T 283 03 xác định ảnh hưởng của nước đến hỗn hợp bê tông nhựa đầm chặt

AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định ảnh hưởng nước đến hỗn hợp bê tông nhựa đầm chặt AASHTO T 283 - 03 LỜI NÓI ĐẦU  Việc dịch ấn phẩm sang tiếng Việt Hiệp hội Quốc gia đường vận tải Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam Bản dịch chưa AASHTO kiểm tra mức độ xác, phù hợp chấp thuận thông qua Người sử dụng dịch hiểu đồng ý AASHTO không chịu trách nhiệm chuẩn mức thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh pháp lý kèm theo, kể hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, sai sót dân (kể bất cẩn lỗi khác) liên quan tới việc sử dụng dịch theo cách nào, dù khuyến cáo khả phát sinh thiệt hại hay không  Khi sử dụng ấn phẩm dịch có nghi vấn chưa rõ ràng cần đối chiếu kiểm tra lại so với tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng tiếng Anh TCVN xxxx:xx AASHTO T 283-03 AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định ảnh hưởng nước đến hỗn hợp bê tông nhựa đầm chặt AASHTO T 283 - 03 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Phương pháp quy định trình tự chuẩn bị mẫu thí nghiệm xác định mức độ thay đổi cường độ kéo gián tiếp mẫu bê tông nhựa đầm chặt ảnh hưởng việc ngâm bão hoà chân không với chu kỳ làm lạnh-tan băng (freeze-thaw) Các kết sử dụng để dự đoán liên kết đá nhựa thời gian sử dụng hỗn hợp bê tông nhựa đánh giá hiệu của chất phụ gia tăng dính bám sử dụng, ví dụ vôi bột xi măng pooc-lăng 1.2 Các giá trị dùng tiêu chuẩn theo hệ SI 1.3 Tiêu chuẩn liên quan đến vật liệu độc hại Tiêu chuẩn không đề cập đến vấn đề liên quan đến an toàn trình sử dụng Trách nhiệm người sử dụng tiêu chuẩn phải đề biện pháp phù hợp để đảm bảo sức khoẻ an toàn, phải xác định áp dụng giới hạn trước sử dụng TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn AASHTO: 1.1  T 166, Tỷ trọng khối mẫu bê tông nhựa đầm chặt cách sử dụng mẫu bão hoà khô bề mặt  T 167, Cường độ chịu nén bê tông nhựa  T 209, Tỷ trọng lớn lý thuyết khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông nhựa  T 245, Độ chảy dẻo hỗn hợp bê tông nhựa theo phương pháp sử dụng thiết bị Marshall  T 247, Chuẩn bị mẫu thí nghiệm bê tông nhựa thiết bị đầm miết California (California Kneading Compactor)  T 269, Độ rỗng dư mẫu bê tông nhựa cấp phối chặt cấp phối hở đầm chặt  T 312, Chuẩn bị mẫu xác định khối lượng thể tích mẫu bê tông nhựa nóng (HMA) thiết bị đầm xoay Superpave (SGCs) Tiêu chuẩn ASTM:  D 979, Lấy mẫu hỗn hợp bê tông nhựa  D 2041, Tỷ trọng lớn lý thuyết khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông nhựa TCVN xxxx:xx AASHTO T 283-03  D 3387, Đầm nén mẫu đặc tính cắt hỗn hợp bê tông nhựa thiết bị đầm xoay hội kỹ sư Mỹ (U.S Corps of Engineers Gyratory Testing Machine – GTM)  D 3549, Chiều cao mẫu bê tông nhựa đầm chặt Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 3.1 Như đề cập mục Phạm vi áp dụng, phương pháp sử dụng để đánh giá ảnh hưởng việc ngâm bão hoà chân không với chu kỳ làm lạnh-tan băng lên mẫu bê tông nhựa đầm chặt Phương pháp sử dụng để thí nghiệm: − (a) hỗn hợp bê tông nhựa trình thiết kế hỗn hợp (mẫu trộn phòng thí nghiệm, đầm nén phòng thí nghiệm); − (b) hỗn hợp bê tông nhựa sản xuất trạm trộn (mẫu trộn trường, đầm nén phòng thí nghiệm); − (c) mẫu khoan từ trường độ tuổi (mẫu trộn trường, đầm nén trường); 3.2 Cường độ chịu kéo gián tiếp lại xác định cách so sánh cường độ chịu kéo gián tiếp mẫu ngâm nước làm lạnh-tan băng với cường độ chịu kéo gián tiếp mẫu khô TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP 4.1 Chuẩn bị tổ mẫu thí nghiệm tương ứng với điều kiện hỗn hợp, ví dụ nhựa có sử dụng không sử dụng phụ gia dính bám cốt liệu có sử dụng vôi bột Mỗi tổ mẫu chia thành nhóm Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo gián tiếp nhóm thứ điều kiện mẫu khô Nhóm thứ hai ngâm bão hoà chân không, làm lạnh ngâm nước nóng chu kỳ trước thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo gián tiếp Cường độ chịu kéo gián tiếp lại xác định thông qua cường độ chịu kéo mẫu trạng thái: mẫu khô mẫu bảo dưỡng DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 5.1 Thiết bị để tạo mẫu đầm nén mẫu phù hợp với số tiêu chuẩn sau : T 245, T 247, T 312 D 3387 5.2 Bình hút chân không, thường dùng loại D, mãy hút chân không phù hợp với quy định D 2041 5.3 Cân bể ổn nhiệt phù hợp với quy định T 166 5.4 Bể ổn nhiệt có khả trì nhiệt độ 60± 1oC (140± 1.82oF) 5.5 Tủ lạnh trì nhiệt độ -18± 3oC (0± 5oF) AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx 5.6 Màng nhựa mỏng để bọc mẫu; túi nhựa mỏng để đựng mẫu bão hoà; băng dính 5.7 ống đong dung tích 10 mL 5.8 Chảo có diện tích mặt đáy khoảng 48 400-129 000 mm (75-200 in.2), chiều sâu khoảng 25 mm (1 in.) 5.9 Tủ sấy, kiểm soát nhiệt độ, có khả trì nhiệt độ quy định phạm vi từ nhiệt độ phòng thí nghiệm đến 176 oC (350oF) với sai số ± 3oC (± 5oF) 5.10 Kích gia tải lực kế phù hợp với T 245, máy thí nghiệm thuỷ lực khí phù hợp với T 167, có tốc độ gia tải 50 mm / phút (2 in / phút) 5.11 Các gia tải mặt tiếp xúc với mẫu dạng cung tròn có đường kính với đường kính mẫu thí nghiệm Với mẫu thí nghiệm đường kính 100 mm (4 in.), gia tải có chiều rộng 12.7 mm (0.5 in.), với mẫu thí nghiệm đường kính 150 mm (6 in.), gia tải có chiều rộng 19.05 mm (0.75 in.) Chiều dài gia tải phải dài chiều cao mẫu CHUẨN BỊ MẪU – TRỘN, ĐẦM NÉN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 6.1 Chuẩn bị tổ mẫu gồm mẫu, nửa thí nghiệm điều kiện mẫu khô nửa lại thí nghiệm sau ngâm bão hoà mẫu với chu kỳ làm lạnhtan băng (Ghi 1) Chú thích – Khuyến cáo nên chế bị thêm mẫu cho tổ mẫu Các mẫu sử dụng để đánh giá trình tự đầm nén mục 6.5 7.4 công nghệ bão hoà chân không mục 10.3 6.2 Mẫu thí nghiệm có đường kính 100 mm (4 in.), chiều cao 63.5± 2.5 mm (2.5± 0.1 in.) đường kính 150 mm (6 in.), chiều cao 95± mm (3.75± 0.2 in.) Mẫu thí nghiệm có đường kính 150 mm (6 in.), chiều cao 95± mm (3.75± 0.2 in.) sử dụng bê tông nhựa có cốt liệu lớn 25 mm (1 in.) 6.3 Chuẩn bị hỗn hợp theo mẻ, có khối lượng đủ lớn để chế bị mẫu mẻ có khối lượng đủ để chế bị mẫu Trong trường hợp hỗn hợp mẻ trộn dùng cho nhiều mẫu phải chia khối lượng trước cho vào tủ sấy 6.4 Sau khi trộn, hỗn hợp cho vào chảo có diện tích mặt đáy khoảng 48 400129000 mm2 (75-200 in.2), chiều sâu khoảng 25 mm (1 in.) để nguội đến nhiệt độ phòng thời gian 2± 0.5 Sau đó, hỗn hợp cho vào tủ sấy có nhiệt độ 60± 3oC (140± 5oF) khoảng thời gian 16± Chảo đặt miếng đệm đ cho không khí lưu thông tự đáy chảo mặt đáy tủ sấy không đục lỗ 6.5 Sau đó, đặt chảo mẫu vào tủ sấy khoảng thời gian ± 10 phút nhiệt độ đầm nén ± 3oC (5oF) trước đầm nén mẫu Việc đầm nén mẫu thực theo phương pháp sau: T 245, T 247, T 312 D 3387 Mẫu đầm nén đến độ rỗng dư 7.0± 0.5% Độ rỗng dư đạt thông qua việc hiệu chỉnh số chày đầm đầm nén mẫu theo T 245; hiệu chỉnh áp lực TCVN xxxx:xx AASHTO T 283-03 chân, số lần tác dụng tải, độ lớn tải trọng theo cách khác đầm nén mẫu theo T 247; hiệu chỉnh số lần tác dụng tải đầm nén theo T 312 D 3387 Trình tự xác xác định theo kinh nghiệm hỗn hợp bê tông nhựa (Chú thích 2) Chú thích – Tuỳ theo độ rỗng dư tính không ổn định mẫu, mẫu để đủ nguội ổn định trước lấy khỏi khuôn 6.6 Sau lấy khỏi khuôn, mẫu lưu giữ điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm khoảng thời gian 24± CHUẨN BỊ MẪU - TRỘN TẠI HIỆN TRƯỜNG, ĐẦM NÉN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 7.1 Chuẩn bị tổ mẫu gồm mẫu, nửa thí nghiệm điều kiện mẫu khô nửa lại thí nghiệm sau ngâm bão hoà mẫu với chu kỳ làm lạnhtan băng (Chú thích 1) 7.2 Mẫu thí nghiệm có đường kính 100 mm (4 in.), chiều cao 63.5± 2.5 mm (2.5± 0.1 in.) đường kính 150 mm (6 in.), chiều cao 95± mm (3.75± 0.2 in.) Mẫu thí nghiệm có đường kính 150 mm (6 in.), chiều cao 95± mm (3.75± 0.2 in.) sử dụng bê tông nhựa có cốt liệu lớn 25 mm (1 in.) 7.3 Lấy mẫu hỗn hợp bê tông nhựa trộn trường theo tiêu chuẩn D 979 7.4 Hỗn hợp bê tông nhựa rời lấy từ trường chuẩn bị theo mục 6.4 Sau đó, đặt mẫu vào tủ sấy đạt đến nhiệt độ đầm nén ± 3oC (5oF) Sau tiến hành đầm nén mẫu, việc đầm nén mẫu thực theo phương pháp sau: T 245, T 247, T 312 D 3387 Mẫu đầm nén đến độ rỗng dư 7.0± 0.5% Độ rỗng dư đạt thông qua việc hiệu chỉnh số chày đầm đầm nén mẫu theo T 245; hiệu chỉnh áp lực chân, số lần tác dụng tải, độ lớn tải trọng theo cách khác đầm nén mẫu theo T 247; hiệu chỉnh số lần tác dụng tải đầm nén theo T 312 D 3387 Trình tự xác xác định theo kinh nghiệm hỗn hợp bê tông nhựa (Chú thích 2) 7.5 Sau lấy khỏi khuôn, mẫu lưu giữ điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm khoảng thời gian 24± CHUẨN BỊ MẪU - TRỘN TẠI HIỆN TRƯỜNG, ĐẦM NÉN TẠI HIỆN TRƯỜNG 8.1 Lựa chọn vị trí mặt đường hoàn thiện, sau khoan lấy mẫu thí nghiệm Trong trường hợp chiều dầy lớp bê tông nhựa nhỏ 63.5 mm (2.5 in.) sử dụng mẫu khoan có đường kính 100 mm (4 in.) Trong trường hợp khác, sử dụng mẫu khoan có đường kính 100 mm (4 in.) 150 mm (6 in.) Số lượng mẫu thí nghiệm tổ mẫu ứng với loại bê tông nhựa mẫu 8.2 Nếu mặt đường nhiều lớp bê tông nhựa, tiến hành tách lớp cách sử dụng cưa thiết bị phù hợp khác Mẫu cần thí nghiệm lưu giữ phòng thí nghiệm khô AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx 8.3 Không cần thực mục 6.4 6.6 mẫu khoan ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN NHÓM MẪU THÍ NGHIỆM Chú thích – Bảng biểu ghi kết thí nghiệm thể Bảng 9.1 Sau bảo dưỡng làm nóng hỗn hợp bê tông nhựa theo mục 6.4, 6.5 7.4, thí nghiệm xác định tỷ trọng rời lý thuyết lớn (G mm) theo T 209 9.2 Xác định chiều dầy mẫu (t) theo D 3549 9.3 Xác định đường kính mẫu (D) theo mục 6.2, 7.2 8.1 9.4 Xác định tỷ trọng khối (G mb) mẫu thí nghiệm theo T 166, phương pháp A Xác định thể tích mẫu (E), khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt trừ khối lượng nước, có đơn vị cm3 9.5 Xác định độ rỗng dư (Pa) theo T 269 9.6 Chia tổ mẫu làm hai nhóm, nhóm mẫu cho độ rỗng dư trung bình hai nhóm mẫu tương đương Đối với nhóm mẫu ngâm bão hoà chân không, với chu kỳ làm lạnh chu kỳ ngâm nước nóng, tính toán tổng thể tích lỗ rỗng dư, đơn vị cm 3, theo công thức sau: Va = (PaE)/100 đó: Va tổng thể tích lỗ rỗng dư, cm3; Pa độ rỗng dư, %; E thể tích mẫu, cm3 10 BẢO DƯỠNG MẪU THÍ NGHIỆM 10.1 Nhóm mẫu thứ thí nghiệm điều kiện khô, nhóm mẫu lại ngâm bão hoà chân không, sau làm lạnh ngâm nước nóng trước thí nghiệm 10.2 Nhóm mẫu thí nghiệm điều kiện khô lưu giữ nhiệt độ phòng thí nghiệm quy định mục 6.6 7.5 Sau bảo dưỡng theo quy định mục 6.6 7.5, mẫu bọc kín bàng nhựa mỏng sau đặt vào túi nhựa mỏng khác Sau mẫu đặt vào bể nước có nhiệt độ 25 ± 0.5oC (77± 1oF) khoảng thời gian ± 10 phút, nước phải ngập mẫu tối thiểu 25 mm (1 in.) Sau thí nghiệm mẫu theo mục 11 10.3 Với nhóm mẫu lại bảo dưỡng theo trình tự sau: 10.3.1 Đặt mẫu vào bình hút chân không, bên đệm dày 25 mm (1 in.) có khoét lỗ Đổ nước nhiệt độ phòng vào bình hút chân không cho nước ngập mẫu 25 mm (1 in.) Hút chân không áp suất lại 13-67 kPa (10-26 in.Hg), trì áp suất khoảng thời gian ngắn (khoảng 5-10 TCVN xxxx:xx AASHTO T 283-03 phút) Cho bình hút trở lại áp suất bình thường, tiếp tục ngâm mẫu bình hút chân không khoảng thời gian ngắn (khoảng 5-10 phút) 10.3.2 Xác định khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt (B’) theo T 166, phương pháp A 10.3.3 Tính toán thể tích nước hấp phụ vào mẫu theo công thức: J’ = B’ – A đó: J’ thể tích nước hấp phụ vào mẫu (cm3); B’ khối lượng mẫu khô bề mặt sau ngâm bão hoà (g); A khối lượng mẫu khô (g) (theo mục 9.4) 10.3.4 Tính độ bão hoà nước (S’) theo công thức: 10.3.5 S’ = 100J’/Va (%) 10.3.6 Nếu độ bão hoà nằm khoảng từ 70-80% thực tiếp mục 10.3.7 10.3.7 Nếu độ bão hoà 80% phải bỏ mẫu làm lại mẫu khác với nội dung mục 10.3.1 với việc hút chân không và/hoặc thời gian hút lâu 10.3.8 Dùng màng nhựa mỏng bọc kín mẫu, sau đặt mẫu vào túi ni lông khác có chứa 10± 0.5 ml nước buộc chặt đầu lại Đặt túi ni lông đựng mẫu vào tủ lạnh có nhiệt độ -18± 3oC khoảng thời gian 16 Lấy mẫu khỏi tủ lạnh 10.3.9 Đặt mẫu vào bể ổn nhiệt chứa nước có nhiệt độ 60± 1oC (140± 2oF) khoảng thời gian 24± Ngay sau đặt mẫu vào bể ổn nhiệt, tháo bỏ túi ni lông màng nhựa mỏng khỏi mẫu 10.3.10 Sau khoảng thời gian ngâm mẫu bể ổn nhiệt chứa nước có nhiệt độ 60± 1oC (140± 2oF) khoảng thời gian 24± giờ, lấy mẫu đặt vào bể ổn nhiệt khác có nhiệt độ 25± 0.5oC (77± 1oF) khoảng thời gian ± 10 phút Nước phải ngập mẫu 25 mm (1 in.) Trong trường hợp cần thiết, thêm nước đá vào tủ ổn nhiệt để đảm bảo nhiệt độ nước không tăng lên 25 oC (77oF) Yêu cầu khoảng thời gian để bể ổn nhiệt đạt đến nhiệt độ 25 oC (77oF) không 15 phút Sau lấy khỏi bể ổn nhiệt thực thí nghiệm theo mục 11 11 THÍ NGHIỆM 11.1 Xác định cường độ chịu kéo gián tiếp mẫu khô mẫ bảo dưỡng nhiệt độ 25± 0.5oC (77± 1oF) 11.2 Lấy mẫu khỏi bể ổn nhiệt có nhiệt độ 25± 0.5oC (77± 1oF), đo chiều cao mẫu (t’) theo D 3549 Đặt mẫu vào vị trí thí nghiệm gia tải Cần ý để tải trọng AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx tác dụng dọc theo phương đường kính mẫu Tác dụng tải lên mẫu với tốc độ không đổi 50 mm (2 in.) / phút 11.3 Ghi lại cường độ chịu nén lớn tiếp tục gia tải thấy xuất vết nứt dọc mẫu Lấy mẫu khỏi máy thí nghiệm tách mẫu thành phần theo vết nứt Quan sát bề mặt mẫu vừa bị tách xem hạt cốt liệu có bị vỡ hay không; đánh giá mắt cách gần mức độ ảnh hưởng nước theo mức từ đến (mức mức bong bật nhiều nhất) ghi lại kết theo Bảng Bảng Bảng ghi số liệu thí nghiệm Dự án ……………………………………………………………………………………… Phụ gia sử dụng …………………………………… Hàm lượng ………………………… Phương pháp đầm nén …………………………… Lực tác dụng ………………….…… Ngày thí nghiệm ………………………………… Người thực ………………… Mã số mẫu Đường kính, mm (in.) D Chiều cao, mm (in.) T Khối lượng mẫu khô cân không khí, g A Khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt, g B Khối lượng cân nước, g C Thể tích (B-C), cm3 E Tỷ trọng khối (A/E) Gmb Tỷ trọng lớn Gmm Độ rỗng dư [100.(Gmm-Gmb)/Gmm] Pa Thể tích lỗ rỗng dư (PaE/100), cm3 Va Tải trọng, N (lbf) P Ngâm bão hoà … Phút … kPa (psi) … mmHg (in.Hg) Chiều cao, mm (in.) t’ Khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt, g B’ Thể tích nước hấp phụ (B’-A), cm3 J’ Độ bão hoà (100J’/Va), % S’ Tải trọng, N (lbf) P’ Cường độ mẫu khô [2000P/πtD (2P/πtD)], kPa (psi) S1 Cường độ mẫu bảo dưỡng [2000P/πtD (2P/πtD)], kPa (psi) S2 Mức độ ảnh hưởng nước (từ đến 5) Mức độ vỡ hạt cốt liệu ? TSR (S2/S1) TCVN xxxx:xx AASHTO T 283-03 12 TÍNH TOÁN 12.1 Tính toán cường độ chịu kéo gián công thức sau: Trong trường hợp sử dụng hệ đơn vị SI: St = 2000.P π t.D đó: St cường độ chịu kéo gián tiếp, kPa; P lực lớn nhất, N; t chiều cao mẫu, mm; D đường kính mẫu, mm; Trong trường hợp sử dụng hệ đơn vị Mỹ: St = P π t.D đó: 12.2 St cường độ chịu kéo gián tiếp, psi; P lực lớn nhất, lbs; t chiều cao mẫu, in.; D đường kính mẫu, in Hệ số cường độ chịu kéo gián tiếp xác định theo công thức: TSR = 100 S2 S1 đó: S1 cường độ chịu kéo gián tiếp trung bình nhóm mẫu khô, kPa (psi); S2 cường độ chịu kéo gián tiếp trung bình nhóm mẫu sau bảo dưỡng, kPa (psi); 13 BÁO CÁO 13.1 Báo cáo kết thí nghiệm bao gồm thông tin sau đây: 13.1.1 Số lượng mẫu nhóm mẫu 13.1.2 Độ rỗng dư trung bình nhóm mẫu 13.1.3 Cường độ chịu kéo gián tiếp mẫu 10 AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx 13.1.4 Hệ số cường độ chịu kéo gián tiếp 13.1.5 Kết đánh giá mức độ ảnh hưởng nước mẫu bị phá hoại 13.1.6 Kết quan sát mức độ vỡ hạt cốt liệu bề mặt vỡ mẫu 11 ... chịu nén bê t ng nhựa  T 209, T trọng lớn lý thuy t khối lượng thể t ch hỗn hợp bê t ng nhựa  T 245, Độ chảy dẻo hỗn hợp bê t ng nhựa theo phương pháp sử dụng thi t bị Marshall  T 247, Chuẩn... nhựa đầm ch t Phương pháp sử dụng để thí nghiệm: − (a) hỗn hợp bê t ng nhựa trình thi t kế hỗn hợp (mẫu trộn phòng thí nghiệm, đầm nén phòng thí nghiệm); − (b) hỗn hợp bê t ng nhựa sản xu t trạm...TCVN xxxx:xx AASHTO T 283-03 AASHTO T 283-03 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định ảnh hưởng nước đến hỗn hợp bê t ng nhựa đầm ch t AASHTO T 283 - 03 PHẠM VI ÁP DỤNG