Giáo trình Thí nghiệm bê tông nhựa (Nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ - Trình độ cao đẳng) được biên soạn trên cơ sở đề cương chương trình mô đun 22 - Thí nghiệm bê tông nhựa trong chương trình khung nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ. Giáo trình này được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành, đi sâu vào trình bày nội dung và trình tự các bước tiến hành thí nghiệm xác định đặc trưng cơ lý của bê tông nhựa để phục vụ công tác thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa.
Trang 1| BỘ.GIACYTHÔNG VẬN TẢI TRƯỪNG CA0.ĐẲNG GIA0 THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG I ị aS )
GIAO TRINH MO BUN
THÍ NGHIEM BE TONG NHUA
Trang 3; BO GIAO THONG VAN TAI
TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I
GIAO TRINH
Mô đun: Thí nghiệm bê tông nhựa
NGHE: THI NGHIEM VA KIEM TRA
CHAT LUGNG CAU DUONG BO
TRINH DO: CAO DANG
Trang 4TUYEN BO BAN QUYEN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nội bộ nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dẫn dùng cho các mục đích về
đào tạo và tham khảo
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cắm
Trang 5LỜI GIỚI THIỆU
Chương trình khung quốc gia nghề Thí nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu
đường bộ đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phân tích công việc theo phương pháp DACUM Chương trình đã được ban hành năm 2009, tuy nhiên từ đó đến nay vẫn chưa có tài liệu chính thức nào ban hành về các tài liệu, giáo trình cho nghề này Để tạo điều kiện thuận lợi cho các giáo viên giảng dạy và
học sinh, sinh viên có tài liệu học tập, tham khảo,việc biên soạn giáo trình kỹ
thuật nghề theo theo các môđun đảo tạo nghề là cấp thiết hiện nay Giáo trình
nội bộ “ Thí nghiệm bê tông nhựa” được biên soạn trên cơ sở đề cương chương trình mô đun 22- Thí nghiệm bê tông nhựa trong chương trình khung nghề Thí
nghiệm và kiểm tra chất lượng cầu đường bộ
Bê tông nhựa là hỗn hợp bao gồm các cốt liệu (da dim, cát, bột khoáng )
có tỷ lệ phối trộn xác định, được sấy nóng và trộn đều với nhau, sau đó được
trộn với nhựa đường theo tỷ lệ đã thiết kế
Bê tông nhựa được dùng làm mặt đường ô tô, sân bãi, sân bay .Mặt
đường làm bằng bê tông nhựa cho phép thi cơng cơ giới hố cao, với tốc độ
nhanh, có độ bằng phẳng tốt, xe chạy êm thuận, thời gian sử dụng tương đối lâu Giáo trình nội bộ này được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành, đi sâu vào trình bày nội dung và trình tự các bước tiễn hành thi
nghiệm xác định đặc trưng cơ lý của bê tông nhựa để phục vụ công tác thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa Trong quá trình thực hiện, nhóm biên soạn đã cập nhật các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam áp dụng trong lĩnh vực
thí nghiệm bê tông nhựa, đồng thời đã tham khảo nhiều tài liệu tiêu chuẩn nước
ngoài, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất
Mặc dù đã rất cố gắng song không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất
định, tác giả mong nhận được những góp ý cả về nội dung lẫn hình thức của bạn
Trang 6I9 8€ (909510005 .ÔỎ 5 MỤC LC 22 -â2S222222++EEEE11111121212111111111221111111112.221111111120 200111 re 6
)(9)895115198(90E9)0)00 - Đ
MO DUN: THI NGHIEM BE TONG NHUA csssssssisssssassesecscasvsvssvsisesssievsovcsecesiss 8 Bai 1: KHAT NIEM CHUNG ccscsscssessessessesscsecsecsesseesesnssscsecsecseesssssscseeaeesenee 10
I4: 0i 10 2 Phân IoatiBê tổng:THỰN «icossecenornioiinDkiEoiiakiiiSG181451460123838061105046805516868 10 3 Vật liệu chế tạo bê tông nhựa: 2+¿22222V+v++++tttEEEEvvvrrrtrrrrrrrrree 12 4 Yêu cầu về chất lượng với hỗn hợp bê tông nhựa . - 15
BAI 2: CHE TAO MAU BÊ TÔNG NHỰA THEO PHƯƠNG PHÁP
I6): 000 18
1; Khái niệm:GhfBf1scssrssssssossitg6s05025015029168350668615031565130015560083314501935556139486E 18 2; Dung gu th HERIỆNsossesaigttidttyttitDGNdGgiiNSNGGEGISNRISGSSSBiGSNESqiEEA 19 3 Tiến hành chế tạo mẫu: . -2-2¿2£+++£+EE+££+E++££EE++£+EE+e2E2+zz+rrxeerri 20 BAI 3: XAC BINH TY TRONG KHOI VA KHOI LUONG THE TICH CUA
BE TONG NAA wsiescsssvescesssesensusrsccsnarnswsssserensaswuessssvensasccevesenonansineaiesaseiiess 24
1x Khái TẾ GhHHfE7iasssisssesscsciiitiatigeynAVGIGSRGsiNSHIGUEGGSIGAGIS0ASSBiGSNNSiiSE@ 24 Š, Dựng ØU thí BE Hi 10.01 cnrncoensncrsnerioassnsennesasannetessanenssoneneasaanennnenansndeenchesennnte 25 3 Trình tự tiến hành:
BÀI 4: XÁC DINH DO CHAT LU LEN BE TONG NHUA 1 Khái niệm chung: 2 Cách xác định: BÀI 5: XÁC BINH TY TRONG LON NHAT VA KHOI LUONG RIENG CUA BE TONG NHUA «30 1 Khái niệm chung: 30 2 Dụng cụ — Thiết bị thí nghiệm: 30 3 Trình tự thí nghiệm: - ¿-¿- ¿+5 + 5*+tv2t+xxerrtrtrxrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree 31 BÀI 6 XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG CỦA CÓT LIỆU KHOÁNG TRONG BÊ
1 Khái niệm chung:
Trang 7BÀI 7 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU ĐẶC TÍNH THẺ TÍCH CỦA BÊ TƠNG
NHUA TRONG BÊ TÔNG NHỰA -2¿22+2E++2+EExzveEvserrrseee 40
1x Scrdlnh đồ rổnHỐlitynnnnnrontiigttitGIRGTNTENGSTGINIREGIGRDS 0 ãayoxgng 40
9 Xáo định độ rỗng cốt lIỆM!sc:c:ssccixcssitgtiiii05 003 012i 8G g3 öNGG3tngggönggnc 4I
3 Xác định độ rỗng lấp đầy nhựa: . +-z+e++++e+2zxrerrrrrrcree 42
BAI 8 XÁC ĐỊNH ĐỘ ỎN ĐỊNH, ĐỘ DẺO MARSHALL - 43
1; Khái niệm GhunE?isssssxoisnssistisavdt6v08310801501510536515585134211088441059.30835511196 43
Š,lÖtig 6u TH NBII tggoadggtttdtrTSSGHESGGIGGSGESDGINHSSRIGGUGMGNSHUENGiiSHWS88 44 3.Trình tự thí nghiỆMm:: . - - + 5+ St tt 1 tre 44
BÀI 9 XÁC ĐỊNH ĐỘ ỎN ĐỊNH CÒN LẠI CỦA BÊ TÔNG NHỰA 1 Định nghĩa:
2 Công thức tính:
BÀI 10 XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẢY NHỰA 2-22-©222222+z2Exsz+czse 48
1 Khái niệm chung: . - - ¿+ + + + +++x#E+keveEkekerrkerrrkrkrrrrrrrrrrrrre 48
2 Thiết bị, dụng CỤ 2 22°£©2+eteCEE++etEEEEEEtEEEEEetrEEEExrrrrrrrxrrrrrrrrrrrrre 49
Š Trình tự thí nghiỀNH sosdecsoenssenanoatik6s6ng01130000008149641601Ag631046006441460033840448 49
BAI 11: XAC DINH HAM LUGNG NHUA TRONG BE TONG NHUA 51
1 Khái niệm ChUng? «00 esse eeseseesessesesesseseseesesesscscsesscseeececseceesesnsaesesecseessenseeeseneess 5
2.T3ùng eu TH nghiŸH: ae 51
3: Trình tự thí nghiỆNH sosdecssensssnsnoatik6560g01A011300000081496616100G3.g601046006441160033840448 52
BÀI 12: XÁC ĐỊNH THANH PHAN HAT COT LIEU CUA BE TONG
NHỰA THU ĐƯỢC SAU KHI TÁCH NHỰA -++ 56
LDR AGI CHUN G8 see cesonoveneussevcrenvesnsenventranentavenessevnnestersswesoasovenntscenennensonst een 56
Trang 8GIỚI THIỆU MÔ ĐƯN
MO DUN: THi NGHIEM BE TONG NHUA
Mã mô đun: MĐ22
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
-_ Là mô đun được bố trí cho người học sau khi đã học xong các môn học
chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở từ MH 07 đên MĐI8
-_ Môđun này mô đun chuyên môn nghề, nhằm cung cấp cho người học cách kiêm tra, xác định các chỉ tiêu cơ lý của hôn hợp bê tông nhựa ở trong phòng thí nghiệm
Mục tiêu của mô đun:
Học xong mô ẩun này, người học có khả năng:
- _ Trình bày được ý nghĩa các phép thử tính chất cơ lý của bê tông nhựa - Trinh bay duge các bước thí nghiệm theo đúng quy trình thí nghiệm
- Str dung thành thạo các thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
- _ Thực hiện được các bước thí nghiệm theo đúng quy trình thí nghiệm - Tinh toán và báo cáo chính xác các kết quả thí nghiệm
-_ Rèn luyện tính cần thận, kiên trì, chính xác, trung thực
- _ Thực hiện được cơng tác an tồn và vệ sinh công nghiệp Nội dung của mô đun: Thời gian So Tên các bài - A Tô 4 Th & *
TT trong mô đun ns | Lý thuyết sô hành We | Kiểm tra
1 | Khái niệm chung 3 3
2 | Chế tạo mẫu bê tông
nhựa theo phương| 20 3 pháp Marshall
3| Xác định tỷ trọng khối,
khôi lượng thê tích 12 1 10 1 của bê tông nhựa
Trang 94 |Xác định độ chặt lu lèn
5 Xác định tỷ trọng lớn
nhât và khôi lượng 12 1
Trang 10Bài 1: KHAI NIEM CHUNG
I Mục tiêu
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trinh bay duge khái niệm và phân loại bê tông nhựa
- M6 ta được yêu cầu của các thành phần vật liệu sử dụng chế tạo bê tông nhựa
- Ap dung dé lập được kế hoạch kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu chế
tạo bê tông nhựa và hỗn hợp bê tông nhựa
- _ Thực hiện được công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp II Nội dung bài học:
1 Khái niệm:
Bê tông nhựa là hỗn hợp gồm các cốt liệu (đá dăm, cát, bột khoáng ) có
tỷ lệ phối trộn xác định, được sấy nóng và trộn đều với nhau, sau đó được trộn
với nhựa đường theo ty lệ đã thiết kế Sau khi rải và lu lèn chặt, ta được lớp bê
tông nhựa, được sử dụng nhiều trong các kết cầu mặt đường cấp cao, đường cao tốc, sân bãi, sân bay Mặt đường làm bằng bê tông nhựa cho phép thi cơng cơ
giới hố cao, với tốc độ nhanh, có độ bằng phẳng tốt, xe chạy êm thuận, thời gian sử dụng tương đối lâu
2 Phân loại bê tông nhựa
2.1 Phân loại theo cỡ hạt danh định lớn nhất của cốt liệu
Cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt liệu là cỡ sàng lớn nhất mà lượng sót
riêng biệt trên cỡ sàng đó không lớn hơn 10%
Theo cách phân loại này, bê tông nhựa thường được phân thành các loại
có cỡ hạt danh định lớn nhất là: 37,5 mm; 25,0 mm; 19,0 mm; 12,5 mm; 9,5
mm và 4,75 mm (tương ứng với việc phân loại theo cỡ hạt lớn nhất là 50 mm;
37,5 mm; 25,0 mm; 19,0 mm; 12,5 mm và 9,5 mm)
2.2 Phân loại theo đặc tính của cấp phối hỗn hợp cốt liệu
Theo đặc tính của cấp phối cốt liệu, bê tông nhựa thường được phân thành các
loại:
BTN có cấp phối chặt (dense graded mix); bê tông nhựa chặt có độ rồng
Trang 11BTN có cấp phối gián đoạn (gap graded mix); Đường cong cấp phối cốt
liệu của loại bê tông nhựa này có xu thế gần nằm ngang tại vùng cỡ hạt trung
gian, bê tông nhựa cấp phối gián đoạn thường có độ rỗng dư lớn hơn so với bê
tông nhựa chặt
BTN có cấp phối hở (open graded mix) Đường cong cấp phối loại này có xu thế gần thẳng đứng tại vùng hạt cốt liệu trung gian, gần nằm
ngang và có giá trị gần bằng không (0) tại vùng hạt cốt liệu mịn Loại BTN này có độ rỗng dư lớn do không đủ lượng hạt min lap đầy lỗ rỗng giữa các hạt thô Thường được gọi là BTN rỗng BTN rỗng có độ rỗng dư lớn nhất so với
bê tông nhựa chặt và bê tông nhựa cấp phối gián đoạn Loại bê tông nhựa rỗng làm lớp móng (base course), thường không sử dụng bột khoáng, có độ rỗng dư
từ 7% đến 12%
2.3 Phân loại theo độ rỗng dư
Theo độ rỗng dư, bê tông nhựa thường được phân thành các loại:
BTN chặt, có độ rỗng dư từ 3% - 6%, dùng làm lớp mặt trên và lớp mặt
dưới Trong thành phần hỗn hợp bắt buộc phải có bột khoáng
BTN rỗng, bao gồm các loại BTN có độ rỗng dư có độ rỗng dư từ 7%
đến 12% và chỉ dùng làm lớp móng
2.4 Phân loại theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường
Theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường, bê tông nhựa thường được phân thành các loại:
BTN có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt: sử dụng cho đường ô tô
cấp cao, đường cao tốc Lớp bê tông nhựa này được phủ trên mặt bê tông nhựa, có tác dụng ngăn ngừa hiện tượng văng nước gây ra khi xe chạy với tốc độ cao, tăng khả năng kháng trượt mặt đường và giảm đáng kể tiếng ồn khi xe chạy
BTN có độ nhám cao sử dụng loại bê tông nhựa rỗng, có độ rỗng dư 15-
22%
BTN dùng làm lớp mặt (surface course mixture), bao gồm:
-_BTN dùng làm lớp mặt trên (wearing course mixture): thường sử dụng BTN
chặt
Trang 12BTN dùng làm lớp móng (base course mixture): loại BTN chặt và BTN rỗng đều có thể sử dụng làm lớp móng bê tông nhựa rỗng có giá thành thấp
hơn do không cần sử dụng bột khoáng và hàm lượng nhựa thấp hơn so với bê tông nhựa chặt
BTN cát (sand-asphalt mixture): sử dụng làm lớp mặt tại khu vực có tải trọng xe không lớn, vỉa hè, làn dành cho xe thô sơ Có thể sử dụng để làm 1 lớp bù vênh mỏng trước khi rải lớp bê tông nhựa lên trên Cốt liệu sử dụng cho bê
tông nhựa cát là cát nghiền, cát tự nhiên hoặc hỗn hợp của hai loại cát này Trong phạm vi giáo trình, chỉ giới thiệu giới hạn về bê tông nhựa chặt
3 Vật liệu chế tạo bê tông nhựa:
3.1 Yêu câu chất lượng của các vật liệu chế tạo BTN:
Tất cả các vật liệu sử dụng (đá dăm, cát, bột khoáng , nhựa đường) đều
phải thoả mãn các chỉ tiêu cơ lý theo quy định của Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa
3.1.1 Đá dăm:
Đá dăm còn gọi là cốt liệu thô, hầu hết có kích cỡ nằm trên sàng 4,75
mm; là sản phẩm khoáng nghiền từ đá tảng, sản phẩm thiên nhiên (cuội sỏi) Các chỉ tiêu cơ lý của đá đăm dùng cho bê tông nhựa phải thoả mãn các yêu cầu sau: TT Chỉ tiêu BTN chặt Phương pháp Lop trén| Lớp thinghigm dưới 1 | Giới hạn bên nén của đá gôc, TCVN 7572-10 MPa (lây chứng chỉ từ - Mác ma, biến chất min 100 | min, 80 | "ơi sản xuất đá) - Trầm tích min 80 | min 60 2 | Độ hao mon Los Angeles,% | max 28 | max.35 | TCVN 7572-12 3 | Luong dé mém yêu, phong | max 10 | max 15 hoá (tính theo khối lượng đá TCVN 7572-17 dam), %
4 | Hàm lượng hạt thoi det, % max 15 TCVN 7572-13 5 Ham lượng chung bụi, bùn max 2 TCVN 7572-8
sét %
Trang 13TT Chỉ tiêu BTN chặt Phương pháp Lớp trên Lớp thí nghiệm dưới Hàm lượng sét cục, % max 0.25 Độ dính bám của đá với nhựa min cap 3 TCVN 7572-4 đường, câp độ 3.1.2 Cát:
Cát còn gọi là cốt liệu mịn, có kích cỡ lọt qua sàng 4,75 mm và hầu hết nằm trên sàng 0,075 mm; là sản phẩm khoáng thiên nhiên (cát tự nhiên) hoặc
sản phẩm nghiền từ đá tảng (cát xay) Các chỉ tiêu cơ lý của cát phải thoả mãn các yêu cầu sau:
TT Chỉ tiêu Yêu cầu | Phương pháp thí nghiệm
1 | Mô đun độ lớn (MK) min 2 TCVN 7572-2
Hệ số đương lượng cát (ES), % min 80 2 -_ Cát thiên nhiên AASHTO T176-02 min 50 - Cat xay 3 | Hàm lượng chung bụi bùn sét, % max 3 TCVN 7572-8 Hàm lượng sét cục, % max 0,5 TCVN 7572-8 Độ góc cạnh của cát ( độ rỗng của cát chưa đâm nén), % 3 - BTN chat lam lép mat trén min 43 THCNDN GBEDT -_ BTN chặt làm lớp mặt dưới min 40 3.1.3 Bột khoáng:
Bột khoáng còn gọi là sản phẩm được nghiền từ đá các bô nát (đá vôi can
xit, đolomit), từ xỉ bazơ của lò luyện kim hoặc là xi măng Đá nghiền bột
Trang 14- 0,600 mm 100 - 0,300 mm 95-100 - 0,075 mm 70-100
2 _ | Độ ẩm, % khối lượng max 1,0 TCVN 7572-7
3 | Chi sé déo của bột khoáng| max.4 AASHTO T89, T90 nghiền từ đá các bô nát, % hoặc TCVN 4197-95 ( Bk lọt sàng 0.425mm) 3.1.4 Nhựa đường:
Nhựa đường còn gọi là bi tum, có vai trò như chất kết dính, nhựa đường
dùng để chế tạo bê tông nhựa là loại nhựa đường đặc, gốc dầu mỏ Nhựa đường 60/70 rất thích hợp để chế tạo các loại BTNC và BTNR Yêu cầu nhựa đường
Trang 153.2 Tân suất kiểm tra các vật liệu chế tạo BTN:
Với mỗi đợt nhập vật liệu về cần tiến hành thí nghiệm xác định các chỉ
tiêu cơ lý của đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa đường Đối chiếu với yêu cầu quy
định tại Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường BTN để đánh giá chất
lượng Nếu vật liệu nào đó không đủ chất lượng quy định phải có biện pháp thay thế Trong quá trình chế tạo bê tông nhựa, tần suất kiểm tra vật liệu như sau: TT | Loại vật liệu Chỉ tiêu kiểm tra Tần suất | Vị trí lấy mẫu l - Thành phân hạt ` ki : 2 ngay/lan x an bh Da dim - Ham lugng thoi det hoặc 200m3 Bãi tập kêt - Hàm lượng bụi bùn sét - Thành phân hạt 2 ngay/lan : 2 Cát Bãi tập kêt - Chỉ tiêu ES hoặc 200m3 - Thành phân hạt 2 ngày/lân „
3 Bột khoáng Kho chứa
- Chỉ sô dẻo hoặc 50 tân
‹ - Nhiệt hoá mềm w Thùng nấu
4 Nhựa đường - Độ kim lún 1 ngày/lân ñhga sở Bộ
4 Yêu cầu về chất lượng với hỗn hợp bê tông nhựa
4.1 Cấp phối của hỗn hợp cốt liệu
Đường cong cấp phối của hỗn hợp cốt liệu sau khi phối trộn phải nằm
Trang 16Quy định BTNC 9,5 BTNC 12,5 BTNC 19 BTNC 4,75 1 Cỡ hạt lớn nhất danh định, mm 9,5 12,5 19 4,75 2 Cỡ sàng mắt vuông, mm Lượng lọt qua sàng, % khối lượng 25 - - 100 - 19 - 100 90+100 - 12,5 100 90+100 71+86 - 9,5 90+100 74:89 58+78 100 4,75 55+80 48+71 36+61 80+100 2,36 36+63 30+55 25+45 65+82 1,18 25:45 21:40 17:33 45:65 0,600 17:33 15+31 12:25 30+50 0,300 12:25 11+22 8+17 20+36 0,150 9+17 8+15 6+12 15+25 0,075 6+10 6+10 5+8 8:12
4.2 Các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp bê tông nhựa
Các chỉ tiêu cơ lý của mẫu bê tông nhựa chặt phải đảm bảo các yêu cầu sau:
TT Chỉ tiêu aa TH mad fit
1 | S6 chay dam trén 1 mat mau (dam 2 mặt) 75 2 | D6 én định ở 60C, 40 phút, KN min 8,0 TCVN 8860-1 3 | D6 déo, mm 2-4 4 | D6 ổn định còn lại, % min 75 TCVN 8860-12 5 | D6 réng dư, % 3-6 TCVN 8860-9 Độ rỗng cốt liệu, % min 22 Cỡ hạt danh định lớn nhất 9.5 mm min 15 6 : TCVN 8860-10 Cỡ hạt danh định lớn nhất 12.5 mm min 14 Cỡ hạt danh định lớn nhất 19 mm min 13
4.3 Tân suất kiểm tra:
- Kiểm tra chất lượng vật liệu và hỗn hợp bê tông nhựa tại trạm trộn theo tần
suất quy định như sau:
Trang 17TT | Hạng mục Chỉ tiêu/phương pháp Tần suất lu
Vật liệu tại - | Các phễu
1 các phễu | - Thành phần hạt 1 ngày/lân | nóng (hot nóng bin)
= Thành phần hạt của hỗn hợp Tê xe
` „ -Hàm lượng nhựa - tải hoặc
Công thức | _ Ðộ bền Marshall I ngày/lần | phễu
2 chê tạo hôn hợp BTNC - Độ rông dư A~Ã nhập liệu oe ew
9p - Khối lượng thể tích của máy
- Tỷ trọng lớn nhất BTN 2 ngày/lần | #1!
- Kiểm tra chất lượng bê tông nhựa sau khi thi công tại hiện trường quy định như sau:
- Độ chặt lu lèn (K) của các lớp bê tông nhựa: Yêu cầu không được nhỏ hơn 0,98 Mật độ kiểm tra: 2500 mỶ mặt đường / 1 tổ 3 mẫu khoan
- Thành phần cấp phối cốt liệu, hàm lượng nhựa đường lấy từ mẫu nguyên dạng ở mặt đường tương ứng với lý trình kiểm tra phải thoả mãn công
thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa đã được phê duyệt với sai số nằm trong quy
định Mật độ kiểm tra: 2500 m” mặt đường / 1 mẫu
- Độ ổn định Marshall kiểm tra trên mẫu khoan: Độ ổn định Marshall phải >
75% giá trị độ ổn định quy định tương ứng với loại bê tông nhựa chặt hay rỗng
- Độ dẻo, độ rỗng dư xác định từ mẫu khoan phải nằm trong giới hạn cho phép
4.4 Dung sai cho phép:
Chỉ tiêu Dung sai cho phép (%) 1 Câp phôi hạt côt liệu
- Tương ứng với cỡ hạt lớn nhật 0 ( Dmax) của mỗi loại BTN
Trang 18BÀI 2: CHẾ TẠO MẪU BÊ TÔNG NHỰA THEO PHƯƠNG PHÁP
MARSHALL
I Mục tiêu bài học :
Học xong bài này, người học có khả năng:
-_ Trình bày được ý nghĩa của việc chế tạo mẫu
-_ Sử dụng thành thạo các dụng cụ, thiết bị dùng để chế tạo mẫu bê tông
nhựa theo phương phap Marshall
- Trinh bay được nội dung các bước chế tạo mẫu bê tông nhựa
- _ Thực hiện được các bước chế tạo mẫu bê tông nhựa - _ Thực hiện được công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp II Nội dung bài học:
1 Khái niệm chung:
Việc chế tạo mẫu bê tông nhựa nhằm mục đích kiểm tra các chỉ tiêu chất
lượng hỗn hợp bê tông nhựa được sản xuất đảm bảo đúng theo công thức thiết kế Ngoài ra, chế tạo mẫu là 1 công đoạn trong quá trình thiết kế hỗn hợp bê
tông nhựa, dé xác định các chỉ tiêu đặc tính thể tích của hỗn hợp bê tông nhựa, từ đó tính toán tìm ra hàm lượng nhựa tối ưu
Thông thường, chế tạo theo tổ mẫu, mỗi tổ mẫu bao gồm tối thiểu 3 mẫu
ứng với một loại cấp phối cốt liệu và một hàm lượng nhựa xác định
Trong thiết kế, cần xác định hàm lượng nhựa tối ưu, là Hàm lượng nhựa
được xác định khi thiết kế BTN, ứng với một tỷ lệ phối trộn cốt liệu đã chọn, và
thỏa mãn tất cả các yêu cầu kỹ thuật quy định với cốt liệu và BTN được chỉ ra tại Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường BTN
Trường hợp Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường BTN không
đưa ra khoảng hàm lượng nhựa đường tham khảo, cần thiết phải xác định hàm
lượng nhựa tối ưu dự đoán Có thể xác định hàm lượng nhựa tối ưu dự đoán theo
Trang 19- b là phần trăm cốt liệu lọt sang 2,36mm va nằm trên sàng 0,075mm; đưa vào dưới dạng số nguyên;
-_e là phần trăm cốt liệu lọt sàng 0,075mm; đưa vào dưới dạng số thập
phân 6,25);
- K chọn là 0,15 nếu lượng lọt sàng 0,075mm từ II đến 15%; - K chọn là 0,18 nếu lượng lọt sàng 0,075mm từ 6 đến 10%; - K chọn là 0,20 nếu lượng lọt sàng 0,075mm từ 0 đến 5%;
- F chon giá trị từ 0,2 đến 0,6 phụ thuộc vào độ hấp phụ nhựa đường của cốt liệu thô Cốt liệu có độ hấp phụ nhựa (hoặc độ hấp phụ nước) nhỏ thì chọn
giá trị thấp và ngược lại
2 Dụng cụ thí nghiệm:
Theo phương pháp Marshall, mẫu bê tông nhựa được chế tạo bằng khuôn Marshall tiêu chuẩn hoặc khuôn Marshall cải tiến Trong phạm vi chương trình,
chỉ hướng dẫn theo phương pháp Marshall tiêu chuẩn, các phương pháp khác, tham khảo phần chú thích cuối bài
Các dụng cụ thiết bị cần thiết bao gồm:
Bộ khuôn đúc mẫu gồm các khuôn, dé khuôn và khuôn dẫn Khuôn làm
bằng kim loại hình trụ rỗng có đường kính trong 101,6 mm + 0,2 mm
Búa đầm bằng kim loại, có bề mặt đầm hình tròn, phẳng, có trọng lượng
4536 g +9 g Chiều cao rơi tự do của bia 14 457 mm +2 mm
Bệ đầm hình trụ bằng gỗ kích thước 203 mm x 203 mm x 457 mm được
bịt đầu bằng bản thép kích thước 305 mm x 305 mm x 25 mm Bệ gỗ được neo
thẳng đứng trên sàn bê tông cứng bởi 4 bản thép góc
Bộ gá giữ khuôn đúc được gắn với bệ đầm có tác dụng định vị dé tâm
của khuôn đúc mẫu trùng với tâm của bệ đầm, giữ bộ khuôn đúc mẫu không
dịch chuyển trong quá trình đầm tạo mẫu
Bộ phận nén mẫu gồm hai vành thép mặt trụ tròn bán kính mặt trong tiếp
xúc với mẫu là 50,8mm
Dụng cụ tháo mẫu gồm khung thép, đĩa thép và kích Đĩa thép hình trụ có chiều dày tối thiểu 13 mm, đường kính 100 mm được dùng để truyền lực từ
Trang 20Tủ sấy có bộ phận điều khiển nhiệt độ, có thể duy trì nhiệt độ tới 300°C
Thiết bị trộn BTN: có thể trộn bằng máy hoặc bằng tay với chậu trộn có
dung tích phù hợp để tạo ra hỗn hợp đồng nhất trong khoảng thời gian yêu cầu
Thiết bị gia nhiệt: sử dụng bếp nung, bồn cát, đèn hồng ngoại hoặc các thiết bị phù hợp để cung cấp nhiệt cho chậu trộn nhằm duy trì nhiệt độ của BTN
trong suốt quá trình trộn Trong trường hợp sử dụng bếp nung, cần tránh sự tiếp xúc trực tiếp giữa bếp nung và chậu trộn để không gây quá nhiệt cục bộ
Bé ổn nhiệt: có thể duy trì nhiệt độ của nước trong bề ở 60°C.+1°C
Bể ổn nhiệt có chiều sâu tối thiểu là 150 mm và 230 mm tương ứng khi thí nghiệm mẫu Marshall thông thường và mẫu Marshall cải tiến, bể có giá đỡ mẫu
nằm cách đáy bể 50 mm
Cân 5 kg, độ chính xác 0,1 g dùng để cân vật liệu Chuẩn bị mẫu, cân Cân 10 kg, độ chính xác 1,0 g dùng đề chuẩn bị cốt liệu
Các dụng cụ thông thường khác: Khay dùng để gia nhiệt cho cốt liệu
Dụng cụ chứa nhựa đường nóng: bát sứ, bát thuỷ tính, cốc mỏ, hộp tôn
Bay trộn, thanh gạt
Nhiệt kế có khoảng đo từ 10 đến 200°C
Găng tay chịu nhiệt: dùng để cầm, nắm các thiết bị nóng đến 200°C Găng tay cao su chịu nhiệt: dùng đề lấy mẫu khỏi bể ổn nhiệt
Bút đánh dấu mẫu
Môi múc, thìa: dùng để xúc cốt liệu, BTN
3 Tiến hành chế tạo mẫu:
3.1 Chuẩn bị mẫu
Chuẩn bị cốt liệu
Trang 21- Cân cốt liệu và cân bột khoáng cho từng mẻ trộn, mỗi mẻ đựng trong các khay
riêng Khối lượng mẻ trộn được xác định sao cho mẫu của mẻ trộn sau khi đầm
nén có chiều cao 63,5 mm + 1,3 mm (khối lượng mẻ trộn thông thường là 1200 8)
- Trộn đều hỗn hợp cốt liệu, bột khoáng và gia nhiệt trong lò sấy hoặc bếp nung tới nhiệt độ quy định (160+170°C.)
Chuẩn bị nhựa đường:
- Gia nhiệt sơ bộ nhựa đường đến khi chảy lỏng, cân nhựa đường vào các hộp đựng riêng đủ dùng cho từng mẻ trộn Khối lượng nhựa được xác định ứng với hàm lượng nhựa đã chọn và ính theo % khối lượng hỗn hợp bê tông nhựa
Công thức tính:
- Gia nhiệt cho nhựa đường tới nhiệt độ trộn quy định (150-160 °C.)
3.2 Trộn mẫu
- Trút cốt liệu đã nung nóng vào chảo trộn, dùng bay tạo hồ trũng giữa khối cốt
liệu và trút lượng nhựa đường nóng với khối lượng xác định vào hố trũng, nhanh chóng trộn đều đến khi nhựa đường bao phủ hoàn toàn cốt liệu
- Lưu ý không làm văng cốt liệu ra khỏi chảo trộn trong quá trình trộn Sử dụng
thiết bị gia nhiệt để duy trì nhiệt độ trộn của hỗn hợp, quy dinh 150+155°C
- Mẻ trộn đầu tiên được dùng để tráng các dụng cụ trộn, BTN của mẻ trộn này
được trút bỏ hoặc được tận dụng đúc mẫu với mục đích điều chỉnh khối lượng
mẻ trộn nhằm đạt được chiều cao mẫu quy định Vật liệu dính ở chảo trộn, bay trộn được gạt bỏ bằng thanh gạt hoặc bằng môi, thìa Không dùng giẻ để chùi
hoặc dung dịch rửa đề làm sạch dụng cụ trộn trừ khi thay đổi loại nhựa hoặc kết
thúc quá trình đúc mẫu
- Khuyến khích sử dụng máy trộn mẫu bê tông nhựa chuyên dụng Sử dụng thiết
bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất
3.3 Đúc mẫu
- Lau chùi sạch bề mặt búa đầm, khuôn đúc mẫu Gia nhiệt trong tủ sấy cho búa
đâm và bộ khuôn đúc mẫu tới nhiệt độ 105 °“C + 5°C
- Đặt một miếng giấy lọc hình tròn đường kính 10 em vào trong lòng khuôn đúc
Trang 22- Xọc mạnh bay đã nung nóng 15 lần xung quanh chu vi và 10 lần ở khu vực giữa khuôn chứa BTN
- Dùng bay vun bề mặt hỗn hợp hơi vồng lên ở tâm khuôn Nhiệt độ của hỗn
hợp ngay trước khi đầm nén phải nằm trong giới hạn nhiệt độ đầm tạo mẫu từ
140+145°C
- Đặt một miếng giấy hình tròn đường kính 10 cm vào trong lòng khuôn trên
đỉnh BTN Đặt bộ khuôn đúc chứa mẫu vào bộ gá giữ trên bệ đầm, tiến hành đầm với số cú đầm theo quy định là 75 cú đầm trên một mặt
- Đảo ngược khuôn đầm để mặt trên của mẫu tiếp xúc với đế khuôn Lap lại bộ
khuôn lên gá và đầm tiếp trên mặt còn lại của mẫu với cùng số cú đầm như đã thực hiện ở mặt đối diện của mẫu Sau khi đầm mẫu, để mẫu nguội đến nhiệt độ
trong phòng, dùng dụng cụ tháo mẫu để đẩy mẫu ra khỏi khuôn Đặt mẫu trên
bề mặt phẳng, chắc chắn ở điều kiện nhiệt độ trong phòng ít nhất là 12 h trước
khi thử nghiệm
* CHÚ THÍCH 1: Chế tạo mẫu theo phương pháp Marshall cải tiến
- Dụng cụ và trình tự chế tạo như thông thường, chỉ khác:
+ Khuôn đúc mẫu có đường kính trong 152,4 mm + 0,2 mm;
+ Đĩa tháo mẫu có đường kính 150 mm
+ Trọng lượng búa đầm là 10200 ø, đường kính mặt đầm là 149,4 mm +0,2 mm
+ Mau tiéu chuan cé chiéu cao 95,2 mm Khối lượng mẻ trộn được xác
định sao cho mẫu của mẻ trộn sau khi đầm nén có chiều cao 95,2 mm 2,5 mm Khối lượng mẻ trộn thông thường là 4050 g;
+ Hỗn hợp được đồ vào khuôn đúc làm 2 lượt với khối lượng tương đương nhau, sau mỗi lượt đều dùng bay sọc 15 lần xung quanh chu vi và 10
lần ở khu vực giữa cối để tránh hình thành lỗ rỗng tổ ong;
+ Số cú đầm tăng 1,5 lần so với thử nghiệm Marshall thông thường * CHÚ THÍCH 2: Chế tạo mẫu BTN lấy tại trạm trộn, tại phễu máy rải
- Mỗi tổ mẫu bao gồm tối thiểu 3 mẫu
- Mẫu BTN phải đủ nhiệt độ đầm nén theo quy định BTN không đủ nhiệt độ đầm nén thì phải loại bỏ, không gia nhiệt bổ sung trước khi đầm nén mẫu
Trang 23* CHÚ THÍCH 3: Chế tạo mẫu BTN lấy từ mặt đường cũ - Mỗi tổ mẫu bao gồm tối thiểu 3 mẫu
- Vật liệu BTN mặt đường cũ được gia nhiệt không quá 115°C trong
khoảng thời gian vừa đủ đê có thê làm tơi mâu Loại bỏ những hạt côt liệu bị
cắt, vỡ trong quá trình lây mâu Gia nhiệt cho hôn hợp bê tông nhựa đên nhiệt độ đâm nén theo quy định
- Đầm nén, đúc mẫu như bình thường
* CHÚ THÍCH 4: Chế tạo mẫu BTN lấy từ lõi khoan BTN
- Mỗi tổ mẫu thông thường gồm 3 mẫu được gia công từ mẫu khoan BTN
mặt đường Trường hợp đặc biệt cho phép dùng tối thiểu là 2 mẫu
- Mẫu có dạng hình trụ, hai đáy song song và vuông góc với đường sinh
của mẫu Mẫu phải đảm bảo không bị biến dạng, nứt vỡ
- Bề mặt đáy mẫu khoan phải phẳng, không được dính với các vật liệu khác Trong trường hợp đất đá, BTN lớp dưới mặt đường gắn kết với đáy mẫu
thì sử dụng cưa để loại bỏ chúng
- Đường kính mẫu khoan nằm trong khoảng 99,6 mm đến 101,6 mm - Chiều cao mẫu sau khi gia công nằm trong phạm vi từ 30 mm đến 70
Trang 24BÀI 3: XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG KHÓI VÀ KHÓI LƯỢNG THẺ TÍCH
CUA BE TONG NHUA
I Mục tiêu bài học :
Học xong bài này, người học có khả năng: - Trinh bay dugc ý nghĩa của việc chế tạo mẫu
-_ Sử dụng thành thạo các dụng cụ, thiết bị dùng để xác định tỷ trọng khối và khối lượng thể tích
-_ Trình bày được nội dung các bước xác định tỷ trọng khối và khối lượng
thể tích
- _ Thực hiện được các bước xác định tỷ trọng khối và khối lượng thể tích
- _ Thực hiện được cơng tác an tồn và vệ sinh công nghiệp
Il Nội dung bài học: 1 Khái niệm chung:
Ty trong khối (Bulk Specific Gravity) cua bé tong nhua đã đầm nén là tỷ
số giữa khối lượng của bê tông nhựa đã đầm nén so với khối lượng nước có cùng thể tích ở cùng nhiệt độ
Khối lượng thể tích (Unit Weight) của bê tông nhựa đã đầm nén là khối lượng của một đơn vị thể tích bê tông nhựa đã đầm nén
Xác định tỷ trọng khối và khói lượng thể tích trên mẫu bê tông nhựa được
chế bị trong phòng thử nghiệm theo phương pháp Marshall hoặc khoan tại hiện
trường, từ đó tính toán, xác định độ rỗng dư và độ chặt lu lèn của bê tông nhựa
Có 2 phương pháp xác định:
- Phương pháp A (phương pháp cân trong nước): Xác định khối lượng phần thể tích nước mà mẫu chiếm chỗ thông qua chênh lệch khối lượng mẫu cân trong
nước và mẫu cân trong không khí, xác định khối lượng mẫu khô và tính khối
lượng thể tích của mẫu bê tông nhựa từ các số liệu thu được Phương pháp A dp
dụng với bê tông nhựa có độ rỗng dư < 8,0 % và có độ hút nước không vượt quá hơn 2,0 %
- Phương pháp B (phương pháp đo thể tích mẫu): Đo xác định thẻ tích mẫu bê
tông nhựa bằng thước kẹp, xác định khối lượng mẫu ở trạng thái khô và tính
khối lượng thể tích của mẫu bê tông nhựa từ các số liệu thu được Phương pháp
B áp dụng với bê tông nhựa rỗng có độ rỗng dư > 8,0 %, hoặc bê tông nhựa có
Trang 25Sau đây giới thiệu chỉ tiết Phương pháp A
2 Dụng cụ thí nghiệm:
Cân có độ chính xác 0,1 %;
Bể nước: dùng dé cân mẫu trong nước, bể có vòi chảy tràn để duy trì mực
nước cô định trong quá trình thử nghiệm;
Dây treo và giỏ đựng mẫu cân trong nước: giỏ làm bằng lưới thép chứa mâu BTN và được nhúng ngập hoàn toàn trong bê nước Dây treo là loại dây có đủ độ bên, không thâm nước với đường kính nhỏ nhât có thê đê không ảnh hưở ng tới kết quả thử nghiệm;
Tủ sấy: có thể duy trì nhiệt độ sấy mẫu ở nhiệt độ 1 10+ 5°C Nhiệt kế: độ chính xác 1 °C
3 Trình tự tiến hành: 3.1 Chuẩn bị mẫu
Mẫu thử nghiệm có thể là mẫu đúc Marshall trong phòng thử nghiệm hoặc
mâu khoan tại hiện trường
Mẫu phải đảm bảo không bị biến dạng, nứt vỡ khi lấy ra khỏi khuôn đúc
hoặc khoan từ mặt đường
Bề mặt đáy mẫu khoan không được dính với vật liệu lớp dưới mặt đường
Trong trường hợp đât đá, bê tông nhựa lớp dưới mặt đường găn kêt với đáy mầu
thì sử dụng cưa hoặc dụng cụ phù hợp đê loại bỏ chúng
3.2 Tiến hành thí nghiệm
Sấy mẫu ở nhiệt độ 52°C+ 3°C đến khối lượng không đổi
Để mẫu nguội đến nhiệt độ trong phòng và cân xác định khối lượng mẫu
khô, chính xác đên 0,1 g, ký hiệu là A
Đo nhiệt độ của nước trong bể, ký hiệu là T
Ngâm mẫu ngập trong bể nước trong thời gian 10+ 1 phút
Cân khối lượng mẫu trong nước, chính xác tới 0,1 g, ký hiệu khối lượng mâu cân được là C
Trang 26CHÚ THÍCH :
1) Đối với Mẫu Marshall chế bị trong phòng ở trạng thái khơ hồn tồn thì khơng cần phải sấy mẫu khi xác định khối lượng mẫu khô (A);
2) Có thê gia tăng tốc độ sấy mẫu bằng cách sấy ở nhiệt độ 110+5 °C đến khối
lượng không đổi Khi đó trình tự thử nghiệm sẽ thay đổi, việc xác định khối
lượng mẫu khô (A) được thực hiện cuối cùng sau khi xác định khối lượng mẫu
khô bề mặt (B) và khối lượng mẫu cân trong nước (C) Tuy nhiên, việc sấy mẫu
như vậy sẽ làm thay đổi tính chất, hình dạng của mẫu và mẫu có thể không phù hợp cho việc tái sử dụng đối với các thử nghiệm khác
3.3 Tỉnh toán kết quả
Tỷ trọng khối của bê tông nhựa đã đầm nén (Gi), khong thứ nguyên,
tính chính xác đến 3 chữ số thập phân, theo công thức sau:
K { A ) G„„ =—————x|—— (1+ ATxKs) \(8—C
trong đó:
A là khối lượng mẫu khơ hồn toàn, tính bang gam (g);
B là khối lượng mẫu khô bề mặt, tính bằng gam (g);
C là khối lượng mẫu cân trong nước, tính bằng gam (8);
Ks là hệ số giãn nở nhiệt trung bình của BTN, Ks = 6x10 ml/ml C;
AT =25 - T, với T là nhiệt độ của nước trong bé, °C
K làhệ số điều chỉnh khối lượng riêng của nước, tra Bảng l;
Khối lượng thể tích của mẫu bê tông nhựa đã đầm nén ( Pm›) tính chính
xác đến 0,001 g/cmỶ, theo công thức sa Px =0.997XG,,,
trong đó: 0,997 là khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 25 °C, g/cm’,
Tỷ trọng khối, khối lượng thé tích của bê tông nhựa đã đầm nén đối với
mầu Marshall chê bị trong phòng là kêt quả trung bình của 3 mâu nghiệm, sai số giữa các mẫu thí nghiệm không quá 0,02 g/cm’,
Trang 27Độ hút nước của mẫu bê tông nhựa (W), tính chính xác tới 0,1 %, theo công thức:
trong đó:
A_ là khối lượng mẫu khơ hồn tồn, tính bang gam (g);
B là khối lượng mẫu khô bề mặt, tính bằng gam (g);
Độ hút nước của BTN là giá trị trung bình cộng của hai kết quả thử nghiệm CHÚ THÍCH 1: Bang 1 — Hệ số điều chính khối lượng riêng của nước Nhiệt độ của nước | Hệ sô hiệu chỉnh K | Nhiệt độ của nước | Hệ sô hiệu chỉnh K 15 1,002060 22 1,000728 16 1,001903 23 1,000495 17 1,001734 24 1,000253 18 1,001555 25 1,000000 19 1,001364 26 0,999738 20 1,001162 27 0,999467 21 1,000950 28 0,999187
CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp nhiệt độ của nước trong bể ngâm mẫu nằm trong khoảng 25+1 °C thì tỷ trọng khối của bê tông nhựa đã đầm nén được tính theo công thức rút gọn sau: A
Su°y ổ
CHÚ THÍCH 3:Phương pháp B xác định tỷ trọng khối và khối lượng thể tích Mẫu được xác định khối lượng ở trạng thái khô ( A) tương tự phương pháp A
Thể tích mẫu xác định bằng cách đo: Dùng thước kẹp có độ chính xác 0,1
mm có phạm vi đo phù hợp với kích thước mẫu Do kích thước đẻ tính thể tích
của mẫu, chính xác tới 0,1 mm: đo chiều cao mẫu tại 4 vị trí cung phần tư đường
tròn đáy mẫu, đường kính mẫu được đo trên hai phương vuông góc tại mặt
phẳng vuông góc với thân mẫu tại điểm giữa chiều cao mẫu Tính thẻ tích mẫu
Trang 28Khối lượng thể tích của mẫu bê tông nhựa đã đầm nén (Pa) tính chính
xác đến 0,001 g/cm’, theo céng thie sau: Pmp = A/V
trong đó:
A là khối lượng mẫu khơ hồn tồn, tính bang gam (g); V là thể tích mẫu, tính bằng centimét khối (cm’)
Tỷ trọng khối của bê tông nhựa đã đầm nén (G„„), không thứ nguyên, tính chính xác đên 3 chữ sô thập phân, theo công thức sau:
G„= mù
0,997 trong đó:
Pmb Khối lượng thể tích của mẫu bê tông nhựa đã đầm nén (g/cm)
0,997 là khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 25 °C, g/cm’,
Khối lượng thể tích và Tỷ trọng khối của bê tông nhựa đã đầm nén đối với mẫu Marshall chế bị trong phòng là kết quả trung bình của 3 mẫu nghiệm,
sai số giữa các mẫu thí nghiệm không quá 0,02 g/cmẺ
Trường hợp chỉ có hai trong ba mẫu thí nghiệm thoả mãn điều kiện sai số thì lấy giá trị trung bình của hai mẫu có sai số ít nhất Riêng với mẫu khoan,
Trang 29BAI 4: XAC DINH DO CHAT LU LEN BE TONG NHU'A
I Muc tiéu bai hoc :
Học xong bài này, người học có khả năng: - Trinh bày được ý nghĩa của việc chế tạo mẫu
- Trinh bày được nội dung các bước xác định độ chặt lu lèn của bê tông nhựa
-_ Thực hiện được các bước xác định độ chặt lu lèn của bê tông nhựa
- _ Thực hiện được cơng tác an tồn và vệ sinh công nghiệp II Nội dung bài học:
1 Khái niệm chung:
Độ chặt lu lèn của bê tông nhựa là một trong các chỉ tiêu phục vụ cho việc
kiểm tra chất lượng lu lèn trong quá trình thi công và kiểm tra nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa
Độ chặt lu lèn là tỷ lệ phần trăm của khối lượng thể tích bê tông nhựa được đầm nén trên hiện trường bởi các thiết bị thi công so với khối lượng thể
tích của bê tông nhựa được đầm nén theo phương pháp Marshall tại phòng thí nghiệm
2 Cách xác định:
Độ chặt lu lèn của bê tông nhựa, ký hiệu là K, được xác định chính xác
tới 0,1% theo công thức: HT K=“* x100 Pb trong đó: HT x A ; 3
Pmb là khối lượng thể tích trung bình của tổ mẫu bê tông nhựa sau khi
thi công ở hiện trường, ( g/cm’); mẫu được khoan từ mặt đường theo quy định
pm, là khối lượng thể tích trung bình của tổ mẫu bê tông nhựa đầm
Trang 30BÀI 5: XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG LỚN NHÁT VÀ KHÓI LƯỢNG RIÊNG CỦA BÊ TÔNG NHỰA
1, Mục tiêu bài học :
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trình bày được ý nghĩa của thí nghiệm xác định tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa
- Str dung thành thạo các dụng cụ, thiết bị dùng trong thí nghiệm xác định tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa
- Trinh bày được nội dung các bước thí nghiệm xác định tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa
- _ Thực hiện được các bước xác định tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa
-_ Tính toán chính xác các số liệu thí nghiệm
- _ Thực hiện được công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp
II Nội dung bài học: 1 Khái niệm chung:
Tỷ trọng lớn nhất (Maximum Specific Gravity) của bê tông nhựa ở trạng
thái rời là tỷ số giữa khối lượng của bê tông nhựa ở nhiệt độ 25 °C so với khối
lượng nước có cùng thẻ tích ở cùng nhiệt độ
Tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa của BTN đạt được khi hỗn hợp đó
không có độ rỗng dư (độ rỗng dư bằng 0), do đó tỷ trọng lớn nhất bê tông nhựa
được sử dụng để tính độ rỗng dư của bê tông nhựa đã đầm nén
Nguyên tắc thí nghiệm: Mẫu BTN được sấy khô, làm tơi và đưa vào bình đựng và cân trừ bì để xác định khối lượng Đổ nước có nhiệt độ 25 °C ngập mẫu trong bình, dùng máy hút chân không dé hút không khí bị kẹt trong lỗ rỗng của mẫu bê tông nhựa trong khoảng thời gian 15 phút ở áp suất dưới 30 mmHg Xác định khối lượng nước ứng với phần thẻ tích mẫu BTN chiếm chỗ ở 25 °C Tính toán để xác định tỷ trọng lớn nhất và khối lượng riêng của bê tông nhựa
Khối lượng riêng (Density) của bê tông nhựa là khối lượng của một đơn vị thể tích BTN không chứa lỗ rỗng ở nhiệt độ 25 °C
2 Dụng cụ — Thiết bị thí nghiệm:
Bình đựng mẫu: Bình đựng mẫu có khả năng chịu được áp suất chân
Trang 31tùng kèm theo để duy trì áp suất chân không trong quá trình thí nghiệm (Hình
1) Đầu ống hút chân không thông với bình đựng mẫu có lưới lọc 0,075 mm áp kế / Lu6ng hoi n- ức và không Khí hơi n- ớc và không khí Chân không kế fr Bình đựng ình đựng mẫu Se mẫu i ok ae \ Máyhút Mau bé tong nhua \ Ng chan khong N-ớc "+ : ĐÀ ⁄ cs ¿ Hình 1 - Sơ đồ bố trí dụng cụ thử nghiệm khối lượng riêng của BTN
Thẻ tích bình đựng mẫu sử dụng phụ thuộc vào lượng mẫu nghiệm, thể tích
mâu nghiệm chiêm khoảng từ 0,3 đên 0,5 thê tích bình chứa
Cân: cân có khả năng cân được khối lượng toàn bộ mẫu với độ chính xác
0,1 %
Máy hút chân không: có khả năng tạo áp suất còn lại trong bình đựng mâu thâp hơn 30 mmHg
Bình lọc hơi nước: Sử dụng 03 bình thót cổ có thể tích không dưới 1000
mL nôi kêt giữa bình đựng mâu và bơm hút chân không đê hạn chê hơi nước thâm nhập vào máy hút chân không
Áp kế được gắn với bình đựng mẫu đề đo áp suất trong bình đựng mẫu
Chân không kế: được lắp tại đầu ống hút chân không nối với máy hút để kiêm tra lại giá trị áp suât đọc tại áp kê găn trực tiêp vào bình đựng mau
Nhiệt kế: có độ chính xác là 1 °C
Tú sấy có khả năng điều chỉnh nhiệt độ với độ chính xác tối thiểu là 5 °C
có thê duy trì nhiệt độ sây tới 135 °C
Các dụng cụ thông thường: Khay để sấy mẫu và làm tơi mẫu Giẻ lau
Trang 32Khối lượng mẫu thử tối thiểu được quy định trong Bảng 1
Bảng 1- Khối lượng mẫu tối thiểu Cỡ hạt cốt liệu lớn nhất danh định | Khối lượng mẫu tối thiểu mm P 25,0 4000 19,0 2500 12,5 2000 9,5 1000 4,75 500
Nếu khối lượng mẫu lớn hon sức chứa của bình đựng mẫu thì phải chia mẫu làm nhiều phần có khối lượng xấp xỉ nhau và tiến hành thử nghiệm trên
từng phần Khối lượng riêng của BTN đối với toàn bộ mẫu là giá trị trung bình
của các lần thử nghiệm trên các phần mẫu riêng biệt 3.2 Trình tự tiễn hành
3.2.1 Xác định khối lượng ban đầu của mẫu:
- Sấy khô mẫu trong tủ sấy đến khối lượng không đổi (chênh lệch khối lượng giữa hai lần cân liên tiếp cách nhau 0,5 giờ không chênh quá 0,1 % khối lượng lần cân sau) - Đối với hỗn hợp chế bị trong phòng thử nghiệm, sấy trong tủ tại nhiệt độ 135 °C+5°C trong vòng ít nhất 2 giờ - Đối với mẫu bê tông nhựa sản xuất tại trạm trộn, sấy khô mẫu ở nhiệt độ 105 +5"C
- Làm tơi mẫu bê tông nhựa bằng tay Trong quá trình làm tơi mẫu không làm
cho các hạt cốt liệu bị vỡ, các hạt mịn vón lại có kích cỡ không quá 6,3 mm
- Cho mẫu vào bình đựng, cân trừ bì để xác định khối lượng mẫu bê tông nhựa
thử nghiệm, ký hiệu khối lượng này là (A) 3.2.2 Hút chân không, loại bỏ bọt khí trong mẫu:
- Đổ nước có nhiệt độ xấp xi 25 °C vào bình đựng mẫu cho đến khi ngập hết
Trang 33- Hút dần không khí ra khỏi bình đựng mẫu đến khi áp suất đạt mức thấp hơn 30
mmHg (tot nhat là đạt mức 0 mmHg) Duy trì áp suât thâp trong thời gian 15+ 2 phút
- Lắc bình chứa mẫu liên tục bằng thiết bị cơ khí hoặc lắc bằng tay với chu kỳ 2
phút/lân Bình đựng mâu được đặt trên các bê mặt đàn hồi như cao su trong quá
trình lắc mâu đề tránh các va đập mạnh trong quá trình hút chân không
Lưu ý: Có thể sử dụng từ 5 mL đến 10 mL dung dịch thấm ướt Aerosol OT nồng độ 5.107 % nhỏ vào nước trong bình đựng mẫu để hỗ trợ quá trình loại bỏ không
khí trong mẫu bê tông nhựa khi hút chân không
- Khi hết thời gian hút chân không, mở van cho không khí quay lại bình đựng mâu với tốc độ tăng áp không quá 60 mmHg/s
3.2.3 Xác định khối lượng nước do mẫu bê tông nhựa chiếm chỗ
Cách 1: Cân trong không khí:
- Đồ nước đầy bình đựng mẫu và điều chỉnh nhiệt độ nước trong bình trong
khoảng 25”C+ 1°C
- Cân xác định khối lượng trong khoảng thời gian 10 + 1 phút sau khi kết thúc
quá trình hút chân không Ký hiệu khôi lượng bình đây nước có chứa mâu bê tông nhựa là (E)
- Đồ mẫu ra, rửa sạch và cho nước ở 25 °C vào đầy bình, cân được ( D)
Cách 2: Cân trong nước:
- Treo ngập bình chứa mẫu trong nước của cân thủy tĩnh, ngâm mẫu trong
khoảng thời gian 10 + 1 phút, ở nhiệt độ 25 + 1 °C
- Cân trong nước, xác định khối lượng của bình chứa mẫu + nước, được (E) - Đỗ mẫu ra, rửa sạch cân trong nước bình rong ( thực ra là bình chứa đầy nước), được (D)
3.3 Tính toán kết quả
3.3.1 Tính tỷ trọng mẫu bê tông nhựa
- Đối với mẫu bê tông nhựa không hút nước, tỷ trọng lớn nhất của bê tông nhựa
Trang 34A
A+D-E
trong đó:
A là khối lượng mẫu BTN khô, tinh bang gam (g);
D là khối lượng bình không chứa mẫu đỗ đầy nước ở 25 °C, (g); E là khối lượng bình có chứa mẫu đồ đầy nước ở 25°C, (g);
- Đối với mẫu hút nước, G„„ tính theo công thức sau:
A
Gmmề ————
M+D-E
trong đó M là khối lượng mẫu BTN ở trạng thái khô gió bề mặt, (g);
- Kiểm tra BTN có hút nước trong quá trình thí nghiệm hay không bằng cách đập vỡ vài hạt cốt liệu lớn sau quá trình hút chân không và quan sát trạng thái
khô âm trên mặt vỡ của hạt cốt liệu Nếu hiện tượng hút nước xảy ra, tiến hành làm khô gió bề mặt mẫu bằng quạt điện cho đến khi chênh khối lượng giữa hai
lần cân mẫu cách nhau 15 phút < 0,05%, khi đó mẫu được coi là ở trạng thái khô
gió bề mặt
-_ Kết quả thử tỷ trọng lớn nhất của BTN ở trạng thái rời là giá trị trung bình cộng số học của kết quả của hai mẫu thử Nếu kết quả giữa hai mẫu chênh nhau
lớn hơn 0,011 g/cmỶ cần tiến hành thử lại với mẫu thứ ba Kết quả thử là trung
bình cộng của hai giá trị gần nhau nhất
3.3.2 Tính khối lượng riêng bê tông nhựa
Khối lượng riêng của mẫu BTN, tính bằng gam trên centimét khối (g/cm)),
chính xác đến 0,001 g/cmỶ, theo công thức sau:
Pinm= 0,997XG rim
Trang 35BÀI 6 XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG CỦA CÓT LIỆU KHOÁNG TRONG BE TONG NHUA
I Mục tiêu bài học :
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trinh bày được ý nghĩa của thí nghiệm xác định tỷ trọng của các loại cốt liệu khống trong bê tơng nhựa
-_ Trình bày được nội dung các bước thí nghiệm xác định tỷ trọng của các
loại cốt liệu khoáng trong bê tông nhựa
-_ Thực hiện được các bước xác định tỷ trọng của các loại cốt liệu khoáng
trong bê tông nhựa
- _ Thực hiện được công tác an tồn và vệ sinh cơng nghiệp
Il Nội dung bài học: 1 Khái niệm chung:
Cốt liệu khống trong bê tơng nhựa bao gồm: Cốt liệu thô ( đá dăm), cốt
liệu mịn ( cát ) và bột khoáng
Thí nghiệm xác định tỷ trọng của cốt liệu khoáng sẽ đưa ra các kết quả ứng với 3 loại tỷ trọng và độ hấp phụ nước, dùng để tính toán các chỉ tiêu đặc tính thể tích của hỗn hợp bê tông nhựa:
- Tỷ trong khéi (Bulk Specific Gravity); chi tiéu nay sẽ được sử dụng để tính tỷ
trọng khối của hỗn hợp cốt liệu Đối với bột khoáng, do khó có thể xác định
chính xác được tỷ trọng khối nên sử dụng tỷ trọng biểu kiến thay cho tỷ trọng
khối, việc thay thế này không làm sai lệch đáng kể kết quả tính toán
- Ty trọng khối (bão hòa-khô bề mặt) ( Bulk Specific Gravity-saturated surface-
dry SSD);
- Ty trọng biểu kiến (Apperent Specifc Gravity); chỉ tiêu này được sử dụng để tính tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp cốt liệu
-_ Độ hấp phụ nước (Absorption), chỉ tiêu này là cơ sở dự đoán lượng hấp phụ nhựa (nhiều tài liệu khuyến nghị độ hấp phụ nhựa của cốt liệu xấp xi bang 0,5
độ hấp phụ nước của cốt liệu)
Các thí nghiệm xác định tỷ trọng của cốt liệu khoáng, thường được làm
trước khi đúc mẫu
Trang 36- Từ mẫu ban đầu, rút gọn lấy khoảng 5 kg đá dăm để chuẩn bị 2 mẫu đẻ thử
song song
- Sàng loại bỏ cỡ hạt nhỏ hơn 4.75 mm và ngâm mẫu trong các thùng ngâm mẫu trong khoảng 24 giờ Trong thời gian đầu ngâm mẫu, cứ khoảng từ 1 giờ
đến 2 giờ khuấy nhẹ đá dăm một lần để loại bọt khí bám trên bề mặt hạt đá dăm
- Vớt mẫu, dùng khăn bông lau khô mặt ngoài của cdc hat da dim Can mau va
ghi giá trị khối lượng mẫu bão hòa nước, khô bề mặt là (B)
- Ngay khi cân mẫu xong, đưa mẫu vào giỏ chứa của cân thuỷ tĩnh Lưu ý:
+ mức nước khi chưa đưa mẫu và sau khi đưa mẫu vào giỏ phải bằng nhau,
không có bọt khí bám trên bề mặt đá dăm
+ nhiệt độ nước khoảng 23 độ C
- Cân mẫu trong môi trường nước bằng cân thuỷ tĩnh Ghi được giá trị khối
lượng mẫu bão hòa, cân trong nước là (C)
- Vớt mẫu và sấy mẫu đến khối lượng không đổi Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút âm Cân, ghi được khối lượng mẫu khơ hồn toàn là (A) - Tính kết qua:
+ Kết quả được tính từ giá trị trung bình của 2 lần thí nghiệm, sai số giữa 2 lần
thí nghiệm của các loại tỷ trọng <0,009
+ Tỷ trọng khối: tính chính xác tới 0,001 theo công thức:
G, = A/(B-C) (a: aggregate, b: bulk) + Tỷ trọng khối ở trạng thái bão hoà nước: tính chính xác tới 0,001 theo công thức: Gapssp = B / (B 7 C) + Ty trong biéu kién: tinh chinh xac tdi 0,001 theo công thức: Gia = A/(A-C) + Độ hấp phụ nước : W = (B - A)/ A, chính xác tới 0,1 % 2.2 Xác định tỷ trọng cát
Lấy khoảng 1,5 kg cát để chuẩn bị 2 mẫu để thử song song
- Các mẫu cốt liệu sau khi lấy được ngâm trong các thùng ngâm mẫu trong 15-17 giờ Trong thời gian đầu ngâm mẫu, cứ khoảng từ 1 giờ đến 2 giờ
khuấy nhẹ cốt liệu một lần để loại bọt khí bám trên bề mặt hạt cốt liệu
Trang 37+ Nhẹ nhàng gạn nước ra khỏi thùng ngâm mẫu Rải cốt liệu nhỏ lên khay thành một lớp mỏng và để cốt liệu khô tự nhiên ngồi khơng khí Chú ý không
để trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời Có thể đặt khay mẫu dưới quạt nhẹ hoặc
dùng máy sấy cầm tay sấy nhẹ, kết hợp đảo đều mẫu
+ Kiểm tra tình trạng ẩm của cốt liệu bằng côn thử và que chọc theo quy trình sau: Đặt côn thử trên nền phẳng, nhẫn Đồ đầy cốt liệu qua phễu vào côn thử, dùng que chọc đầm nhẹ 25 lần từ chiều cao không quá 5mm Không đỗ đầy
thêm cốt liệu vào côn Nhấc nhẹ côn lên
và so sánh hình đáng của khối cốt liệu với dạng chuẩn khi đạt đến trạng thái
bão hoà nước khô bề mặt Lặp lại các
thao tác kiểm tra, kết hợp làm khô đến
khi đạt yêu cầu
- Lấy khoảng 500 g mẫu ở trạng thái bão hòa, khô bề mặt, cân và ghi khối
lượng được (S)
- Dé mau toàn bộ mẫu đã cân vào bình KLR 500ml Đỗ thêm nước, xoay
và lắc đều bình đề bọt khí không còn đọng lại (Thường mất 15-20 phút) - Đổ tiếp nước đến vạch 500 Giữ bình ở nhiệt độ nhiệt độ khoảng 23 độ C
Dùng khăn lau khơ bề mặt ngồi của bình, cân bình + mẫu + nước, ghi lai
khối lượng (C)
- Đổ nước và mẫu trong bình ra để lấy mẫu đi sấy khô đến khối lượng
không đổi, cân khi mẫu khuội, ghi lại khối lượng (A)
- Dé day nước ở nhiệt độ khoảng 23 độ C vào bình, đến vạch 500, lau khơ
mặt ngồi bình thử Cân và ghi lại khối lượng bình + nước, ghi lại khối
lượng (B) - Tinh kết quả:
+ Kết quả được tính từ giá trị trung bình của 2 lần thí nghiệm, sai số giữa 2 lần
thí nghiệm của các loại tỷ trọng <0,01
+ Tỷ trọng khối: tính chính xác tới 0,01 g/cmỶ theo công thức:
G;=A/(B+S—C) ( s: sand, b: bulk) + Tỷ trọng khối ở trạng thái bão hoà nước: tính chính xác tới 0,01 theo công
thức:
Gpssp = S /(B +S—C)
Trang 38+ Tỷ trọng biểu kiến: tính chính xác tới 0,01 theo công thức:
Gy = A/(B+A-C)
+ Độ hấp phụ nước : W = (S - A)/ A, chính xác tới 0,1 %
2.3 Xác định tỷ trọng bột khống
- Sấy khơ bột khống đến khối lượng khơng đổi
- Lấy 2 mẫu, mỗi mẫu khoảng 20 g để làm thí nghiệm khối lượng riêng, ghi
chính xác khối lượng (A)
- Đồ nước cất vào bình tỷ trọng (1/3 - 1⁄4 V bình), lắc đều
- Đặt vào bếp cát, đun sôi trong 30 phút
- Nhấc bình ra khỏi bếp cát Đỗ nước cất (đã đun sôi) đến cổ bình, lúc này ta được mẫu bên trong bình gọi là huyền phù
- Để nguội đến nhiệt độ phòng rồi đo nhiệt độ huyền phù trong bình, chính xác đến 0.5 độC
- Bồ sung thêm nước cất ở cùng nhiệt độ đã đo được ( nước bị hao hụt khi đo
nhiệt độ) rồi đậy nút Chú ý kiểm tra xem còn bọt khí không ( nghiêng bình để
kiểm tra), nếu còn bọt khí thì tháo nút và bổ sung nước và đóng nút
- Lau khô bình ( tránh hút nước theo ống mao dẫn)
- Cân để xác định khối lượng của bình chứa huyền phù, ghi giá trị khối lượng
được (C)
- Đỗ huyền phù ra, và rửa sạch bình, cho nước cất ở cùng nhiệt độ vào bình để
xác định khối lượng của bình chứa nước cất (như đã làm đối với huyền phù), ghi được giá trị khối lượng ( B)
- Công thức tính
G„=A/(B+A-—-C) * Lưu ý:
- Trong công thức tính tỷ trọng khối, A là khối lượng mẫu khơ hồn tồn, nhưng
trong q trình thí nghiệm cần phải cho toàn bộ A vào bình tỷ trọng, để dễ đàng
hơn, ta cân bình tỷ trọng khô, sạch sau đó cho mẫu vào đến khối lượng quy định
- Cách xác định tỷ trọng bột khoáng bằng dầu hỏa
- Say khô bình tỷ trọng ( loại 100cmỶ hay 250cm”), bột khoáng
- Lấy khoảng 20 g bột khoáng chất, cân chính xác chính xác đến 0,01g
Trang 39- Đổ dau đã lọc và đã được giữ ở nhiệt độ 20°C+2°C, trong 30 phút vào bình đến ngang vạch định mức (sao cho ngầm dưới của mặt thoáng lồi của
dầu ngang với vạch trên bình)
- Cân khối lượng của bình có chứa dầu, được (B)
- Để bớt khoảng 1/3 lượng dầu ra khỏi bình rồi cho bột khoáng chất đã chuẩn bị sẵn đồ vào bình
- Đặt bình trong máy hút chân không, mở máy và giữ l giờ ở áp luc du
không lớn hơn 15 mm thuỷ ngân đề hút hết không khí còn lẫn trong bình
- Sau đó lấy bình ra, đỗ thêm dầu đã lọc đến ngang vạch định mức và để
nguyên trong 30 phút ở nhiệt độ 20%C+2°C
- Kiểm tra lại để đảm bảo ngắn dầu ở đúng ngang vạch định mức rồi đem
cân khối lượng bình có chứa bột khoáng và dầu, được (C) - Công thức tính
G„=A/(B+A-—C)
- Tỷ trọng là đại lượng không thứ nguyên, để xác định được khối lượng riêng
Trang 40BÀI 7 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU ĐẶC TÍNH THÊ TÍCH
CUA BE TONG NHUA
I Mục tiêu bài học :
Học xong bài này, người học có khả năng:
- Trình bày được ý nghĩa của thí nghiệm xác định tỷ trọng của các loại cốt liệu khoáng trong bê tông nhựa
-_ Trình bày được nội dung các bước thí nghiệm xác định tỷ trọng của các
loại cốt liệu khoáng trong bê tông nhựa
-_ Thực hiện được các bước xác định tỷ trọng của các loại cốt liệu khống trong bê tơng nhựa
- _ Thực hiện được cơng tác an tồn và vệ sinh công nghiệp
II Nội dung bài học:
1 Xác định độ rỗng dư:
1.1 Định nghĩa:
Độ rong du (Con duge goi tắt là độ rỗng) là thể tích của các lỗ rỗng chứa không khí giữa các hạt cốt liệu bọc nhựa trong hỗn hợp bê tông nhựa đã đầm nén Độ rong dư của bê tông nhựa (BTN) đã đầm nén là một trong các chỉ tiêu phục vụ cho việc thiết kế hỗn hợp BTN, kiểm tra nghiệm thu mặt đường BTN
1.2 Công thức tính:
Độ rỗng dư được biểu thị bằng phần trăm (%) của thể tích mẫu hỗn hợp
bê tông nhựa đã đầm nén, ký hiệu là Va, được xác định chính xác tới 0,1 % theo
công thức sau:
V, =100 (==)
trong đó:
Grm là tỷ trọng lớn nhất của BTN ở trạng thái rời , không thứ nguyên; Gy» la tỷ trọng khối của BTN đã đầm nén, không thứ nguyên