhiệt độ mặt đường thiết kế, yêu cầu dữ liệu sử dụng phải có thời gian quan trắc dài, tổi thiểu là 20 năm quan trắc
66
PHÂN LOẠI NHỰA THEO PG
67
Giá nhựa đường ở Texas
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHÊNH 1.1-1.3 LẦN
68
CÁC THÍ NGHIỆM NHỰA THEO PG
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
69
PHÂN LOẠI NHỰA ĐƯỜNG Ở MỸ
Các vùng của Mỹ sử dụng nhựa PG70-10
70
LỰA CHỌN LOẠI NHỰA CHO ĐƯỜNG VÙNG KHÍ HẬU NÓNG
Các vùng của Mỹ sử dụng nhựa PG76-10
71
LỰA CHỌN LOẠI NHỰA CHO ĐƯỜNG VÙNG KHÍ HẬU NÓNG
Các vùng của Mỹ sử dụng nhựa PG64-xx
72
Ảnh hưởng của Paraphin
Paraphin trong bitum làm giảm khả năng phân tán và hòa tan của chất asphalt với các chất khác, làm giảm độ đồng nhất của bitum.
Paraphin cũng làm bitum nhạy cảm với nhiệt độ, khi hàm lượng paraphin tăng thì nhiệt độ hóa mềm của bitum tăng lên tính ổn định nhiệt độ cao giảm đi
Paraphin theo TCVN ≤ 2,2%. Trung Quốc 2,2%-4,5%
73
THÔNG TƯ 27/2014/BGTVT NHỰA ĐƯỜNG
74
THÔNG TƯ 27/2014/BGTVT NHỰA ĐƯỜNG
75
KINH NGHIỆM LỰA CHỌN VẬT LIỆU SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA NÓNG
PHẦN THỨ 2
1. CỐT LIỆU THÔ
2. CỐT LIỆU MỊN
3. BỘT KHOÁNG
4. NHỰA ĐƯỜNG
76
CÁC BIỆN PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỐNG LÚN VỆT BÁNH
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Thiết kế lại hỗn hợp bê tông nhựa.
Thay đổi các loại cốt liệu
Thay đổi cấp phối cốt liệu QĐ 858/BGTVT
Sử dụng các loại phụ gia cải thiện chất lượng
Thay đổi mác nhựa cao hơn
77
Điều chỉnh cấp phối BTNC12.5
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Cì sµng,
mm19 100 100 100 100
16 82 100 - -
12.5 70 90 74 90
9.5 58 80 60 80
4.75 34 62 34 62
2.36 20 48 20 48
1.18 13 36 13 36
0.6 9 26 9 26
0.3 7 18 7 18
0.15 5 14 5 14
0.075 4 8 4 8
BTN12.5 ®iÒu chØnh
theo Q§ 858/BGTVT
BTN12.5 gèc theo
Q§ 858/BGTVT
78
Điều chỉnh cấp phối BTNC12.5
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
79
Cấp phối BTNC25 (ATB25)
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
80
Kiểm soát số bin nóng sử dụng
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
25mm
19mm
12.5mm
4.75mm
Bin4 (4.75~0mm) Bin3 (12.5~4.75mm)
Bin2 (19~12.5mm)
Bin1 (25~19mm)
> 25mm, quá cỡ
Từ gầu nóng BTN19
81
Kiểm soát số bin nóng sử dụng
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
19mm
16mm
12.5mm
4.75mm
Bin4 (4.75~0mm) Bin3 (12.5~4.75mm)
Bin2 (16~12.5mm)
Bin1 (19~16mm)
> 19mm, quá cỡ
Từ gầu nóng BTN12.5
82
CÁC BIỆN PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỐNG LÚN VỆT BÁNH
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
83TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
TTYếu tố ảnh hưởng
Sự thay đổi yếu tố
Khả năng chống lại BDKHP
1 Cốt liệu
Bề mặt cốt liệu NhẵnThô Tăng
Cấp phối Thích hợp Tăng
Hình dạng hạtTròn góc
cạnhTăng
Cỡ hạt*Tăng cỡ hạt
lớn nhấtTăng
2 Nhựa đường Độ cứng Tăng Tăng
3Hỗn hợp bê tông nhựa
Hàm lượng nhựa Tăng Giảm
Độ rỗng dư* Tăng Giảm
Độ rỗng cốt liệu* Tăng Giảm
4Điều kiện tải trong
Số lần tác dụng; Áp lực
Tăng Giảm
5 Môi trường Nhiệt độ/Độ ẩm Tăng Giảm
84TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
NGUỒN GỐC CỐT LIỆU
Loại đá Cường độ Độ bềnỔn định
hóa học
Đặc tính
bề mặt
Độ cứng,
độ dai
Kết cấu
bề mặtHình dạng
Granite Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình Trung bình Trung bình
Syenite Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình Trung bình
Dolerite good Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình
Basalt, Gabbro Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt
Diabase Tốt Trung bình Xem xét Tốt Tốt Tốt Tốt
Peridite Tốt Trung bình Xem xét Tốt Tốt Tốt Tốt
Gneiss, diệp thạch Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình Tốt Tốt
Quartzite Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình
Cẩm thạch-Marble Trung bình Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình Trung bình
Serpentine Trung bình Trung bình Tốt TB-Kém Tốt Tốt Tốt
Amphibolite Tốt Tốt Tốt Tốt Trung bình Trung bình
Slate Tốt Tốt Tốt Kém Tốt Trung bình Trung bình
Đá vôi/dolomite Tốt Trung bình Tốt Tốt Kém Tốt Kém
Đá cát kết Trung bình Trung bình Tốt Tốt Trung bình Tốt Tốt
Đá phiến silic-Chert Kém Kém Trung bình Tốt Kém Tốt Tốt
Cuội kết Trung bình Trung bình Tốt Tốt
Đá phiến sét-Shale Kém Kém Kém Tốt Kém Trung bình Trung bình
Đá macma, đá núi lửa
Đá biến chất
Đá trầm tích
85TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Phân loại đá theo tích điện bề mặt
86
Cấp phối cốt liệu thô
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
87
Cấp phối cốt liệu mịn
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
88
Hướng dẫn của Superpave
Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max
50 100 -
37.5 90 100 100 -
25 - 90 90 100 100 -
19 - - - 90 90 100 100 -
12.5 - - - - 90 90 100 100 - 100
9.5 - - - - - - 90 90 100 95 100
4.75 - - - - - - - - 90 90 100
2.36 15 41 19 45 23 49 28 58 32 67 - -
1.18 - - - - - - - - - - 30 55
0.075 0 6 1 7 2 8 2 10 2 10 6 13
Cỡ sàng,
mm 37.5 mm 25.0 mm 9.5 mm 4.75 mm19.0 mm 12.5 mm
BTN cỡ hạt danh định lớn nhất
% lọt sàng
89
Hướng dẫn của Superpave
90TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
LOẠI BỘT KHOÁNG
Loại bột khoáng
Ưu điểm Nhược điểm
Bột vôi thủy hóa
Đồng nhất; Sẵn có; Dễ xử lý; Cải thiện khả năng chống bong tróc; Tỷ diện bề mặt lớn
Giá thành tương đối cao; Khó cung cấp khối lượng lớn; Giảm tính công tác;
Xi măngĐồng nhất; Sẵn có; Tỷ diện bề mặt lớn
Giá thành tương cao; Khó thi công; Tốn nhiều nhựa
Bột đá vôiDễ thi công; Giá thành tương đối thấp
Chất lượng không đồng đều; Khó cung cấp khối lượng lớn
Bụi xi măng Giá thành tương đối thấpChất lượng không đồng đều; Phạm vi cung cấp hẹp
Tro bay Giá thấp; Dễ thi côngLàm già hóa nhựa nhanh trong hỗn hợp ít nhựa; Chất lượng không đều
Xỉ nghiền Giá thấpTính chất phụ thuộc vào nguồn gốc
Bụi thu hồi Giá thấp; Sẵn cóChất lượng không đều; Lẫn nhiều sét
91
Ảnh hưởng của bụi thu hồi
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
không sử dụng bột thu hồi
có sử dụng bột thu hồi
92
Bụi thu hồi khi gặp nước
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
93
và cắt khô hiện trường
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
94
Bổ sung thí nghiệm bột khoáng
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Tiêu chuẩn 22 TCN 249-98 có quy định: Độ rỗng (% thể tích); Độ nở của
mẫu chế tạo bằng hỗn hợp bột khoáng và nhựa (%); Khả năng hút nhựa
của bột khoáng (lượng bột khoáng có thể hút hết 15g bitum mác 60/70);
Khả năng làm cứng nhựa của bột khoáng (hiệu số nhiệt độ mềm của vữa
nhựa (tỷ lệ bột khoáng/ nhựa đường theo khối lượng, với nhiệt độ mềm
của nhựa cùng mác 60/70).
- Thí nghiệm đánh giá khả năng làm cứng nhựa của bột khoáng: EN 13179
- Thí nghiệm xác định khả năng hút nhựa của bột khoáng: NF P 98-256-1
95
KINH NGHIỆM THIẾT KẾ HỖN HỢPBÊ TÔNG NHỰA NÓNG
PHẦN THỨ 3
CÁC MỤC TIÊU THIẾT KẾ
ĐẢM BẢO CHỐNG LẠI BIẾN DẠNG KHÔNG HỒI PHỤC
ĐẢM BẢO KHẢ NĂNG KHÁNG MỎI
CƯỜNG ĐỘ CHỐNG NỨT Ở NHIỆT ĐỘ THẤP
KHẢ NĂNG CHỐNG LẠI HƯ HỎNG DO NHIỆT, ĐỘ ẨM
KHẢ NĂNG CHỐNG TRƯỢT CỦA MẶT ĐƯỜNG
KHẢ NĂNG LINH ĐỘNG, TÍNH DỄ THI CÔNG
96
Nguyên tắc chung
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
KHẢ NĂNG CHỐNG MỎI, BONG TRÓC
KHẢ NĂNG CHỐNG LÚN VỆT BÁNH
BTN CỠ HẠT LỚN HƠNCẤP PHỐI THÔ HƠN
NHỰA ÍT HƠN
BTN CỠ HẠT NHỎCẤP PHỐI MỊNNHỰA NHIỀU
?
97TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
NGUYÊN TẮC CHUNG THIẾT KẾ
Hỗn hợp bê tông nhựa được thiết kế nhằm tạo nên một mặt đường có đủ cường độ, ổn định trong quá trình khai thác phải thoả mãn 2 yếu tố cơ bản sau:
1. Yếu tố về đặc tính thể tích: Các chỉ tiêu Va, VMA, VFA. Các giá trị này phải nằm trong giới hạn quy định đảm bảo lớp bê tông nhựa có khả năng chống biến dạng, chống chảy nhựa dưới tác động của tải trọng xe và yếu tố nhiệt độ môi trường, hạn chế sự xâm nhập của nước vào hỗn hợp trong quá trình khai thác.
2. Yếu tố về đặc tính cơ học: Các chỉ tiêu liên quan đến chất lượng cốt liệu và các chỉ tiêu liên quan đến cường độ của hỗn hợp bê tông nhựa sau khi đầm nén (độ ổn định, độ dẻo) nhằm đảm bảo cho kết cấu lớp bê tông nhựa có đủ cường độ sau khi xây dựng.
98
Phương pháp Marshall
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
1. Nguyên tắc thiết kế hỗn hợp BTN theo phương pháp Marshall:
Nhằm mục đích tìm ra hàm lượng nhựa tối ưu ứng với hỗn hợp cốt liệu đãchọn. Phải tuân thủ các yêu cầu sau:
• Tất cả các vật liệu sử dụng (đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa đường) đềuphải thoả mãn các chỉ tiêu cơ lý theo quy định của Tiêu chuẩn.
• Đường cong cấp phối của hỗn hợp cốt liệu sau khi phối trộn phải nằmtrong giới hạn của đường bao cấp phối quy định tại Tiêu chuẩn.
• Hàm lượng nhựa tối ưu lựa chọn phải thỏa mãn các chỉ tiêu liên quanđến đặc tính thể tích (Độ rỗng dư, Độ rỗng cốt liệu...), các chỉ tiêu thínghiệm theo Marshall (độ ổn định, độ dẻo...) và các chỉ tiêu bổ sung nếucó theo quy định của Tiêu chuẩn.
99
Phương pháp Marshall
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
2. Căn cứ thiết kế hỗn hợp BTN theo phương pháp Marshall:
Cơ sở để thiết kế hỗn hợp BTN và lựa chọn hàm lượng nhựa tối ưu:
• Yêu cầu kỹ thuật của các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu thô (đá dăm); cốt liệu mịn(cát); bột khoáng (với loại BTN có sử dụng bột khoáng).
• Giới hạn đường bao cấp phối hỗn hợp cốt liệu.
• Loại nhựa đường phù hợp và yêu cầu kỹ thuật các chỉ tiêu cơ lý của nhựađường. Khoảng hàm lượng nhựa tham khảo.
• Nhiệt độ trộn hỗn hợp BTN và nhiệt độ đúc mẫu hỗn hợp BTN.
• Phương pháp đầm mẫu Marshall (Marshall tiêu chuẩn, Marshall cải tiến), sốchày đầm/mặt.
• Yêu cầu kỹ thuật của các chỉ tiêu về đặc tính thể tích của mẫu BTN đầmtheo Marshall.
• Yêu cầu kỹ thuật của các chỉ tiêu của mẫu BTN theo Marshall: Độ ổn định(Stability), độ dẻo (Flow), độ ổn định Marshall còn lại.
• Yêu cầu kỹ thuật của một số các chỉ tiêu khác liên quan đến chất lượng vậtliệu, chất lượng BTN.
100
Phương pháp Marshall
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
3. Các giai đoạn và nội dung thiết kế hỗn hợp BTN:
Công tác thiết kế hỗn hợp BTN được chia làm 4 giai đoạn:
• Giai đoạn 1: Thiết kế sơ bộ (Preliminary design hoặc cold bin mixdesign):
Khẳng định sự phù hợp của cốt liệu và hỗn hợp BTN sử dụng các loại cốtliệu này đối với các yêu cầu kỹ thuật của công trình;
Là cơ sở để tính giá thành xây dựng;
Làm căn cứ để tiến hành giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh.
• Giai đoạn 2: Thiết kế hoàn chỉnh (hot bin mix design):
Chứng minh khả năng có thể sản xuất được hỗn hợp BTN tại trạm trộn;
Hỗn hợp BTN sản xuất ra phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của công trình;
Làm căn cứ để tiến hành sản xuất thử và rải thử.
101
Phương pháp Marshall
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
• Giai đoạn 3: Phê duyệt công thức chế tạo BTN sau khi rải thử (Job-mixformula verification), gồm 5 bước:
Bước 1: Sản xuất thử – Trên cơ sở kết quả của giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh, sản xuất khoảng từ 60 đến 100 tấn hỗn hợp BTN tại trạm trộn.
Bước 2: Rải thử – lấy lượng hỗn hợp BTN vừa trộn thử để rải 1 đoạn dài từ 200 đến 300 m.
Bước 3: Kiểm tra hỗn hợp BTN vừa trộn thử (thí nghiệm trong phòng đối với hỗn hợp sản xuất tại trạm trộn)
Bước 4: Kiểm tra hỗn hợp BTN sau khi rải thử ngoài hiện trường.
Bước 5: Phê duyệt công thức chế tạo BTN.
Công thức chế tạo BTN là cơ sở cho toàn bộ các công tác tiếp theo, từ sản xuất,thi công, nghiệm thu đến thanh quyết toán giữa Nhà thầu với Chủ đầu tư sau này.
Giai đoạn 4: Kiểm soát chất lượng hàng ngày, gồm 2 bước :
Bước 1: Kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất, việc kiểm soát chất lượngtại bước này tương tự như Bước 3 của giai đoạn phê duyệt công thức chế tạoBTN.
Bước 2: Kiểm soát chất lượng sau khi thi công - tương tự như Bước 4 của giaiđoạn phê duyệt công thức chế tạo BTN.
102
Phương pháp Marshall
103
Quá trình kiểm soát chất lượng BTN
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Wheel tracking test
104TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
NHỮNG ƯU ĐIỂM
Phương pháp đã chú ý đến các đặc tính độ chặt và độ rỗng của hỗn hợp bê tông nhựa. Các phân tích này đảm bảo cho các thành phần thể tích của các vật liệu trong hỗn hợp đạt tới một độ bền của hỗn hợp bê tông nhựa nóng.
Phương pháp thí nghiệm đơn giản, không đòi hỏi nhiều các điều kiện thí nghiệm, nên đã được nhiều nước cũng như các dự án sử dụng.
Các yêu cầu về thiết bị thí nghiệm đơn giản và gọn nhẹ, do đó giá thành các trang thiết bị thí nghiệm khá hợp lý và rất cơ động, phù hợp với các phòng thí nghiệm hiện trường.
105TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
NHỮNG NHƯỢC ĐIỂM
Quá trình đầm nén mẫu sử dụng theo phương pháp Marshall không mô phỏng hết được quá trình lu lèn thực tế ngoài hiện trường. Vì vậy độ ổn định Marshall không thể hiện đầy đủ cường độ chịu cắt của hỗn hợp bê tông nhựa và nó khó đảm bảo được khả năng chống lại vệt hằn bánh cho mặt đường bê tông nhựa.
Trong phương pháp thiết kế Marshall, các khả năng làm việc của mặt đường bê tông nhựa chưa được xem xét chặt chẽ, do đó mặt đường bê tông nhựa được thiết kế theo phương pháp này chưa khắc phục được ba hư hỏng chính được xem xét ở trên: biến dạng vĩnh cửu, nứt do mỏi và nứt ở nhiệt độ thấp.
106TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC TRƯNG THỂ TÍCH
Cèt liÖu
Nhùa cã hiÖu
Bitu
mK
h«ng
khÝ
Vm
b
Vm
mV
a
Vse
Vb
Vsb
Vm
aV
ba
a) b)C
èt li
Öu
Lç rçng cã kh¶ n¨ng thÊm níc
nhng kh«ng ®îc lÊp ®Çy bëi nhùa
(PhÇn cèt liÖu cña tû träng cèt liÖu)
Lç rçng cã kh¶ n¨ng thÊm nhùa
(hÊp phô nhùa)
Lç rçng cã kh¶ n¨ng thÊm níc
(PhÇn cèt liÖu cña tû träng khèi,
kh«ng cña tû träng biÓu kiÕn)
§é rçng d
rÊt nhá
Sơ đồ về các lỗ rỗng và thành phần hỗn hợp BTN đầm chặt
107TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC TRƯNG THỂ TÍCH
Sơ đồ về các lỗ rỗng và thành phần hỗn hợp BTN đầm chặt
108TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC TRƯNG THỂ TÍCH
Hàm lượng nhựa tối ưu = Hàm lượng nhựa có hiệu + Hàm lượng nhựa hấp phụ
Hàm lượng nhựa hấp phụ là lượng nhựa bị cốt liệu hấp phụ vào trong các lỗ rỗng của bề mặt hạt cốt liệu. Tùy thuộc vào nguồn gốc cốt liệu, đặc tính bề mặt của cốt liệu mà giá trị hàm lượng nhựa hấp phụ khác nhau. Cùng cấp phối cốt liệu, tỷ lệ bột khoáng, cùng độ rỗng dư thiết kế nhưng cốt liệu có nguồn gốc khác nhau, đặc tính bề mặt khác nhau thì hàm lượng nhựa tối ưu khác nhau (do Hàm lượng nhựa hấp phụ khác nhau). Hàm lượng nhựa hấp phụ không có vai trò chi phối các đặc tính cơ lý của BTN.
Hàm lượng nhựa có hiệu là lượng nhựa bao phủ bề ngoài các hạt cốt liệu và là lượng nhựa chi phối các đặc tính cơ lý của hỗn hợp BTN.
Hàm lượng nhựa tối ưu được quyết định khi thiết kế thành phần hỗn hợp BTN. Nếu lượng nhựa quá nhiều sẽ dẫn đến chiều dày màng nhựa lớn, độ rỗng dư nhỏ, vật liệu BTN sẽ dễ bị lún vệt bánh khi nhiệt độ mặt đường cao. Ngược lại, nếu lượng nhựa quá ít sẽ không đủ bao bọc cốt liệu, chiều dày màng nhựa nhỏ, nhựa nhanh bị lão hóa, tính công tác của hỗn hợp thấp, khó đầm nén, vật liệu BTN sẽ dễ bị mỏi, bong bật.
109
PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC TRƯNG THỂ TÍCH1. Tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu được tính theo công thức:
1 2 3 4
1 2 3 4
1 2 3 4
...
...sb
sb sb sb sb
P P P PG
P P P P
G G G G
Trong đó:
Gsb là tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu.
P1, P2, ..., Pn là hàm lượng từng loại cốt liệu, tính theo % của tổng khối lượng hỗn
hợp cốt liệu.
Gsb1, Gsb2, ..., Gsbn là tỷ trọng khối của từng loại cốt liệu có trong hỗn hợp cốt liệu.
2. Thể tích nhựa Vb tính bằng % theo thể tích tổng hỗn hợp b mbb
b
PGV
G
Trong đó Pb là hàm lượng nhựa tính bằng % theo khối lượng hỗn hợp; Gmb là tỷ trọng khối của hỗn hợp BTN đầm chặt; Gb là tỷ trọng của nhựa.
Có thể dự báo hàm lượng nhựa tối ưu theo thể tích theo công thức:
w1100 2
sb ab be
VMA G PV V
Với Pwa là hàm lượng nước hấp phụ vào cốt liệu, % theo khối lượng cốt liệu.
Từ VMA và Va phải khống chế sẽ xác định được Vbe=VMA-Va
Hoặc có thể tính đơn giản dựa trên kinh nghiệm thể tích nhựa hấp phụ vào trong cốt liệu là 1% thì hàm lượng nhựa theo thể tích tối ưu bằng thể tích nhựa có hiệu tối ưu cộng thêm 1%.
110
PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC TRƯNG THỂ TÍCH
3. Thể tích nhựa hấp phụ Vba tính bằng % theo thể tích tổng hỗn hợp:
100b s
ba mb
b sb mm
P PV G
G G G
Trong đó Ps là hàm lượng cốt liệu, % theo khối lượng hỗn hợp Ps=100-Pb; Gsb là tỷ trọng khối của toàn bộ hỗn hợp cốt liệu; Gmm là tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp BTN (không có lỗ rỗng không khí).
4. Thể tích nhựa có hiệu Vbe tính bằng % theo thể tích tổng hỗn hợp: Vbe=Vb-Vba
Hoặc Vbe tính bằng công thức be mbbe
b
P GV
G
Trong đó Pbe là hàm lượng nhựa có hiệu tính bằng % theo khối lượng hỗn hợp
Pbe có thể tính bằng công thức: bebe b
b
VP P
V
; và Pba=Pb-Pbe
5. Độ rỗng lấp đầy nhựa VFA: 100 beVVFAVMA
6. Các công thức kiểm soát việc tính toán các đặc trưng thể tích:
Pbe=Pb-Pba Vb=Vbe+Vba
VMA=Va+Vbe
Trong đó đặc biệt chú ý đến công thức thể tích độ rỗng cốt liệu VMA bằng thể tích lỗ rỗng không khí Va cộng với thể tích nhựa có hiệu Vbe
111TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
HÀM LƯỢNG NHỰA TỐI THIỂU
Theo Heavy duty asphalt specification, RMS của Úc thì hàm lượng nhựa tối thiểu cho AC14 là 4,8% và AC20 là 4,6% tổng khối lượng hỗn hợp. Hàm lượng nhựa có hiệu theo thể tích trong khoảng 10-11,5% với DG14HS, DG14HP và tối thiểu là 9% đối với DG20HM.
Theo tiêu chuẩn Bang Queensland Úc cho BTN chịu tải trọng nặng- MRTS31 hàm lượng nhựa có hiệu theo thể tích không nhỏ hơn 10% và không vượt quá 11,5%.
Theo nghiên cứu ở Mỹ thì hàm lượng nhựa có hiệu tính theo thể tích hỗn hợp đảm bảo chống mỏi trung bình là 11,3%. Nghiên cứu ở Florida về chống thấm của BTN cho giá trị trung bình hàm lượng nhựa có hiệu là 9,6%.
Tiêu chuẩn Bang Wyoming quy định hàm lượng nhựa tối thiểu cho các loại BTN thiết kế cả theo Marshall và Superpave bằng 4,5%.
Kiến nghị hàm lượng nhựa tối thiểu theo khối lượng cốt liệu cho BTN19 ở nước ta là 4,5% và BTN12,5 là 4,6%. Hàm lượng nhựa có hiệu theo thể tích trong khoảng 9% đến 11% thể tích hỗn hợp
112TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHIỀU DÀY MÀNG NHỰA TỐI ƯU
113TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHIỀU DÀY MÀNG NHỰA TỐI ƯU
114TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHIỀU DÀY MÀNG NHỰA TỐI ƯU
1000
. .s s mb
VBEAFT
S P G 0.30 0.15 0.075
5s
P P PS
Hoặc tính chặt chẽ hơn theo công thức (2.6.3)
50 37.5 37.5 25 25 19.5 19.5 12.5
12.5 9.5 9.5 4.75 4.75 2.36
2.36 1.18 1.18 0.6 0.6 0.3
0.3 0.15 0.15 0.075 0.075
1.4 2.0 2.8 3.9
5.5 8.9 17.91
1000 36.0 71.3 141
283 556 1600(
s
sb
P P P P P P P P
P P P P P PS
G P P P P P P
P P P P P
)
(3)
115TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHIỀU DÀY MÀNG NHỰA TỐI ƯU
1000
. .s s mb
VBEAFT
S P G
Trong đó:
AFT = Chiều dày màng nhựa biểu kiến (Apparent Film Thickness), µm
VBE = Hàm lượng nhựa có hiệu theo thể tích tổng hỗn hợp, %
Ss = Tỷ diện bề mặt cốt liệu, m2/kg
Ps = Hàm lượng cốt liệu, % tổng khối lượng hỗn hợp Ps=100-Pb
Pb = Hàm lượng nhựa, % tổng khối lượng hỗn hợp
Gmb = Tỷ trọng khối của hỗn hợp.
Pi = Phần trăm lượng cốt liệu lọt qua sàng i mm
Phá hoại lún vệt bánh là chủ yếu kiến nghị chiều dày màng nhựa biểu kiến tối ưu từ 7 μm đến 9 μm
116TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
CHIỀU DÀY MÀNG NHỰA TỐI ƯU
Nghiên cứu NCHRP Report 567 ở Mỹ cho kết quả chiều dày màng nhựa có hiệu lớn hơn 9-10 μm sẽ dẫn đến lún vệt bánh quá giới hạn. Chiều dày màng nhựa từ 6 đến 7 μm sẽ khó khăn cho công tác rải và đầm nén BTN.
Quy định chiều dày màng nhựa có hiệu không được dưới 7 μm và không được trên 10 μm. Chiều dày màng nhựa thích hợp nhất vừa cho khả năng chống lún tốt, vừa cho độ bền mỏi cao và dễ thi công là từ 7 đến 9 μm.
117TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
TỶ LỆ BỘT KHOÁNG/HÀM LƯỢNG NHỰA CÓ HIỆU
0,075/be
PD B
P
P0,075 = Phần trăm khối lượng hạt lọt qua sàng 0.075 mm
Pbe = Hàm lượng nhựa có hiệu % khối lượng hỗn hợp
Tỷ lệ Bột khoáng/Hàm lượng nhựa có hiệu có vai trò rất quan trọng cho BTN chống lại tác động của mỏi, hằn lún vệt bánh xe.
Tỷ lệ này lớn hỗn hợp có khả năng chống lại hằn lún cao. Nếu tỷ lệ này quá lớn, dẫn tới hoặc nhựa đường không đủ để bao bọc các hạt bột khoáng, chiều dày màng nhựa mỏng hoặc vữa nhựa (hỗn hợp bột khoáng-nhựa đường) sẽ quá cứng làm cho BTN có tính cứng lớn, khó thi công và dễ gây ra hư hỏng dạng nứt mỏi.
Nếu tỷ lệ này quá nhỏ, dẫn tới hoặc thừa nhựa đường, hoặc vữa nhựa (hỗn hợp bột khoáng-nhựa đường) sẽ quá mềm làm cho BTN có tính mềm, dễ gây ra hư hỏng dạng hằn lún bánh xe.
D/B từ 0,8 đến 1,6
118TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
MỘT SỐ KINH NGHIỆM
Kinh nghiệm khi thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa chặt
Độ rỗng Va trong khoảng 3%-5% tốt nhất là 4%
Giá trị tối thiểu VMA phụ thuộc vào cỡ hạt danh định và độ rỗng dư :
+ Với BTN9.5: VMA=14% khi Va=3%; VMA=15% khi Va=4%; và VMA=16% khi Va=5%
+ Với BTN12.5: VMA=13% khi Va=3%; VMA=14% khi Va=4%; và VMA=15% khi Va=5%
+ Với BTN19: VMA=12% khi Va=3%; VMA=13% khi Va=4%; và VMA=14% khi Va=5%
+ Với BTN25: VMA=11% khi Va=3%; VMA=12% khi Va=4%; và VMA=13% khi Va=5%
Giá trị VFA tùy thuộc vào cấp tải trọng : Tải trọng nhẹ VFA=70%-80% ; Tải trọng trung bình VFA=65%-78% ; và tải trọng nặng VFA=65%-75%.
119TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
MỘT SỐ KINH NGHIỆM
Hàm lượng nhựa tối ưu được quyết định qua thí nghiệm Marshall
Hàm lượng nhựa tối ưu phải thỏa mãn tất cả các yêu cầu Va; VMA; VFA; chiều dày màng nhựa có hiệu; Tỷ số D/B
Hàm lượng nhựa tối ưu phải đảm bảo thể tích nhựa có hiệu khống chế
Hàm lượng nhựa tối ưu phải đảm bảo bê tông nhựa thỏa mãn yêu cầu khi thí nghiệm vệt hằn bánh xe
Để xác định giá trị “nhân” hàm lượng nhựa khi làm thí nghiệm Marshall thường chọn độ rỗng Va=4%; Lấy VMA tối thiểu theo độ rỗng dư 4%; Thể tích nhựa có hiệu sẽ là Vbe=VMA-Va; Lấy trung bình thể tích nhựa hấp phụ là 1%; Tính thể
tích nhựa Vb=Vbe+1%; Cuối cùng xác định hàm lượng nhựa .b b
b
mb
G VP
G với Gb
lấy trung bình bằng 1.03 và Gmb được lấy bằng kinh nghiệm thiết kế (thường lấy bằng 2.40 để ước lượng).
120TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
MỘT SỐ KINH NGHIỆM+ Ví dụ với BTN9.5 có VMA=15% ; Va=4% Vbe=15%-4%=11% ;
Vb=11%+1%=12% ; . 1.03 12
5.2%2.4
b bb
mb
G V xP
G
+ Ví dụ với BTN12.5 có VMA=14% ; Va=4% Vbe=14%-4%=10% ;
Vb=10%+1%=11% ; . 1.03 11
4.7%2.4
b bb
mb
G V xP
G
+ Ví dụ với BTN19 có VMA=13% ; Va=4% Vbe=13%-4%=9% ;
Vb=9%+1%=10% ; . 1.03 10
4.3%2.4
b bb
mb
G V xP
G
+ Ví dụ với BTN25 có VMA=12% ; Va=4% Vbe=12%-4%=8% ;
Vb=8%+1%=9% ; . 1.03 9
3.9%2.4
b bb
mb
G V xP
G
Theo nghiên cứu ở Mỹ cứ tăng 1% thể tích nhựa có hiệu Vbe sẽ tăng tuổi thọ mỏi của bê tông nhựa khoảng từ 13% -15%, cứ tăng 1% độ rỗng không khí khi thi công sẽ làm giảm tuổi thọ mỏi khoảng 20%.
121TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
VÍ DỤ TÍNH TOÁNBảng VD1-1: Kết quả phân tích thành phần hạt
19 12.5 9.5 4.75 2.36 0.6 0.3 0.15
Bin 1 66.64 0.95 0.51 0.18 0.13
1.18 0.075
1.29
0.16 0.16 0.15 0.14 0.13
Bin 3 100.00 99.12 85.39 5.43
Bin 2 100.00 22.97 1.80 1.46
0.42 0.40
1.18 1.00 0.91 0.82 0.70
0.60 0.49 0.45 0.43
100.00 100.00 99.93
71.63 56.72 38.17
96.42 78.51Bột khoáng / Filler 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
Bin 4 100.00 100.00 100.00 97.10
Lượng lọt sàng / Percent passing (%)Loại cốt liệu
Aggregate
24.45 16.17 9.18
Bảng VD1-2: Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý
Chỉ tiêu thí nghiệm
Testing Items
Loại cốt liệu / Aggregate
BK /FillerBin 3 Bin 4
Tỷ trọng khối / Bulk specific gravity
(Gsb)2.721
T.trọng khối của mẫu bão hòa khô
bề mặt/ Bulk specific gravity SSD
(Gssb)
Tỷ trọng biểu kiến / App. Specific
gravity (Gsa)
Khả năng hấp phụ/Absorption (%)
Bin 1 Bin 2
2.757
2.763
2.775
0.242
2.731
2.740
2.756
0.333
2.727
2.737
2.756
0.381
2.717
2.740
2.783
0.882
122TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
VÍ DỤ TÍNH TOÁNBảng VD1-3: Tỷ lệ phối trộn
5% 20% 30% 42%
Loại cốt liệu / Aggregate BK /FillerBin 2 Bin 3 Bin 4
Tỷ lệ phối trộn / Percent (%) 3%
Bin 1
Bảng VD1-4: Thành phần cốt liệu sau khi phối trộn
Lượng lọt sàng / Percent passing (%)Loại cốt liệu
Aggregate 19 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
Bin 1 3.33 0.05 0.03 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
Bin 2 20.00 4.59 0.36 0.29 0.26 0.24 0.20 0.18 0.16 0.14
Bin 3 30.00 29.74 25.62 1.63 0.18 0.15 0.14 0.13 0.13 0.12
Bột khoáng / Filler 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 2.89 2.36
Cấp phối hỗn hợp
Combination (%)98.33 79.38 71.00 45.71 33.53 27.21 19.37 13.58 9.98 6.48
Yêu cầu theo QĐ: 858/BGTT
Specification (%)
100 90 80 62 48 36 26 18 14 8
100 74 60 34 20 13 9 7 5 4
Sai số cho phép so với thiết kế
JMF 90.33 71.38 64.00
Bin 4 42.00 42.00 42.00 40.78 30.09 23.82 16.03 10.27 6.79 3.86
6.98
39.53 33.00 14.37 17.00 12.00
38.71 27.53 21.21 14.37 8.58
8.00
5.00
100.00 86.00 78.00 52.71
Hàm lượng nhựa tối ưu thiết kế 4.4% theo khối lượng cốt liệu hay 4.21% theo hỗn hợp
123TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
VÍ DỤ TÍNH TOÁN Tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu tính được:
5 20 30 42 3
2.7255 20 30 42 3
2.757 2.731 2.727 2.717 2.721
sbG
Tỷ trọng của nhựa thí nghiệm được Gb =1.031
Tỷ trọng khối BTN đã đầm nén xác định được Gmb=2.464
Tỷ trọng lớn nhất BTN rời xác định được Gmm=2.555
Độ rỗng không khí tính được 2.464
100 1 3.59%2.555
aV
đảm bảo từ 3%-6%
Thể tích nhựa Vb tính được 4.21 2.464
10.06%1.031
b mbb
b
PG xV
G
Thể tích nhựa hấp phụ Vba tính bằng % theo thể tích tổng hỗn hợp:
4.21 100 4.21 100
2.464 0.238%1.031 2.725 2.555
baV
124TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
Thể tích nhựa có hiệu Vbe =10.06%-0.238%=9.822% đảm bảo 9% - 11%
Lượng nhựa có hiệu theo khối lượng hỗn hợp 9.822
4.21 4.11%10.06
bebe b
b
VP P
V
Lượng nhựa hấp phụ theo khối lượng hỗn hợp Pba=4.21%-4.11%=0.1%
Độ rỗng cốt liệu VMA=Va+Vbe=3.59+9.822=13.41% đảm bảo >13%
Độ rỗng lấp đầy nhựa 9.822
100 100 73.23%13.41
beVVFAVMA
đảm bảo 65%-75%
Tỷ lệ lượng hạt lọt qua sàng 0.075 trên hàm lượng nhựa có hiệu:
0,075 6.48/ 1.58
4.11be
PD B
P đảm bảo từ 0.8-1.6
125TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
Tính tỷ diện bề mặt cốt liệu
50 37.5 37.5 25 25 19.5 19.5 12.5
12.5 9.5 9.5 4.75 4.75 2.36
2.36 1.18 1.18 0.6 0.6 0.3
0.3 0.15 0.15 0.075 0.075
1.4 2.0 2.8 3.9
5.5 8.9 17.91
1000 36.0 71.3 141
283 556 1600(
s
sb
P P P P P P P P
P P P P P PS
G P P P P P P
P P P P P
)
=5.69
Tính chiều dày màng nhựa biểu kiến
1000 1000 9.822
7.31. . 5.69 (100 4.21) x 2.464
be
s s mb
V xAFT m
S P G x
đảm bảo từ 7-9μm
Độ ổn định Marshall 11.75kN (đảm bảo >8kN), độ dẻo 2.47mm (đảm bảo 2-4mm), thương số 4.76 (đảm bảo >4). Chiều sâu vệt hằn lún trong nước 500C, 15000 lượt tác dụng là 4.87mm
Vậy hỗn hợp thiết kế đảm bảo tất cả các chỉ tiêu khống chế.
126TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
NGHIỆM THU
Cèt liÖu
Nhùa cã hiÖu
Bitu
mK
h«ng
khÝ
Vm
b
Vm
mV
a
Vse
Vb
Vsb
Vm
aV
ba
a) b)C
èt li
Öu
Lç rçng cã kh¶ n¨ng thÊm níc
nhng kh«ng ®îc lÊp ®Çy bëi nhùa
(PhÇn cèt liÖu cña tû träng cèt liÖu)
Lç rçng cã kh¶ n¨ng thÊm nhùa
(hÊp phô nhùa)
Lç rçng cã kh¶ n¨ng thÊm níc
(PhÇn cèt liÖu cña tû träng khèi,
kh«ng cña tû träng biÓu kiÕn)
§é rçng d
rÊt nhá
1. LƯỢNG NHỰA HẤP PHỤ TRONG CỐT LIỆU KHÔNG TÁCH ĐƯỢC
2. HAO HỤT CÁC THÀNH PHẦN NHẸ
127TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Vấn đề độ dẻo mẫu khoan
NGHIỆM THU TRÊN MẪU KHOAN TCVN 8819-2011
128TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
NHỮNG CHÚ Ý
SAI SỐ - ĐỘ CHỤM THÍ NGHIỆM EN12697-34:2004+A1:2007
129
KINH NGHIỆM GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNGBÊ TÔNG NHỰA NÓNG
PHẦN THỨ 4
THẦY CHIỂU
130
QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH THI CÔNG MẶT ĐƯỜNGBÊ TÔNG NHỰA
PHẦN THỨ 5
THẦY CHIỂU
131
THỰC TẾ VÀ THẢO LUẬN TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM
PHẦN THỨ 6
PHÒNG TNTĐ
132TS. NGUYỄN QUANG PHÚC
QUESTIONS
???
DISCUSSION
top related