Nghiên cứu ảnh hưởng cốt liệu đến hiện tượng bong tróc mặt đường bê tông nhựa trên các tuyến đường trong đô thị tp phan thiết, tỉnh bình thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _ NGÔ LÊ NGỌC THÀNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỐT LIỆU ĐẾN HIỆN TƯỢNG BONG TRÓC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG ĐƠ THỊ TP PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _ NGÔ LÊ NGỌC THÀNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỐT LIỆU ĐẾN HIỆN TƯỢNG BONG TRÓC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG ĐƠ THỊ TP PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG MÃ SỐ: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GVC.TS NGUYỄN PHƯỚC MINH TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân, xuất phát từ yêu cầu thực tế phát sinh trình học tập công tác quan, đơn vị để hình thành hướng nghiên cứu Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng số tài liệu, thu thập thơng tin có nguồn gốc rõ ràng trình bày nguyên tắc Kết trình bày luận văn trung thực, xây dựng trình nghiên cứu thân tơi chưa công bố trước Tp.HCM, tháng 12 năm 2017 Tác giả luận văn Ngô Lê Ngọc Thành ii LỜI CẢM ƠN Bằng luận văn này, xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất quý thầy giảng dạy chương trình Cao học Kỹ thuật xây dựng đường ô tô đường Thành phố K23-2, người truyền đạt cho kiến thức hữu ích chun mơn sở cho thực tốt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy GVC.TS Nguyễn Phước Minh, người tận tình hướng dẫn cho tơi thời gian thực luận văn, bảo cho nhiều kinh nghiệm thời gian thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô Bộ môn Đường Bộ thầy cô khác, tạo điều kiện thuận lợi để học tập nghiên cứu suốt khóa học Do thời gian có hạn kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận văn khó tránh khỏi sai sót Kính mong thông cảm quý thầy cô mong ý kiến đóng góp q báu để tơi tiếp tục hồn thiện luận văn Kính chúc thầy sức khỏe, thành cơng Kính chúc trường Đại học Giao thông Vận tải, Bộ môn Đường ngày phát triển vững mạnh! Tp.HCM, tháng 12 năm 2017 Tác giả luận văn Ngô Lê Ngọc Thành iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI, TÌNH HÌNH MẶT ĐƯỜNG TẠI TP PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN VÀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 1.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên –kinh tế xã hội 1.1.1 Điều kiện tự nhiên: 1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội: 10 1.2 Tổng quan hệ thống giao thông đường Tp Phan Thiết 12 1.2.1 Mạng lưới giao thông đường bộ: 12 1.2.2 Hiện trạng hư hỏng mặt đường tuyến đường: 14 1.3 Các vấn đề chung đường bê tông nhựa: 15 1.3.1 Khái niệm đường bê tông nhựa: 15 1.3.1.1 Khái niệm bê tông asphalt 15 1.3.1.2 Cấu trúc bê tông asphalt: 16 1.3.2 Các đặc trưng học hỗn hợp bê tông nhựa: 17 1.3.2.1 Cường độ chịu nén: 17 1.3.2.2 Cường độ chịu kéo 18 1.3.2.3 Độ ổn định (độ bền), độ dẻo Marshall 19 1.4 Kết luận chương 1: 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ HIỆN TƯỢNG BONG TRÓC 22 2.1 Bản chất tượng bong tróc: 22 2.1.1 Các yếu tố tác động đến kết dính bitum/ cốt liệu: 22 2.1.2 Cơ chế bong mối liên kết: 23 2.1.2.1 Sự chiếm chỗ: 23 2.1.2.2 Sự tách rời: 24 2.1.2.3 Đứt lớp màng bitum bao quanh cốt liệu: 24 2.1.2.4 Phồng rộp rỗ: 25 2.1.2.5 Sự xói mịn thuỷ lực: 25 2.1.2.6 Áp lực nước lỗ rỗng: 26 2.1.2.7 Mất liên kết hoá học: 26 2.2 Các tượng hư hỏng thường gặp mặt đường bê tông nhựa: 26 2.2.1 Bong cốt liệu mặt đường đá nhựa: 26 2.2.2 Bong cốt liệu asphalt lu nóng rải mặt đường: 27 2.2.3 Nứt mỏi (Fatigue Cacking, Alligator cracking): 29 2.2.4 Nứt nhiệt độ thấp (Low temperature thermal cracking): 32 iv 2.2.5 Nứt dọc (Longituginal cracking): 33 2.2.6 Nứt ngang (Transverse cracking): 35 2.2.7 Nứt lưới lớn dạng khối (Block cracking): 37 2.2.8 Nứt phản ánh (Reflect cracking): 39 2.2.9 Nứt trượt (Slippage cracking): 40 2.2.10 Lún vệt bánh xe (Rutting): 40 2.2.11 Chảy nhựa (Bleeding; Frushing) 43 2.3 Đánh giá trạng hư hỏng: 44 2.3.1 Hiện tượng hư hỏng thường gặp: 44 2.3.2 Hiện tượng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa: 54 2.4 Kết luận chương 2: 54 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỐT LIỆU ĐẾN HIỆN TƯỢNG BONG TRĨC MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG ĐÔ THỊ TP PHAN THIẾT, TỈNH BÌNH THUẬN 56 3.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: 56 3.1.1 Thí nghiệm xác định độ dính bám theo TCVN 7504:2005: 56 3.1.2 Thí nghiệm ngâm nước tĩnh: 58 3.1.3 Thí nghiệm ngâm nước động: 62 3.1.4 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe – HTWD (Hamburg wheel tracking device): 64 3.2 Kiểm tra cốt liệu phục vụ nghiên cứu: 71 3.2.1 Số liệu thí nghiệm từ cốt liệu: 71 3.2.1.1 Mỏ đá phía Bắc: 72 3.2.1.2 Mỏ đá phía Nam: 73 3.2.2 Các tiêu kĩ thuật bitum phục vụ nghiên cứu: 74 3.2.3 Chỉ tiêu cốt liệu phục vụ nghiên cứu: 75 3.3 Kết thực nghiệm: 76 3.3.1 Thí nghiệm xác định độ dính bám theo TCVN 7504:2005: 76 3.3.2 Thí nghiệm ngâm nước tĩnh: 78 3.3.3 Thí nghiệm ngâm nước động: 81 3.3.4 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe – HWTD (Hamburg Wheel Tracking Device): 83 KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 Kết luận 88 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tổng hợp đặc tính vật liệu tác động ngoại cảnh ảnh hưởng đến liên kết bitum/ cốt liệu 23 Bảng 2.2 Lựa chọn giải pháp sửa chữa mặt đường nhựa theo dạng hư hỏng 47 Bảng 2.3 Xác định giải pháp sửa chữa mặt đường theo CIstruct CIsurf 53 Bảng 2.4 Xác định giải pháp bảo dưỡng sửa chữa theo số độ ghồ ghề quốc tế mặt đường cho tuyến đường có lưu lượng xe lớn 54 Bảng 3.1 Chỉ tiêu lý mẫu đá lấy từ mỏ đá phía Bắc 72 Bảng 3.2 Chỉ tiêu lý mẫu đá lấy từ mỏ đá phía Nam 73 Bảng 3.3 Chỉ tiêu kỹ thuật bitum .74 Bảng 3.4 Các tiêu cốt liệu ảnh hưởng đến độ dính bám 75 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm độ dính bám 77 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm ngâm nước tĩnh 80 Bảng 3.7 Kết thí nghiệm ngâm nước động .82 Bảng 3.8 BTNC 12,5 thiết kế theo phương pháp Marshall .83 Bảng 3.9 BTNC 19 thiết kế theo phương pháp Marshall 84 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí địa lý vùng tỉnh Bình Thuận Hình 1.2 Bản đồ hành thành phố Phan Thiết Hình 1.3 Bản đồ trạng sử dụng đất, kiến trúc cảnh quan Tp Phan Thiết 10 Hình 1.4 Sơ đồ trạng hệ thống giao thông .12 Hình 1.5 Mặt đường bê tơng nhựa bị bong tróc .14 Hình 1.6 Mặt đường bê tơng nhựa sau bong tróc, bị đọng nước tạo thành ổ gà 15 Hình 1.7 Hư hỏng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa tuyến đường Tp Phan Thiết 15 Hình 1.8 Thiết bị Marshall .19 Hình 2.1 Hiện tượng giảm giao diện bitum/ nước có nước xuất .24 Hình 2.2 Sự hình thành tượng phồng rộp rỗ hỗn hợp bitum 25 Hình 2.3 Phân tích cấu nứt gãy 27 Hình 2.4 Hiện tượng bong cốt liệu bề mặt hỗn hợp Asphalt lu nóng 28 Hình 2.5 Lu đầm lớp mặt tạo nhám bề mặt bê tông asphalt thi cơng nóng điều kiện thời tiết khơng thuận lợi 29 Hình 2.6 Nứt mỏi dạng nhẹ 30 Hình 2.7 Nứt mỏi dạng vừa 30 Hình 2.8 Nứt mỏi dạng nặng 31 Hình 2.9 Nứt nhiệt độ thấp 33 Hình 2.10 Nứt dọc nhẹ .33 Hình 2.11 Nứt dọc vừa .34 Hình 2.12 Nứt dọc nặng 34 Hình 2.13 Nứt ngang dạng nhẹ 35 Hình 2.14.: Nứt ngang dạng vừa .36 Hình 2.15 Nứt ngang dạng nặng 36 Hình 2.16 Nứt lưới nhẹ 38 Hình 2.17 Nứt lưới vừa 38 Hình 2.18: Nứt lưới nặng 38 Hình 2.19 Nứt phản ánh 40 Hình 2.20 Lún vệt bánh xe nhẹ 42 Hình 2.21 Lún vệt bánh xe vừa 42 vii Hình 2.22 Lún vệt bánh xe nặng 43 Hình 2.23 Chảy nhựa .44 Hình 2.25 Biểu đồ lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa mặt đường 52 Hình 3.1 Biểu mẫu đánh giá độ bong tróc nhựa quan sát mắt 61 Hình 3.2 Đường cong Hamburg với thơng số thí nghiệm 71 Hình 3.3 Nhúng đá vào bitum nhựa tới nhiệt độ làm việc 76 Hình 3.4 Nhúng đá vào nước cất sôi tiếp tục đun .76 Hình 3.5 Mẫu sau nhúng vào nước cất sôi 77 Hình 3.6 Đánh giá độ dính bám đá với nhựa .77 Hình 3.7 Mẫu đá sau sàng 78 Hình 3.8 Sử dụng cân điện tử để cân mẫu đá (gồm 03 loại sàng) .78 HHình 3.9 Gia nhiệt cho nhựa đường mẫu đá 78 Hình 3.10 Mẫu hồn thiện trước đưa vào bể ngâm 79 Hình 3.11 Mẫu 2a – tổ mẫu thứ I mỏ đá phía Bắc sau ngâm 24h .79 Hình 3.12 Mẫu 4b – tổ mẫu thứ II mỏ đá phía Nam sau ngâm 24h 79 Hình 3.13 Mẫu 2a – tổ mẫu thứ I mỏ đá phía Bắc sau ngâm 24h tác động học 81 Hình 3.14 Mẫu 4b – tổ mẫu thứ II mỏ đá phía Nam sau ngâm 24h tác động học .81 Hình 3.15 Mẫu BTNC 12,5 83 Hình 3.16 Mẫu BTNC 19 84 Hình 3.17 Máy đo vệt hằn lún bánh xe thiết bị đầm mẫu 85 Hình 3.18 Thí nghiệm điều kiện có nước khơng có nước 85 Hình 3.19 Hiện tượng bong tróc xuất nhanh điều kiện có nước .85 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bình Thuận nằm trục giao lưu 03 vùng kinh tế lớn miền Đông Nam Bộ, Duyên hải miền Trung Tây Nguyên Tỉnh nối liền với TP Hồ Chí Minh, TP Nha Trang tỉnh khác quốc lộ 1A đường sắt Bắc Nam Nằm liền kề có tác động ảnh hưởng qua lại trực tiếp với vùng Kinh Tế Trọng Điểm Phía Nam quốc lộ 1A quốc lộ 55, nối với tỉnh Nam Tây Nguyên quốc lộ 28 quốc lộ 28B Thành phố Phan Thiết trung tâm trị, kinh tế, văn hóa khoa học kỹ thuật tỉnh Bình Thuận với hệ thống giao thông đầu tư xây dựng quy mơ, đại có kết cấu mặt đường bê tông nhựa đại lộ Tôn Đức Thắng, ĐT.706B, ĐT.716, đường Hòa Thắng – Hòa Phú, Những năm vừa qua, tuyến đường đô thị thành phố xuất hư hỏng kết cấu mặt đường bê tơng nhựa, tượng bong tróc đá lớp kết cấu áo đường chiếm tỷ lệ cao diễn biến kéo dài từ mùa khô sang mùa mưa, ảnh hưởng đến khả khai thác vận tải hành khách hàng hóa nhu cầu lại, an tồn cho người dân Do đó, việc đánh giá tượng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa nhằm mục đích tìm giải pháp nâng cao tuổi thọ lớp kết cấu áo đường, giảm thiểu hư hỏng cần thiết Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng cốt liệu đến tượng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa tuyến đường thị Tp Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận Đối tượng nghiên cứu: Lớp mặt đường bê tông nhựa Xác định tiêu lý cốt liệu từ mỏ địa bàn tỉnh Bình Thuận Phạm vi nghiên cứu: Để thực nhiệm vụ đặt ra, nội dung luận văn tập trung nghiên cứu: - Hiện tượng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa tuyến đường đô thị Tp Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận - Các phương pháp đánh giá tượng Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết tượng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa 77 Hình 3.5 Mẫu sau nhúng vào nước cất sơi Hình 3.6 Đánh giá độ dính bám đá với nhựa - Kết thí nghiệm mẫu đá 02 mỏ phía Bắc phía Nam thể bảng 3.3.: Bảng 3.5 Kết thí nghiệm độ dính bám Cấp dính bám Số mẫu tương ứng với cấp dính bám (mẫu) Tỷ lệ mẫu tương ứng với cấp dính bám (%) Mỏ đá Mỏ đá phía phía Bắc Nam 25 35 40 45 30 Mỏ đá phía Nam 15 Tổng - Nhận xét: 20 20 100 100 Mỏ đá phía Bắc Phương pháp đánh giá TCVN 7504 : 2005 + Mẫu đá mỏ phía Bắc có khả dính bám trung bình – khá; + Mẫu đá mỏ phía Nam có khả dính bám tốt; 78 3.3.2 Thí nghiệm ngâm nước tĩnh: - Một số hình ảnh thí nghiệm ngâm nước tĩnh để đánh giá độ dính bám phịng thí nghiệm xây dựng Hồng Anh, Tp Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận: Hình 3.7 Mẫu đá sau sàng Hình 3.8 Sử dụng cân điện tử để cân mẫu đá (gồm 03 loại sàng) H Hình 3.9 Gia nhiệt cho nhựa đường mẫu đá 79 Hình 3.10 Mẫu hồn thiện trước đưa vào bể ngâm Hình 3.11 Mẫu 2a – tổ mẫu thứ I mỏ đá phía Bắc sau ngâm 24h Hình 3.12 Mẫu 4b – tổ mẫu thứ II mỏ đá phía Nam sau ngâm 24h 80 - Kết thí nghiệm mẫu đá 02 mỏ phía Bắc phía Nam thể bảng 3.4.: Bảng 3.6 Kết thí nghiệm ngâm nước tĩnh Nguồn gốc STT Ký hiệu mẫu tổ mẫu mẫu Mỏ phía Bắc Mỏ phía Nam Khối lượng Khối lượng nhựa lại nhựa cịn lại mẫu (%) trung bình (%) 1a 80,30% 2a 94,27% 3a 85,71% 4a 78,90% 5a 81,25% 6a 86,00% 7a 78,30% 8a 90,56% 9a 98,76% 1b 90,80% 2b 92,80% 3b 94,72% 4b 98,95% 5b 94,25% 6b 95,00% 7b 93,44% 8b 98,90% 9b 96,50% 86,01 % 95,04 % - Nhận xét: + Mẫu đá mỏ phía Bắc có khả dính bám trung bình – khá: 86,01 %; + Mẫu đá mỏ phía Nam có khả dính bám tốt: 95,04 %; 81 3.3.3 Thí nghiệm ngâm nước động: - Một số hình ảnh thí nghiệm ngâm nước động để đánh giá độ dính bám phịng thí nghiệm xây dựng Hồng Anh, Tp Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận: Hình 3.13 Mẫu 2a – tổ mẫu thứ I mỏ đá phía Bắc sau ngâm 24h tác động học Hình 3.14 Mẫu 4b – tổ mẫu thứ II mỏ đá phía Nam sau ngâm 24h tác động học 82 - Kết thí nghiệm mẫu đá 02 mỏ phía Bắc phía Nam thể bảng 3.5.: Bảng 3.7 Kết thí nghiệm ngâm nước động Nguồn gốc STT Ký hiệu mẫu tổ mẫu mẫu Mỏ phía Bắc Mỏ phía Nam Khối lượng Khối lượng nhựa lại nhựa cịn lại mẫu (%) trung bình (%) 1a 77,10% 2a 86,78% 3a 82,56% 4a 75,50% 5a 78,02% 6a 82,62% 7a 74,78% 8a 87,66% 9a 95,89% 1b 87,79% 2b 89,60% 3b 91,72% 4b 95,00% 5b 91,45% 6b 92,30% 7b 90,04% 8b 95,97% 9b 93,40% 82,32 % 91,92 % - Nhận xét: + Mẫu đá mỏ phía Bắc sau tác động học (rung, lắc) mức độ suy giảm khả dính bám khoảng: 3,68%, khối lượng nhựa trung bình cịn lại: 82,32%; + Mẫu đá mỏ phía Nam sau tác động học (rung, lắc) mức độ suy giảm khả dính bám khoảng: 3,12%, khối lượng nhựa trung bình cịn lại: 91,92%; 83 3.3.4 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe – HWTD (Hamburg Wheel Tracking Device): - Hỗn hợp bê tơng nhựa nóng 12,5 (BTNC 12,5) thiết kế theo phương pháp Marshall: Bảng 3.8 BTNC 12,5 thiết kế theo phương pháp Marshall I./ THÍ NGHIỆM MARSHALL - MARSHALL TEST Chỉ tiêu thí nghiệm Characteristics Tỷ trọng khối - Bulk Specific gravity (Gmb) Tỷ trọng lớn - Maximum Specific gravity (G) Độ ổn định - Marshall stability Độ dẻo - flow value Độ ổn định lại - Remaining Stability Hàm lượng nhựa theo cốt liệu - % AC by wt of Agg Hàm lượng nhựa theo hỗn hợp - AC by wt of Mix (Pb) Hàm lượng nhựa hiệu dụng - % Effective AC (Pbe) Độ rỗng cốt liệu - Voids in the mineral aggregate (VMA) Độ rỗng cốt liệu (Ứng với độ rỗng dư 4%) (VMA) Voids in mineral aggregate at 4% Va) Độ rỗng dư - Air void (Va) Độ rỗng lấp đầy Asphalt (VFA) Đơn vị Unit kN mm % % % % Quy định Standard ≥ 8,0 ≥ 75,0 Thí nghiệm Test result 2,480 2,574 11,91 3,02 87,15 5,37 5,10 4,33 % % % % 14,07 ≥ 14,0 14,39 - 3,65 74,06 II./ THÀNH PHẦN HỖN HỢP CHẾ TẠO TẤN BÊ TÔNG NHỰA - COMPOSITION OF MIXTURE FOR MAKING ONE TON OF ASPHALT Tỷ lệ % tính theo trọng lượng - % by weight Đá + Cát + Bột + Khoáng Hỗn hợp BTN - Phalt mixture Stone + Sand + Fille + Bitumen Loại cốt liệu Type of aggregate Chỉ tiêu cấp liệu (Kg) Weight of Dmax 25 Dmax 16 Dmax 9,5 Dmax 4,75 Bột Khoáng Mineral fille Nhựa - Bitumen 60/70 Tổng cộng - Total 0,0 123,9 285,9 495,6 0,00 12,39 28,59 49,56 0,0 13,0 30,0 52,0 47,7 4,77 5,0 47,0 4,70 4,93 1000 kg 100% 104,93% Hình 3.15 Mẫu BTNC 12,5 84 - Hỗn hợp bê tơng nhựa nóng 19 (BTNC 19) thiết kế theo phương pháp Marshall: Bảng 3.9 BTNC 19 thiết kế theo phương pháp Marshall I./ THÍ NGHIỆM MARSHALL - MARSHALL TEST Chỉ tiêu thí nghiệm Characteristics Tỷ trọng khối - Bulk Specific gravity (Gmb) Tỷ trọng lớn - Maximum Specific gravity (G) Độ ổn định - Marshall stability Độ dẻo - flow value Độ ổn định lại - Remaining Stability Hàm lượng nhựa theo cốt liệu - % AC by wt of Agg Hàm lượng nhựa theo hỗn hợp - AC by wt of Mix (Pb) Hàm lượng nhựa hiệu dụng - % Effective AC (Pbe) Độ rỗng cốt liệu - Voids in the mineral aggregate (VMA) Độ rỗng cốt liệu (Ứng với độ rỗng dư 4%) (VMA) Voids in mineral aggregate at 4% Va) Độ rỗng dư - Air void (Va) Độ rỗng lấp đầy Asphalt (VFA) Đơn vị Unit kN mm % % % % Quy định Standard ≥ 8,0 ≥ 75,0 Thí nghiệm Test result 2,364 2,479 11,67 3,27 81,58 5,26 5,00 4,51 % % % % ≥ 14,0 14,52 - 4,64 69,25 II./ THÀNH PHẦN HỖN HỢP CHẾ TẠO TẤN BÊ TÔNG NHỰA - COMPOSITION OF MIXTURE FOR MAKING ONE TON OF ASPHALT Tỷ lệ % tính theo trọng lượng - % by weight Đá + Cát + Bột + Khoáng Hỗn hợp BTN - Phalt mixture Stone + Sand + Fille + Bitumen Loại cốt liệu Type of aggregate Chỉ tiêu cấp liệu (Kg) Weight of Dmax 25 Dmax 16 Dmax 9,5 Dmax 4,75 Bột Khoáng Mineral fille Nhựa - Bitumen 60/70 Tổng cộng - Total 95,6 143,4 248,6 420,6 9,56 14,34 24,86 42,06 10,0 15,0 26,0 44,0 47,8 4,78 5,0 44,0 4,40 4,60 1000 kg 100% 104,60% Hình 3.16 Mẫu BTNC 19 85 - Một số hình ảnh thí nghiệm vệt hằn bánh xe – HWTD (Hamburg Wheel Tracking Device): Hình 3.17 Máy đo vệt hằn lún bánh xe thiết bị đầm mẫu Hình 3.18 Thí nghiệm điều kiện có nước khơng có nước Hình 3.19 Hiện tượng bong tróc xuất nhanh điều kiện có nước 86 - Kết thí nghiệm: + Đây thí nghiệm dùng để kiểm tra q trình xảy tượng bong tróc bê tơng nhựa điều kiện có nước hay tượng khả dính bám cốt liệu nhựa + Tiến hành thí nghiệm điều kiện có nước khơng có nước cho thấy trường hợp có nước cốt liệu bị độ dính bám với nhựa bong khỏi lớp bê tông nhựa nhanh 3.4 Kết luận chương 3: Chương nghiên cứu nội dung sau : - Đã nêu phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để nghiên cứu độ dính bám bitum cốt liệu; - Đã nêu cách cụ thể tiêu chuẩn thí nghiệm, phương pháp dụng cụ thí nghiệm, kết thí nghiệm ý nghĩa thí nghiệm: xác định độ dính bám, ngâm nước tĩnh, ngâm nước động, vệt hằn bánh xe - Đã tiến hành thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng cốt liệu đến tượng khả dính bám cốt liệu bitum, cụ thể : Đặc trưng cốt liệu Mỏ đá Phía Bắc Phía Nam Độ dính bám (lượng nhựa cịn lại) Khống Cấu trúc Hình TN độ dính bám TN ngâm TN ngâm học (pH) bề mặt dạng với nhựa nước tĩnh nước động Tính Axit Trơn nhẵn Trịn, dẹt Trung bình – Khá 86,01 % 82,32% Tính Bazơ Xù xì Góc cạnh Tốt 95,04% 91,92% - Các mỏ đá đặc điểm phân bố vùng địa chất khác nên loại đá có độ dính bám khác nhau, : + Mỏ đá phía Bắc có độ dính bám Trung bình – Khá + Mỏ đá phía Nam có độ dính bám Tốt Vậy kết luận lựa chọn cốt liệu mỏ đá phía Nam hoạt động thiết kế, sản xuất hỗn hợp bê tơng nhựa nóng để hạn chế tượng bong tróc mặt đường bê tơng nhựa 87 - Đã tượng bong tróc hay khả dính bám cốt liệu với nhựa xảy nhanh điều kiện bị ngập nước tác động trùng phục tải trọng giao thông (thí nghiệm vệt hằn lún bánh xe); 88 KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Kết đạt đề tài mặt khoa học: - Đề tài tổng quan đıều kiện tự nhiên, kinh tế xã hộı tình hình mặt đường tạı Tp Phan Thıết, tỉnh Bình Thuận; đánh giá trạng hệ thống đường trạng hư hỏng mặt đường Tp Phan Thiết; - Đã nghiên cứu sở lý thuyết đánh giá tượng bong tróc mặt đường bê tông nhựa; - Đã thu thập lựa chọn thông số kỹ thuật cốt liệu phục vụ nghiên cứu; - Đã lựa chọn phương pháp đánh giá ảnh hưởng cốt liệu đến tượng bong tróc; 1.2 Kết đạt đề tài mặt thực tiễn: - Kết tượng bong tróc đánh giá phù hợp với tình hình thực tiễn địa phương thể qua tiêu đưa nghiên cứu: khoáng học, cấu trúc bề mặt hình dạng cốt liệu; - Đề tài phục vụ cho Sở Giao thông vận tải quản lý việc sử dụng cốt liệu thiết kế, sản xuất hỗn hợp bê tơng nhựa nóng; - Đề tài sử dụng tài liệu tham khảo; 1.3 Những tồn định hướng nghiên cứu tiếp theo: - Đề tài làm nhiều nội dung nhiên chưa thực hết thí nghiệm để đánh giá tiêu theo yêu cầu tiêu chuẩn nước hạn chế điều kiện thời gian, kinh tế Kiến nghị - Ở Bình Thuận có nhiều mỏ đá, kiến nghị sử dụng cốt liệu mỏ đá phía Nam việc thiết kế, sản xuất hỗn hợp bê tơng nhựa nóng để tránh tượng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa thường gặp có tương bong tróc tượng dễ gặp - Kiến nghị lựa chọn cốt liệu có đặc trưng đề tài nghiên cứu - Đề xuất cần định hướng quản lý phù hợp sử dụng vật liệu bê tông nhựa làm lớp mặt tuyến đường Tp Phan Thiết, tránh tượng tác động nhiều 89 nước làm mặt đường hư hỏng nhanh (đọng nước, ngập nước, hư hỏng vào mùa mưa, ) - Phạm vi đề tài nghiên cứu chưa thể đầy đủ nội dung quy định tài liệu nước ảnh hưởng cốt liệu đến tượng bong tróc mặt đường bê tông nhựa Học viên đề xuất để nghiên cứu toàn diện đặc trưng cốt liệu cần có nguồn kinh phí tổ chức đánh giá rộng hơn, với thiết bị thí nghiệm đại 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Giao thông vận tải (2010), Thông tư số 10/2010/TT-BGTVT ngày 19/4/2010 Quy định quản lý bảo trì đường Bộ xây dựng (2005), TCVN 4054 -05: Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế Bộ xây dựng (2006), 22TCN 211-06: Áo đường mềm – Các yêu cầu dẫn thiết kế Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8819:2011: Mặt đường bê tơng nhựa nóng – u cầu thi công nghiệm thu Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8820:2011: Hỗn hợp bê tơng nhựa nóng – Thiết kế theo phương pháp Marshall Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8818:2011: Nhựa đường lỏng – Phương pháp thử Nguyễn Phước Minh (2013), Nghiên cứu xác định thành phần vật liệu hợp lý lớp bê tông nhựa tạo nhám mặt đường cấp cao Việt Nam Nguyễn Phước Minh (2009), Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần hạt cốt liệu đến độ bền Marshall bê tông Asphalt theo tiêu chuẩn VN AASHTO Nguyễn Phước Minh (2011), Xem xét ứng dụng chất phụ gia tăng cường dính bám cốt liệu với nhựa cho hỗn hợp bê tông nhựa rỗng 10 Nguyễn Quang Chiêu, Phạm Huy Khang (2006), Xây dựng mặt đường ôtô, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 11 Dương Ngọc Hải, Thiết kế đường ô tô tập - Khảo sát đường ô tô, NXB Giáo dục 12 Phạm Duy Hữu (2010), Bê tông asphalt hỗn hợp asphalt, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 13 Nguyễn Xuân Thuỷ, Hoàng Trọng Yêm, Trần Tuấn Hiệp (1990), Cẩm nang bitum shell xây dựng cơng trình giao thơng, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Tiếng Anh 14 John Read, David Whiteoak (2003), The Shell Bitumen Handbook (Fifth edition) 91 15 Robert N Hunter, Andy Self, John Read (2015), The Shell Bitumen Handbook (Sixth edition) 16 Umaru Bagampadde, On Investigation of Stripping Propensity of Bituminous Mixtures 17 Jason Paul Bausano (2006), Development of a new test procedure to evaluate the moisture susceptibility of hot mix asphalt 18 Head, Bituminous Section, Ontario Ministry of Transportation (2015), Innovative Testing of Ontario’s Asphalt Materials 19 AASHTO DESIGNATION: T 182-84 (1993), Coating and Stripping of Bitumen – Aggregate Mixtures 20 AASHTO DESIGNATION: T 324-04, Standard Method of Test for Hamburg Wheel – Track Testing of Compated Hot-Mix Asphalt (HMA) 21 Jızhe Zhang, Alex K Apeagyei, Gordon D Airey, James R.A Grenfell, Influence of aggreagate mineralogical composition on water resistance of aggregate – bitumen adhesion 22 Blaine Morien (2015), Liquid Adhesion Agents for Asphalt 23 Robert L Lytton, Eyad A Masad, Corey Zollinger, Rifat Bulut, Dallas Little (2005), Measurements of surface energy and its realationship to moisture damage 24 J S Buckley (1998), Wetting alteration of solid surfaces by crude oils and their asphaltenes