Thiết kế trạm trộn sản xuất bêtông nhựa công suất 120 tấngiờ theo công nghệ rải nóng

Thiết kế trạm trộn sản xuất bêtông nhựa công suất 120 tấngiờ theo công nghệ rải nóng n

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong xu thế phát triển xây dựng cơ bản hiện nay Nhà nước ta đã có sự địnhhướng với vật liệu và cấu kiện xây dựng cả trong sản xuất lẫn trong lưu thông phânphối theo cơ chế thị trường có sự quản lý của Nhà nước Nhận thức rõ được tầmquan trọng của việc phát triển cơ sở hạ tầng, đặc biệt là mạng lưới giao thông, Đảng

và Nhà nước ta luôn quan tâm đầu tư cho cơ sở hạ tầng giao thông nhằm thúc đẩy

sự giao lưu kinh tế của đất nước nói riêng, hòa nhập nhanh chóng và sâu rộng vớinền kinh tế của các nước khác trong khu vực và trên thế giới nói chung Trongnhững năm qua, với tốc độ phát triển kinh tế cao, Đà Nẵng đã và đang phấn đấuthành một đầu tàu kinh tế của cả miền Trung và Tây Nguyên Việc xây dựng cáctuyến giao thông luôn được đặt lên hàng đầu, các tuyến đường mới mở, đang thicông hoặc nâng cấp, các dự án giao thông lớn như đường cao tốc Đà Nẵng - QuảngNgãi, đường băng sân bay quốc tế Đà Nẵng, Quốc lộ 1A

Với tốc độ như thế, đòi hỏi phải có một nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định vàchất lượng Bê tông nhựa là một phần không thể thiếu của quá trình thi công đường

Để có một nguồn cung cấp bê tông nhựa phục vụ cho quá trình xây dựng, chúng tacần nhanh chóng xây dựng các trạm trộn có đủ công suất, công nghệ tiên tiến và cấpphối bê tông nhựa hợp lý để có thể cung cấp, phục vụ cho quá trình thi công cáccông trình đó

Bê tông nhựa là hỗn hợp cấp phối được hình thành từ sự phối hợp của nhiềuthành phần cốt liệu khác nhau Với tác dụng lấp đầy vào các lỗ rỗng của khung cốtliệu, tạo một sự liên kết, chèn móc tốt giữa các cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ (cát xay vàcát sông) thường được sử dụng trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa Nhằm mục đích

đi sát với thực tế, nhận thấy được các nhu cầu cần thiết hiện nay và đề xuất một tỷ

lệ lựa chọn tối ưu cho cốt liệu nhỏ trong thiết kế và thi công hỗn hợp bê tông nhựa

rải nóng, nhóm chúng em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế trạm trộn sản xuất bêtông nhựa công suất 120 tấn/giờ theo công nghệ rải nóng Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ Cs/Cx; chất lượng cát xay đến các tính chất cơ lý của bê tông nhựa và hàm lượng nhựa tối ưu”.

Đồ án tốt nghiệp là học phần cuối cùng trong chương trình đào tạo của trườngĐại học Bách khoa Đà Nẵng, đây là đồ án thể hiện kiến thức tổng hợp và sự ứngdụng vào thực tế, đòi hỏi sinh viên phải có sự am hiểu rộng, biết cách tổ chức, thiết

kế, tính toán khoa học và khả năng phân tích thị trường Qua nhiệm vụ đồ án tốtnghiệp, chúng em đã thể hiện được cách thức đầu tư xây dựng, công nghệ sản xuất

và đánh giá tình hình kinh tế của trạm trộn Đây là tiền đề giúp cho chúng em cókhả năng làm việc sau khi tốt nghiệp ra trường

Trang 2

Chúng em chân thành kính cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô giáoTh.S Nguyễn Thị Tuyết An, cùng các thầy, cô giáo trong Bộ môn Vật liệu xâydựng, khoa Xây dựng Cầu đường, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng và các bạn

đã góp ý, bổ sung giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án này Chúng em ghi nhận sâusắc công lao to lớn của quý thầy cô, người đã thắp lên ngọn lửa tri thức và nhâncách của chúng em Chúng em kính chúc quý thầy cô sức khỏe dồi dào, tràn ngậphạnh phúc và tiếp tục giảng dạy lớp lớp thế hệ học trò để xã hội có đội ngũ tri thứchùng mạnh và ngày càng phát triển

Bản thân chúng em đã cố gắng nỗ lực, tìm tòi, học hỏi, cố gắng vận dụng cáckiến thức đã có, bám sát các tiêu chuẩn thiết kế và thi công hiện hành Nhưng dokiến thức còn non yếu, kinh nghiệm chưa nhiều và thời gian hạn hẹp, chắc rằng đồ

án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong các thầy cô, các bạn đónggóp ý kiến để bản thân chúng em chỉnh sửa và hoàn thiện hơn

Đà Nẵng, tháng 06 năm 2016 Sinh viên thực hiện

Võ Tấn Vinh Phạm Tấn Đạo

MỤC LỤC

Trang 3

219

Trang 4

DANH MỤC CÁC BẢNG

PHẦN 1

Bảng 1.1 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt (BTNC)

TCVN 8819-2011………

Bảng 1.2. Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng (BTNR) TCVN 8819-2011………

Bảng 2.1. Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm

Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho cát

Bảng 2.3 Các yêu cầu đối với bột khoáng

Bảng 2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của bitum

Bảng 4.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt (BTNC)

Bảng 4.2 Cấp phối chuẩn dành cho BTNC 19-TCVN 8819-2011

Bảng 4.3 Cấp phối chuẩn dành cho BTNC 12.5-TCVN 8819-2011

Bảng 4.4 Cấp phối chuẩn dành cho BTNC 9.5-TCVN 8819-2011 54

Bảng 4.5 Bảng tổng hợp cấp phối

Bảng 5.1 Thống kê khối lượng cho từng loại sản phẩm yêu cầu

Bảng 5.2 Hao hụt (%) tại các thiết bị

Bảng 5.3 Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 19

Bảng 5.4 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm

Bảng 5.5 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát 66

Bảng 5.6 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng

Bảng 5.7 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa 67

Bảng 5.8 Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 12.5 67

Bảng 5.9 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm 74

Bảng 5.10 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát 74

Bảng 5.11 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng 75

Bảng 5.13 Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 9.5 76

Bảng 5.15 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát

Bảng 5.16 : Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng

Bảng 5.17 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa

Bảng 5.18 Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC1

Bảng 5.19 Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC1

Trang 5

Bảng 5.20 Tổng hợp CBVC cho tuyến cát – DC1

Bảng 5.21 : Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng

Bảng 5.23 Hao hụt (%) tại các thiết bị

Bảng 5.24 Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 19

Bảng 5.29 Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 12.5

Bảng 5.34 Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp cốt liệu BTNC 9.5

Bảng 5.37 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng 119

Bảng 5.39.Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC2 120

Bảng 5.40.Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC2 121

Bảng 5.41.Tổng hợp CBVC cho tuyến cát – DC2

Bảng 5.42 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng – DC2

Bảng 5.43 Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa – DC2

Bảng 6.1 Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19

Bảng 6.2 Thông số kỹ thuật máy xúc lật LW300F

Bảng 6.5 Thông số kỹ thuật băng tải SBM

Bảng 6.7 Thông số kỹ thuật băng tải SBM

Bảng 6.9 Thông số kỹ thuật sàng rung 133

Bảng 6.10 Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19 134

Trang 6

Bảng 6.11 Thông số kỹ thuật băng tải SBM 134

Bảng 6.13 Thông số kỹ thuật của tang sấy 135

Bảng 6.15 Thông số kỹ thuật gầu nâng 136

Bảng 6.20 Thông số kỹ thuật của cân điện tử 140

Bảng 6.21 Lượng vật liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19 140

Bảng 6.22 Thông số kỹ thuật của máy trộn 141

Bảng 6.25 Thông số máy bơm Astralpool 25461 144

Bảng 6.39 Thông số kỹ thuật của tang sấy 156

Trang 7

Bảng 6.47 Lượng vật liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19 162

Bảng 6.48 Thông số kỹ thuật của máy trộn 162

Bảng 6.51 Thông số máy bơm Astralpool 25461 165

Bảng 7.1 Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO 168

Bảng 7.2 Bảng thành phần chất cháy của dầu mazut 170

Bảng 7.3 Kết quả cân bằng nhiệt tang sấy 177

Bảng 8.1 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phần kiến trúc trạm trộn……… … 178

Bảng 8.2 Bảng thống kê vốn đầu tư trang thiết bị ……….……….… .180

Bảng 8.3 Thống kê vốn xây lắp……… 182

Bảng 8.4 Tổng hợp nguyên vật liệu sử dụng cho toàn trạm trộn ………… … …183

Bảng 8.5 Giá thành nguyên vật liệu của BTNC19 DC1 ……….… 184

Bảng 8.6 Giá thành nguyên vật liệu của BTNC12.5 DC1……… …184

Bảng 8.7 Giá thành nguyên vật liệu của BTNC9.5 DC1……….……… … 184

Bảng 8.8 Giá thành nguyên vật liệu BTNC19 DC2 ……….….185

Bảng 8.9 Giá thành nguyên vật liệu BTNC12.5 DC2 ……….……… 185

Bảng 8.10 Giá thành nguyên vật liệu BTNC9.5 DC2 ……….……… 186

Bảng 8.11 Năng suất từng sản phẩm của trạm trộn ……….… ….186

Bảng 8.12 Giá thành nguyên vật liệu cho từng sản phẩm ……….………186

Bảng 8.13.Giá điện cho từng sản phẩm ……… ….187

Bảng 8.14 Giá thành bê tông nhựa ……… ……….189

Bảng 8.15 Xác định mức lãi của nhà máy trong năm ……… ……190

PHẦN 2 Bảng 1.1 So sánh cát sông và cát xay 195

Bảng 2.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ hút nước của cát sông 198

Bảng 2.2 Khối lượng riêng của cát xay 198

Bảng 2.3 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ hút nước độ hao mòn đá dăm 199

Bảng 2.4 Độ ẩm của bột khoáng 201

Bảng 2.5 Giới hạn chảy, giới hạn dẻo của bột khoáng 202

Bảng 2.6 Độ kéo dài mẫu bitum 203

Bảng 2.7 Độ kéo dài mẫu bitum 204

Trang 8

Bảng 2.8 Nhiệt hóa mềm của bitum 205

Bảng 3.1 Yêu cầu cấp phối hạt thep TCVN 8819-2011 206

Bảng 3.2 Cấp phối 5 thành phần bê tông nhựa khác nhau 207

Bảng 3.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt Dmax19 (BTNC19) ……… ……… 207

Bảng 3.4 Kích thước mẫu 208

Bảng3.5 Khối lượng thể tích bê tông nhựa 209

Bảng 3.6 Hệ số hiệu chỉnh độ ổn định Marshall 211

Bảng 3.7 Biến dạng dẻo và độ bền Marshall 211

Bảng 3.8 Tỷ trọng lớn nhất, KLR 212

Bảng 3.9 Độ rỗng dư của bê tông nhựa 213

Bảng 3.10 Độ rỗng khung cốt liệu trong bê tông nhựa 214

Bảng 3.11 Độ góc cạnh của cát 215

DANH MỤC CÁC HÌNH PHẦN 1 Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo kết cấu nền áo đường

Hình 3.1 Vị trí dự định xây dựng trạm trộn Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo trạm trộn chu kỳ sấy nóng gián tiếp………

Hinh 4.2 Sơ đồ trạm trộn liên tục theo công nghệ Turbin Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ trạm trộn theo DC1………

Hình 4.4 Sơ đồ công nghệ trạm trộn theo DC2……… ……

Hình 6.1 Xe xúc lật……… …128

Hình 6.2 Bunke chứa cốt liệu

Hình 6.3 Băng tải chung

Hình 6.4 Bunke chứa cốt liệu nóng

Hình 6.5 Máy trộn bê tông nhựa SPECO-Hàn Quốc

Hình 6.6 Phễu chứa bột khoáng

Hình 6.7 Bunke chứa cốt liệu của kho

Hình 6.8 Băng tải

Hình 6.9 Bunke chứa cốt liệu

Hình 6.10 Băng tải chung

Hình 6.11 Bunke chứa cốt liệu nóng

Hình 6.12 Máy trộn Bê tông nhựa SPECO-Hàn Quốc

Hình 6.13 Phễu chứa bột khoáng

PHẦN 2 Hình 1.1 Mối tương quan giữa độ góc cạnh của cát sông và cát xay

Trang 9

Hình 1.2 Phương pháp AIMS (Aggregate Imaging System)

xác định độ góc cạnh của cốt liệu

Hình 2.2 Dụng cụ Casagrande để xác định giới hạn chảy

Hình 2.3 Tấm gạt tạo rãnh 202

Hình 2.3 Biểu đồ mối quan hệ độ ẩm- số búa 203

Hình 2.4 Khuôn tạo mẫu .203

Hình 2.5 Dụng cụ đo độ kéo dài ( khi chưa kéo) 203

Hình 2.6 Dụng cụ đo độ kim lún ……… 204

Hình 2.7 Dụng cụ vòng và hòn bi ……… ….204

Hình 3.1 Đồng hồ đo biến dạng 210

Hình 3.2 Máy nén Marshall 210

Hình 3.3 Biểu đồ mối liên hệ độ góc cạnh-tỷ lệ cát sông/cát xay 215

Hình 3.4 Bộ dụng cụ thí nghiệm……… ……… 215

Hình 3.5 Biểu đồ mối liên hệ độ dẻo-tỷ lệ cát sông/cát xay 216

Hình 3.6 Biểu đồ mối liên hệ giữa độ ổn định-tỷ lệ cát sông/cát xay 216

Hình 3.7 Biểu đồ mối liên hệ khối lượng thể tích-tỷ lệ cát sông/cát xay 216

Hình 3.8 Biểu đồ mối liên hệ độ rỗng dư-tỷ lệ cát sông/cát xay 217

Trang 10

PHẦN I: THIẾT KẾ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NHỰA NÓNG

CÔNG SUẤT 120 TẤN/H

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÊ TÔNG NHỰA

1.1 Giới thiệu chung về bê tông nhựa nóng

1.1.1 Khái niệm

1.1.1.1 Khái niệm về hỗn hợp bê tông nhựa nóng

Hỗn hợp bê tông nhựa là hỗn hợp gồm: cốt liệu lớn (đá dăm các cỡ), cốt liệunhỏ (cát sông, cát nghiền, bột khoáng) và chất kết dính hữu cơ (bitum) được phốihợp theo tỷ lệ hợp lý, nhào trộn đồng đều ở điều kiện thích hợp thành một hỗn hợpđồng nhất

1.1.1.2 Khái niệm bê tông nhựa

Bê tông nhựa (bê tông asphalt hay asphalt bê tông) là vật liệu đá nhân tạo,thành phần cấu trúc gồm: cốt liệu lớn (đá dăm các cỡ), cốt liệu nhỏ (cát sông, cátxay) và đá chất kết dính asphalt bột khoáng (chất kết dính hữu cơ kết hợp bộtkhoáng) ở trạng thái rắn được làm đặc và rắn chắc từ hỗn hợp bê tông nhựa Bêtông nhựa là vật liệu chủ yếu dùng trong xây dựng mặt đường

Bê tông nhựa nóng (Hot mix asphalt, HMA) được sản xuất bằng cách đốt nóngnhựa đường để tăng cường độ nhớt và rang khô vật liệu để loại hết hơi ẩm trước khitrộn Việc trộn được thực hiện thông thường với cốt liệu trên 1500C kết hợp vớinhựa thường 40/50 hoặc 60/70 và trên 166oC khi dùng nhựa polime Việc thảm và

lu lèn phải được thực hiện khi bê tông nhựa còn nóng

Ưu điểm của bê tông nhựa:

- Sử dụng vật liệu đá thiên nhiên

- Sử dụng chất kết dính hữu cơ, có khả năng liên kết ở dạng màng mỏng

- Công nghệ chế tạo tương đối đơn giản

- Có khả năng chịu lực tốt, có tính đàn hồi

- Bền trong môi trường axit vô cơ

- Ít bụi, ít phát sinh tiếng ồn, ít bị bào mòn

Tuy nhiên, bê tông nhựa kém bền trong môi trường có các dung môi hữu cơ,nhanh già hóa và nhạy cảm với nhiệt nhiệt nên dễ mất tính ổn định

1.1.1.3 Vai trò của bê tông nhựa trong xây dựng công trình giao thông

Cùng với sự phát triển ngày một nhanh chóng của các công trình giao thông(quốc lộ, đường đô thị…), bê tông nhựa cũng được sử dụng ngày một rộng rãi vàtrở nên phổ biến Bê tông nhựa phù hợp với mọi cấp đường, có thể được dùng làmlớp móng, lớp liên kết hay lớp mặt, được dùng phổ biến trong thi công đường bộ,

Trang 11

sân bay, bến bãi Chất lượng khai thác cũng như tuổi thọ của các công trình đườnggiao thông phụ thuộc rất lớn vào chất lượng của bê tông nhựa.

1.1.1.4 Vai trò của các thành phần trong bê tông nhựa

- Cốt liệu lớn :

+ Là bộ khung chịu lực chính, giúp bê tông nhựa có khả năng chịu được tácdụng của ngoại lực và tạo nên một độ nhám cần thiết cho mặt đường bêtông nhựa

+ Tăng khối lượng hỗn hợp, giảm giá thành sản xuất

- Cốt liệu nhỏ: làm tăng độ đặc, lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt của sườn đá dăm,cùng tham gia chịu lực, góp phần làm giảm nhựa và bột khoáng Cát xay –ngoài chức năng làm tăng độ đặc, nó còn tăng tỷ diện của vật liệu, do đó làmtăng tính liên kết với nhựa đường

- Bột khoáng :

+ Tăng độ đặc của bê tông nhựa, lấp lỗ rỗng

+ Tăng tỷ diện vật liệu khoáng rất nhiều nên làm tăng lớp vỏ cấu trúc vànâng cao nhiệt độ hóa mềm, giúp bê tông nhựa ổn định nhiệt

+ Bột khoáng và nhựa tương tác với nhau tạo thành chất liên kết asphalt, liênkết các cốt liệu lớn và lấp đầy lỗ rỗng còn lại

- Chất kết dính hữa cơ (bitum ):

+ Tạo độ dẻo cho hỗn hợp bê tông nhựa

+ Liên kết các vật liệu khoáng rời rạc lại thành một khối đồng nhất

+ Tăng độ đặc của bê tông nhựa

+ Tăng khả năng bền nước cho vật liệu khoáng

+ Tạo ra khả năng đàn hồi cho bê tông nhựa

+ Là vật liệu kém ổn định nhiệt Khi nhiệt độ cao, độ nhớt giảm, mặt đườngmềm, dẻo Khi nhiệt độ thấp, chuyển sang trạng thái rắn mặt đường trở nên giòn, dễnứt gãy

1.1.2 Phân loại bê tông nhựa

Bê tông nhựa là vật liệu khoáng - bitum có chất lượng cao Ngoài ra, còn có cácloại hỗn hợp khác như: vật liệu đá nhựa macadam, đá nhựa cấp phối đặc, đá nhựacường độ cao, đá nhựa hạt mịn (vữa asphalt), hỗn hợp tạo nhám, đá nhựa thấmnước Sự khác nhau cơ bản giữa hỗn hợp asphalt và đá nhựa là cấp phối của hỗnhợp Cấp phối cốt liệu trong asphalt thường bao gồm cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ vàbột đá Trong các hỗn hợp đá nhựa thường ít sử dụng bột đá Các hỗn hợp tạo nhám

và đá nhựa thấm nước thường sử dụng các cấp phối gián đoạn

Trang 12

Bê tông nhựa còn có thể được chế tạo từ các loại bitum polyme hoặc các loạinhũ tương bitum Cường độ của bê tông nhựa thay đổi từ (1÷15) Mpa và phụ thuộcvào nhiệt độ Theo tiêu chuẩn TCVN 8819 - 2011 của Bộ Giao Thông Vận Tải, bêtông nhựa có thể được phân loại như sau :

1.1.2.1 Theo độ rỗng dư

Theo độ rỗng dư, bê tông nhựa được phân ra 2 loại:

- Bê tông nhựa chặt (viết tắt là BTNC): có độ rỗng dư từ (3÷6) %, dùng làmlớp mặt trên và lớp mặt dưới Trong thành phần hỗn hợp bắt buộc phải có bộtkhoáng

- Bê tông nhựa rỗng (viết tắt là BTNR): có độ rỗng dư từ (7÷12) % và chỉdùng làm lớp móng

1.2.1.2 Theo đặc tính của cấp phối hỗn hợp vật liệu

Theo đặc tính của cấp phối cốt liệu, bê tông nhựa được phân thành các loại:

- Bê tông nhựa có cấp phối chặt (dense graded mix)

- Bê tông nhựa có cấp phối gián đoạn (gap graded mix)

- Bê tông nhựa có cấp phối hở (open graded mix)

1.2.1.3 Theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường

Theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường, bê tông nhựa thường đượcphân thành các loại:

Bê tông nhựa có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt: sử dụng cho đường ô

tô cấp cao, đường cao tốc, các đoạn đường nguy hiểm Lớp bê tông nhựa này đượcphủ trên mặt bê tông nhựa, ngay sau khi thi công các lớp bê tông nhựa phía dướihoặc được phủ sau này, khi nâng cấp mặt đường

- Bê tông nhựa dùng làm lớp mặt (surface course mixture), bao gồm:

+ Bê tông nhựa dùng làm lớp mặt trên (wearing course mixture): thường sửdụng bê tông nhựa chặt

+ Bê tông nhựa dùng làm lớp mặt dưới (binder course mixture): thường sửdụng bê tông nhựa chặt

- Bê tông nhựa dùng làm lớp móng (base course mixture): loại bê tông nhựachặt và bê tông nhựa rỗng đều có thể sử dụng làm lớp móng Bê tông nhựarỗng có giá thành thấp hơn do không cần sử dụng bột khoáng và hàm lượngnhựa thấp hơn so với bê tông nhựa chặt

- Bê tông nhựa cát (sand-asphalt mixture): sử dụng làm lớp mặt tại khu vực cótải trọng xe không lớn, vỉa hè, làn dành cho xe đạp, xe thô sơ Có thể sử dụng

để làm một lớp bù vênh mỏng trước khi rải lớp bê tông nhựa lên trên Cốt

Trang 13

liệu sử dụng cho bê tông nhựa cát là cát nghiền, cát tự nhiên hoặc hỗn hợpcủa hai loại cát này

1.1.2.4 Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh định

a Bê tông nhựa chặt

Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh định của bê tông nhựa chặt, được phân ra 4 loại:

- Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định là 9.5 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 12.5 mm), viết tắt là BTNC 9.5

- Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định là 12.5 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 19 mm), viết tắt là BTNC 12.5

- Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định là 19 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 25 mm), viết tắt là BTNC 19

- Bê tông nhựa cát có cỡ hạt lớn nhất danh định là 4.75 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 9.5 mm), viết tắt là BTNC 4.75

Giới hạn về thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu ( thí nghiệm theo TCVN

7572 - 2 : 2006) và phạm vi áp dụng của các loại BTNC quy định tại Bảng 1

Bảng 1.1: Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt (BTNC)

đường tham khảo, %

khối lượng hỗn hợp bê

tông nhựa

5.2÷6.2 5.0÷6.0 4.8÷5.8 6.0÷7.5

Trang 14

4 Chiều dày lớp bê tông

nhựa hợp lý (sau khi lu

Lớp mặtdưới

Vỉa hè, làmdành cho xeđạp, xe thôsơ

b Bê tông nhựa rỗng

Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh định của bê tông nhựa rỗng, được phân ra 3loại:

- Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh định là 19 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 25 mm), viết tắt là BTNR 19

- Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh định là 25 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 37.5 mm), viết tắt là BTNR 25

- Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh định là 37.5 (mm) (và cỡ hạt lớnnhất là 50 mm), viết tắt là BTNR 37.5

Giới hạn về thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu (thí nghiệm theo TCVN 7572

- 2 : 2006) và phạm vi áp dụng của các loại BTNR quy định tại Bảng 1.2

Bảng 1.2: Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng (BTNR)

Trang 15

khảo, % khối lượng hỗn hợp bê

1.1.3 Cấu trúc bê tông nhựa

Bê tông nhựa là một loại vật liệu xây dựng có cấu trúc thuộc loại cuội kết nhântạo, trong đó cốt liệu khoáng vật được kết dính lại với nhau nhờ chất liên kếtasphalt Đây là một hệ phân tán không đồng nhất, có mặt phân tán giữa pha phântán (cốt liệu) và môi trường phân tán (nhựa)

Tùy theo đặc tính liên kết giữa các hạt tiếp xúc nhau và các yếu tố bên ngoài(nhiệt độ) mà cấu trúc bê tông nhựa có dạng đông tụ hay ngưng tụ:

- Khi nhiệt độ tăng : Cấu trúc đông tụ → Ngưng tụ

- Khi nhiệt độ giảm: Cấu trúc ngưng tụ → Đông tụ

Do đó, cấu trúc bê tông nhựa có thể xem ở trạng thái cân bằng động

• Cấu trúc của bitum và vật liệu khoáng được hình thành do :

- Liên kết vật lý: do bề mặt vật liệu khoáng hấp phụ bitum lỏng và quá trìnhbitum khuếch tán có chọn lọc vào bề mặt vật liệu khoáng tạo ra 3 vùng bitumtrên bề mặt:

+ Vùng bitum hấp phụ giàu asphalt

+ Vùng bitum được cấu trúc hóa định hướng các nhóm nhựa phân cực

+ Vùng bitum tự do

- Liên kết hóa học: thành phần axit asphalt trong bitum và các ion dương trongvật liệu khoáng dạng bazơ → Liên kết này bền hơn rất nhiều lần so với liênkết vật lý

Có thể phân loại cấu trúc bê tông nhựa theo các cách sau :

Theo mô hình 2 pha :

- Pha rắn: Cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, bột khoáng

- Pha dẻo: Bitum

• Theo mô hình đơn giản :

- Khung sườn: cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ

- Chất kết dính: bitum và bột khoáng

• Theo mô hình 3 cấu tử:

- Cấu trúc vi mô: bitum và bột khoáng tạo thành chất kết dính asphalt

- Cấu trúc trung gian: cát và chất kết dính atphalt tạo thành vữa asphalt

- Cấu trúc vĩ mô: đá dăm và vữa asphalt tạo thành bê tông asphalt

Trang 16

• Theo tỷ lệ giữa các thành phần vật liệu, cấu trúc bê tông nhựa được chia làm 2loại :

- Cấu trúc có khung: hệ số lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt của bộ khung và đádăm bằng chất liên kết asphalt là nhỏ hơn 1 Chất liên kết asphalt không dễdàng chuyển động, những hạt đá dăm và cát tiếp xúc với nhau trực tiếp qualớp cứng bitum tạo cấu trúc Đá dăm không chuyển động cùng với vữaasphalt ( bột khoáng : 4 ÷ 14 %; bitum : 5÷7 %) Sự có mặt của khung cứnglàm tăng độ ổng định động của lớp phủ mặt đường

- Cấu trúc không có khung: hệ số lấp đầy lỗ rỗng của bộ khung cát và đá dăm

là lớn hơn 1 Đá dăm và cát chuyển động do lượng thừa của chất kết dínhasphalt Cường độ và độ dính kết của cấu trúc này giảm khi chịu nhiệt, làmcho lớp phủ mặt đường bị biến dạng dẻo

Cấu trúc tối ưu của bê tông nhựa phụ thuộc vào: thành phần chất lượng vật liệu,công nghệ sản xuất và việc lựa chọn thành phần hỗn hợp bê tông nhựa

1.1.4 Các yêu cầu chung đối với bê tông nhựa

Bê tông nhựa là một loại vật liệu đặc biệt với các tính chất thay đổi nhiều theonhiệt độ của môi trường và theo mùa Vào mùa hè nhiệt độ bê tông trong lớp phủmặt đường có thể đạt (50÷60) 0C, cường độ chỉ còn (1÷1.5) MPa, bê tông nhựa trởnên dẻo và có thể bị chảy Về mùa đông, cường độ đạt từ (10÷15) MPa, bê tôngnhựa trở nên đàn hồi thậm chí có thể dòn

Trong cả năm, mức độ tải trọng chuyển động trên mặt đường là không đổi Nhưvậy, việc thiết kế thành phần bê tông, thiết kế kết cấu mặt đường, thiết kế công nghệthi công là một bài toán rất là phức tạp để đảm bảo yêu cầu thay đổi trạng thái ứngsuất biến dạng trong các điều kiện thay đổi nhiệt độ khác nhau Bài toán đó đượcgiải quyết bằng cách lựa chọn dạng, kiểu, vật liệu, kết cấu mặt đường hợp lý có xétđến sự phù hợp giữa điều kiện vận tải và khí hậu Bê tông nhựa cần đảm bảo cácyêu cầu về cường độ, độ ổn định, biến dạng ở nhiệt độ cao và chống lại sự phá hoại

do nứt ở nhiệt độ thấp Khi đảm bảo được các yếu tố trên bê tông nhựa có thể đạttuổi thọ từ 15 đến 20 năm

1.1.5 Kết cấu mặt đường bê tông nhựa

Kết cấu mặt đường ô tô chủ yếu gồm một số lớp: lớp mặt, móng và lớp nềnmóng

Kết cấu mặt đường có khả năng phân bố hiệu quả tải trọng xe, đảm bảo khảnăng chịu tải, tuổi thọ chi phí đầu tư xây dựng và bảo dưỡng hợp lý Kết cấu mặtđường được thiết kế để đảm bảo dưới tác dụng của tải trọng xe ứng suất trên mặtđường và nền đường không vượt quá các giới hạn cho phép

Trang 17

Ngày nay, tải trọng trục xe thiết kế thường từ (10÷13) tấn, trong tương lai có thểlên đến 15 tấn Tải trọng của máy bay có thể phát triển trên 25 tấn Các tác động củamôi trường như độ ẩm, lượng mưa, mực nước ngầm, các điều kiện khí hậu cũng ảnhhưởng lớn đến chất lượng mặt đường.

Lớp mặt đường thường bao gồm 2 lớp: lớp trên thường được gọi là lớp áo (lớpmặt) Lớp này thường sử dụng bê tông nhựa đặc hạt nhỏ Lớp dưới thường sử dụng

bê tông nhựa rải nóng hoặc ấm rỗng và hạt lớn Lớp trên của mặt đường phải đảmbảo khả năng chống lại biến dạng dưới tác dụng của tải trọng xe, không thấm nước

để bảo vệ lớp dưới của mặt đường Trong những con đường đặc biệt có thể sử dụngcác lớp đá bitum rỗng thấm nước hoặc các lớp mattít nhựa cứng

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo kết cấu nền áo đường

Mặt đường bê tông nhựa là loại mặt đường chính trong giao thông đô thị, ngoài

đô thị, đường cao tốc và đường nhiều xe chạy

Lớp móng là bộ phận kết cấu chính trong kết cấu mặt đường để phân bố tảitrọng đảm bảo các lớp dưới không bị quá tải Đây là lớp chịu lực chính, có khả năngchống lại biến dạng dư và sự nứt gãy do mỏi và ứng suất phát sinh do chênh lệchnhiệt độ Lớp móng có thể chia ra làm 2 lớp: lớp móng trên và lớp móng dưới (lớpcấp phối đá dăm tiêu chuẩn) Lớp móng trên thường sử dụng các vật liệu dính kết,lớp móng dưới sử dụng vật liệu có gia cường Các vật liệu dính kết bao gồm bê tôngnhựa có độ rỗng cao, vật liệu khoáng – bitum, các vật liệu đá hoặc nền móng đượcgia cường bằng chất dính kết vô cơ Lớp gia cường gồm đá dăm, cát, vật liệukhoáng từ các đồi hoặc các sản phẩm chất thải công nghiệp Tầng móng cũng có thể

sử dụng các loại bê tông nghèo

Lớp nền móng của kết cấu mặt đường cơ bản gồm 2 lớp: lớp nền trên thườngbằng vật liệu hạt có chất lượng tốt, lớp nền dưới là đất tự nhiên hoặc đất đã đượcgia cố nhằm tạo lập lớp mặt tốt của nền đường Đôi khi cũng bổ sung một số lớp:lớp phủ nền có thể bằng đất tự nhiên hoặc cốt liệu hạt thô được gia cố vôi và xi

Trang 18

măng Lớp thoát nước tự do để tạo thành một lớp thoát nước ra khỏi mặt đườngbằng độ dốc ngang lớp này có thể dùng cát với tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo.

Chú ý: Không phải khi nào kết cấu áo đường cũng có đủ tất cả các lớp như sơ

đồ cấu tạo trên mà tùy thuộc vào yêu cầu xe chạy, loại áo đường, cấp đường, điềukiện cụ thể ở khu vực xây dựng mà cấu tạo hợp lý

Trang 19

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NHỰA

2.1 Cốt liệu

Cốt liệu đóng vai trò rất quan trọng trong hỗn hợp bê tông nhựa Nó chiếm khoảng92% đến 96% tổng khối lượng vật liệu trong bê tông nhựa và chiếm khoảng trên 30%giá thành của kết cấu mặt đường Vì vậy, nó ảnh hưởng khá nhiều tới giá thành xâydựng Cốt liệu dùng cho bê tông nhựa bao gồm các thành phần chủ yếu sau:

- Cốt liệu lớn (đá dăm): bao gồm các cỡ đá dăm phù hợp với yêu cầu của cấpphối thiết kế, được khai thác từ các mỏ đá

- Cốt liệu nhỏ (cát): cát dùng cho bê tông nhựa gồm 2 loại là cát sông và cátxay

+ Cát sông: được khai thác ở các con sông có trữ lượng lớn

+ Cát xay: được mua từ các trạm nghiền sàng đá

Các chỉ tiêu chất lượng của đá dăm hay sỏi để chế tạo bê tông asphalt cũngđược xác định như khi chế tạo bê tông xi măng nặng Đá dăm dùng để chế tạo bêtông asphalt có thể là đá dăm sản xuất từ đá thiên nhiên, đá dăm chế tạo từ cuội,cũng như đá dăm chế tạo từ xỉ lò cao, nhưng phải phù hợp với các yêu cầu của quyphạm Không cho phép dùng đá dăm chế tạo từ đá vôi sét, sa thạch sét và phiếnthạch sét Thành phần hạt của đá dăm hay sỏi được phân ra ba nhóm (20÷ 40) mm;(10÷20) mm và (5÷10) mm

Đá dăm cần phải liên kết tốt với bitum Về mặt này thì các loại đá vôi, đôlômit,tốt hơn các loại đá axit Nếu dùng loại đá liên kết kém với bitum phải gia công đábằng chất phụ gia hoạt tính như vôi, xi măng hoặc cho thêm chất phụ gia hoạt động

bề mặt vào bitum Đá cần phải, sạch lượng ngậm chất bẩn không được lớn hơn 1%theo khối lượng

2.1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật

Đá dăm được nghiền từ đá tảng, đá núi Không được dùng đá xay từ đá mác nơ,

sa thạch, diệp thạch sét

Riêng với BTNR được dùng cuội sỏi nghiền vỡ, nhưng không được quá 20%

Trang 20

khối lượng là cuội sỏi gốc silic.

Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm dùng làm cho bê tông nhựa phải thỏa mãn cácyêu cầu quy định tại Bảng 2.1

Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm

Các chỉ tiêu

Quy định

Phương pháp thử

Lớp mặttrên Lớp mặtdười Các lớpmóng

đá dăm sử dụngcho công trình)

2 Độ hao mòn khi va đập trong

TCVN 7572-12:2006

5 Hàm lượng hạt cuội sỏi bị

(**): Trường hợp nguồn đá dăm sử dụng để chế tạo bê tông nhựa có độ dính bám vớinhựa đường nhỏ hơn cấp 3, cần thiết phải xem xét các giải pháp, hoặc sử dụng chấtphụ gia tăng khả năng dính bám (xi măng, vôi, phụ gia hóa học) hoặc sử dụng đádăm từ nguồn khác đảm bảo độ dính bám Việc lựa chọn giải pháp nào do Tư vấngiám sát quyết định

2.1.2 Cát

Trang 21

2.1.2.1 Vai trò

Cát có vai trò lấp các lỗ rỗng giữa các hạt của sườn đá dăm, làm tăng độ ổnđịnh của sườn và cùng với đá dăm tạo thành cốt liệu khoáng vật của bê tông nhựa.Ngoài ra, cát trong bê tông nhựa còn có tác dụng làm giảm bớt lượng nhựa và bộtkhoáng cần thiết để lấp đầy các lỗ rỗng, nhờ đó làm giảm giá thành nguyên vật liệu

sử dụng (vì nhựa và bột khoáng đều là những nguyên vật liệu đắt tiền)

Cát dùng để chế tạo bê tông nhựa là cát thiên nhiên, cát xay hoặc hỗn hợp cátthiên nhiên và cát xay

Cát thiên nhiên không được lẫn tạp chất hữu cơ (gỗ, than ) Đối với cát thiênnhiên chỉ dùng cát lớn và cát vừa Nếu không có cát lớn có thể dùng cát hạt nhỏtheo nguyên tắc cấp phối không liên tục Cát cần sạch, hàm lượng bụi, sét khôngđược lớn hơn 3%

Cát xay phải được nghiền từ đá có cường độ nén không nhỏ hơn cường độ néncủa đá dùng để sản xuất ra đá dăm

Cát sử dụng cho bê tông nhưa cát (BTNC 4.75) phải có hàm lượng nằm giữahai cỡ sàng 4.75 mm – 1.18 mm không dưới 18%

Các chỉ tiêu cơ lý của cát phải thỏa mãn yêu cầu quy định tại Bảng 2.2

Bảng 2.2: Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho cát

Trang 22

2.1.3.1 Vai trò

Nhựa đường là chất liên kết chủ yếu dùng để kết dính các cốt liệu khoáng vậtlại với nhau thành một khối thống nhất Tỷ lệ và tính chất của nhựa ảnh hưởng rấtnhiều đến khả năng ổn định nhiệt và các tính chất cơ lý khác của bê tông nhựa

Nhựa đường thường dùng để chế tạo bê tông nhựa là loại nhựa đường đặc, gốcdầu mỏ thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật quy định tại TCVN 7493-2005

Nhựa đường 60/70 rất thích hợp để chế tạo các loại BTNC và BTNR Nhựađường 85/100 rất thích hợp chế tạo BTNC 4.75

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu chất lượng của bitum

Tên chỉ tiêu

pháp thử

40 – 50 60 – 70 85 - 100 Min Max Min Max Min Max

Độ kim lún ở 250C, 0,1

TCVN7495:2005

Độ kéo dài ở 250C, 5

7496:2005Điểm hóa mềm (dụng

7497:2005Điểm chớp cháy (cốc

7498:2005Tổn thất khối lượng sau

gia nhiệt 5 giờ, 1630C,

7503:2005

Trang 23

Ngoài ra, còn có các loại nhựa khác cũng được sử dụng để chế tạo bê tông nhựanhư: nhựa đường polyme, nhựa đường nhũ tương, nhựa đường MC,….Chúng là cácchế phẩm của nhựa đường ở dạng lỏng, chứa trong các thùng phuy hay vận chuyểnbằng các xe bồn.

2.1.4 Bột khoáng

2.1.4.1 Vai trò

Bột khoáng là thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông nhựa Nó khôngnhững lắp đầy lỗ rỗng giữa các loại cốt liệu lớn và nhỏ (cát, đá dăm hay sỏi), làmtăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitumtrên mặt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên, cường

độ và độ bền nước của bê tông nhựa cũng tăng lên

Bột khoáng có tỷ diện tích bề mặt rất lớn, vào khoảng (250÷300) m2/kg, nó có

ái lực mạnh với nhựa, biến nhựa từ trạng thái khối, giọt thành trạng thái màngmỏng, bao bọc các hạt khoáng vật Nó có tác dụng như một chất phụ gia làm chonhựa tăng thêm độ nhớt, tăng khả năng dính kết và tăng tính ổn định nhiệt

Khi trộn với bitum trong hỗn hợp bê tông nhựa, bột khoáng cần tạo nên một lớphoạt tính, ổn định nước Mối quan hệ vật lý, hóa học giữa bề mặt hạt bột khoáng vàbitum làm tăng cường độ của bê tông nhựa, nhưng cũng làm tăng tính dòn của nó

Vì vậy, lượng bột khoáng trong bê tông nhựa chỉ được dùng trong một giới hạn nhấtđịnh để tránh làm tăng tốc độ hóa già của bitum trong bê tông nhựa

Bột khoáng là sản phẩm được nghiền từ đá các-bô-nát (đá vôi canxit,đolomit ) có cường độ nén của đá gốc lớn hơn 20 (Mpa), từ xỉ bazo của lò luyệnkim hoặc là xi măng

Đá các-bô-nát dùng sản xuất bột khoáng phải sạch, không được lẫn tạp chấthữu cơ, hàm lượng chung bụi bùn sét không quá 5% Bột khoáng cần phải khô, xốpkhi trộn với bitum không được vón cục, có khả năng hút bitum tốt và phải thỏa mãncác yêu cầu sau: độ rỗng khi lèn chặt dưới tải trọng 400 (daN/cm2) đối với tro, bụi

xi măng, xỉ, không được lớn hơn 45%, còn đối với loại bột đá đặc chắc thì khônglớn hơn 40%

Các chỉ tiêu của bột khoáng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định tại Bảng 2.4

Bảng 2.4: Các yêu cầu đối với bột khoáng

Trang 24

Chỉ tiêu Quy định Phương pháp thử

2.1.5 Phụ gia: ( Nếu cần)

Phụ gia nhằm giúp cải thiện các tính chất của vật liệu và nâng cao chất lượngcủa bê tông nhựa như:

- Nâng cao tính dính bám nhựa – đá

- Nâng cao chất lượng của bê tông nhựa: tăng tính ổn định nhiệt, ẩm

- Giúp nhựa bọc đều các viên đá, tạo thuận lợi trong quá trình thi công (dễ vậnchuyển, rãi và lu lèn…)

- Làm cho mặt đường nhanh hình thành cường độ, giảm tính hóa già

Ngoài ra, phụ gia có thể là các chất phụ gia kích động bề mặt (như vôi, ximăng ): gia công trước bề mặt của vật liệu khoáng loại axit, hoặc để cải thiện quátrình công nghệ chế tạo hỗn hợp nhựa khi vật liệu còn ẩm

CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM TRẠM TRỘN

3.1 Yêu cầu về địa điểm xây dựng

- Phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu để thuận lợi và chủ động cho quá trìnhcung cấp vật liệu nhằm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm

- Địa hình phải bằng phẳng thuận lợi cho việc thi công trạm, vận chuyểnnguyên liệu đến trạm trộn và vận chuyển sản phẩm đến nơi thi công được dễdàng

- Khu vực đặt trạm trộn phải xa khu dân cư để hạn chế vấn đề ô nhiễm do trạmtrộn gây ra

- Trạm trộn phải gần các tuyến giao thông đặc biệt là các tuyến đường chính

để thuận lợi cho quá trình vận chuyển

3.2 Các phương án chọn địa điểm

3.2.1 Sơ lược về thành phố Đà Nẵng và nhu cầu về bê tông nhựa ở thành phố

Đà Nẵng

Trang 25

Đà Nẵng là một thành phố thuộc vùng Nam Trung Bộ, Việt Nam Đây là trungtâm kinh tế, văn hóa, giáo dục và công nghệ lớn của khu vực miền Trung – TâyNguyên Đà Nẵng hiện là một trong 17 đô thị loại 1 và đồng thời là một trong 5thành phố trực thuộc Trung ương ở Việt Nam.

Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, có vị trí trọng yếu cả

về kinh tế - xã hội và quốc phòng, an ninh, là đầu mối giao thông quan trọng vềđường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không Ngoài ra, Đà Nẵng cònnằm trên trục giao thông Bắc - Nam về đường bộ, đường sắt, đường biển và đườnghàng không, là một trong những cửa ngõ quan trọng ra biển của Tây Nguyên và cácnước Lào, đông bắc Campuchia, Thái Lan và Myanma

Hệ thống giao thông đường bộ của thành phố Đà Nẵng tương đối phát triển Từnăm 1996, với 97 đường phố có tổng chiều dài 299 973 km thì đến cuối năm 2010thành phố Đà Nẵng có 1 002 đường phố với tổng chiều dài 848 473km, đa số làđường bê tông nhựa, chất lượng mặt đường tương đối tốt Trung bình mỗi năm hoànthành xây dựng đưa vào khai thác, sử dụng 39.2 km/năm Mật độ đường đạt 4.72km/km2

Theo định hướng phát triển kết cấu hạ tầng giao thông thành phố đến năm

2020, tầm nhìn đến năm 2030 thúc đẩy triển khai các dự án trên hoặc đi qua địa bànnhư đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi, đường Hồ Chí Minh đoạn La Sơn – TúyLoan Trong những năm đến dự kiến sẽ hoàn thành nâng cấp, cải tạo 1 số tuyếnvành đai phía Nam thành phố để hoàn thành hệ thống đường vành đai của thànhphố… Xây dựng giao cắt khác mức tại một số nút giao thông có lưu lượng lớn

Nâng cấp các tuyến đường tỉnh ĐT601, ĐT604, xây dựng đường và cầu trêntuyến Cầu Đỏ - Cẩm Chánh – biển, phát triển giao thông nông thôn huyện HoàVang đạt tiêu chuẩn nông thôn mới nhằm từng bước đảm bảo giao thông thông suốtquanh năm, đặc biệt là trong mùa mưa, bão Do đó, có thể khẳng định rằng nhucầu bê tông nhựa ngày càng lớn ở thành phố Đà Nẵng, nhiệm vụ đặt ra cần phảinâng cao tay nghề, trình độ khoa học kỹ thuật cũng như chất lượng bê tông nhựa đểthực hiện tốt những định hướng đã đề ra

3.2.2 Các địa điểm lựa chọn

Địa điểm 1: Khu công nghiệp Hòa Khánh - Đà Nẵng

 Ưu điểm :

- Chưa có trạm trộn bê tông nhựa nóng được xây dựng gần khu vực dự án

Trang 26

- Đây là khu vực đã được thành phố quy hoạch cho sản xuất công nghiệp nên

có trữ lượng đất dự trữ cho xây dựng lớn, không cần phải qua công tác giảiphóng mặt bằng, đền bù giải tỏa

- Cơ sở hạ tầng hoàn thiện => Rất thuận lợi cho sản xuất, vận chuyển

 Nhược điểm:

- Xa nguồn nguyên liệu

- Gần với khu vực dân cư

Địa điểm 2: Phường Hòa Quý - Quận Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng

 Ưu điểm :

- Chưa có trạm trộn nào được xây dựng gần khu vực dự án

- Địa hình bằng phẳng, cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh

- Có các tuyến đường giao thông nội thành và liên tỉnh => Thuận lợi cho quátrình cung ứng vật liệu và cung cấp sản phẩm

 Nhược điểm:

- Gần các khu vực dân cư

- Không thuộc vùng quy hoạch đất phục vụ cho sản xuất vật liệu xây dựng củathành phố Do đó quỹ đất sẽ hạn chế, có thể phải qua quá trình giải phóngmặt bằng

- Xa các nguồn nguyên liệu

Địa điểm 3: Thôn Đại La, xã Hòa Nhơn, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng.

 Ưu điểm :

- Là khu vực được thành phố quy hoạch cho sản xuất vật liệu xây dựng

- Rất gần nguồn cung cấp nguyên vật liệu:

+ Đá: mỏ đá Phước Tường, Hòa Nhơn có trữ lượng và chất lượng rất tốt + Cát: cát sông Túy Loan, Đại Lộc

+ Nhựa: các kho phân phối nằm trong trung tâm thành phố Đà Nẵng

+ Bột khoáng: sản phẩm xay từ đá tại các mỏ đá, nhà máy xi măng Hải Vân,nhà máy xi măng quân khu 5

- Gần các tuyến đường giao thông chính: có tuyến đường tránh Nam hầm HảiVân đi qua, cách quốc lộ 14B 2km và quốc lộ 1A 15 km, cách trung tâmthành phố 20km về hướng Đông Nam => rất thuận lợi cho quá trình cungứng nguyên vật liệu cũng như vận chuyển sản phẩm cung ứng cho các côngtrình tại địa bàn Đà Nẵng và Quảng Nam

- Xa khu dân cư, mật độ giao thông thấp

 Nhược điểm :

- Địa hình đồi núi => khó khăn trong quá trình xây dựng

3.3 Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Với các phân tích về ưu điểm, nhược điểm khi lựa chọn từng địa điểm ở trên.Trên nguyên tắc địa điểm xây dựng trạm phải đáp ứng nhu cầu hoạt động của trạm(cung cấp chủ động nguyên vật liệu cho trạm trộn)

Trang 27

Mặt khác, việc đặt trạm trộn phải đảm bảo vấn đề môi trường, mang tính pháttriển bền vững, cũng như cần xem xét để đảm bảo việc lưu thông, nghiên cứu yếu tố

kỹ thuật để đảm bảo vệ sinh môi trường, không gây ô nhiễm

Căn cứ vào các yêu cầu trên, thống nhất cùng chủ trương địa điểm xây dựngphải nằm trong địa bàn thành phố Đà Nẵng, đưa ra các phương án so sánh nhậnthấy: Địa điểm 3: thôn Đại La, xã Hòa Nhơn, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵngvới các ưu điểm: quỹ đất đáp ứng được khả năng xây dựng trạm, gần nguồn nguyênliệu, giao thông thuận lợi xa khu dân cư (cách khu dân cư khoảng 1,5 km), khôngphải giải phóng mặt bằng, thuận lợi trong công tác đổ thải là vị trí đặt trạm đạthiệu quả tối ưu nhất so với các phương án đã nêu

 Mô tả vị trí thực hiện dự án xây dựng trạm trộn:

- Hiện trạng khu đất:

Khu đất triển khai dự án là một khu đất trống bằng phẳng, xung quanh là cácđồi núi đang được khai thác để lấy vật liệu san lấp cho các công trình dự án củathành phố và có trạm trộn bê tông nhựa Hoàn Tiến đang hoạt động Khu đất nàyđược hình thành từ việc khai thác đất đồi lấy vật liệu san lấp cho nên địa tầng trongkhu vực này rất chắc vì nằm trên lớp đá granit Ngoài ra, khu đất thực hiện dự ánnằm trên địa hình cao nên hướng thoát nước cho dự án theo hướng độ cao giảm dầncủa địa hình

Hình 3.1 Vị trí dự định xây dựng trạm trộn

- Mối tương quan với các đối tượng:

+ Đường giao thông: dự án được triển khai xây dựng gần với trục đườngtránh Nam Hải Vân, khoảng cách từ vị trí dự án đến tuyến đường là 20 m Đường

Trang 28

tránh Nam Hải Vân là tuyến đường rộng, chất lượng công trình giao thông tốt vàđược kết nối với nhiều tuyến đường lớn như quốc lộ 14B, quốc lộ 1A và nhiềutuyến đường nội thành khác nên việc thông thương của dự án với bên ngoài rất dễdàng Ngoài ra, con đường này ít có dân cư qua lại nên khi dự án đi vào hoạt độngkhông gây ùn tắc giao thông tại khu vực

+ Khu dân cư: khoảng cách gần nhất từ vị trí triển khai dự án đến khu dân cư

là khoảng 1,5 km đi ngược về hướng Túy Loan Các hộ dân ở đây sống rải rác bêntuyến đường tránh Nam Hải Vân và nghề nghiệp chủ yếu là nghề nông, buôn bánnhỏ, công nhân cho các công ty trong vùng…

+ Sông : cách khu vực dự án về phía tây 5km có sông Túy Loan

+ Đồi núi: xung quanh khu vực triển khai dự án là đồi núi có trồng các câycông nghiệp như keo lá tràm, bạc hà… nên khi dự án đi vào hoạt động thì lượng câyxanh này sẽ hấp thụ những chất thải độc hại do dự án phát thải ra

+ Khí hậu: khí hậu thành phố Đà Nẵng thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa vớilượng bức xạ dồi dào, nắng nhiều, nên nhiệt độ cao và lượng mưa dồi dào Số liệuquan trắc liên tục trên 50 năm được tổng hợp như sau:

• Bốc hơi

Lượng bốc hơi nước trung bình: 2.107 (mm/năm)

Nắng nóng kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8 Trong đó: từ tháng 1 đến tháng 4

là khô nhất Số giờ nắng trung bình 2158 (giờ/năm); số giờ nắng trung bình thángnhiều nhất 248( giờ/tháng); số giờ nắng trung bình tháng ít nhất 120 (giờ/tháng)

• Đặc điểm bức xạ

Trang 29

Hàng năm lượng bức xạ tổng cộng thực tế ở thành phố Đà Nẵng hơn 150(kcal/cm2 năm), lượng bức xạ tổng cộng phân bố không đều trong các mùa, mùakhô chiếm 75%, mùa mưa chỉ chiếm 25%.

• Gió - bão

Hướng gió tại Đà Nẵng tương đối phân tán, hầu như 8 hướng đều có gió Bão

ở Đà Nẵng thường xuất hiện vào các tháng 9, 10, 12 và thường có bão cấp 9, cấp

10, kéo theo mưa to và dài ngày gây lũ lụt trên diện rộng

- Việc đảm bảo cung ứng nguồn nguyên vật liệu:

+ Đá dăm: nguồn cung cấp là mỏ đá Hòa Nhơn, Phước Tường Đá sau khiđược khai thác, chế biến đạt các kích thước yêu cầu được vận chuyển về trạm trộnbằng xe tải tải trọng lớn với khoảng cách vận chuyển 5 km

+ Cát: nguồn khai thác là cát sông Túy Loan, cát Đại Lộc Cát sau khi đượckhai thác được tập kết tại bãi sau đó được các xe tải vận chuyển về trạm trộn vớikhoảng cách 5km

Đá và cát sau khi đưa về tới trạm trộn được đổ trong bãi chứa cốt liệu nhằm dựtrữ và tận dụng ánh sáng mặt trời, gió để làm giảm độ ẩm trong cốt liệu xuống mứcthấp nhất Sau đó được đưa vào kho chứa nhằm tiếp tục làm giảm độ ẩm, và khốngchế độ ẩm cốt liệu xuống ≤ 4% Việc khống chế hàm lượng nước có tính quyết địnhđến sản lượng trạm và chi phí nhiên liệu

+ Bột khoáng: bột khoáng là sản phẩm nghiền mịn của đá tại các trạm chếbiến của mỏ đá Hòa Nhơn, hoặc tại nhà máy xi măng quân khu 5 được chứa trongcác bao tải và được vận chuyển về trạm trộn bằng xe tải Tại trạm bột khoáng đượcchứa trong các nhà kho

+ Nhựa: nguồn nhựa đường được cung cấp từ Công ty TNHH Nhựa đườngPetrolimex có kho phân phối tại Đà Nẵng Tại trạm trộn nhựa cũng được dự trữtrong các bồn chứa trong một khoảng thời gian nhất định

- Địa bàn tiêu thụ:

Do đặc thù của sản phẩm: nếu nhiệt độ của sản phẩm sau khi tới công trình <

1200C thì phải không còn tác dụng sử dụng nên chỉ giới hạn phạm vi tiêu thụ trongđịa bàn Đà Nẵng, Quảng Nam và Huế với thời gian vận chuyển ≤ 1.5 giờ

Trang 30

CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA

VÀ BÀI TOÁN CẤP PHỐI

4.1 Khái quát về công nghệ sản xuất

Công nghệ chế tạo bê tông nhựa chia ra làm 3 giai đoạn, tổng quát như sau:

• Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu và nhiên liệu: nguyên liệu và nhiên liệu đượcmua và vận chuyển về trạm trộn và được chứa trong các bãi, kho chứa phùhợp

Yêu cầu: các loại cốt liệu phải đảm bảo chất lượng đầu vào (cỡ hạt, cườngđộ…) theo đúng như bài toán thiết kế; nhựa đường và bột khoáng phải đảm báo cácchỉ tiêu kỹ thuật

• Giai đoạn sấy nóng nguyên liệu, trộn khô, gia công nhiệt bitum: các loại cốtliệu được rang sấy đến nhiệt độ thích hợp Nhựa cũng được gia công nhiệt đểchảy lỏng, đảm bảo độ nhớt cần thiết cho quá trình trộn ướt

Yêu cầu: các loại cốt liệu và nhựa đường cần phải đạt đến nhiệt độ quy định(theo TCVN) nhằm đảm bảo được chất lượng của hỗn hợp bê tông nhựa nóng cũngnhư thuận lợi cho quá trình thi công

• Giai đoạn trộn hỗn hợp: hỗn hợp cốt liệu và bột khoáng, nhựa đường lỏngđược trộn lẫn vào với nhau trong máy trộn với khoảng thời gian trộn phùhợp

Yêu cầu: hỗn hợp bê tông nhựa nóng phải đảm bảo được nhiệt độ quy định cũngnhư tính đồng đều, nhựa đường phải dính bám tốt trên bề mặt các hạt cốt liệu

Trang 31

4.2 Phân loại trạm trộn và các phương pháp sản xuất bê tông nhựa

4.2.1 Phân loại trạm trộn:

Theo tính năng sản xuất có thể có 3 dạng trạm trộn

- Trạm trộn theo chu kì (theo từng mẻ) sấy nóng gián tiếp

- Trạm trộn chu kì sấy nóng trực tiếp

- Trạm trộn liên tục sấy nóng trực tiếp

Các loại trạm này có thể được lắp đặt cố định hoặc lắp đặt di động trên côngtrường Loại cố định thường là các trạm lớn Theo năng suất trộn thì có các loạitrạm:

- Loại công suất rất lớn 200-400 (T/giờ)

- Loại lớn 80-150 (T/giờ)

- Loại trung bình 40-60 (T/giờ)

- Loại nhỏ dưới 30 (T/giờ)

4.2.2 Các phương pháp sản xuất bê tông nhựa

4.2.2.1 Phương pháp trộn theo chu kỳ sấy nóng gián tiếp (trạm trộn theo chu

kỳ sấy nóng gián tiếp)

Cốt liệu và bitum đã được chuẩn bị trộn thành từng mẻ từ (300÷5000)kg, thờigian trộn từ (50÷80) giây Quá trình hoạt động của loại trạm này như sau:

Vận chuyển cốt liệu bằng xe tải hoặc băng truyền đến bộ phận rang sấy là mộtthùng quay lớn bằng kim loại được đặt nghiêng từ (2÷10)0 theo trục của thùng Đầuđốt bằng nhiên liệu gas hoặc dầu ở phần thấp nhất của thùng tạo ra luồng hơi nóng

đi qua thùng và thoát ra ở đầu cao cuối thùng Cốt liệu nguội đi qua thùng quay từcửa trên được chuyển dần qua luồng khí nóng và bị nung nóng ở khoảng giữa và raphần cuối của thùng trên các gầu nâng Nhiệt độ của cốt liệu thường là 1600C Vậtliệu được vận chuyển thẳng đứng đến bộ sàng của tháp, ở đó cốt liệu được phânchia thành nhóm theo cỡ hạt xác định và được lưu trữ ở trong các thùng giữ nhiệt.Vật liệu được lấy ra ở mỗi thùng được định lượng và nạp vào phễu theo trình tự từ

cỡ hạt lớn nhất đến cỡ hạt nhỏ nhất Mỗi loại cốt liệu được phân riêng theo yêu cầucho từng mẻ trộn theo công thức thiết kế

Trang 32

Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạo trạm trộn chu kỳ sấy nóng gián tiếp

1.Cốt liệu nguội; 2.Định lượng cốt liệu nguội; 3 Băng truyền;

4 Nung cốt liệu; 5.Hút bụi cốt liệu; 6 Ống khói;

7.Băng truyền; 8.Sàng; 9 Thùng chứa;

10 Cân; 11.Thùng trộn; 12 Thùng chứa bột khoáng tựnhiên;

13 Thùng chứa bitum nóng; 14 Định lượng bitum

Bitum sau khi đã được gia nhiệt được lưu giữ trong bồn chứa và được dẫn vàomáy trộn thông qua một van định lượng

Cốt liệu sau khi định lượng xong được đổ vào máy trộn Máy trộn thường làmột loại bán cầu có hai trục quay có lắp cánh trộn xiên góc với trục

Bitum sẽ được cho vào trong quá trình trộn hỗn hợp Thời gian trộn thường từ(30÷60) giây, thời gian này đủ đảm bảo được các hạt cốt liệu bọc đều bitum và các

cỡ Hạt cốt liệu được phân bố đều trong hỗn hợp Hỗn hợp trộn xong được xả trựctiếp vào ôtô chuyên dụng vận chuyển ra công trường

Trạm trộn hoạt động theo chu kỳ (từng mẻ) do cốt liệu được gia nhiệt trước khitrộn (cấp nhiệt gián tiếp) nên dễ dùng và điều chỉnh được chất lượng của hỗn hợp.Loại trạm trộn này phù hợp với việc thi công đường và sân bay Nó được đặt cốđịnh và công suất từ (100÷400) T/giờ

4.2.2.2 Phương pháp trộn theo chu kỳ cấp nhiệt trực tiếp (Trạm trộn chu kỳ cấp nhiệt trực tiếp)

Loại trạm trộn này, cấp phối cốt liệu nguội được định lượng theo từng mẻ từ bộphận cấp liệu nguội và được đổ vào thùng sấy để rang khô và sấy nóng rồi được xảvào máy trộn để trộn với bitum Ở bộ phận cấp liệu nguội, cấp phối cốt liệu nguộitheo tỷ lệ định sẵn được đổ vào phễu để kiểm tra trọng lượng trước khi rang sấy Tỷ

Trang 33

lệ cốt liệu không được thay đổi trong suốt quá trình và do vậy việc điều khiển cấpliệu nguội phải rất chính xác Từ phễu định lượng các cốt liệu được cho vào thùngsấy từng mẻ một Thực tế thời gian nung sấy một mẻ khá ngắn Sau đó, cốt liệuđược cho vào máy trộn thông thường để trộn với bitum.

Loại trạm trộn này là trạm trộn chu kỳ cấp nhiệt trực tiếp vì hỗn hợp cốt liệunguội được xác định thành phần trước khi gia nhiệt Chúng cho phép thay đổi nhanhchóng các chỉ tiêu kỹ thuật hỗn hợp và không bị hạn chế bởi dung lượng thùng chứacốt liệu nóng Công suất của trạm có thể đạt từ (50÷200) T/giờ Tuy nhiên kho cốtliệu có độ ẩm lớn hơn 2% thì dùng trạm trộn này sẽ không kinh tế (với yêu cầu sấykhô vật liệu)

Do vậy, loại trạm trộn này thích hợp với các loại vật liệu yêu cầu nhiệt độ vừa

và thấp như đá dăm trộn bitum hơn là những hỗn hợp có hàm lượng cát cao như bêtông nhựa

4.2.2.3 Phương pháp trộn liên tục cấp nhiệt trực tiếp (Trạm trộn liên tục cấp nhiệt trực tiếp)

Các trạm trộn này cung cấp các hỗn hợp vật liệu khoáng – bitum mà khôngdùng hệ thống các thùng chứa cốt liệu nóng, phễu định lượng và thùng trộn Vềnguyên tắc, hệ thống cấp cốt liệu nguội giống như mô tả ở trên Tuy nhiên, ở trạmtrộn thùng quay – trạm trộn liên tục cấp nhiệt trực tiếp thì cốt liệu được cấp liên tục

từ các thùng cấp cốt liệu nguội Thành phần cấp phối cốt liệu phải chính xác bởi bất

kì một sai sót nào về tỷ lệ cấp liệu chỉ được phát hiện khi các mẫu của hỗn hợp vậtliệu trộn xong được phân tích ở phòng thí nghiệm Các thùng cấp liệu nguội đổ cốtliệu vào các băng tải Việc phối cấp liệu được thực hiện ở mỗi cân cho phép biểu thịtốc độ của dòng cốt liệu (làm giảm độ ẩm cốt liệu) và do vậy cho phép tính toánđược lượng cốt liệu mịn và bitum cần thêm vào

Thùng quay ở đây được dung khác với thùng quay ở các trạm trộn chu kì cấpnhiệt gián tiếp ở 2 điểm cơ bản là:

1) Đầu đốt đặt ở cuối của thùng quay và do vậy cốt liệu chảy vào theo ngọn lửa 2) Hình dạng của các buồng bên trong thùng quay phức tạp hơn

Trang 34

Hình 4.2: Sơ đồ trạm trộn liên tục theo công nghệ Turbin

1 Thùng chứa cốt liệu nguội; 2 Băng truyền; 3 Thùng chứa bột đá;

4 Bộ phận cấp bitum; 5 Vòi phun; 6 Ống khói;

7 Silô chứa hỗn hợp đã trộn; A Nung nóng cốt liệu; B Trộn

Bên trong thùng quay có hai khu vực Khu vực thứ nhất để rang, sấy và cấpphối cốt liệu Khu vực thứ hai để trộn cốt liệu nóng với bitum Khu vực trộn đượcbảo vệ bằng màng chắn ngọn lửa hoặc thiết bị làm tăng mật độ của màng cốt liệu đểbảo vệ cốt liệu đã được bọc nhựa (đã trộn xong) khỏi bức xạ nhiệt từ lò sấy

Bitum được phun vào thùng quay tại điểm khởi đầu của khu vực hai Tốc độcủa dòng bitum tỷ lệ với cốt liệu và được khống chế hoặc bằng các bơm định trướccác tốc độ khác nhau hoặc bằng các van có độ mở khác nhau

So với các trạm trộn khác, lượng khói xả của trạm trộn này chỉ bằng 10% sovới các loại trước đây Điều này đạt được là do lượng bụi khí sinh ra ở vùng rangsấy được hấp thụ bởi hỗn hợp cấp liệu bitum ở vùng trộn

Các trạm trộn này gọi là trạm trộn liên tục cấp nhiệt trực tiếp vì các cốt liệuđược rang sấy liên tục trước khi trộn với bitum Loại trạm này khó sử dụng mộtcách linh hoạt và đòi hỏi những thay đổi lớn nếu muốn thay đổi dạng hỗn hợp cầnnhào trộn Tuy nhiên, việc tự động hóa điều khiển bằng máy tính đã bước đầu khắcphục được những vấn đề này Loại trạm này tương đối đơn giản và các bộ phận khánhỏ Vì vậy, nó khá lý tưởng cho những gói thầu nhỏ nơi cần lắp đặt trạm trộn tạmthời, có thể di chuyển được Sự đơn giản của chúng cũng làm giảm chi phí bảodưỡng và cải tiến độ tin cậy Tuy nhiên, ưu điểm vượt trội hơn cả trạm trộn thùngquay là công suất của chúng có thể từ (100 ÷ 500) T/giờ Chúng là những thiết bị lýtưởng cho những gói thầu xây dựng yêu cầu vật liệu đá nhựa cùng chủng loại vớikhối lượng lớn và trong một thời gian dài

Trang 35

Kết luận: Sau khi phân tích các ưu điểm, hạn chế về công nghệ của các loại

trạm trộn, dựa trên nhu cầu thực tế và khả năng đầu tư, trong đồ án này ta sẽ chọnloại: Trạm trộn theo chu kì sấy nóng gián tiếp

4.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Với yêu cầu của đề tài thiết kế trạm trộn sản xuất bêtông nhựa công suất 120tấn/giờ theo công nghệ rải nóng

- Dây chuyền là một dây chuyền tiến hành sản xuất theo phương pháp truyềnthống thông thường Dây chuyền này được lắp đặt không cố định tại trạmtrộn bê tông nhựa Tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng hay những lý dokhác mà dây chuyền này có thể được tháo rời và di chuyển đến gần nơi thicông để thuận tiện cho việc đảm bảo cung cấp đủ lượng bê tông nhựa

- Sơ đồ dây chuyền công nghệ truyền thống thông thường và thuyết minh quátrình công nghệ

Sơ đồ công nghệ sản xuất thảm nóng của trạm sản xuất bê tông nhựa nónggồm:

• Quá trình vận chuyển nguyên liệu và nhiên liệu về trạm trộn:

+ Đá dăm: Nguồn cung cấp là mỏ đá 532 Đá sau khi được khai thác, chếbiến đạt các kích thước yêu cầu được vận chuyển về trạm trộn bằng xe tải tải trọnglớn và chứa tạm thời trong các bãi ngoài trời

+ Cát: Nguồn khai thác là cát Đại Lộc Cát sau khi được khai thác được tậpkết tại bãi sau đó được các xe tải vận chuyển về trạm trộn và cũng được chứa tạmthời ở các bãi ngoài trời

• Quá trình cấp, sấy vật liệu là quá trình liên tục và quá trình cân đong, trộnthảm nóng được thực hiện theo chu kỳ

Quá trình công nghệ đó được mô tả tóm tắt như sau: cát, đá đều được máyxúc lật cấp từng loại vào từng bunke riêng biệt, dùng ≥ 4 bunke (bunke cát, bunke

đá các loại), dưới mỗi bunke là băng tải định lượng điều chỉnh sơ bộ các loại vậtliệu Các băng tải định lượng chuyển vật liệu xuống băng tải cao su ngang và đưatới sàng rung sơ bộ trước khi vào băng tải nghiêng Băng tải nghiêng đưa cát, đáđều đặn và liên tục vào tang sấy Trong tang sấy vật liệu cát và đá được sấy đếnnhiệt độ (180÷220) 0C nhờ ngọn lửa của đầu đốt thổi trong tang sấy Dòng vật liệuchuyển động ngược hướng với hướng thổi của ngọn lửa

Luồng khí ẩm, bụi và khói đi ra khỏi tang sấy và sàng sẽ được thu về xyclon nhờsức hút của quạt hút Tại xyclon, những hạt bụi lớn được thu gom và đưa vào băng gầunóng để tái sử dụng, còn các hạt bụi nhỏ hơn qua quạt hút sang hệ thống lọc ẩm (hoặc

Trang 36

Phễu tiếp liệu

Bunke đá lớn Bunke đá nhỏ Bunke cát sông Bunke cát xây

BT ĐL sơ bộ BT ĐL sơ bộ BT ĐL sơ bộ BT ĐL sơ bộ

Máy bơm

Ống khói Gầu nâng

Sàng phân loại

Bunke đá nhỏ Bunke đá lớn Bunke cát

Lọc bụi tay áo

lọc khô), tại hệ thống này bụi khói được lọc lại lần nữa sau đó mới qua ống khói thải rangoài

Sau khi vật liệu được sấy đạt nhiệt độ công tác, nhờ gầu nâng vật liệu được đưavào sàng rung phân loại ra các kích cỡ hạt theo yêu cầu Các loại vật liệu này đượcchứa vào các ngăn riêng biệt Bột khoáng được cung cấp từ phễu tiếp liệu, qua gầunâng đưa lên phễu chứa Sau đó được định lượng và cấp trực tiếp từng chu kỳ phùhợp với chu kỳ trộn Phần đá quá cỡ sẽ được loại ra khỏi sàng theo đường riêng đểthoát ra ngoài

Dưới đáy phễu nóng là các cửa xả để xả thứ tự từng loại vật liệu vào phễu cân

để cân đong theo phương pháp cân cộng dồn Sau khi cân đủ tất cả các thành phầncốt liệu (kể cả cân phụ gia) tiếp tục cân nhựa nóng bằng thùng cân nhựa

• Quá trình trộn:

Hỗn hợp cốt liệu và nhựa, bột khoáng được nhào trộn trong máy trộn để tạothành hỗn hợp bê tông nhựa đồng nhất Thời gian cho từng giai đoạn cụ thể nhưsau:

+ Xả vật liệu và bột khoáng xuống phễu cân để trộn khô: khoảng (10÷15)giây

+ Phun nhựa vào buồng trộn để trộn ướt : khoảng (30÷40) giây

+ Quá trình trộn ướt: khoảng (30÷60) giây

Tất cả các thao tác trên tiến hành xong, theo chu kỳ lúc đó cửa thùng trộn sẽ

mở để xả thảm nóng của mẻ trộn trước xuống ô tô sau đó đóng thùng trộn lại đểthực hiện mẻ trộn mới Tổng thời gian cho một mẻ trộn là (70÷115) giây Trong quátrình trộn của mẻ trước tiếp tục cân của mẻ sau và cứ lặp đi lặp lại chu kỳ như vậycho đến khi đầy xe ô tô chở thảm thì cho lệnh để xe ô tô chở ra công trường rồi tiếptục để xả vào xe khác

36

Trang 37

Hình 4.3: Sơ đồ công nghệ trạm trộn.

4.4 Các thiết bị chủ yếu của trạm

 Bunke chứa và định lượng cốt liệu nguội:

- Bunke chứa: 4 bunke dùng để chứa vật liệu (cát, đá) và cung cấp điều hòacát, đá vào băng tải cao su nằm ngang

- Bunke chứa được lắp ráp trên khung cứng Đặc biệt, có kết cấu chia làm 3tầng giúp cho việc tháo rời dễ dàng và rất gọn gàng khi vận chuyển,

- Phía đáy bunke có bố trí các băng tải định lượng sơ bộ Vật liệu được địnhlượng sơ bộ bằng cách điều chỉnh tần số động cơ làm thay đổi tốc độ băng tảicấp liệu

Trang 38

 Bunke chứa và định lượng cốt liệu nóng:

- Bunke chứa: 3 bunke dùng để chứa vật liệu (cát, đá) đã được phân loại theocỡ

- Phía đáy bunke có bố trí các cân định lượng chính xác trước khi đưa vàomáy trộn (cân Loadcell)

 Băng tải cao su nằm ngang:

Băng tải cao su nằm ngang có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu từ các bunkechứa vật liệu sau khi đã định lượng sơ bộ đưa vào hộc cấp liệu của băng tảinghiêng

 Sàng thô:

Tại hộc cấp liệu của băng tải nghiêng có bố trí sàng rung nhằm loại bỏ cáchạt có kích thước quá cỡ

 Băng tải cao su nghiêng:

Có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu từ băng tải cao su nằm ngang đều đặn vàotang sấy

 Tang sấy vật liệu:

Tang sấy vật liệu có nhiệm vụ là sấy khô vật liệu từ trạng thái môi trường(nguội và ẩm) lên trạng thái khô và nóng với nhiệt độ là: (180÷220) 0C

 Gầu nâng

- Gầu nâng vật liệu nóng: có nhiệm vụ vận chuyển vật liệu sau khi đã sấy đạt

nhiệt độ làm việc (180÷220) 0C từ tang sấy lên sàng phân loại

- Gầu nâng vận chuyển bột khoáng và phụ gia (nếu có): có nhiệm vụ vậnchuyển bột khoáng từ khó chứa lên phễu chứa ở trên cao

- Nguyên lý hoạt động: bụi, khói, hơi nước phát sinh ở tang sấy trong quá trìnhsấy vật liệu và bụi ở sàng trong quá trình sàng vật liệu được thu bụi qua ốngdẫn, nhờ lực hút của quạt hút, tại xyclôn thu bụi những hạt bụi cỡ lớn đượclắng đọng và sau đó đưa vào sử dụng lại ở băng gầu nóng còn các hạt bụinhỏ hơn (cỡ hạt nhỏ hơn 0,1 mm) tiếp tục đi qua quạt hút, tại đây gió sẽ tiếptục đi qua hệ thống lọc bụi tay áo để giảm bớt lượng bụi Sau đó, gió đượcdẫn qua hệ thống tháp tưới nước Nhờ có bố trí ống phun nước làm cho các

Trang 39

hạt bụi khô, nóng bị ướt và chuyển sang bình tách nước rồi chảy ra bể lắng,còn khói và hơi nước được thoát lên ống khói.

- Tại bể lắng, bùn được lắng đọng qua các ngăn bể chứa và nước sẽ được sửdụng lại để luân chuyển tiếp

 Hệ thống cấp nhiên liệu đốt

Hệ thống cung cấp nhiên liệu đốt có nhiệm vụ cung cấp dầu FO, DO cho cácđầu đốt tang sấy và nấu nhựa

 Hệ thống nấu nhựa và bơm nhựa: gồm có các cụm thiết bị chính sau

- Thiết bị nấu dầu môi chất (dầu truyền nhiệt): có nhiệm vụ nấu và cấp dầu nóng(chạy trong đường ống tuần hoàn) để sấy nóng nhựa đường trong thùng chứa

- Hệ thống bơm dầu nóng truyền nhiệt và bơm nhựa lên máy trộn

4.5 Bài toán cấp phối

4.5.1 Lý thuyết chung tính toán cấp phối bê tông nhựa

4.5.1.1 Khái niệm

Tính toán tỷ lệ phối hợp giữa các loại vật liệu khoáng (đá dăm, cát, bột khoáng)

để thỏa mãn thành phần cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa được quy định cho mỗi loại

và tìm ra được hàm lượng nhựa đường tối ưu thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầuđối với bê tông nhựa tại Bảng 4.1

Việc thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa được tiến hành theo phương pháp Marshall

Trang 40

Bảng 4.1: Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt (BTNC)

BTNC12.5, BTNC9.5)

Phương pháp thử

TCVN 1:2011

8860-4.5.1.2 Nguyên tắc thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo phương pháp Marshall

Công tác thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo phương pháp Marshall nhằm mụcđích tìm ra hàm lượng nhựa tối ưu ứng với hỗn hợp cốt liệu đã chọn Việc thiết kếphải tuân thủ các yêu cầu sau:

- Tất cả các vật liệu sử dụng (đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa đường) đều phảithoả mãn các chỉ tiêu cơ lý theo quy định của Tiêu chuẩn thi công và nghiệmthu mặt đường bê tông nhựa

- Đường cong cấp phối của hỗn hợp cốt liệu sau khi phối trộn phải nằm tronggiới hạn của đường bao cấp phối quy định tại Tiêu chuẩn thi công và nghiệmthu mặt đường bê tông nhựa

- Hàm lượng nhựa tối ưu lựa chọn phải thỏa mãn các chỉ tiêu liên quan đếnđặc tính thể tích (độ rỗng dư, độ rỗng cốt liệu ), các chỉ tiêu thí nghiệm theoMarshall (độ ổn định, độ dẻo ) và các chỉ tiêu bổ sung nếu có theo quy địnhcủa Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa

4.5.1.3 Các giai đoạn và nội dung thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa

Công tác thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa được tiến hành theo 4 bước: thiết kế sơ

bộ (Cold mix design), thiết kế hoàn chỉnh (Hot mix design), xác lập công thức chếtạo hỗn hợp bê tông nhựa (Job mix formular) và kiểm soát chất lượng hàng ngày(Routine construction control)

+ Thiết kế sơ bộ: mục đích của công tác thiết kế này nhằm xác định sự phù hợp

về chất lượng và thành phần hạt của các cốt liệu sẵn có tại nơi thi công, khả năng sử

Định dạng
Số trang	177
Dung lượng	2,39 MB

Thiết kế trạm trộn sản xuất bêtông nhựa công suất 120 tấngiờ theo công nghệ rải nóng

Chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Phân tích kết quả thí nghiệm