Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của mastic cho mặt đường BTXM trong điều kiện Việt Nam

1 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 9 Chương I 13 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 13 Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường Bê tông xi măng 13 Những khái niện cơ bản 17 Khái niệm và đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng 17 Phân loại mặt đường BTXM 18 Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe 19 Các loại khe mặt đường BTXM ô tô 22 Các loại khe mặt đường BTXM sân bay 24 Tính toán kích thước mặt bằng của tấm bê tông (khoảng cách giữa các khe co) và chiều rộng khe dãn 27 Nhiệm vụ của mastic trong kết cấu khe 33 Các hình thức bít khe co dãn mặt đường BTXM sân bay 33 Các dạng hư hỏng của kết cấu khe và mastic trong kết cấu khe MĐBTXM sân bay 34 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 35 Chương II 36 2 NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT CÁC LOẠI MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 36 Một số loại Mastic và các chỉ tiêu đánh giá 36 Mastic bitum 37 Mastic bitum cao su 37 Mastic UMC - 50 38 Mastic Tiokon. 39 Mastic bitum polimer 40 Mastic bitum polime Micalfat - J 40 Mastic Mijoint - K 41 Mastic Micalfat - F 41 Mastic IGAS - KHPT 41 Mastic CrackMaster 1190 42 Mastic chịu dầu CRAFCO SUPERSEAL 444/777 45 Mastic VICTA-BS 48 Một số loại Mastic tại Việt Nam 48 Mastic PL-06 của Trung tâm Kỹ thuật các công trình đặc biệt 48 Mastic MĐS-02HK của Viện KH & CNHK 49 Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của Mastic MĐS-02HK 50 Mastic MTBC-95 : 50 Mastic TK-01 của Xí nghiệp Vật liệu Xây dựng thuộc HVKTQS 51 3 Phân tích các khuyến nghị về Mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân bay 52 Chất lượng của vật liệu mastic chèn khe Mặt đường BTXM đường cao tốc và sân bay 53 Độ ổn định nhiệt độ của mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân bay theo tiêu chuẩn và khuyến nghị của các nước 54 Công nghệ thi công 55 Khả năng bám dính với bê tông 55 Tổng hợp các chỉ tiêu đánh giá Mastic chèn khe 58 Tiêu chuẩn tạm thời dùng cho việc sử dụng Mastic trước năm 2012. 58 Tiêu chuẩn tạm thời dùng cho việc sử dụng Mastic sau năm 2012 59 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 62 Chương III 64 ĐỀ XUẤT CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG BTXM SÂN BAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 64 Các tác động cơ học đến Mastic trong kết cấu khe mặt đường BTXM sân bay 64 Tác động của tải trọng máy bay khi cất hạ cánh [9] 64 Tác động của luồng khí phụt của động cơ máy bay 65 Tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trường 65 4 Đặc điểm khí hậu Việt Nam khi xét tác động của nhiệt độ môi trường đến sự làm việc của mastic trong khe co - dãn mặt đường BTXM sân bay 66 Phân tích ảnh hưởng của các tác động cơ học đến mastic trong kết cấu mặt đường BTXM sân bay 66 Trường nhiệt trong mặt đường BTXM sân bay 68 Bức xạ mặt trời 68 Các hình thức truyền nhiệt trong MĐBTXM 68 Trường nhiệt độ trung MĐBTXM 70 Ứng suất nhiệt trong mặt đường BTXM 73 Đề xuất các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe 75 Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 75 Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 77 Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 79 Các phương pháp thử 81 Phương pháp xác định độ côn lún của Mastic 81 Phương pháp xác định độ đàn hồi của Mastic. 85 Phương pháp xác định độ chảy dẻo của Mastic. 87 Xác định độ dãn dài tương đối tại thời điểm đứt mẫu 89 Điểm hóa mềm (hay nhiệt độ mềm) 92 Phương pháp xác định độ kết dính của Mastic, không ngâm. 96 Kết dính, ngâm trong nước 100 5 Kết dính, ngâm trong dầu 102 Độ hòa tan 102 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 105 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Tình hình phát triển của mặt đường BTXM 14 Hình 1.2 Kết cấu chung của mặt đường bê tông xi măng 18 Hình 1.3. Các loại khe trong mặt đường BTXM 21 Hình 2.1: Thi công mastic chịu dầu tại CHK quốc tế Cam Ranh 47 Hình 3.1. Máy đo độ côn lún (Độ kim lún) 82 Hình 3.2: Chi tiết đầu xuyên hình côn 84 Hình 3.3: Chi tiết quả cầu kim loại 86 Hình 3.4: Khuôn lấy mẫu thí nghiệm xác định độ chảy dẻo của mastic 88 Hình 3.5 – Khuôn thử độ kéo dài 91 Hình 3.6. Máy thử độ dính kết của mastic 97 Hình 3.7: Mẫu thí nghiệm độ dính kết của mastic 100 7 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Kích thước và khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí thanh liên kết 22 Bảng 1.2: Kích thước và khoảng cách giữa các thanh truyền lực trong các khe 26 Bảng 1.3: Các loại (I-VIII) khe của mặt đường BTXM sân bay 26 Bảng 1.4: Khoảng cách giữa các khe co với kết hệ số C, tgϕ của các loại móng khác nhau 29 Bảng 1.5: Kích thước của khe dẫn ở các khoảng cách khác nhau 30 Bảng 1.6: khoảng cách giữa các khe co dãn trong điều kiện khí hậu điều hoà của Nga 32 Bảng 2.1: Thành phần và đặc tính của mastic bitum 37 Bảng 2.2: Thành phần của mastic bitum cao su 38 Bảng 2.3: Các chỉ tiêu của mastic bitum cao su 38 Bảng 2.4: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic UMC - 50 39 Bảng 2.5: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic Tiokon 40 Bảng 2.6: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic bitum polimer 40 Bảng 2.7: Đặc tính kĩ thuật Mastic IGAS - KHPT 41 Bảng 2.8: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic CrackMaster 1190 44 Bảng 2.9: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic VICTA-BS 48 Bảng 2.10: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic PL-06 49 Bảng 2.11: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic chèn khe bê tông MĐS-02HK 50 Bảng 2.12: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic MTBC-95 51 8 Bảng 2.13. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của Mastic TK-01 51 Bảng 2.14: Tiêu chuẩn tạm thời của Mastic dùng trong xây dựng sân bay 59 Bảng 2.15: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 61 Bảng 2.16: Các chỉ tiêu đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nóng. 62 Bảng 3.1: Yêu cầu kỹ thuật bắt buộc đối với Mastic chèn khe thi công nóng 76 Bảng 3.2: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nóng 77 Bảng 3.3: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 78 Bảng 3.4: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nguội 78 Bảng 3.5: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 80 9 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Vấn đề làm mặt đường BTXM thật sự đã trở nên rất phổ biến trong thời gian gần đây, đặc biệt khi thị trường xi măng trong nước rất dồi dào. Năm 2011, toàn ngành công nghiệp xi măng đã sản xuất và tiêu thụ 49,5 triệu tấn xi măng, đồng thời cũng xuất khẩu khoảng 5,5 triệu tấn. Các vật liệu cát, đá dăm có sẵn nhiều nơi, nguồn lao động dồi dào, đã qua đào tạo và có kinh nghiệm. Giải pháp sử dụng xi măng làm đường không những giảm nhập siêu mà còn thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng trong nước phát triển, góp phần hiện thực hóa nhóm các giải pháp kích cầu của Chính phủ trong giai đoạn hiện nay. Với nguồn cung dồi dào như vậy, khả năng sử dụng xi măng trong xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông ở nước ta hiện nay là rất lớn, phù hợp với các vùng như: Tây Bắc, vùng ven biển, đường Hồ Chí Minh, vùng Đồng bằng SCL Việc sử dụng loại mặt đường BTXM sân bay và trên các tuyến đường giao thông nông thôn đã cho hiệu quả rõ rệt, chất lượng tốt. 10 Thực tế ở Việt Nam cho thấy các loại đường bê tông atphan (bê tông nhựa), đá thấm nhựa có tuổi thọ thấp từ 5 - 7 năm. Một trong những nguyên nhân quan trọng gây hư hỏng đường là do điều kiện tự nhiên ở nước ta rất khắc nghiệt, thường xuyên chịu ảnh hưởng của mưa bão, lũ lụt, ngập nước Do đó, việc xây dựng đường BTXM sẽ rất thích hợp trong điều kiện nước ta. Hiện tại nhiều tuyến đường trong cả nước, để nâng cao tuổi thọ và chất lượng đường nhựa, chúng ta phải sử dụng loại bê tông nhựa polime (mặt đường sân bay Liên Khương - Đà Lạt, sân bay Cần Thơ), hoặc phải dùng bê tông nhựa có độ nhám cao (thí điểm một đoạn ngắn trên đường Bắc Thăng Long - Nội Bài) Khi đó, tính toán đầy đủ thì đầu tư ban đầu của mặt đường nhựa sẽ không thấp hơn đường BTXM, mà độ bền thì lại ngắn hơn. Qua sử dụng một số tuyến đường cho thấy: Mặt đường BTXM sau khi bị ngâm trong nước do mưa lũ vẫn không bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phí duy tu, bảo dưỡng ít mà vẫn đảm bảo an toàn giao thông cho các phương tiện. Tuy nhiên, việc xây dựng đường BTXM đòi hỏi nguồn vốn đầu tư lớn hơn so với đường nhựa, nhưng đường bê-tông nhựa thường xuyên phải duy tu, bảo dưỡng định kỳ. Nếu tính toán kỹ về giá thành quy đổi theo chi phí khai thác thì mặt đường BTXM lại rẻ hơn 25 - 30%. BTXM thời gian qua cho thấy, mặt đường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xe lớn. Trong thời gian vừa qua hoạt động hàng không Việt Nam phát triển mạnh mẽ cùng với sự đổi mới và phát triển của đất nước. Với đặc điểm địa lý và lịch sử của mình, Việt Nam đang trở thành một thị trường hàng không mới, hấp dẫn và trở nên quan trọng của khu vực. Để đáp ứng được điều này công tác xây dựng hạ tầng cơ sở các săn bay được đặt lên hàng đầu. Các công trình sân bay phục vụ cho hoạt động hàng không dân dụng [...]... lun vn c trỡnh by trong 3 chng sau: Chng 1: Tng quan v vn s dng, khai thỏc Mastic cho mt ng BTXM Chng 2: Nghiờn cu, iu tra, kho sỏt hin trng s dng Mastic cho mt ng BTXM ti Vit Nam Chng 3: xut cỏc ch tiờu c bn ca Mastic cho mt ng BTXM sõn bay phự hp vi iu kin Vit Nam 13 Chng I TNG QUAN V VN S DNG, KHAI THC MASTIC CHO MT NG Bấ TễNG XI MNG Quỏ trỡnh hỡnh thnh v phỏt trin ca Mastic cho mt ng Bờ tụng... chn ỏp dng cỏc yờu cu k thut 12 ca mastic cho mt ng BTXM phự hp vi iu kin Vit Nam 4 Ni dung nghiờn cu Thu thp, thng kờ cỏc s liu phc v cho lun vn Nghiờn cu tng quan v vn cú liờn quan n mastic cho mt ng BTXM ỏp dng cho cụng trỡnh giao thụng, trong ú tp trung phõn tớch v ỏnh giỏ la chn cỏc ch tiờu k thut v mastic ca mt ng BTXM sõn bay cho phự hp vi iu kin Vit Nam 5 Kt cu ca lun vn Ngoi phn m u, kt lun,... lng ln mastic chốn khe MBTXM sõn bay Mc dựng mastic l phn rt nh trong vic xõy dng h tng c s ca sõn bay nhng khụng gii quyt ỳng n s dn n h hng ca MBTXM sõn bay, nh hng n khai thỏc v hot ng thng xuyờn ca sõn bay Vic s dng mastic chốn khe MBTXM sõn bay trong thi gian va qua cho thy khõu ỏnh giỏ, tuyn chn cũn gp nhng khú khn nht nh Do ú vic nghiờn cu a ra cỏc ch tiờu ca mastic trong kt cu khe MBTXM sõn... bờ tụng xi mng trong xõy dng ng v xõy dng sõn bay ũi hi mastic chốn khe MBTXM núi chung ngy cng phi cú cht lng tt hn, phự hp vi vic khai thỏc, s dng di lõu ca mt ng BTXM T ú cng ũi hi cú mt tiờu chun ỏnh giỏ cht lng mastic phự hp vi s lm vic thc ca vt liu trong kt cu khe nc ta cho n nay vn cha cú tiờu chun Quc gia v ỏnh giỏ cht lng mastic chốn khe mt ng BTXM Vic la chn Mastic cho mt ng BTXM vi tng cụng... trng trong kt cu mt ng bờ tụng xi mng, mt trong cỏc nguyờn nhõn chớnh gõy h hng mt ng BTXM l do khe ni v vt liu chốn khe ni Mastic cú nhim v bớt kớn khe co dón mt ng BTXM ngn nc thm xung nn Mastic cũn lm cho mt ng bng phng thun tin cho vic khai thỏc Qua nhng trỡnh by trờn cho thy s cn thit phi nghiờn cu l: 1 Nghiờn cu, iu tra cỏc loi Mastic ó c s dng Vit Nam cng nh trờn th gii, cỏc ch tiờu ỏnh giỏ Mastic. .. ca Mastic cho mt ng bờ tụng xi mng trong iu kin Vit Nam tp trung gii quyt vic phõn tớch, r soỏt vic s dng Mastic cho mt ng bờ tụng xi mng, trờn c s ú a ra kin ngh mt s tớnh cht c lý ca mastic v ỏnh giỏ cỏc loi mastic hin c s dng cho MBTXM sõn bay 3 Phng phỏp nghiờn cu S dng phng phỏp nghiờn cu tng hp: trờn c s cỏc tiờu chun, quy chun hin hnh, t ú phõn tớch, la chn ỏp dng cỏc yờu cu k thut 12 ca mastic. .. Cho m .b.t ch IV .b.t -Nh trờn- 27 Khe cú mng Cho mi loi mt ngom V ng khi tm dy - trờn 20cm Cho mt ng bờ Khe co gi cú VI tụng Cho mi loi mt thanh truyn lc ng tr m .b.t.c.t -Nh trờn- VII Khe co gi tng - cng ct cnh Cho mi loi mt tm VIII .s.t Khe cú sut tng ng tr m .b.t.c.t .s.t Cho m .b.t khe thi cụng cng ct Trong cỏc hỡnh thc cu to khe ca mt ng BTXM sõn bay nờu trờn u dựng mastic bớt kớn khe ni Mastic. .. Khe dón (m) Khe co (m) 33 Nhim v ca mastic trong kt cu khe - Mastic trong kt cu khe tm mt ng BTXM sõn bay cú nhim v ngn nc mt khụng cho thm xung nn ng phỏ hng nn múng dn ti phỏ hng kt cu mt ng m bo c yờu cu ny trong iu kin tỏc ng ca mụi trng cú ngha l vt liu mastic phi ch tỏc ng do s thay i nhit mụi trng ngy - ờm gõy ra ng sut nhit lm co dón tm bờ tụng lm mastic trong khe phi co dón theo Cng nh tỏc... thay i, trong lp mt BTXM s xut hin ng sut kộo ln gim bt ng sut do nhit thay i, cn phi phõn chia lp bờ tụng thnh tng tm bng cỏch lm cỏc khe bin dng ngang v dc Phõn loi mt ng BTXM Sau hn 100 nm phỏt trin, cho n nay mt ng BTXM cú th c phõn ra mt s loi nh sau: - Mt ng BTXM khụng ct thộp, phõn tm, ti ch (thụng thng); - Mt ng BTXM ct thộp; - Mt ng BTXM li thộp; - Mt ng BTXM ct thộp liờn tc; - Mt ng BTXM. .. ú, trong mt ng BTXM ngi ta lm cỏc khe co v khe dón chia mt ng BTXM thnh cỏc tm vi cỏc kớch thc c quyt nh trờn c s chng ng sut nhit hoc ng sut co ngút Trong thc t mt ng BTXM cũn b un vng do nhit thay i khụng u theo chiu dy tm mt ng BTXM Vỡ vy ngi ta cũn b trớ khe ung vng Mt ng BTXM sõn bay thng l rng nờn tu theo vic b trớ khe dc theo mt ng BTXM hay ngang m cũn gi l khe dc v khe ngang 25 Cỏc khe trong . văn Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặt đường bê tông xi măng trong điều kiện Việt Nam tập trung giải quyết việc phân tích, rà soát việc sử dụng Mastic cho mặt đường. Việt Nam. Chương 3: Đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặt đường BTXM sân bay phù hợp với điều kiện Việt Nam. 13 Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG. Mặt đường BTXM cốt thép; - Mặt đường BTXM lưới thép; - Mặt đường BTXM cốt thép liên tục; - Mặt đường BTXM cốt phân tán; - Mặt đường BTXM lu lèn; - Mặt đường BTXM ứng suất trước; - Mặt đường BTXM