Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu và tíanh chất cơ lý của bê tông nhựa đến vận tốc làm việc máy đầm trong thi công mặt đường bê tông nhựa ở việt nam

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học giao thông vận tải & LuËn ¸n thạc sỹ khoa học kỹ thuật Nghiên cứu ảnh hưởng điều Kiện khí hậu tính chất lý bê tông nhựa đến vận tốc làm việc máy đầm thi công mặt đường bê tông nhựa việt nam Ngành khí giao thông Chuyên ngành máy xây dựng xếp dỡ Người thực : Vũ Phi Long Giáo viên hướng dẫn : TS Thái Hà Phi Hµ Néi – 2005 Mơc lơc Trang 04 Lêi nói đầu Chương I : Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Việt Nam 06 1.1 ảnh hưởng cđa khÝ hËu (nhiƯt ®é, ®é Èm, giã…) 06 1.1.1 a b c d e 1.1.2 a b c 1.1.3 a b 1.1.4 a b 1.2 1.2.1 1.2.2 a b c d e 1.2.3 MiỊn khÝ hËu phÝa b¾c KhÝ hậu vùng Đông Bắc Khí hậu vùng núi Việt Bắc- Hoàng Liên Sơn Khí hậu vùng núi Tây Bắc Khí hậu vùng đồng Bắc Bộ Khí hậu vùng Bắc Trung Bộ Miền khí hậu Đông Trường Sơn Khí hậu vùng Bình- Trị- Thiên (cũ) Khí hậu vùng Trung Trung Bé KhÝ hËu vïng Nam Trung Bé MiÒn khÝ hËu phía Nam Khí hậu vùng Tây Nguyên Khí hậu vùng đồng Nam Bộ Miền khí hậu Biển Đông Khí hậu vùng phía Bắc Biển Đông Khí hậu vùng Nam Biển Đông Tính chất lý bê tông nhựa Tổng quan bê tông nhựa chất lượng bê tông nhựa Một số tính chất lý bê tông nhựa Cường độ Tính biến dạng Độ mài mòn Độ ổn định nước Tính dễ tạo hình hỗn hợp bê tông nhựa Các quy định chất lượng vật liệu để chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa nhựa theo tiêu chuẩn (22TCN 249- 98) Đá dăm C¸t 06 06 07 08 08 09 10 10 10 10 11 11 11 12 12 12 13 13 19 19 20 21 21 21 22 a b 22 23 c Bột khoáng d Nhựa đường 1.2.4 Các quy định chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa theo tiêu chuẩn (22TCN 249- 98) Chương II : Xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hưởng đến vËn 2.1 2.1.1 2.1.2 a b c d 2.2 2.2.1 2.2.2 a b c d tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Xây dựng mô hình toán quan hệ yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Xây dựng mô hình toán xác định vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Xây dựng mô hình toán biểu diễn mối quan hệ vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa với yếu tố Xây dựng mô hình toán vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa với biến dạng bê tông nhựa Xây dựng mô hình toán vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa với nhiệt độ môi trường Xây dựng mô hình toán vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa với thời gian tác dụng tải trọng máy đầm Xây dựng mô hình toán vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa với độ lớn tải trọng máy đầm mặt đường bê tông nhựa Xây dựng phương pháp xác định thông số nhằm xác định vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Xây dựng sơ đồ tính toán thông số cần thiết nhằm xác định vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Phương pháp xác định thông số mô hình toán kể đến yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đầm mặt đường bê tông nhựa Phương pháp xác định thông số mô hình toán kể đến biến dạng bê tông nhựa Phương pháp xác định thông số mô hình toán kể đến nhiệt độ môi trường Phương pháp xác định thông số mô hình toán kể đến thời gian tác dụng tải trọng máy đầm Phương pháp xác định thông số mô hình toán kể đến độ lớn tải trọng máy đầm 24 25 25 29 29 29 31 31 33 34 35 36 36 36 36 43 45 47 2.2.3 Lùa chän phần mềm tin học để giải mô hình toán Chương III : Nghiên cứu thực nghiệm xác định mối quan hệ điều kiện 49 50 khí hậu tính chất lý bê tông nhựa đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Xây dựng đề cương thực nghiệm Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ thực nghiệm Cách đo Tiến hành thực nghiệm Mô tả thực nghiệm Các kết thực nghiệm Kết đo trường Kết thí nghiệm mẫu khoan bê tông nhựa Mối quan hệ yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc làm việc máy đầm bê tông nhựa Xác định thông số cần thiết cho mô hình tính toán 50 50 50 51 51 52 52 54 59 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 a b 3.3 3.3.1 3.3.2 ¶nh h­ëng cđa điều kiện khí hậu, tính chất lý bê tông nhựa 59 61 đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa a ảnh hưởng tính chất lý bê tông nhựa 61 b ảnh hưởng nhiệt độ môi trường 76 c ảnh hưởng loại thiết bị đầm 84 d ảnh hưởng thời gian tác dụng thiết bị đầm 90 Chương IV : áp dụng kết nghiên cứu vào quy trình thi công mặt đường 98 bê tông nhựa Việt Nam 4.1 Quy trình thi công bê tông nhựa 4.1.1 Theo tiêu chuẩn ngành (22 TCN 249- 98) 4.1.2 Quy trình thi công đầm lèn thực tế 4.2 áp dụng kết nghiên cứu vào quy trình thi công mặt đường 98 98 100 107 bê tông nhựa Việt Nam Chương IV : Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo 109 111 Phụ lục 112 Lời nói đầu Trong trình hội nhập phát triển kinh tế, văn hóa nước ta với nước khu vực nước giới Để tăng cường cho trình hội nhập, việc phát triển đại hóa mạng lưới giao thông vận tải nước nhiệm vụ hàng đầu chiến lược phát triển kinh tế xà hội Việt Nam Trong giao thông ®­êng bé lµ mét bé phËn quan träng kÕt cấu hạ tầng, cần đầu từ phát triển bước để tạo tiền đề, làm động lực phát triển kinh tÕ x· héi phơc vơ cho c«ng nghiƯp hãa đại hóa đất nước, góp phần tăng cường an ninh, quốc phòng đồng thời đáp ứng trình hội nhập cho đất nước Hướng phát triển mạng lưới giao thông đường Việt Nam : Cải tạo nâng cấp tuyến đà có xây dựng tuyến đường liên tỉnh, liên vùng để tạo điều kiện thông thương trung tâm kinh tế với Theo định hướng ngành giao thông vận tải mặt đường bê tông nhựa dạng kết cấu áp dụng phổ biến việc sửa chữa nâng cấp xây dựng đường theo quy trình Aashto, có ưu điểm hẳn so với dạng kết cấu khác Nâng cao chất lượng mạng lưới đường vấn đề cấp bách công tác đầm mặt đường bê tông nhựa đóng vai trò quan trọng Chính việc Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện khí hậu tính chất lý bê tông nhựa đến vận tốc làm việc máy đầm thi công mặt đường bê tông nhựa Việt Nam cần thiết Được phân công môn Máy xây dựng xếp dỡ, đà thực luận án luận án tập trung nghiên cứu nội dung : Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Việt Nam Xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa Nghiên cứu thực nghiệm mối quan hệ điều kiện khí hậu tính chất lý bê tông nhựa đến vận tốc làm việc máy đầm mặt đường bê tông nhựa áp dụng kết nghiên cứu vào quy trình thi công mặt đường bê tông nhựa Việt Nam - Luận án hoàn thành hướng dẫn TS Thái Hà Phi - Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn và thầy cô giáo môn Máy xây dựng xếp dỡ đà tạo điều kiện cho hoàn thành luận ¸n nµy - Do kinh nghiƯm vµ thêi gian cã hạn nên đề tài chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp cho nội dung luận án Hà nội, tháng 09 năm 2005 Tác giả Loại bê tông nhựa Thành phần cấp phối cỡ hạt hỗn hợp bê tông nhựa rải nóng Lượng lọt qua sàng % Cỡ Lượng Theo sàng lỗ tròn (*), % hạt Vị trí nhựa 40 31,5 25 20 15 10 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 lín lớp tính Theo sàng ASTM (inch) bê tông theo 1(1/4) 3/ 5/8 1/ 5/16 N05 N010 N018 N035 N050 N0100 N0200 danh nhùa % cèt Theo sµng ASTM (mm) định 31,5 25 19 16 12,5 0,5 0,3 0,15 0,075 liệu Bê tông nhựa chặt (BTNC) Hạt nhỏ BTNC 10 Hạt nhỏ BTNC 15 Hạt trung BTNC 20 Hạt trung BTNC 25 BTN cát BTNC 10 Líp trªn 15 Líp trªn hay líp d­íi Líp trªn hay líp d­íi Líp d­íi 20 25 (6) 100 100 100 100 95100 95100 95100 8189 7684 Vỉa hè, xe đạp, thô sơ 95100 6575 6575 6070 100 4357 4357 4357 4357 95100 31-44 16-24 12-18 8-18 8-13 6-11 5,5-6,5 31-44 22-33 16-24 12-18 8-13 6-11 5,5-6,5 31-44 22-33 16-24 12-18 8-13 5-10 5-6 31-44 22-33 16-24 12-18 8-13 5-10 5-6 68-83 45-67 28-50 18-35 11-23 5-10 7-9 Bê tông nhựa rống (BTNR) Hạt trung 25 Líp d­íi hay 100 95÷ 50÷ 30÷ 20÷ 13÷ 9÷ 18 6÷ 13 4÷ 0÷ BTNR 25 lớp móng 100 70 50 35 25 Hạt lớn 31,5 Líp mãng 100 95÷ 75÷ 55÷ 40÷ 25÷ 15 ÷ 5÷ 18 4÷ 14 3÷ 0÷ BTNR 31,5 100 95 75 60 45 35 H¹t lín 40 Líp mãng 95÷ 75÷ 55÷ 40÷ 25÷ 15÷ 5÷ 18 4÷ 14 3÷ 0÷4 BTNR 40 100 95 75 60 45 35 Ghi : Bộ sàng lỗ ròn tiêu chuẩn gồm sàng lỗ tròn từ 0.63 mm trở lên, sàng lỗ vuông từ 0.315 trở xuống Lớp : Lớp mặt đường bê tông nhựa hai lớp Lớp : Lớp mặt đường bê tông nhựa hai lớp Lớp móng : Phần tầng móng Lớp móng : Phần tầng móng 17 4,5ữ 5,5 4ữ 4ữ5 Báo cáo thí nghiệm độ chặt bê tông nhựa trường Lý tr×nh : Km44 + 00 – Km44 + 500 (R3m ph¶i tuyÕn) Km44 + 500 – Km44 + 700 (R5m phải tuyến) Lớp bê tông nhựa : Hạt trung BTNC 20 No Vị trí khoan KL cân KL KL bÃo Thể tích Dung trọng Dung Độ chặt cân hoà khô mẫu mẫu trọng Thí không bề mặt (g) (cm3) (g/cm3) Marshall nghiƯm khÝ (g) n­íc A B C D C-B TCTC ChiỊu Ghi dµy chó TB (cm) Km44 + 14 (ph¶i) 1402 412.6 1403.7 591.1 2.372 2.412 98.3 K98 7.7 Km44 + 150 (ph¶i) 1296.5 755.8 1297.6 541.8 2.393 2.412 99.2 K98 7.0 Km44 + 300 (ph¶i) 1435.5 835.7 1436.8 601.1 2.388 2.412 99.0 K98 8.2 Km44 + 500 (ph¶i) 1442 838.7 1443.8 605.1 2.383 2.412 98.8 K98 8.5 Km44 + 600 (ph¶i) 136.1 795.9 1362.9 567.0 2.400 2.412 99.5 K98 7.9 Thí nghiệm Marshall Địa đoạn thi công : Km44 + 00 - Km 44 + 500 (réng 3m ph¶i tuyÕn) Km44 + 500 - Km 44 + 700 (réng 5m phải tuyến) Lớp bê tông nhựa : Hạt trung BTNC 20 Tû träng nhùa : (Gb) : 1.033 §é hÊp phơ nhùa (Pba) : 0.78 Tr¹m BTN : Km 102+400 – RÏ ph¶i 300m Tû träng khèi cèt liƯu (Gsb) : 2.667 Tû träng cã Ých cđa cèt liƯu : 2.722 Bột đá : Miếu môn Hà Tây Nhựa : PLC- Petrolimex (60/70) KL % nhựa KL cân khô TT n­íc KL b·o ThĨ Dung Dung träng §é tích trọng Max rỗng dư 100+Wa hoà (SSD) C-B A/V 100 Wa + Gef Gb VMA §é VFA ChiỊu bỊn cao ch­a Dt − Dp Dp(100 − Wb) VMA − Vo 100 − mÉu Dt VMA Gsb hiÖu chØnh HÖ số hiệu chỉnh Độ bền đà hiệu Độ chảy chỉnh g g G cm3 g/cm3 g/cm3 % % % mm KN - KN mm A B C V Dp Dt Vo VMA VFA - - - - - 1201.3 704.8 1202.5 497.7 2.414 62.9 10.3 1.04 10.7 2.3 1195.4 700.6 1196.8 496.2 2.409 62.1 9.6 1.04 10.0 2.4 1198.2 703.0 1199.6 496.6 2.413 62.3 9.6 1.04 10.0 2.5 10.2 2.4 >8