quy trình thiết kế hỗn hợp BTN trong phòng thí nghiệm và tại trạm trộn

B GIAO THÔNG V N T I VI N KHOA H C VẨ CỌNG NGH GTVT Qui trình thi t k h n h p BTN phịng thí nghi m t i tr m tr n ThS.NCS Bùi Ngọc Hưng Trưởng phòng KHCN, TC HTQTViện Khoa học Công nghệ GTVT Hà N i, 7/2014 N i dung VAI TRọ C A L P BTN TRONG K T C U M T Đ NG C U T O VẨ PHÂN LO I BÊ TỌNG NH A H H NG M T Đ NG BTN T I VI T NAM CÁC TIÊU CHU N K THU T LIÊN QUAN QU N Lụ CH T L THỌNG TH NG THI CỌNG M T Đ NG BTN NG THI T K H N H P BÊ TỌNG NH A THI T K VẨ THI CỌNG M T Đ TUY N Đ NG BTN NịNG ĐỐI V I NG Ọ TỌ Cị QUI MỌ GIAO THỌNG L N VAI TRÕ C A L P BTN TRONG K T C U M T Đ NG C ut oc ak tc um tđ (KÕt cấu tổng thể mặt đ- ờng) (Subgrade) Lớp đáy móng (Capping layer) Kết cấu áo đ- ờng Lớp móng d- ới (Sub-base) (Pavement structure) Lớp mặt (Surfacing) áo đ- ờng (hay kết cấu áo đ- ờng) Tầng mặt Lớp móng (Base) Khu vực tác dụng 80-100 cm Lớp tạo nhám (nếu có) Tầng móng Lp bờ tụng nhựa ng mềm C U T O VÀ PHÂN LO I BÊ TÔNG NH A C ut o Là h n hợp bao gồm cốt liệu khoáng chất chất liên kết nhựa đường phối hợp vi theo t l hp lý Đá dăm Cát Hỗn hợp cốt liệu Nhựa đ- ờng Bê tông nhựa Bét kho¸ng C U T O VÀ PHÂN LO I BÊ TÔNG NH A Phân lo i bê tông nh a Bê tông nhựa chặt, r i nóng: Là lo i phổ biến giới Việt Nam, thường dùng làm lớp mặt, đ r ng dư từ 3-6%, nhiệt đ r i 120oC:  Sử dụng nhựa đặc thông thường (TCVN 8819:2011)  Sử dụng nhựa polime (22TCN 356-06 chuyển đổi sang TCVN) phụ gia biến tính (SBS, EVA,…) Bê tơng nhựa r ng: Thường dùng làm lớp móng, đ r ng dư từ 7-12% (TCVN 8819:2011) Bê tông nhựa t o nhám: Thường dùng để t o nhám thoát nước nhanh đường cấp cao cao tốc, có đ r ng dư đến 15-20%: Novachip, lớp phủ mỏng bê tơng nhựa có đ nhám cao (22 TCN 345-06),… C U T O VÀ PHÂN LO I BÊ TÔNG NH A Stone Mastic Asphalt (SMA): SMA m t h n hợp đá nhựa gồm cốt liệu khống có cấp phối gián đo n nhựa thông thường nhựa c i thiện làm chất dính kết, kết hợp thêm phụ gia ổn định Đ r ng dư từ 3-6% Dùng cho mặt đường lưu lượng lớn, t i trọng nặng, t o nhám, kháng VHLBX lớp phủ mặt cầu Bê tông nh a ch t Stone Mastic Asphalt C U T O VÀ PHÂN LO I BÊ TÔNG NH A Gussaphalt: Là h n hợp cốt liệu, b t khống chất liên kết thi cơng nhiệt đ từ 200-250oC không cần lu lèn Đ r ng dư thấp kín nước nên thường thích hợp làm lớp phủ mặt cầu (đặc biệt cầu thép) Thi công Gussaphalt C U T O VÀ PHÂN LO I BÊ TÔNG NH A Bê tông nhựa r i ấm: Nhiệt đ r i từ 90-110oC Sử dụng cho đường cấp thấp tu b o dưỡng Bê tông nhựa r i ngu i: Thường tr n với nhũ tương nhựa pha dầu Sử dụng cho đường cấp thấp tu b o dưỡng Bê tông nhựa tái chế:  Tái chế nóng: T i tr m tr n trường  Tái chế ngu i: H H NG M T Đ NG BTN T I VI T NAM Đánh giá hư hỏng HLVBX • Vệt hằn lún bánh xe (VHLBX) tượng bề mặt mặt đường bị lún xuống theo phương dọc t i vệt bánh xe mặt đường • Trên giới: VHLBX tượng phổ biến mặt đường bê tông nhựa Ć nhiều kết qu nghiên ću ch̉ nguyên nhân VHLBX v̀ ć nhiều gi i pháp thực để kh́c phục VHLBX • T i Việt Nam năm gần tượng x y phổ biến m t số tuyến đường trục Tuy nhiên, việc nghiên ću đánh giá nguyên nhân v̀ gi i pháp kh́c phục VHLBX ch̉ bước đầu • Việc nghiên ću xác định nguyên nhân v̀ đưa gi i pháp kh́c phục VHLBX l̀ cần thiết H H NG M T Đ NG BTN T I VI T NAM  Qu c ỏ 1A  Khu IV: 70km/620Km chiếm 13%  Khu V: 90Km/593Km chiếm 15%  Hằn lún từ 7-15cm chiếm > 2% ≈ 6cm 10 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A Yêu c u đo n thi cơng thử : • Ph i tiến hành thi công thử m t đo n để kiểm tra xác định công nghệ thi công làm sở áp dụng cho thi công đ i trà Đo n thi cơng thử ph i có chiều dài tối thiểu 100 m, chiều r ng tối thiểu vệt máy r i Đo n thi công thử chọn cơng trình s̃ thi cơng đ i trà cơng trình có tính chất tương tự • Số liệu thu sau r i thử s̃ sở để ch̉nh sửa chấp thu n để thi công đ i trà Các số liệu chấp thu n bao gồm:  Công th́c chế t o h n hợp bê tông nhựa  Phương án công nghệ thi cơng • Nếu đo n thi cơng thử chưa đ t chất lượng yêu cầu ph i làm m t đo n thử khác, đ t chất lượng yêu cầu 76 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A Chu n b m t bằng: • Làm s ch bụi bẩn v t liệu khơng thích hợp • Tưới v t liệu thấm bám: tưới mặt lớp móng khơng dùng nhựa (cấp phối đá dăm, cấp phối đá gia cố xi măng ), tuỳ thu c tr ng thái bề mặt (kín hay hở) mà tưới v t liệu thấm bám với tỷ lệ từ 0,5 lít/m2 đến 1,3 lít/m2 Dùng nhựa lỏng đơng đặc vừa MC30, MC70 để tưới thấm bám • Tưới v t liệu dính bám: tưới mặt đường nhựa cũ, lớp móng có sử dụng nhựa đường (h n hợp đá nhựa, thấm nh p nhựa, láng nhựa …) mặt lớp bê tông nhựa r i Tùy thu c tr ng thái bề mặt (kính hay hở) tuổi thọ mặt đường cũ mà tưới v t liệu dính bám với tỷ lệ phù hợp (nhũ tương cationic nhựa lỏng đông đặc nhanh RC70 ) 77 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A V n chuyển h n h p bê tơng nh a : • Dùng tơ tự đổ v n chuyển h n hợp bê tông nhựa.Chọn ơtơ có trọng t i số lượng phù hợp với công suất tr m tr n,của máy r i cự li v n chuyển,b o đ m liên tục,nhịp nhàng khâu • Thùng xe v n chuyển h n hợp bê tông nhựa ph i ḱn,s ch,được phun m t lớp mỏng dung dịch chống dính.Xe ph i có b t che phủ R i h n h p bê tông nh a: • Ch̉ r i bê tơng nhựa nóng máy chuyên dùng, ch hẹp, cho phép r i thủ công Lu lèn l p h n h p bê tơng nh a: • Sơ đồ lu lèn, tốc đ lu lèn, phối hợp lo i lu, số lần lu lèn qua m t điểm lo i lu để đ t đ chặt yêu cầu • Nhiệt đ hiệu qu lu lèn h n hợp bê tơng nhựa nóng 1300 - 1400C Không nên lu lèn nhiệt đ lớp bê tông nhựa h xuống 700C 78 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A Kiểm tra nghi m thu: Các tiêu cần kiểm tra trình sản xuất hỗn hợp bê tông nhựa Loại vật liệu Chỉ tiêu kiểm tra Tần suất Vị trí kiểm tra 2ốgậỜ/ỏ ố ho c 200Ố3/ỏ ố Khu ộ c ỗ p Ỏ ỗ đẬ dăỐ 2ốgậỜ/ỏ ố ho c 200Ố3/ỏ ố Khu ộ c ỗ p Ỏ ỗ cát 2ốgậỜ/ỏ ố ho c50ỗ ố Khochứa 1ốgậỜ/ỏ ố Thùốg ố u ốh a đ ốg Ỗơ b -Thành ph ố h ỗ 1.ĐẬ dăỐ ốg h ỗ thoi dẹỗ -Hàm ỏ ốg chung b i,bùố, sét -Thành ph ố h ỗ 2.Cát 3.B ỗ khoáng 4.Nh a đ -Hàm ỏ ốg -H Ỗ đ ơốg ỏ ốg cát-ES -Thành ph ố h ỗ -Chỉ Ỗ dẻo -Đ kim lún -ĐiểỐ hoá ỐềỐ 79 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A Kiểm tra thi công lớp bê tông nhựa Hạng mục 1.Nhi t đ xet i h n h p 2.Nhi t đ h p ổ i h n 3.Nhi t đ h p lu lèn h n 4.Chiều dày l p bê tông nh a 5.Công tác lul èn 6.Các m i ố i d c, m i ố i ngang 7.Đ bằốg phẳốg sau lu sơ b Chỉ tiêu/phương pháp Mật độ kiểm tra Vị trí kiểm tra Nhi t k M i xe Thùng xe Nhi t k 50mét/điểm Nhi t k 50mét/điểm M tđ ốg 50mét/điểm M tđ ốg M tđ ốg M im iố i M tđ ốg 25mét/m tcắt M tđ ốg Thu n sắt Sơ đồ lu,t c đ lu,s l t lu,t i tổ ốg lu,các quy định lu lèn Quan sát bằốg mắt Th c mét Th ốgxuyên Ngay sau Máy ổ i 80 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A Sai số cho phép đặc trưng hình học Hạng mục 1.Bềổ ốg Phương pháp Th cthép Mật độ đo Sai số cho phép 50m/m tcắt Quy định tỷ lệ điểm đo đạt yêu cầu -5cm T ốg s ch hẹp không 5% chiều dài đ ốg 0,5% ≥95% t ốg s điểm đo 2.Đ d cngang: -L pd i -L ptrên Máythu bình 3.Chiều dày -L p d i -L p 4.Cao đ -L p d i -L p Khoanlõi Máy thu bình 50m/m tcắt 2500m2 (ho c 330m dài đ ốg xe) /1t m u 50m/điểm 0,25% 8%chiềud y 5%chiềud y -10mm;+5mm 5mm ≥95%ỗ ốg Ỗ điểỐ đo,5% còố ỏ i ỎhẾốg ộ quá10 mm ỗ ≥95%t ốg s điểm đo,5% cịn l i sai s khơng v t 10mm 81 THI T K H N H P BÊ TÔNG NH A Tiêu chuẩn nghiệm thu độ phẳng Hạng mục Mật độ kiểm tra 1.Đ bằốg phẳốg IRI 2.Đ ỗh Toậố b chiều dậi,cẬc ỏậố ớƯ bằốg phẳốg đo bằốg c 3m (khi Ố ỗ đ ốg có 25m/1lànxe chiều dài ≤1Km) Yêu cầu ThƯo quỜ địốh ỗ i TCVN8865:2011 ThƯo quỜ địốh ỗ i TCVN8864:2011 Tiêu chuẩn nghiệm thu độ nhám mặt đường Hạng mục Đ ốhẬỐ Ố ỗ đ ốg ỗhƯo ph ơốg phẬp ổắc cẬỗ Mật độ kiểm tra 5điểỐđo/1KỐ/1ỏậố Yêu cầu ThƯo quỜ địốh ỗ i TCVN 8866 :2011 82 THI T K VÀ THI CÔNG M T Đ NG BTN NÓNG Đ I V I TUY N Đ NG Ô TÔ CÓ QUI MÔ GIAO THÔNG L N Qui đ nh áp d ng: Quyết định số 858/QĐ-BGTVT “Hướng d n áp dụng hệ thống TC kỹ thu t hành nhằm tăng cường qu n lý chất lượng thiết kế thi công mặt đường BTN nóng tuyến đường tơ có quy mô giao thông lớn” Ph m vi áp d ng: Áp dụng cho dự án đầu tư xây dựng tuyến đường từ cấp III trở lên (đường cao tốc theo TCVN 5729:2012 đường cấp I, II, III theo TCVN 4054:2005), đo n đường dốc dài với đ dốc dọc lớn 4% tuyến đường tơ cấp khác có qui mơ giao thơng lớn 83 THI T K VÀ THI CÔNG M T Đ NG BTN NÓNG Đ I V I TUY N Đ NG Ơ TƠ CĨ QUI MƠ GIAO THƠNG L N Thi t k BTN r i nóng: Cấp phối cốt liệu 84 THI T K VÀ THI CƠNG M T Đ NG BTN NĨNG Đ I V I TUY N Đ NG Ơ TƠ CĨ QUI MÔ GIAO THÔNG L N So sánh BTNC 12.5 theo TCVN 8819 QĐ 858/QĐ-BGTVT 0.01 100 BTNC12.5 0.1 10 100 90 BTNC 12.5-8819 80 BTNC 12.5-QD858 ng l t sàng, % 70 60 Control Point Fuller 50 38 L 40 30 20 10 C sàng,0 mm 0 70 51 61 83 61 25 85 THI T K VÀ THI CƠNG M T Đ NG BTN NĨNG Đ I V I TUY N Đ NG Ơ TƠ CĨ QUI MÔ GIAO THÔNG L N So sánh BTNC 19.5 theo TCVN 8819 QĐ 858/QĐ-BGTVT 0.01 100 BTNC 19 0.1 10 100 90 80 70 ng l t sàng, % 60 50 Fuller BTNC19-8819 BTNC19-QD858 Controln piont 40 30 L 20 10 C sàng vuông, mm 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 6.7 9.5 13.216 19 26.5 86 THI T K VÀ THI CÔNG M T Đ NG BTN NÓNG Đ I V I TUY N Đ NG Ơ TƠ CĨ QUI MƠ GIAO THƠNG L N Các ch̉ tiêu KT lo i BTNC theo qui định v n ph i đ m b o theo qui định TCVN8819:2011, nhiên có điều ch̉nh sau: 1) Đ dẻo yêu cầu 1.5-4.0 (mm) thay 2.0-4.0 (mm) 2) Đ ổn định l i >=80% 3) Đ r ng dư lớp BTNC thô yêu cầu 4-6% thay 3.0-6.0% (lớp v n 3.0-6.0%) 4) Khi thiết kế nên chọn đ r ng dư từ 4.5% đến 5% không nên chọn 3% Yêu cầu thi công đầm nén xong đ r ng dư tầng mặt đưa vào khai thác không 3% không 6% 87 THI T K VÀ THI CƠNG M T Đ NG BTN NĨNG Đ I V I TUY N Đ NG Ơ TƠ CĨ QUI MƠ GIAO THÔNG L N Khống chế thành phần hạt mịn thành phần CP cốt liệu BTNC để tạo BTNC thô Yêu cầu độ rỗng cốt liệu 88 THI T K VÀ THI CÔNG M T Đ NG BTN NÓNG Đ I V I TUY N Đ NG Ơ TƠ CĨ QUI MƠ GIAO THƠNG L N Thành phần hạt cát thiên nhiên để chế tạo BTNC Thành phần hạt cát nghiền để chế tạo BTNC 89 Xin trân trọng c m ơn! 90 ... HLVBX L ul ng xe: ? ?Thiết kế kết cấu v̀ thiết kế h n hợp bê tông nhựa ph i ph̀ hợp với lưu lượng giao thơng dự báo để kiểm sốt đươc VHLBX Đường ć lưu lượng lớn, cần thiết kế (lựa chọn v t liệu,... tốc (theo TCVN5729: 2012) • Được thực q trình thiết kế h n hợp bê tơng nhựa theo TCVN8820: 2011 giai đo n thiết kế hoàn thiện Thử nghiệm thực m u h n hợp bê tông nhựa ́ng với hàm lượng nhựa tối... NG BTN Thiết bị thí nghiệm hằn lún vệt bánh xe Viện KH&CN GTVT 46 QU N LÝ CH T L THÔNG TH NG NG THI CÔNG M T Đ NG BTN Ćc tiêu k thu t yêu c u v i bê tông nh a r ng (BTNR) Quy đ nh Chỉtiêu BTNR19,