BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PAGE BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG NHỰA RỖNG CHO ĐƯỜNG Ô TÔ CẤP CAO VÀ ĐƯỜNG CAO TỐC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG NHỰA RỖNG CHO ĐƯỜNG Ô TÔ CẤP CAO VÀ ĐƯỜNG CAO TỐC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ THÀNH PHỐ Mã số 60 58 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG NHỰA RỖNG CHO ĐƯỜNG Ô TÔ CẤP CAO VÀ ĐƯỜNG CAO TỐC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG NHỰA RỖNG CHO ĐƯỜNG Ô TÔ CẤP CAO VÀ ĐƯỜNG CAO TỐC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ & THÀNH PHỐ Mã số: 60.58.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.VŨ ĐỨC CHÍNH HÀ NỘI - 2013 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, nhận giúp đỡ q Thầy cơ, gia đình bạn bè Tơi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Vũ Đức Chính - Phó Viện trưởng Viện Khoa học Cơng nghệ GTVT tận tình hướng dẫn tơi thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn ThS NCS Nguyễn Văn Thành - Giám đốc Phịng thí nghiệm trọng điểm đường I - Viện Khoa học Công nghệ GTVT-Người có nhiều kiến thức lĩnh vực nghiên cứu này- tạo điều kiện giúp đỡ nhiều suốt trình thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Thầy giáo, Cô giáo Bộ môn đường - Trường đại học GTVT, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Phịng Thí nghiệm trọng điểm đường I thuộc Viện Khoa học Công nghệ GTVT giúp trình thực luận văn Xin gởi lời biết ơn chân thành đến quý Thầy, Cô giáo Hội đồng chấm luận văn Thạc sỹ đọc, nhận xét đóng góp ý kiến quý báu luận văn Trong khuôn khổ luận văn Thạc sĩ, luận văn khơng tránh khỏi có thiếu sót, tơi kính mong nhận ý kiến nhận xét Thầy, Cô giáo Học viên: Trần Trung Dũng MỤC LỤC TT Nội dung Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ BÊ 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 TƠNG NHỰA RỖNG Khái niệm, tính bê tơng nhựa rỗng Khái niệm bê tơng nhựa rỗng Tính bê tơng nhựa rỗng Tình hình nghiên cứu áp dụng bê tông nhựa rỗng 3 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 giới Sự cần thiết phát triển bê tơng nhựa rỗng Tình hình nghiên cứu áp dụng bê tơng nhựa Mỹ Tình hình nghiên cứu bê tơng nhựa rỗng Châu Âu Tình hình nghiên cứu bê tơng nhựa rỗng Nhật Bản Tình hình nghiên cứu áp dụng bê tơng nhựa rỗng Trung 10 13 15 1.3 Quốc Tình hình nghiên cứu áp dụng bê tơng nhựa rỗng 16 1.3.1 Việt Nam Thí điểm bê tơng nhựa rỗng đường Bắc Thăng Long- 16 Nội Bài Hợp tác nghiên cứu bê tông nhựa rỗng với Nhật Bản Sự cần thiết nghiên cứu đề tài CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT 17 18 20 2.1 2.2 2.2.1 CỦA VẬT LIỆU BÊ TÔNG NHỰA RỖNG Đặt vấn đề Nghiên cứu cấp phối cốt liệu bê tông nhựa rỗng Cấp phối cốt liệu BTNR Mỹ 20 20 20 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 Cấp phối cốt liệu BTNR Châu Âu Cấp phối bê tông nhựa rỗng Nhật Bản Kiến nghị sử dụng cấp phối BTNR áp dụng cho Đề tài Nghiên cứu tiêu chất lượng cốt liệu cho BTNR Yêu cầu kỹ thuật cốt liệu BTNR Mỹ Yêu cầu kỹ thuật cốt liệu bê tông nhựa rỗng Châu Âu Yêu cầu kỹ thuật cốt liệu bê tông nhựa rỗng Nhật Bản Đề xuất yêu cầu kỹ thuật cốt liệu cho BTNR cho Đề tài Nghiên cứu yêu cầu kỹ thuật nhựa đường cho BTNR Yêu cầu kỹ thuật nhựa đường Mỹ 25 31 32 32 32 33 35 35 37 37 1.3.2 1.4 Lớp bên (Rỗng & thấm (Không thấmnước) nước) (Không thấm nước) TT 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.5 Nội dung Yêu cầu kỹ thuật nhựa đường Châu Âu Yêu cầu kỹ thuật nhựa đường Nhật Đề xuất yêu cầu kỹ thuật nhựa đường cho BTNR Nhận xét CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THIẾT Trang 38 40 40 42 43 3.1 KẾ HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA RỖNG Phân tích phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR 43 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 giới Đặt vấn đề Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Mỹ Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Châu Âu Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Nhật Bản Nhận xét, đánh giá phương pháp thiết kế bê tông 43 43 44 45 46 3.2.1 3.2.2 3.2.3 nhựa rỗng giới Nhận xét Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Mỹ Nhận xét Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Châu Âu Nhận xét Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Nhật 46 46 47 Bản 3.3 Lựa chọn đề xuất phương pháp thiết kế hỗn hợp 48 3.3.1 BTNR Tiêu chí lựa chọn phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR phù 48 hợp Đề xuất phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNR Nhận xét CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BÊ 52 52 54 TƠNG NHỰA RỖNG TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Đặt vấn đề Các yêu cầu kỹ thuật vật liệu áp dụng cho BTNR Yêu cầu thiết kế hỗn hợp cho BTNR Thí nghiệm kiểm tra vật liệu Khối lượng mẫu thí nghiệm Kết thí nghiệm vật liệu Kết thiết kế hỗn hợp BTNR Khối lượng mẫu thí nghiệm Kết thí nghiệm, thiết kế hỗn hợp BTNR 12.5 Kết thí nghiệm, thiết kế hỗn hợp BTNR 20 Nhận xét KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 54 55 56 56 57 61 61 62 65 68 70 72 3.3.2 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Những năm vừa qua tương lai, thực sách đổi mới, Việt Nam tập trung đầu tư mạnh mẽ cho sở hạ tầng giao thông Nhiều công trình, tuyến đường cấp cao, đường cao tốc xây dựng nâng cấp theo hướng cơng nghiệp hố đại hố Các tuyến đường cao tốc năm gần xây dựng, cụ thể như: Đường cao tốc TP Hồ Chí Minh-Trung Lương, đường cao tốc láng-Hòa Lạc, đường cao tốc Cầu Giẽ-Ninh Bình Các tuyến đường cao tốc xây dựng kể đến là: đường cao tốc Hà Nội-Lào Cai, đường cao tốc Hà Nội-Hải Phòng, đường cao tốc Long Thành-Đầu Dây Để giải vấn đề cải thiện độ nhám, tăng sức kháng trượt mặt đường ô tô cấp cao, đường cao tốc, giới Việt nam nghiên cứu áp dụng loại mặt đường lớp phủ siêu mỏng có độ nhám cao VTO (Very Thin Overlay), Novachip Tuy nhiên, giải pháp có hạn chế việc cải thiện đô nhám, sức kháng trượt không lớn (so với bê tơng nhựa rỗng), ngồi ra, lớp bê tông nhựa tạo nhám mỏng (1-2 cm) nên không xem xét vai trị lớp tính tốn chiều dày lớp kết cấu áo đường Giải pháp tăng độ nhám, sức kháng trượt có hiệu bê tơng nhựa rỗng có độ nhám cao số nước giới người ta tiến hành nghiên cứu áp dụng, có ưu điểm vừa nâng cao độ nhám sức kháng trượt đảm bảo an toàn cho xe chạy với tốc độ cao, vừa tham gia chịu lực kết cấu áo đường, phù hợp với đường ô tô cấp cao, đường cao tốc Mặt đường bê tơng nhựa rỗng cịn gọi mặt đường thoát nước mặt đường giảm tiếng ồn Do độ rỗng lớp bê tông nhựa rỗng lớn (xấp xỉ 20%) có ưu điểm như: Giảm bắn nước bụi nước, trượt mặt đường ướt Giảm phản chiếu ánh sáng độ chói đèn pha Giảm tiếng ồn xe chạy Tăng sức kháng trượt 2 Hạn chế vệt hằn lún bánh xe Ở Việt Nam, việc nghiên cứu áp dụng kết cấu mặt đường bê tơng nhựa rỗng cịn hạn chế, chưa có nghiên cứu sâu dạng kết cấu Đến có cơng trình thử nghiệm bê tong nhựa rỗng (được gọi lớp nước-OGDM) theo cơng nghệ Hãng ESSO vào năm 1994, sử dụng nhựa cải thiện ESSO đường Bắc Thăng Long-Nội Bài với chiều dài 500 m Viện Khoa học Công nghệ GTVT với Hãng ESSO nghiên cứu chế tạo, giám sát thi công đánh giá chất lượng lớp phủ Đến chất lượng lớp phủ bê tơng nhựa rỗng cịn tốt Đầu năm 2012, Công ty Taiyu Kensetsu Co., Ltd-Nhật Bản trình với Bộ GTVT để mang cơng nghệ BTNR vào Việt Nam Theo nhiệm vụ Bộ GTVT giao, Viện Khoa học Cơng nghệ GTVT (trực tiếp Phịng thí nghiệm Trọng điểm đường 1) tiến hành đánh giá chất lượng BTNR theo công nghệ Nhật Bản Với ưu điểm nêu bê tông nhựa rỗng, việc nghiên cứu ứng dụng bê tông nhựa rỗng dùng cho đường ô tô cấp cao đường cao tốc Việt Nam cần thiết, hệ thống đường cao tốc phát triển mạnh Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu đề tài Qua kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phịng, phân tích đặc thù bê tông nhựa rỗng, thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa rỗng phù hợp làm sở nghiên cứu áp dụng bê tông nhựa rỗng để áp dụng cho đường ô tô cấp cao, đường cao tốc Việt Nam tương lai gần Kết cấu luận văn Nội dung luận văn gồm chương sau: Mở đầu Chương Nghiên cứu tổng quan bê tông nhựa rỗng Chương Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật vật liệu bê tông nhựa rỗng Chương Nghiên cứu phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa rỗng Chương Nghiên cứu thực nghiệm phòng bê tông nhựa rỗng Kết luận kiến nghị CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHỰA RỖNG 1.1 Khái niệm, tính bê tơng nhựa rỗng 1.1.1 Khái niệm bê tông nhựa rỗng ... nêu bê tông nhựa rỗng, việc nghiên cứu ứng dụng bê tông nhựa rỗng dùng cho đường ô tô cấp cao đường cao tốc Việt Nam cần thiết, hệ thống đường cao tốc phát triển mạnh Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG NHỰA RỖNG CHO ĐƯỜNG Ô TÔ CẤP CAO VÀ ĐƯỜNG CAO TỐC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ & THÀNH... đề tài Qua kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phịng, phân tích đặc thù bê tông nhựa rỗng, thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa rỗng phù hợp làm sở nghiên cứu áp dụng bê tông nhựa rỗng để áp dụng cho