Nghiên cứu sử dụng phụ gia sbs nhằm tăng khả năng kháng lún vệt hằn bánh xe trong hỗn hợp bê tông nhựa luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN ĐỨC THỊNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHỤ GIA SBS NHẰM TĂNG KHẢ NĂNG KHÁNG LÚN VỆT HẰN BÁNH XE TRONG HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60.58.02.05.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG Thành Phố Hồ Chí Minh - 2016 LỜI CÁM ƠN Trước hết em xin chân thành cám ơn q Thầy, Cơ tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt khóa học lớp Cao học Xây dựng đường ơtơ thành phố_K22.1, Phân hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Phân hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình làm luận văn, giúp em hiểu rõ mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu từ có định hướng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu đắn để thực tôt nội dung đề tài luận văn Thạc sĩ Em xin chân thành cảm ơn lãnh đạo nhà trường, Thầy phịng, ban đào tạo sau đại học Trường Đại học Giao thông vận tải giúp đỡ em học tập thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn anh, em làm việc Phịng Thí nghiệm Kiểm định Trọng điểm Đường bộ, Mơi trường An tồn giao thơng LAS-XD 1398 thuộc Cơng ty Cổ phần UTC2 Tuy nhiên kiến thức điều kiện vật chất hạn chế nên em gặp khó khăn định Rất mong đóng góp ý kiến Thầy, Cơ để em học tập, tiếp thu thêm nhiều kiến thức TP, Hồ Chí Minh, Tháng … năm 2016 Nguyễn Đức Thịnh i MỤC LỤC MỤC LỤC i MỤC LỤC BẢNG BIỂU iv MỤC LỤC HÌNH ẢNH v PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài: II Mục tiêu nghiên cứu đề tài: III Đối tượng nghiên cứu: IV Phạm vi nghiên cứu: V Phương pháp nghiên cứu: VI Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: PHẦN NỘI DUNG .8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHỰA ĐƯỜNG VÀ BÊ TÔNG NHỰA 1.1 Tổng quan sử dụng bê tông nhựa dạng hư hỏng thường gặp: 1.1.1 Tổng quan sử dụng bê tông nhựa: 1.1.2 Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa: 1.1.2.1 Nứt: 1.1.2.2 Hư hỏng biến dạng: 10 1.1.2.3 Mất mát vật liệu mặt đường: 14 1.2 Cấu trúc Bê tông nhựa: .15 1.3 Nhựa đường (Bi tum): 16 1.3.1 Yêu cầu, thành phần, cấu trúc lưu biến bitum: 16 1.3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật bitum hỗn hợp BTN: 16 1.3.1.2 Thành phần cấu tạo bitum: 20 1.3.1.3 Cấu trúc bitum: 20 1.3.1.4 Mối quan hệ thành phần chất lưu biến: 21 1.3.1.5 Mối liên quan thành phần hóa học tính chất vật lý 22 1.3.2 Những đặc tính kỹ thuật nhựa đường [15]: 24 1.3.2.1 Khái niệm độ cứng: 24 1.3.2.2 Xác định độ cứng bitum: 28 1.3.2.3 Cường độ chịu kéo: 30 ii 1.3.2.4 Độ bền mỏi (cường độ chịu mỏi): 32 1.4 Phụ gia: .34 1.4.1 Các loại phụ gia bê tông nhựa giới: 34 1.4.2 Tình hình sử dụng phụ gia bê tông nhựa Việt Nam: 36 CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA SBS ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA .38 2.1 Tổng quan phụ gia SBS: 38 2.2 Cơ sở sử dụng phụ gia SBS: .39 2.3 Phương pháp thí nghiệm tạo mẫu: .42 2.3.1 Quá trình trộn SBS với nhựa: 42 2.3.2 Chế tạo mẫu phịng thí nghiệm: 45 2.3.3 Phương pháp thí nghiệm: 45 2.4 Ảnh hưởng SBS đến tiêu lý nhựa đường 60/70: 46 2.5 Thiết kế cấp phối BTNC 12.5: 51 2.5.1 Kiểm tra lựa chọn thành phần cốt liệu: 51 2.5.2 Thí nghiệm tiêu lý hỗn hợp bê tông nhựa: 53 2.5.3 Lựa chọn hàm lượng nhựa tối ưu: 57 2.6 Ảnh hưởng SBS đến tiêu lý hỗn hợp bê tông nhựa: 58 2.6.1 Kiểm tra tiêu lý hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia SBS: 58 2.6.1.1 Thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo Marshall: 58 2.6.1.2 Thí nghiệm xác định tỷ số sức kháng kéo: 62 2.6.1.3 Thí nghiệm Mođun đàn hồi: 64 2.6.1.4 Thay đổi hàm lượng nhựa có phụ gia SBS đến độ ổn định độ dẻo marshall: 66 2.6.2 Ảnh hưởng SBS đến tiêu lý hỗn hợp bê tông nhựa: 67 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG LÚN VỆT HẰN BÁNH XE CỦA PHỤ GIA SBS TRONG HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA 69 3.1 Khả kháng lún vệt hằn bánh xe mẫu bê tông nhựa đúc phịng: .69 Hình 3.1 Thiết bị thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe Infratest 69 3.1.1 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe nhựa 60/70: 69 3.1.2 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe bê tơng nhựa có phụ gia SBS: 70 iii 3.1.3 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe bê tông nhựa Polime: 70 3.2 Khả kháng lún vệt hằn bánh xe mẫu bê tơng nhựa ngồi trường: 71 3.3 Bảng tổng hợp so sánh kết vệt hằn bánh xe hỗn hợp bê tông nhựa: 73 3.4 So sánh giá thành sản xuất: 73 3.4.1 Giá thành sản xuất bê tông nhựa thường C12.5: 73 3.4.2 Giá thành sản xuất bê tông nhựa Polime C12.5: 74 3.4.3 Giá thành sản xuất bê tơng nhựa C12.5 có phụ gia SBS: 75 3.4.4 So sánh giá thành sản xuất bê tông nhựa C12.5 (tấn): 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 I KẾT LUẬN 78 II KIẾN NGHỊ .79 III CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN TIẾP 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .83 iv MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các tiêu chất lượng Bitum 18  Bảng 1.2 Các tiêu chất lượng Bitum (tiếp theo) 19  Bảng 1.3 Bảng phân loại phụ gia polime[11] 34  Bảng 2.1 Các tiêu lý nhựa đường 60/70 .46  Bảng 2.2 Kết Thí nghiệm độ dính bám nhựa với đá 49  Bảng 2.3 Độ ổn định lưu trữ sau nung 163oC 48 51  Bảng 2.4 Kết kiểm tra lý hỗn hợp cốt liệu 52  Bảng 2.5 Kết Thiết kế đường cong Cấp phối Bê tông nhựa C12.5 52  Bảng 2.6 Khối lượng riêng cốt liệu 53  Bảng 2.7 Kết thể thay đổi khối lượng riêng BTN theo thay đổi hàm lượng nhựa hỗn hợp 54  Bảng 2.8 Kết thí nghiệm khối lượng riêng thể tích độ rỗng dư hỗn hợp 54  Bảng 2.9 Kết kiểm tra độ rỗng khung cốt liệu 55  Bảng 2.10 Kết thí nghiệm độ ổn định độ dẻo Marshall 56  Bảng 2.11 Kết kiểm tra khối lượng thể tích hỗn hợp bê tơng nhựa có SBS 59  Bảng 2.12 Kết kiểm tra khối lượng thể tích, khối lượng riêng độ rỗng dư hỗn hợp bê tơng nhựa có SBS 60  Bảng 2.13 Kết kiểm tra độ ổn định độ dẻo Marshall .61  Bảng 2.14 Kết thí nghiệm sức kháng kéo .63  Bảng 2.15 Các yêu cầu thí nghiệm kiểm tra modun đàn hồi vật liệu 65  Bảng 2.16 Kết thí nghiệm Mơđun đàn hồi bê tông nhựa 66  Bảng 2.17 Độ ổn định độ dẻo thay đổi tăng hay giảm hàm lượng nhựa có phụ gia SBS 66  Bảng 3.1 Đơn giá bê tông nhựa thường C12.5 (tấn) 73  Bảng 3.2 Đơn giá bê tông nhựa Polime C12.5 (tấn) 74  Bảng 3.3 Đơn giá bê tông nhựa Polime C12.5 (tấn) 75  Bảng 3.4 Đơn giá bê tông nhựa Polime C12.5 (tấn) 77  v MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vết nứt mặt đường BTN 9  Hình 1.2 Hư hỏng bề mặt .9  Hình 1.3 Biến dạng bề mặt 10  Hình 1.4 Quan hệ số lần tác dụng tải trọng với vệt hằn lún bánh xe 11  Hình 1.5 Các trường hợp lún vệt bánh xe từ nguyên nhận khác 11  Hình 1.6 cắt dọc kết cấu áo đường[6] 11  Hình 1.7 Các giai đoạn phát triển tượng lún trồi[6] 12  Hình 1.8 Nước đọng vị trí lún[6] 12  Hình 1.9 Hiện tượng lún trồi xuất lớp vật liệu khơng cịn đạt cường độ[6].12  Hình 1.10 Sự xắp xếp vật liệu sau hoàn thành cơng tác lu lèn [8] 13  Hình 1.11 Hư hỏng mặt đường BTN theo thời gian 14  Hình 1.12 Mơ hình tương quan phối hợp cấu trúc vĩ mô, trung gian tế vi bê tông nhựa 16  Hình 1.13 Sơ đồ cấu trúc bitum dạng “SOL” 21  Hình 1.14 R-Chuỗi Aliphatic, napthenic cacbon thơm 21  Hình 1.15 Sơ đồ cấu trúc bitum dạng “GEL” 21  Hình 1.16 – Quan hệ thành phần hóa học số xuyên .23  Hình 1.17 Những thay đổi thành phần bitum trình trộn, rải thời gian sử dụng .24  Hình 1.18 Tốn đồ tính độ xun (Điểm mềm – Độ xuyên) 25  Hình 1.19 Tốn đồ tính độ xun (Độ xun – Độ xun) .26  Hình 1.20a Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đặt tải đến độ cứng bitum có số xuyên thấp .27  Hình 1.20b – Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đặt tải đến độ cứng bitum loại 115/15 27  Hình 1.20c – Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đặt tải đến độ cứng bitum độ xuyên 100 28  Hình 1.21 Thí nghiệm cắt trượt 29  Hình 1.22 Thí nghiệm cắt động .29  Hình 1.23 Mơđun độ cứng phụ thuộc vào thời gian hay tần số đặt tải .30  vi Hình 1.24 Mơđun độ cứng phụ thuộc vào thời gian đặt tải nhiệt độ khác 30  Hình 1.25 Tốn đồ xác định mơđun độ cứng bitum 31  Hình 1.26 Quan hệ môđun độ cứng số xuyên với biến dạng thời điểm vỡ 32  Hình 1.27 Toán đồ xác định biến dạng lúc vỡ bitum 33  Hình 1.28 Cường độ mỏi hàm số môđun dộ cứng 33  Hình 2.1 Hai dạng mạch thẳng mạch nhánh SBS polime [16] 40  Hình 2.2 Hình TEM SBS mạch thẳng polime chứa 30%SB [16] .40  Hình 2.3 Sự phân bố pha cấu trúc phân tử SBS nhựa đường[17] 41  Hình 2.4 Phân loại hình thái cấu trúc phân tử hỗn hợp nhựa + SBS[17] 42  Hình 2.5 Mẫu chụp TEM hỗn hợp SBS+nhựa[19] .42  Hình 2.6 Quá trình trộn nhựa với phụ gia SBS 44  Hình 2.7 Mẫu trang thiết bị thí nghiệm kiểm tra 45  độ ổn định độ dẻo Marshall (60oC, 40 phút) 45  Hình 2.8 Những thiết bị Thí nghiệm phịng LAS-XD 1398 47  Hình 2.9 Dính bám nhựa 4%SBS với cốt liệu .49  Hình 2.10 Giá trị kim lún, độ nhớt, nhiệt độ hóa mềm độ đàn hồi nhựa 60/70 với hàm lượng SBS Tây Ban Nha khác 49  Hình 2.11 Giá trị kim lún, độ nhớt, nhiệt độ hóa mềm độ đàn hồi nhựa 60/70 với hàm lượng SBS Nhật Bản khác 50  Hình 2.12 Giá trị kim lún, độ nhớt, nhiệt độ hóa mềm độ đàn hồi nhựa 60/70 với hàm lượng SBS Đài Loan khác 50  Hình 2.13 Cấp phối BTNC 12.5 .53  Hình 2.14 Bể ổn định nhiệt máy nén Marshall-Humboldt .56  Hình 2.15 Mối quan hệ hàm lượng nhựa khối lượng thể tích 57  Hình 2.16 Mối quan hệ hàm lượng nhựa độ ổn định Marshall .57  Hình 2.17 Mối quan hệ hàm lượng độ rỗng dư .57  Hình 2.18 Mối quan hệ hàm lượng độ rỗng cốt liệu .57  Hình 2.19 Mối quan hệ hàm lượng nhựa độ rỗng lấp đầy nhựa .58  vii Hình 2.20 Mối quan hệ hàm lượng nhựa độ dẻo Marshall .58  Hình 2.20 Q trình thí nghiệm nén Marshall hỗn hợp Bê tơng nhựa có thay đổi hàm lượng phụ gia SBS .59  Hình 2.21 Thí nghiệm xác định tỷ số sức kháng kéo 64  Hình 2.22 Thí nghiệm Mơđun đàn hồi 65  Hình 2.23 Mối quan hệ độ rỗng cịn dư, khối lượng riêng hỗn hợp tỷ lệ SBS/nhựa 68  Hình 2.24 Mối quan hệ độ ổn định&độ dẻo Marshall tỷ lệ SBS/nhựa 68  Hình 3.1 Thiết bị thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe Infratest 69  Hình 3.2 Kết vệt hằn bánh xe bê tông nhựa 60/70 70  Hình 3.3 Kết vệt hằn bánh xe bê tơng nhựa có phụ gia SBS .70  Hình 3.4 Kết vệt hằn bánh xe bê tông nhựa Polime .71  Hình 3.5 Kết thí nghiệm VHBX mẫu khoan trường 71  Hình 3.6 Một số hình ảnh trường đoạn thử nghiệm bê tơng nhựa có phụ gia SBS 73  69 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG LÚN VỆT HẰN BÁNH XE CỦA PHỤ GIA SBS TRONG HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA 3.1 Khả kháng lún vệt hằn bánh xe mẫu bê tông nhựa đúc phịng: Thí nghiệm đánh giá lún vệt hằn bánh xe theo Quyết định 1617/QĐ-BGTVT [32] thực Phòng LAS-XD 1398 với máy đầm mẫu thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe Infratest Khối lượng mẫu nghiên cứu: 02viên/01mẫu: Tổng số: 04 viên Hình 3.1 Thiết bị thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe Infratest 3.1.1 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe nhựa 60/70: Mẫu thí nghiệm theo phương pháp A (chạy môi trường nước nhiệt độ 500C) với chù kỳ 15.000 lượt, kết thể Hình 3.2 70 Hình 3.2 Kết vệt hằn bánh xe bê tơng nhựa 60/70 3.1.2 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe bê tơng nhựa có phụ gia SBS: Mẫu thí nghiệm theo phương pháp B (chạy môi trường nước nhiệt độ 600C) với chù kỳ 40.000 lượt, kết thể Hình 3.3 Hình 3.3 Kết vệt hằn bánh xe bê tơng nhựa có phụ gia SBS Nhận xét: Qua kết Thí nghiệm Vệt hằn bánh xe ta nhận thấy mẫu BTN có phụ gia SBS chạy điều kiện bất lợi (600C, 40.000 lượt) đạt kết tốt so với mẫu BTN khơng có phụ gia 3.1.3 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe bê tông nhựa Polime: Với bê tông nhựa Polime tác giả sử dụng kết lún vệt hằn bánh xe cơng trình thực tế để so sánh đánh giá với hỗn hợp bê tông nhựa có phụ gia SBS Bê 71 tơng nhựa Polime sử dụng cho cơng trình “Mở rộng QL1-tỉnh Khánh Hịa”-Bê tơng nhựa lấy trạm đội thi cơng 703_Tổng Công ty Thăng Long-CTCP Kết thể Hình 3.4 Hình 3.4 Kết vệt hằn bánh xe bê tông nhựa Polime 3.2 Khả kháng lún vệt hằn bánh xe mẫu bê tơng nhựa ngồi trường: Thí nghiệm khoan mẫu ngồi trường bê tơng nhựa có phụ gia SBS theo cách phối trộn khác so với mẫu bê tơng nhựa có phụ gia SBS đúc phịng thí nghiệm Ngồi trạm trộn thực việc trộn phụ gia SBS trực tiếp với hỗn hợp cốt liệu (trộn khơ) sau tiến hành phun nhựa vào trộn (trộn ướt) để tạo hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia SBS, áp dụng QL 1A Khánh Hòa, Nha Trang Kết thí nghiệm vệt hằn bánh xe thể Hình 3.3 Hình 3.5 Kết thí nghiệm VHBX mẫu khoan trường 72 Một số hình ảnh đoàn chuyên gia tham quan đoạn thử nghiệm bê tơng nhựa có sử dụng phụ gia SBS Kiểm tra mặt đường sử dụng phụ gia SBS Dự án mở rộng QL1 qua Huế- Bị hằn lún dự án NCMR QL1 đoạn qua Khánh Hòa sửa lại BTN có sử dụng cơng nghệ trộn trực tiếp trạm Mặt đường BTN có sử dụng phụ gia SBS Mặt đường BTN không sử dụng phụ gia SBS sau tháng khai thác-QL1 đoạn Khánh Hòa sau tháng khai thác-QL1 đoạn Khánh Hòa Phễu chứa phụ gia SBS Ống phun phụ gia vào bồn trộn 73 Hình 3.6 Một số ảnh trường đoạn thử nghiệm bê tơng nhựa có phụ gia SBS [ ] 3.3 Bảng tổng hợp kết vệt hằn bánh xe hỗn hợp bê tơng nhựa: Kết thí nghiệm vệt hằn bánh xe mẫu đúc phòng mẫu khoan trường (theo phương pháp trộn trực tiếp SBS với cốt liệu) thể Bảng 3.1 STT Loại bê tông nhựa Kết Vệt hằn bánh xe I Mẫu đúc phịng Bê tơng nhựa thường 8.44 Bê tơng nhựa có phụ gia SBS 3.00 Bê tông nhựa Polime 1.82 II Mẫu khoan trường Mẫu khoan Km 1423+100 TT 5.17 3.4 So sánh giá thành sản xuất: Hiện nay, bê tông nhựa dùng phổ biến xây dựng cơng trình giao thơng Vì dẫn đến xuất nhiều công ty cung cấp bê tông nhựa nóng thị trường giá mang tính chất cạnh tranh Giá bê tơng nhựa tính tốn dựa báo giá cốt liệu, nhựa đường phụ gia SBS [33,34,35] thể Bảng 3.2, Bảng 3.3 Bảng 3.4 3.4.1 Giá thành sản xuất bê tông nhựa thường C12.5: Bảng 3.1 Đơn giá bê tông nhựa thường C12.5 (tấn) TT Hạng mục công tác Đơn vị Định mức Đơn giá Thành tiền (VNĐ) (VNĐ) Sản xuất bê tông nhựa chặt C12.5 A- Vật liệu : 587.612 - Đá dăm 5x10 m3 0,1856 114.119 21.184 - Đá dăm 10x19 m3 0,1424 199.573 28.414 - Đá mạt m3 0,3194 125.028 39.940 - Bột đá Kg 60 864 51.816 - Nhựa đường Kg 45 7.000 315.000 74 - Dầu diezel (BTN) Kg 1,8 11.476 20.657 - Dầu ma zút (BTN) Kg 10,2 8.182 83.454 - Dầu bảo ôn (BTN) Kg 0,4675 58.071 27.148 B- Nhân công : - Nhân công bậc 4.5/7 15.708 Công 0,0420 374.003 C- Máy thi công : 15.708 85.053 - Trạm trộn 80T/h Ca 0,0047 12.004.312 56.324 - Máy xúc 0.6m3 Ca 0,0039 5.583.466 21.831 - Máy ủi 110CV Ca 0,0030 1.743.131 5.229 - Máy khác % 2,0000 1.668 (VL+NC+M) 702.141 + Cộng chi phí trực tiếp T + Chi phí chung C T*5.5% 38.618 tính trước L (T+C)*6% 44.446 + Giá xây lắp trước thuế XL T+C+L VAT XL*10% 78.520 tạm, lán trại Lt XL*1.1*2% 17.275 + Giá tổng hợp sau thuế G XL+VAT+Lt 880.999 *1.02 + Thu nhập chịu thuế 785.204 + Thuế giá trị gia tăng đầu + Chi phí xây dựng nhà 3.4.2 Giá thành sản xuất bê tông nhựa Polime C12.5: Bảng 3.2 Đơn giá bê tông nhựa Polime C12.5 (tấn) TT Hạng mục công tác Đơn vị Định mức Đơn giá Thành tiền (VNĐ) (VNĐ) Sản xuất bê tông nhựa chặt C12.5 A- Vật liệu : 796.203 - Đá dăm 5x10 m3 0,1444 114.119 16.476 - Đá dăm 10x19 m3 0,1831 199.573 36.532 75 - Đá mạt m3 0,3194 125.028 39.940 - Bột đá Kg 60,0000 864 51.816 - Nhựa đường Kg 45,0000 12.000 540.000 - Dầu diezel Kg 1,5000 11.476 17.214 - Dầu ma zút Kg 8,5000 8.182 69.545 - Dầu bảo ôn Kg 0,4250 58.071 24.680 B- Nhân công : - Nhân công bậc 4.5/7 15.708 Công 0,0420 374.003 C- Máy thi công : 15.708 75.478 - Trạm trộn 80T/h Ca 0,0039 12.004.312 46.937 - Máy xúc 0.6m3 Ca 0,0039 5.583.466 21.831 - Máy ủi 110CV Ca 0,0030 1.743.131 5.229 - Máy khác % 2,0000 + Cộng chi phí trực tiếp 1.480 (VL+NC+M) T *1.02 C T*5.5% 49.783 tính trước L (T+C)*6% 57.295 + Giá xây lắp trước thuế XL T+C+L + Chi phí chung 905.137 + Thu nhập chịu thuế 1.012.215 + Thuế giá trị gia tăng đầu VAT XL*10% 101.222 + Chi phí xây dựng nhà tạm, lán trại Lt XL*1.1*2% + Giá tổng hợp sau thuế G XL+VAT+Lt 22.269 1.135.705 3.4.3 Giá thành sản xuất bê tơng nhựa C12.5 có phụ gia SBS: Bảng 3.3 Đơn giá bê tông nhựa Polime C12.5 (tấn) TT Hạng mục công tác Đơn vị Sản xuất bê tông nhựa chặt C12.5 Định mức Đơn giá Thành tiền (VNĐ) (VNĐ) 76 A- Vật liệu : 661.203 - Đá dăm 5x10 m3 0,1444 114.119 16.476 - Đá dăm 10x19 m3 0,1831 199.573 36.532 - Đá mạt m3 0,3194 125.028 39.940 - Bột đá Kg 60,0000 864 51.816 - Nhựa đường Kg 43,2000 7.000 302.400 - Dầu diezel Kg 1,8000 57.000 102.600 - Dầu ma zút Kg 1,5000 11.476 17.214 - Dầu bảo ôn Kg 8,5000 8.182 69.545 B- Nhân công : Kg 0,4250 58.071 24.680 - Nhân công bậc 4.5/7 C- Máy thi cơng : 15.708 C«ng 0,0420 374.003 - Trạm trộn 80T/h 15.708 75.478 - Máy xúc 0.6m3 Ca 0,0039 12.004.312 46.937 - Máy ủi 110CV Ca 0,0039 5.583.466 21.831 - Máy khác Ca 0,0030 1.743.131 5.229 % 2,0000 + Cộng chi phí trực tiếp + Chi phí chung 1.480 (VL+NC+M) T *1.02 767.437 tính trước C T*5.5% 42.209 + Giá xây lắp trước thuế L (T+C)*6% 48.579 XL T+C+L + Thu nhập chịu thuế + Thuế giá trị gia tăng đầu 858.225 + Chi phí xây dựng nhà tạm, lán trại VAT XL*10% 85.823 + Giá tổng hợp sau thuế Lt XL*1.1*2% 18.881 G XL+VAT+Lt 962.928 Sản xuất bê tông nhựa chặt C12.5 77 3.4.4 So sánh giá thành sản xuất bê tông nhựa C12.5 (tấn): Bảng 3.4 Đơn giá bê tông nhựa Polime C12.5 (tấn) Danh mục Đơn giá (VNĐ) Giá Bê tông nhựa C12.5 Nhựa 60/70 Nhựa 60/70+SBS Nhựa Polime 881.000 962.928 1.135.705 Theo đơn giá có phụ gia SBS vào hỗn hợp bê tông nhựa làm cho giá BTN có phụ gia SBS cao khoảng 8.5% so với bê tông nhựa thường giảm khoảng 15% so với bê tơng nhựa Polime Vì vậy, nên đưa phụ gia SBS vào hỗn hợp bê tông nhựa để giảm giá thành đảm bảo chất lượng bê tông nhựa nhựa Polime 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Từ nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phòng (mẫu Marshall: mẫu), thí nghiệm trường (mẫu: )(tại dự án nâng cấp mở rộng QL1 khánh Hòa) từ kinh nghiệm sử dụng SBS làm phụ gia cho bê tơng nhựa nước ngồi nước cho thấy: SBS với tính chất hóa học, hữu vô tác dụng với nhựa đường làm thay đổi tính chất lý nhựa đường Trong điều kiện thí nghiệm nhựa có phụ gia SBS cịn hạn chế số lượng mẫu, sử dụng phụ gia thay đổi từ 2%-7% so với nhựa (tương ứng % mẫu với loại SBS khác nhau), thay đổi tính chất nhựa: - Độ kim lún giảm - Nhiệt độ hóa mềm, độ đàn hồi độ nhớt Brookfiel tăng Tuy nhiên SBS lại làm giảm tính nhớt nhựa nên q trình thi cơng đòi hỏi phải gia nhiệt nhựa cao Chỉ tiêu độ ổn định marshall hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia SBS tăng so với bê tông nhựa thường (với hàm lượng SBS từ 2-4% so với nhựa) ngược lại độ ổn định marshall giảm (với hàm lượng SBS từ 5-7% so với nhựa) Điều cho thấy hàm lượng SBS so với nhựa vượt ngưỡng làm cho độ ổn định marshall theo chiều hướng giảm Kết thí nghiệm tiêu lý hỗn hợp BTN cho ta thấy theo chiều tăng hàm lượng SBS/nhựa tiêu khối lượng riêng giảm độ rỗng dư tăng Tỷ số sức kháng kéo (xác định theo tiêu chuẩn ASTM D4867) hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia cải thiện đáng kể so với bê tông nhựa thường (được thể Điều làm tăng khả kháng uốn độ bền nước hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia SBS Thí nghiệm kiểm tra độ hằn lún vệt bánh xe hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia SBS điều kiện môi trường nước nhiệt độ cao (600C), độ lún trung bình (2viên/1mẫu) sau 40.000 lượt 3mm, chứng tỏ phụ gia SBS cải thiện tính kháng lún hỗn hợp bê tông nhựa Kết cho ta thấy SBS có khả khắc phục 79 tượng lún vệt hằn bánh xe mặt đường bê tông nhựa làm tăng khả kháng lún hỗn hợp bê tông nhựa II KIẾN NGHỊ Trong việc sử dụng phụ gia SBS QL1 Khánh Hòa đạt kết … Tuy nhiên nghiên cứu từ chun gia đến từ Hàn Quốc kết thí nghiệm phịng đạt so với ngồi trường cịn có chênh lệch dẫn đến chưa đánh giá độ tin cậy Bộ GTVT cần đánh giá độ suy giảm cường độ bê tơng nhựa có phụ gia SBS QL1 Khánh Hòa hàng năm so sánh với bê tơng nhựa thường Từ làm rõ khả kháng lún kháng mỏi bê tơng nhựa có phụ gia SBS Cần sớm hồn thiện quy định thiết kế, thi công nghiệm thu mặt đường bê tơng nhựa có sử dụng phụ gia SBS Từ thực tiễn thí nghiệm (trong phịng) rút cần phải hồn thiện quy trình trộn mẫu để phù hợp với tiêu chuẩn AASHTO Châu Âu đạt độ tin cậy cao Trên sở sử dụng phần mềm thực nghiệm để dự đoán, đánh giá hiệu kỹ thuật, từ tính tốn tuổi thọ kết cấu III CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN TIẾP Sử dụng thêm nguồn nguyên liệu đá khác để đánh giá mức độ ảnh hưởng SBS đến tiêu kỹ thuật hỗn hợp BTN Nghiên cứu phản ứng hóa học xảy phụ gia SBS nhựa đường trình trộn hỗn hợp Từ kết thí nghiệm ghi lại thành hệ thống thơng tin, từ xây dựng phần mềm mô cách ứng xử mặt đường tác dụng tải trọng xe chạy, từ đánh giá hiệu sử dụng hỗn hợp BTN có phụ gia SBS Cần thí nghiệm thêm tiêu để đánh giá độ mỏi hỗn hợp bê tơng nhựa có phụ gia SBS, từ dần hoàn thiện nghiên cứu phụ gia SBS Kiểm tra đánh giá độ tin cậy kết thí nghiệm q trình nghiên cứu 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 22 TCN 211- 06: Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế, Bộ GTVT, 2006 [2] 22 TCN 319-04: Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường polime – Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm, Bộ Giao Thơng Vận Tải, Hà Nội, 2004 [3] Frazier Parker and E.Ray Brown, “A Study of Rutting of Alabama Asphalt Pavements”, The State of Alabama Highway Department Montgomery report, 1900 [4] TCVN 8819-2011: Mặt đường bê tơng nhựa nóng - u cầu thi cơng nghiệm thu, Viên Khoa học Công nghệ, 2011 [5] Michel LenFant, “High Rutting Resistant Asphalt Pavement”, Tipco Asphalt PCL report, 2012 [6] Andrew Dawson and Pauli Kolisoja, “Managing Rutting in Low Volume Roads”, RoadexIII Northern Periphery report, 2006 [7] Louw Kannemeyer, “Modelling Rutting in Flexible Pavements in HDM-4”, 2003 [8] Larry Santucci, “Rut Resistant Asphalt Pavements”, Technology Transfer Program, Institute of Transportation Studies, UC Berkeley, 2001 [9] Hoàng Ngọc Cường, “Polyme đại cương”, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2010 [10] M.A Shafii, M.Y Abdul Rahman and J.Ahmad, “Polymer Modified Asphalt Emulsion”, International Journal of Civil & Environmental Engineering, Vol.11, No06, 2011 [11] F David Zanetell, “Polymer Modified Asphalt Emulsion – Compositions, Uses and Specifications for Surface Treatments,” FHWA report, 2009 [12] Nguyễn Biên Cương, “Phụ Gia Tăng Tính Dính Bám Wetfix®BE- Một Giải Pháp Cải Thiện Chất Lượng Mặt Đường Bê Tông Nhựa,” Tập san khoa học công nghệ,2006 [13] Nguyễn Thị Bích Thuỷ, Vũ Đức Chính, Bạch Trọng Phúc, “Nghiên Cứu Tổng Hợp Phụ Gia Tăng Bám Dính Cho Hỗn Hợp Bê Tông Nhựa,” Tuyển tập báo cáo hội nghị KHCN, Viện KH & CN GTVT, 2003 [14] Nguyễn Mạnh Tuấn, Trần Phong Thái, Trần Ngọc Huấn (2014), Ảnh hưởng Styrene-Btadiene-Styrene đến tiêu kỹ thuật nhựa đường 60/70 đến khả làm việc bê tơng nhựa nóng Tạp chí GTVT số [15] Stephen Brown, “The Shell Bitumen HandBook”, NXB GTVT, pp.177-17, 1991 81 [16] Rameshwar Adhikari, “Influence of Uncoupled Diblock Molecules on Mechanical Properties of Styrene/Butadiene/Styrene Triblock Copolymers”, Nepal Journal of Sciene and Technology, No12, pp.149-156, 2011 [17] A.Adedeji, T.Grunfelder, F.S Bates, C.W.Macosko, M.Stroup-Gardiner and D.E.Newcomb, “Asphalt Modified by SBS triblock Copolymer: Structures and Properties”, Polymer Engineering and Science, Vol.36, No12, pp.1707-1723, 1996 [18] Akiyoshi Hanyu, Sadaharu Ueno, Atsushi Kasahara, and Kazuo Saito, “Effect of the Morphology of SBS Modified Asphalt on Mechanical Properties of Binder and Mixture”, Journal of Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.6, pp.1153-1167, 2005 [19] Larry Santucci, “Performance Grace (PG) Polymer Modified Asphalt in California”, Technology Transfer Program, Institute of Transportation Studies, UC Berkeley, 2006 [20] TCVN 7493-2005: Bitum - Yêu cầu kỹ thuật, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ, 2005 [21] Baha Vural Kưk, Mehmet Yilmaz, and Murat Guler, “Evaluation of High Temperature Performance of SBS + Glisonite Modified Binder,” Journal of Fuel, Vol.6, pp.3093-3099, 2011 [22] Ali Khodaii, and Amir Mehrara, “Evaluation of Permanent Deformation of Unmodified and SBS Modified Asphalt Mixtures Using Dynamic Creep Test,” Journal of Construction and Building Materials, Vol.23, pp.2586-2592, 2009 [23] TT số 27/2014/TT-BGTVT: Quy định quản lý chất lượng vật liệu nhựa đường sử dụng xây dựng cơng trình giao thơng [24] TCVN 7495-2005: Bitum - Phương pháp xác định độ kim lún, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2005 [25] TCVN 7497-2005: Bitum - Phương pháp xác định điểm hóa mềm, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2005 [26] TCVN 7502-2005: Bitum - Phương pháp xác định độ nhớt động, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2005 [27] TCVN 7504-2005: Bitum - Phương pháp xác định độ bám dính với đá, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ, 2005 [28] TCVN 8862-2011: Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo ép chẻ vật liệu hạt liên kết chất kết dính [29] TCVN 8860-2011: Quy trình thí nghiệm tiêu lý bê tơng nhựa nóng [29] Yetkin Yildirim, Priyantha W.Jayawichrama, M.Shabbir Hossain, Abdulrahman 82 Alhabshi, Cenk Yildirim, Andre de Fortier Smit and Dallas Little, “Hamburg Wheel Tracking Database Analysis”, FHWA report, 2007 [30] AASHTO T324-04: Standard Method of Test for Hamburg Wheel-Track Testing of Compacted Hot-Mix Asphalt (HMA) [31] ASTM D4867\ D 4867M-04: Standard test method for effect of Moisture on Asphalt Concrete paving Mixtures [32] Quyết định số 1617/QĐ-BGTVT, “Quy định phương pháp thử độ sâu VHBX BTN xác định thiết bị Wheel Tracking” [33] Báo giá Cốt liệu đá Sở Tài Chính [34] Báo giá Nhựa đường 60/70 Polime hãng ADCO [35] Báo giá phụ gia SBS Công ty Cổ phần đầu tư Nhân lực Quốc tế PM 83 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM