TÓM tắt LUẬN văn nghiên cứu xác định các chỉ tiêu cường độ của vật liệu bê tông nhựa tái chế thi công theo phương pháp tái chế nguội tại hiện trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ THANH TRINH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ CỦA VẬT LIỆU BÊ TÔNG NHỰA TÁI CHẾ THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP TÁI CHẾ NGUỘI TẠI HIỆN TRƯỜNG Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng Mã số : 60.58.02.05 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2016 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hồng Hải Phản biện 1: GS.TS Vũ Đình Phụng Phản biện 2: PGS.TS Phan Cao Thọ Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng cơng trình giao thông họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 13 tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ - SỰ CẦN THIẾT VÀ LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trước đây, việc tu, nâng cấp sửa chữa mặt đường bê tông nhựa (BTN) chủ yếu thực theo cách cào bỏ lớp bê tông nhựa cũ thay lớp bê tông nhựa phủ chồng thêm lớp bê tông nhựa lên lớp mặt đường cũ Giải pháp xử lý gây lãng phí khơng tận dụng hết cơng vật liệu mặt đường cũ, lượng vật liệu cào bóc mặt đường cũ trở thành rác thải công nghiệp, tạo gánh nặng cho mơi trường; ngồi làm cho mặt đường bị tôn cao, ảnh hưởng đến thiết kế nước khu vực, đồng thời không khắc phục triệt để hư hỏng mặt đường lớp móng khơng đủ cường độ Cơng nghệ tái chế sử dụng vật liệu mặt đường cũ nghiên cứu, sử dụng từ lâu phổ biến nước phát triển Tại Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ sửa chữa, cải tạo mặt đường cũ triển khai áp dụng năm gần đây, chủ yếu theo phương pháp tái chế nguội trường thiết bị chuyên dụng Nhật, Mỹ hay Đức Tuy nhiên Bộ Giao thông Vận tải chưa ban hành tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cho hỗn hợp vật liệu Mặt khác, nghiên cứu đặc trưng cường độ vật liệu cịn hạn chế, tính chất vật liệu RAP thường khơng đồng nhất, gây khó khăn cho đơn vị tư vấn lựa chọn trị số cường độ tính tốn thiết kế kết cấu Vì vậy, việc tiếp tục nghiên cứu, đánh giá để có thêm số liệu thực nghiệm phục vụ cho công tác thiết kế, thi cơng, hồn thiện Qui định hành việc cần làm Với phân tích trên, học viên chọn tên đề tài luận N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a văn tốt nghiệp “Nghiên cứu xác định tiêu cường độ vật liệu bê tông nhựa tái chế thi công theo phương pháp tái chế nguội trường” nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất liên kết (xi măng nhũ tương) đến đặc trưng cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế nguội, đồng thời đề xuất tiêu cường độ sử dụng tính tốn thiết kế nghiệm thu loại vật liệu mặt đường ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Hỗn hợp vật liệu BTN tái chế thi công theo phương pháp tái chế nguội trường sử dụng chất liên kết nhũ tương + xi măng Hỗn hợp vật liệu mặt đường cũ cào bóc trường dự án QL1 đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam, gồm lớp bê tơng nhựa cũ dày 13cm phía phần lớp cấp phối đá dăm phía dày 9cm PHƢƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU * Phƣơng pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin; - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm phịng thí nghiệm * Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu xác định tiêu cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế nguội (bao gồm lớp mặt BTN phần lớp móng cấp phối đá dăm) với chất liên kết nhũ tương xi măng thực điều kiện phịng thí nghiệm; MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU * Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu, đề xuất trị số đặc trưng cường độ vật liệu BTN tái chế sử dụng chất liên kết nhũ tương xi măng, thi N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a công theo công nghệ cào bóc tái chế nguội trường Kết nghiên cứu sử dụng để tính tốn thiết kế thi công kết cấu mặt đường trường hợp làm cải tạo có sử dụng loại vật liệu * Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu tính chất vật liệu tái chế cào bóc trường, gồm lớp mặt BTN phần lớp móng cấp phối đá dăm; - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất liên kết (nhũ tương, xi măng) đến tiêu cường độ phòng thí nghiệm hỗn hợp vật liệu BTN tái chế; - So sánh, đánh giá kết thí nghiệm với qui định ban hành; từ đề xuất trị số cường độ sử dụng thiết kế, thi công, làm sở cho việc đánh giá, kiểm tra nghiệm thu mặt đường BTN tái chế theo công nghệ tái chế nguội - Ứng dụng cho thiết kế kết cấu mặt đường cải tạo nâng cấp dự án QL1 đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam dự án QL1 đoạn Km7-Km30 Hải Vân –Túy Loan, thành phố Đà Nẵng N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG BTN TÁI CHẾ TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BTN TÁI CHẾ TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.2.1 Thế giới 1.2.2 Tại Việt Nam 1.3 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CÀO BÓC TÁI CHẾ ĐANG ĐƢỢC ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM VÀ CÁC NƢỚC TRÊN THẾ GIỚI Tùy thuộc vào cơng nghệ thi cơng, chia thành phương pháp: Tái chế trường tái chế trạm 1.3.1 Phƣơng pháp tái chế trƣờng Phương pháp tái chế trường chia loại: a Tái chế nguội - Tái chế nguội bổ sung thêm phụ gia liên kết: Các chất liên kết gồm xi măng, nhũ tương, bi tum, nước, - Tái chế nguội có bổ sung thêm cốt liệu thơ: Ngồi phụ gia liên kết, hỗn hợp tái chế nguội bổ sung thêm vật liệu đá, xỉ than,… Đây phương pháp áp dụng phổ biến giới nước ta b Tái chế nóng Loại chủ yếu tái chế lại lớp vật liệu mặt đường BTN asphalt N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 1.3.2 Phƣơng pháp tái chế trạm trộn Phương pháp tái chế trạm trộn chia loại: a Tái chế nguội Với phương pháp này, hỗn hợp vật liệu tái chế sau trộn nguội trạm trộn vận chuyển cơng trường để san, rải, lu lèn chặt hồn thiện Tái chế nguội theo phương pháp chủ yếu thực trường nhằm để đảm bảo tiến độ thi cơng, giảm chi phí vận chuyển nên phương pháp tái chế nguội trạm trộn sử dụng phổ biến b Tái chế nóng Cũng giống phương pháp tái chế nóng trường, tái chế nóng trạm trộn chủ yếu tái chế lại lớp vật liệu mặt đường BTN asphalt bị lão hóa, nứt gãy 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP TÁI CHẾ NGUỘI TẠI HIỆN TRƢỜNG Ở VIỆT NAM Hiện nay, có công nghệ tái chế nguội mặt đường cũ trường sử dụng Việt Nam, gồm: - Công nghệ tái chế nguội mặt đường cũ trường sử dụng chất kết dính nhũ tương hãng SaKai (Nhật Bản); - Công nghệ tái chế nguội mặt đường cũ trường sử dụng chất kết dính bi tum bọt xi măng theo công nghệ hãng Wirtgen (Đức); - Công nghệ tái chế nguội mặt đường cũ trường sử dụng nhũ tương cải tiến hãng Hall Brothers (Mỹ) 1.4.1 Công nghệ tái chế nguội mặt đƣờng cũ trƣờng sử dụng chất kết dính nhũ tƣơng hãng SaKai (Nhật Bản) Bộ BTVT ban hành "Quy định tạm thời thiết kế, thi công N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a nghiệm thu lớp tái chế nguội trường xi măng xi măng nhũ tương nhựa đường kết cấu áo đường ô tô” kèm theo Quyết định số 3191/QĐ-BGTVT ngày 14/10/2013 để làm sở để triển khai dự án thí điểm diện rộng Qui định thay Qui định kèm theo Quyết định số 1588/QĐBGTVT ngày 23/5/2015 1.4.2 Công nghệ tái chế nguội mặt đƣờng cũ trƣờng sử dụng chất kết dính bi tum bọt xi măng theo công nghệ hãng Wirtgen (Đức) Bộ GTVT ban hành “Quy định tạm thời thiết kế, thi công nghiệm thu lớp tái chế nguội trường bi tum bọt xi măng kết cấu áo đường ô tô” kèm theo Quyết định số 1162/QĐ-BGTVT ngày 23/5/2012 để làm sở để triển khai dự án thí điểm diện rộng Qui định thay Qui định kèm theo Quyết định số 5332/QĐ-BGTVT ngày 22/9/2014 1.4.3 Công nghệ tái chế nguội sử dụng nhũ tƣơng cải tiến hãng Hall Brothers (Mỹ) Bộ GTVT ban hành “Quy định tạm thời thiết kế, thi công nghiệm thu lớp tái chế nguội trường nhũ tương nhựa đường cải tiến kết cấu áo đường ô tô” kèm theo Quyết định số 2969/QĐ-BGTVT ngày 16/11/2012 để làm sở để triển khai dự án thí điểm diện rộng Qui định thay Qui định kèm theo Quyết định số 4426/QĐ-BGTVT ngày 24/11/2014 1.5 KẾT LUẬN Với việc ban hành định kịp thời công tác thiết kế, thi công nghiệm thu công nghệ tái chế vật liệu mặt đường N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a cũ trường cho thấy công nghệ áp dụng rộng rãi thời gian tới Thực tế cho thấy, việc áp dụng công nghệ BTN tái chế nguội mang lại nhiều dấu hiệu tích cực, giải vấn đề mà sử dụng công nghệ thi công truyền thống không thay tượng hằn lún vệt bánh xe ngành giao thơng tìm cách khắc phục Tuy nhiên đặc điểm vật liệu tái chế tính chất đồng (phụ thuộc vào cơng nghệ thi cơng cào bóc), chất lượng vật liệu tái chế sau thi công phụ thuộc vào phương pháp thi công, loại hàm lượng chất liên kết sử dụng nên cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế thường thay đổi phạm vi rộng Điều địi hỏi cần có nghiên cứu chun sâu tính chất, đặc trưng cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế, làm sở cho Cơ quan quản lý đơn vị Tư vấn, Thi cơng triển khai áp dụng thực tế cần thiết thời điểm N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a CHƢƠNG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ VẬT LIỆU VÀ QUI HOẠCH THỰC NGHIỆM CÁC MẪU THÍ NGHIỆM 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cường độ vật liệu tái chế sau thi công phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Phương pháp thi công tái chế, loại hàm lượng chất liên kết sử dụng, tính chất hỗn hợp vật liệu tái chế Tính chất hỗn hợp vật liệu tái chế phụ thuộc loại mặt đường cũ, chiều dày cào bóc, loại máy thi cơng cào bóc, Thí nghiệm xác định tiêu lý vật liệu mặt đường cũ bước giai đoạn thiết kế thi công mặt đường tái chế, sở cho việc xác định hàm lượng chất liên kết cần bổ sung Nội dung chương trình bày kết thí nghiệm xác định tiêu lý hỗn hợp vật liệu tái chế lấy trường dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam, lớp vật liệu mặt đường cũ cào bóc gồm 13cm lớp BTN 9cm lớp CPĐD 2.2 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ VẬT LIỆU 2.2.1 Hỗn hợp vật liệu tái chế (BTN mặt đƣờng cũ + CPĐD) a Xác định hàm lượng nhựa cũ có hỗn hợp tái chế Hàm lượng nhựa (theo khối lượng) xác định theo phương pháp chiết máy quay li tâm theo TCVN 8860-2:2011 Kết phân tích mẫu 2,87% 2,91%, trung bình 2,89% N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 10 2.3 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỖN HỢP TÁI CHẾ 2.3.1 Cơ sở tính tốn + Quyết định số 1588/QĐ-BGTVT ngày 23/5/2016 ban hành Qui định kỹ thuật thiết kế, thi công nghiệm thu lớp tái chế nguội chỗ xi măng xi măng nhũ tương nhựa đường kết cấu áo đường ô tô; + Tham khảo tài liệu ngồi nước 2.3.2 Trình tự tính tốn thiết kế hỗn hợp tái chế nguội trƣờng a Phân tích chất lượng hỗn hợp vật liệu tái chế chỗ b Thiết kế cấp phối Trên sở số liệu phân tích thành phần hạt hỗn hợp tái chế đường bao cấp phối chuẩn theo yêu cầu thiết kế, trường hợp thành phần cấp phối hỗn hợp vật liệu tái chế khơng đạt u cầu cần tính tốn bổ sung cốt liệu để tạo nên cấp phối phù hợp với đường bao cấp phối chuẩn Hỗn hợp vật liệu tái chế sử dụng đề tài luận văn có đường cong thành phần hạt thoả mãn yêu cầu theo Quyết định số 1588/QĐ-BGTVT, khơng cần tính tốn bổ sung thêm thành phần cốt liệu c Xác định độ ẩm tối ưu cốt liệu Kết thí nghiệm cho giá trị dung trọng khơ lớn max= 2,25 g/cm3 độ ẩm tối ưu Wo = 5,1% d Xác định hàm lượng chất liên kết sử dụng Hàm lượng nhũ tương tối ưu xác định 5,1%, tiến hành đúc mẫu hỗn hợp tái chế với hàm lượng nhũ tương có giá trị xung quanh giá trị trên, cụ thể giá trị 4%, 5%, 6% 7% N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 11 Luận văn chọn hàm lượng xi măng (1% 3%) để tiến hành nghiên cứu e Xác định lượng nước thêm vào để hỗn hợp tái chế có chất liên đạt độ ẩm tốt Bảng 2.9 bảng 2.10 tổng hợp kết tính tốn lượng nước cần thêm vào cho tổ mẫu có hàm lượng xi măng hàm lượng nhũ tương khác để hỗn hợp đạt độ ẩm tốt W0=5,1% Bảng 2.9 Bảng tính lượng nước thêm vào hỗn hợp tái chế ứng với 1%XM 15/4/ 27/4/ 2016 2016 1 Ngày thí nghiệm HL xi măng HL nhũ tương Đơn vị % % W cốt liệu % 0,8 A= G C= 12/4/ 2016 23/4/ 2016 0,8 0,8 0,8 13888,9 13896,8 13690,5 13888,9 G 138,9 139,0 136,9 138,9 E= G 555,6 694,8 821,4 972,2 W= % 5,1 5,1 5,1 5,1 R= % 61,27 61,27 61,27 61,27 Gnước= G 517,61 468,43 412,72 369,25 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 12 Bảng 2.10 Bảng tính lượng nước thêm vào hỗn hợp tái chế ứng với 3%XM Ngày Thí nghiệm HL xi măng HL nhũ tương W cốt liệu đơn vị % 2/6/ 2016 26/5/ 2016 16/5/ 2016 16/5/ 2016 % % 0,8 0,8 0,8 0,8 A= G 14087,3 13996,0 13690,5 13888,9 C= G 422,6 419,9 410,7 416,7 E= G 281,7 419,9 547,6 694,4 W= % 5,1 5,1 5,1 5,1 R= % 61,27 61,27 61,27 61,27 Gnước= G 639,69 585,71 524,18 482,32 2.3.3 Chế bị mẫu hỗn hợp tái chế Theo Quyết định số 1588/QĐ-BGTVT, mẫu đầm theo phương pháp marshall, mặt, mặt 50 chày 2.3.4 Thí nghiệm xác định tiêu lý hỗn hợp tái chế nguội a Cường độ nén trục nở hông tự (Unconfined Compressive Strength, UCS) b Cường độ kéo ép chẻ (Indirect Tensile Strength, ITS) c Cường độ kéo uốn d Xác định mô đun đàn hồi vật liệu 2.4 QUI HOẠCH THỰC NGHIỆM CÁC MẪU THÍ NGHIỆM Để nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất liên kết (nhũ tương xi măng) đến đặc trưng cường độ vật liệu tái chế, N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 13 đồng thời qua xác định giá trị cường độ sử dụng tính tốn, đề tài thực thí nghiệm xác định tiêu cường độ hỗn hợp vật liệu BTN tái chế ứng với hàm lượng nhũ tương thay đổi từ 2% đến 7% hàm lượng xi măng 1% 3% Qui hoạch số lượng mẫu số lượng thí nghiệm luận văn sau: + Mẫu cho 1% xi măng: 48 mẫu + Mẫu cho cho 3% xi măng: 48 mẫu 2.5 KẾT LUẬN Để nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất liên kết (nhũ tương xi măng) đến đặc trưng cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế, đề tài chọn hỗn hợp tái chế mặt đường cũ(RAP) cào bóc từ dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km215+775 Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam; chất liên kết sử dụng xi măng PCB40 Hải Vân nhũ tương lấy từ Công ty TNHH nhũ tương nhựa đường xây dựng cơng trình NCH Đà Nẵng Kết thí nghiệm tiêu lý vật liệu thoã mãn yêu cầu sử dụng theo Quyết định 1588/QĐ-BGTVT Để xác định đặc trưng cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế, đề tài sử dụng thí nghiệm xác định cường độ nén nở hơng tự (UCS), cường độ chịu kéo ép chẻ trạng thái khô ướt (ITS), đồng thời thử nghiệm thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi theo phương pháp ép tĩnh phịng thí nghiệm N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 14 CHƢƠNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƢỜNG ĐỘ VÀ VÍ DỤ ÁP DỤNG THIẾT KẾ CẢI TẠO MẶT ĐƢỜNG CŨ CHO MỘT SỐ DỰ ÁN SỬ DỤNG VẬT LIỆU TÁI CHẾ 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Chương trình bày kết thí nghiệm xác định tiêu cường độ mẫu thí nghiệm chế bị từ hỗn hợp vật liệu mặt đường cũ thi công theo phương pháp tái chế nguội trường với hàm lượng chất liên kết xi măng nhũ tương khác Đối tượng nghiên cứu hỗn hợp vật liệu mặt đường cũ cào bóc trường dự án Sửa chữa nâng cấp mặt đường tuyến QL1 đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam phương pháp tái chế nguội Hỗn hợp vật liệu cào bóc tái chế gồm lớp bê tông nhựa cũ dày 13cm (lớp trên) phần lớp cấp phối đá dăm dày 9cm (lớp dưới) Vật liệu lấy trực tiếp trường Quá trình chế bị mẫu tiến hành thí nghiệm thực phịng thí nghiệm Cầu đường, trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Dựa kết thí nghiệm đạt được, luận văn tiến hành đề xuất giá trị cường độ sử dụng tính tốn thiết kế mặt đường, đồng thời áp dụng để tính tốn thiết kế cho kết cấu mặt đường thuộc Dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn từ Km7 đến Km30, Hải Vân –Túy Loan, TP Đà Nẵng Dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 15 3.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 3.2.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nhũ tƣơng đến đặc trƣng cƣờng độ hỗn hợp tái chế a Đối với hỗn hợp tái chế sử dụng 1% chất liên kết xi măng Bảng 3.1 trình bày tổng hợp kết thí nghiệm đặc trưng cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế Bảng 3.1 Tổng hợp tiêu cường độ mẫu thí nghiệm có hàm lượng xi măng 1% hàm lượng nhũ tương thay đổi từ 4% đến 7% Hàm Đặc trƣng cƣờng độ hỗn hợp vật liệu tái chế, lƣợng nhũ MPa tƣơng (%) ITS khô ITS ƣớt UCS Eđh 0,16 0,12 1,95 124,66 0,24 0,16 1,86 183,49 0,17 0,14 1,46 132,67 0,14 0,11 0,97 112,08 Kết cho thấy, cường độ nén nở hông tự giảm tăng hàm lượng nhũ tương Kết cho thấy, cường độ ép chẻ đạt giá trị lớn ứng với hàm lượng nhũ tương 5% cho trạng thái khô ướt Kết cho thấy, mô đun đàn hồi đạt giá trị lớn ứng với hàm lượng nhũ tương 5% b Đối với hỗn hợp tái chế sử dụng 3% chất liên kết xi măng Bảng 3.1 trình bày tổng hợp kết thí nghiệm đặc trưng cường độ hỗn hợp vật liệu tái chế N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 16 Bảng 3.1 Tổng hợp tiêu cường độ mẫu thí nghiệm có hàm lượng xi măng 3% hàm lượng nhũ tương thay đổi từ 2% đến 5% Hàm lƣợng NT (%) Đặc trƣng cƣờng độ hỗn hợp vật liệu tái chế, MPa ITS khô ITS ƣớt UCS Eđh 0,44 0,40 5,32 291,15 0,50 0,45 5,02 343,61 0,35 0,32 4,06 269,42 0,28 0,25 2,31 183,5 Tương tự mẫu thí nghiệm với hàm lượng xi măng 1%, cường độ nén nở hông tự giảm tăng hàm lượng nhũ tương Kết cho thấy, cường độ ép chẻ đạt giá trị lớn ứng với hàm lượng nhũ tương 3% cho trạng thái khô ướt tự mẫu thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ, trị số mô đun đàn hồi đạt trị số lớn ứng với hàm lượng nhũ tương 3% 3.2.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng xi măng đến đặc trƣng cƣờng độ hỗn hơp tái chế Kết cho thấy cường độ nén vật liệu tái chế tăng đáng kể tăng hàm lượng xi măng giảm hàm lượng nhũ tương nguyên nhân tăng hàm lượng xi măng làm tăng liên kết cấu trúc hỗn hợp vật liệu gia cố Ở hàm lượng nhũ tương 4%, cường độ nén hỗn hợp vật liệu tái chế tăng gấp đôi từ 1,95MPa lên 4,06MPa tăng hàm lượng xi măng từ 1% lên 3% Kết cho thấy ảnh hưởng hàm lượng chất liên kết xi măng nhũ tương đến cường độ kéo ép chẻ hỗn hợp vật liệu N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 17 tái chế trạng thái khô ướt Với hàm lượng xi măng sử dụng, tồn hàm lượng nhũ tương tối ưu từ 3% đến 5% tuỳ thuộc vào hàm lượng xi măng để cường độ chịu kéo ép chẻ đạt trị số cao Kết cho thấy, hỗn hợp tái chế nguội sử dụng chất liên kết xi măng nhũ tương, xem xét lựa chọn hàm lượng hợp lý cho loại chất liên kết, đảm bảo đạt yêu cầu cường độ, đồng thời đáp ứng hiệu mặt kinh tế Giá trị cường độ kéo ép chẻ tăng gấp đơi từ 0,24MPa gia cố với 1% xi măng 5% nhũ tương lên 0,50MPa gia cố với 3% xi măng 3% nhũ tương Cường độ chịu kéo ép chẻ không thay đổi nhiều hai trạng thái khô ướt Trị số mô đun đàn hồi xác định theo phương pháp ép tĩnh sau ngày bảo dưỡng thay đổi theo hàm lượng nhũ tương xi măng Với lượng nhũ tương sử dụng, tăng hàm lượng xi măng tăng mô đun đàn hồi Trường hợp hàm lượng xi măng khơng đổi, tồn giá trị hàm lượng nhũ tương tối ưu để mô đun đàn hồi đạt giá trị lớn Bảng hợp kết thí nghiệm đặc trưng cường độ tổ mẫu thí nghiệm tương ứng với hàm lượng xi măng sử dụng 1% 3% Đối chiếu với trị số cường độ yêu cầu vật liệu BTN tái chế theo phương pháp nguội trường theo Quyết định 1588 Bộ Giao thông Vận tải cho thấy: Ở hàm lượng xi măng 1%, có trường hợp sử dụng hàm lượng nhũ tương 5% đạt yêu cầu sử dụng; ngược lại hàm lượng xi măng 3%, tất tổ mẫu đạt yêu cầu giá trị cường độ đạt cao hàm lượng nhũ tương 3% N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 18 3.3 ĐỀ XUẤT TRỊ SỐ CƢỜNG ĐỘ TÍNH TỐN VÀ VÍ DỤ ÁP DỤNG CHO MỘT SỐ DỰ ÁN CẢI TẠO MẶT ĐƢỜNG CŨ THEO PHƢƠNG PHÁP TÁI CHẾ NGUỘI SỬ DỤNG CHẤT LIÊN KẾT XI MĂNG VÀ NHŨ TƢƠNG NHỰA 3.3.1 Đề xuất trị số đặc trƣng cƣờng độ tính tốn cho vật liệu BTN tái chế nguội chỗ sử dụng chất liên kết xi măng nhũ tƣơng nhựa Bảng 3.3 tổng hợp kết thí nghiệm mơ đun đàn hồi hỗn hợp tái chế Bảng 3.3 Các đặc trưng tính tốn vật liệu hỗn hợp BTN tái chế Mô đun Cƣờng độ Cƣờng độ chịu kéo chịu kéo ép chẻ uốn Rku Rkc (MPa) (MPa) 170 - 190 0,22 - 0,25 0,44 - 0,50 330 - 360 0,45 - 0,50 0,90 - 1,0 đàn hồi E Stt Loại vật liệu (Mpa) nhiệt độ 30oC Bê tông nhựa tái chế (1%XM+5%NT) Bê tông nhựa tái chế (3%XM+3%NT) 3.3.2 Ứng dụng tính tốn thiết kế kết cấu áo đƣờng cho số dự án triển khai a Dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km7-Km30 Hải Vân –Túy Loan, Thành phố Đà Nẵng * Một số thông tin dự án: - Công nghệ thi công áp dụng: Tái chế mặt đường BTN N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 19 cũ trường làm lớp móng cơng nghệ hãng Wirtgen (Đức) sử dụng chất kết dính bi tum bọt(2,5%) xi măng(1%); - Mô đun đàn hồi yêu cầu: Ey/c > 160 MPa; - Kết cấu áo đường phê duyệt: Móng BTN cũ tái chế dày 18cm(12cm BTN + 6cm CPĐD) + 6cm BTN polime * Tính tốn thiết kế lớp BTN tái chế sử dụng chất kết dính nhũ tƣơng xi măng cho dự án: - Trường hợp 1: Hỗn hợp BTN tái chế sử dụng chất liên kết 1%XM 5%NT + Kết tính tốn, cụ thể sau: Theo điều kiện độ võng đàn hồi: Ech= 183,98(Mpa) < Eyc*Kdt=187,2(Mpa) + Kết luận: Không đạt yêu cầu - Trường hợp 2: Hỗn hợp BTN tái chế sử dụng chất liên kết 3%XM 3%NT + Kết tính tốn, cụ thể sau: Theo điều kiện độ võng đàn hồi: Ech= 227,94(Mpa) > Eyc*Kdt=187,2(Mpa) Theo điều kiện đảm bảo ổn định trượt: ku = 0,8(Mpa) < Rku/Kku=0,82(Mpa) + Kết luận: Đạt yêu cầu * Đề xuất: - Đối với dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km7-Km30 Hải Vân –Túy Loan, Thành phố Đà Nẵng Lớp móng BTN cũ tái chế trường sử dụng chất kết dính bi tum bọt(2,5%) xi măng(1%) theo thiết kế dự án sử dụng lớp BTN cũ tái chế trường sử dụng chất kết dính nhũ tương(3%) xi măng(3%) với chiều dày 18cm thay N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 20 lớp BTN cũ tái chế trường sử dụng chất kết dính nhũ tương(5%) xi măng(1%) với chiều dày thay đổi tăng lên 22cm b Dự án Sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km215+775 Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam * Một số thông tin dự án: - Công nghệ thi công áp dụng: Tái chế mặt đường BTN cũ trường làm lớp móng cơng nghệ hãng Wirtgen (Đức) sử dụng chất kết dính bi tum bọt(2,5%) xi măng(1%); - Mô đun đàn hồi yêu cầu: Ey/c > 160 MPa; - Kết cấu áo đường phê duyệt: Móng BTN cũ tái chế dày 18cm(12cm BTN + 6cm CPĐD) + 6cm BTN polime * Tính tốn thiết kế lớp BTN tái chế sử dụng chất kết dính nhũ tƣơng xi măng cho dự án: - Trường hợp 1: Hỗn hợp BTN tái chế sử dụng chất liên kết 1%XM 5%NT + Kết tính tốn, cụ thể sau: Theo điều kiện độ võng đàn hồi: Ech= 182,06(Mpa) < Eyc.Kdt=187,2(Mpa) + Kết luận: Không đạt yêu cầu - Trường hợp 2: Hỗn hợp BTN tái chế sử dụng chất liên kết 3%XM 3%NT + Kết tính tốn, cụ thể sau: Theo điều kiện độ võng đàn hồi: Ech= 213,50(Mpa) > Eyc.Kdt=187,2(Mpa) Theo điều kiện đảm bảo ổn định trượt: ku = 0,7(Mpa) < Rku/Kku=0,82(Mpa) + Kết luận: đạt yêu cầu * Đề xuất: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 21 - Đối với dự án sửa chữa nâng cấp QL1 đoạn Km215+775 Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam Để đạt hiệu kinh tế cao đảm bảo kết cấu đủ cường độ theo tính tốn Lớp móng BTN cũ tái chế trường sử dụng chất kết dính bi tum bọt(2,5%) xi măng(1%) theo thiết kế dự án sử dụng lớp BTN cũ tái chế trường sử dụng chất kết dính nhũ tương(3%) xi măng(3%) với là: Bỏ lớp BTNC19 dày 7cm, tăng chiều dày lớp BTN polime từ 5cm lên 6cm 3.4 KẾT LUẬN Trong trường hợp sử dụng chất liên kết xi măng nhũ tương nhựa, cường độ vật liệu tái chế tăng tăng hàm lượng xi măng từ 1% lên 3%, ngược lại hàm lượng nhũ tương tối ưu để đạt cường độ cao thay đổi theo hàm lượng xi măng Hàm lượng xi măng tăng, hàm lượng nhũ tương tối ưu giảm Mô đun đàn hồi hỗn hợp vật liệu tái chế thay đổi phạm vi lớn theo hàm lượng chất liên kết, có giá trị từ 170MPa đến190MPa sử dụng 1% xi măng 5% nhũ tương nhựa; từ 330MPa đến 360MPa sử dụng 3% xi măng 3% nhũ tương nhựa Để tăng cường mô đun đàn hồi vật liệu cần tăng hàm lượng xi măng Sử dụng giá trị cường độ tính tốn hỗn hợp vật liệu tái chế để thiết kế cải tạo mặt đường cũ hai dự án thực tế cho thấy: Đối với dự án sửa chữa nâng cấp Quốc lộ đoạn Km7-Km30 Hải Vân Tuý Loan cường độ mặt đường sau cải tạo đảm bảo mặt cường độ cào bóc 18cm mặt đường cũ thay 18cm vật liệu BTN tái chế Ngược lại, kết cấu mặt đường cải tạo sử dụng vật liệu BTN tái chế dự án sửa chữa nâng cấp Quốc lộ đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam cho trị số cường độ lớn so với trị số yêu cầu thiết kế N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Luận văn tìm hiểu quy trình tái chế bê tơng nhựa nói chung cơng nghệ tái chế bê tông nhựa theo phương pháp trộn nguội trường nói riêng; - Luận văn thực thí nghiệm đặc trưng cho cường độ hỗn hợp vật liệu BTN tái chế theo phương pháp nguội với tổng số 32 tổ mẫu, gồm: Thí nghiệm cường độ nén nở hơng tự (UCS), thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo ép chẻ (ITS) hai trạng thái khô trạng thái ướt, thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi theo phương pháp ép tĩnh phịng thí nghiệm; - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xi măng nhũ tương đến tiêu cường độ hỗn hợp bê tông nhựa thi công theo phương pháp tái chế nguội sử dụng vật liệu mặt đường cũ gồm lớp mặt BTN phần lớp móng cấp phối đá dăm cào bóc dự án sửa chữa nâng cấp Quốc lộ đoạn Km215+775 - Km235+885 qua thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam Đối với hỗn hợp vật liệu nghiên cứu, kết cho thấy: + Khi tăng hàm lượng xi măng từ 1% lên 3%, cường độ nén nở hông tự (UCS), cường độ chịu ép chẻ mô đun đàn hồi theo phương pháp ép tĩnh hỗn hợp vật liệu tái chế tăng Ngược lại, tăng hàm lượng nhũ tương cường độ chịu nén điều kiện nở hông tự giảm + Hàm lượng nhũ tương tối ưu để hỗn hợp vật liệu bê tông nhựa tái chế cho cường độ cao cho trường hợp 1% xi măng N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 23 5% Kết phù hợp với đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nhũ tương đến đặc trưng cường độ bê tông nhựa thi công theo phương pháp tái chế nguội sử dụng vật liệu chỗ đường Võ Chí Cơng – Thành phố Đà Nẵng" + Khi tăng hàm lượng xi măng, hàm lượng nhũ tương tối ưu để hỗn hợp tái chế đạt cường độ cao giảm (trường hợp sử dụng 3% chất liên kết xi măng, hàm lượng nhũ tương tối ưu 3%) Như thiết kế hỗn hợp vật liệu tái chế sử dụng chất liên kết xi măng nhũ tương nhựa, cần lưu ý lựa chọn tỷ lệ chất liên kết hợp lý để đảm bảo yêu cầu cường độ, đồng thời mang lại hiệu kinh tế; - Dựa kết nghiên cứu, luận văn đề xuất hàm lượng chất liên kết cần sử dụng phạm vi cường độ tính tốn áp dụng cho hỗn hợp vật liệu BTN tái chế nguội trường hợp hàm lượng chất liên kết xi măng nhũ tương nhựa khác - Trên sở trị số cường độ đề xuất, áp dụng tính tốn kiểm tra cho kết cấu mặt đường cải tạo dự án thực tế có sử dụng hỗn hợp vật liệu BTN tái chế theo phương pháp nguội cào bóc chỗ KIẾN NGHỊ Mỗi thành phần hỗn hợp BTN tái chế khác có đặc trưng tính tốn khác nên cần nghiên cứu thêm để có sở đánh giá Cường độ lớp móng lớp tái chế có ảnh hưởng đến cường độ chung mặt đường sau thi công hồn thiện Do qui trình thi cơng nghiệm thu cần đề cập đến yêu cầu cường độ N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 24 lớp kết cấu phía lớp tái chế để kiểm tra q trình thi cơng Sử dụng hỗn hợp tái sinh nguội trường mang lại nhiều hiệu tận dụng vật liệu đào bỏ, thi công nhanh giảm nhiễm mơi trường, cần nghiên cứu ứng dụng rộng rãi thiết kế cải tạo tuyến quốc lộ cải tạo nâng cấp N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a ... download : add luanvanchat@a văn tốt nghiệp ? ?Nghiên cứu xác định tiêu cường độ vật liệu bê tông nhựa tái chế thi công theo phương pháp tái chế nguội trường? ?? nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng... chung cơng nghệ tái chế bê tông nhựa theo phương pháp trộn nguội trường nói riêng; - Luận văn thực thí nghiệm đặc trưng cho cường độ hỗn hợp vật liệu BTN tái chế theo phương pháp nguội với tổng... DỤNG VẬT LIỆU TÁI CHẾ 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Chương trình bày kết thí nghiệm xác định tiêu cường độ mẫu thí nghiệm chế bị từ hỗn hợp vật liệu mặt đường cũ thi công theo phương pháp tái chế nguội trường