NCKH: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG NHỰA RỖNG VỪA CHỊU LỰC VÀ TẠO NHÁM TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG CAO tốc ở VIỆT NAM

Từ những hạn chế của giải pháp tăng cường lớp phủ mỏng nêu trên, một số nước trên thế giới người ta đã tiến hành nghiên cứu lựa chọn một loại bê tông nhựa vừa tham gia chịu lực trong kết

MỞ ĐẦU

Kết cấu áo đường ô tô là một bộ phận bao gồm nhiều lớp vật liệu được xây dựng ngay phía trên nền đường, chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng bánh xe và tác động của môi trường - khí hậu, thời tiết Các lớp vật liệu của kết cấu áo đường được cấu tạo

và xắp xếp theo một trật tự nhất định, bảo đảm được các yêu cầu chung về khả năng chịu lực, tuổi thọ, tiện nghi và sự ổn định trong suốt thời kỳ khai thác.

Hỗn hợp bê tông nhựa truyền thống được sử dụng làm lớp phủ mặt đường là hỗn hợp có cấp phối liên tục, hàm lượng hạt lớn ít, nhiều cốt liệu nhỏ và bột khoáng, nhựa (bi tum) có độ quánh cao (50~100) Bê tông nhựa loại này thường có độ nhám thấp và

độ rỗng nhỏ (3~5%), không đáp ứng được yêu cầu khai thác ở tốc độ cao Để giải quyết vấn đề này, người ta đã nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế giải pháp tăng cường lên trên lớp bê tông nhựa chặt thông thường một lớp bê tông nhựa mỏng, có độ nhám cao và không kể đến khả năng chịu lực của lớp này Có thể kể đến một số các vật liệu thuộc nhóm giải pháp này như: lớp phủ siêu mỏng VTO (Very Thin Overlay), Novachip vv Tuy nhiên, giải pháp này có hạn chế là lớp bê tông nhựa tạo nhám tăng cường bên trên không tham gia chịu lực cùng kết cấu áo đường Do vậy, khi thiết kế kết cấu áo đường ta vẫn phải tính toán chiều dày các lớp kết cấu áo đường bên dưới đủ

để đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu mà không kể đến sự tham gia chịu lực của lớp bê tông nhựa tạo nhám bên trên Điều này làm cho chi phí xây dựng công trình tăng cao, kéo dài thời gian xây dựng công trình (do phải thi công, kiểm soát chất lượng nhiều lớp vật liệu vv).

Từ những hạn chế của giải pháp tăng cường lớp phủ mỏng nêu trên, một số nước trên thế giới người ta đã tiến hành nghiên cứu lựa chọn một loại bê tông nhựa vừa tham gia chịu lực trong kết cấu áo đường, vừa nâng cao độ nhám đảm bảo an toàn cho

xe chạy với tốc độ cao.

Những năm thập niên 1950, Viện Franklin Philadelphia, Mỹ đã nghiên cứu và đề xuất ra loại kết cấu mặt đường sử dụng bê tông nhựa rỗng (porous asphalt pavement) nhằm khắc phục tình trạng thoát nước trên mặt kém (tạo thành màng nước giữa mặt đường và bánh xe khi lượng nước mưa hoặc nước mặt lớn) của mặt đường sử dụng bê tông nhựa chặt thông thường, góp phần tăng sự an toàn xe chạy do loại bỏ màng nước giữa bánh xe và mặt đường, đồng thời tăng khả năng chống ồn, chống ô nhiễm môi trường …vv

Mặt đường bê tông nhựa rỗng sử dụng hỗn hợp bê tông nhựa rỗng với độ rỗng khoảng 20% Loại mặt đường này không chỉ được gọi là mặt đường bê tông nhựa rỗng mà còn được gọi là mặt đường thoát nước hoặc mặt đường giảm tiếng ồn Do độ rỗng của lớp bê tông nhựa rỗng lớn (xấp xỉ 20%) nên nước mưa sẽ nhánh chóng thấm qua lớp bê tông nhựa rỗng xuống bề mặt lớp bê dưới (không thấm nước) và chảy ra hệ

thống thoát nước hai bên mà không đọng & thành màng nước hoặc thoát ra ngoài ngay bên trên bề mặt lớp bê tông nhựa thông thường.

Một số ưu điểm mặt đường bê tông nhựa rỗng

+ Giảm sự bắn nước và bụi nước, trượt trên mặt đường ướt

+ Giảm sự phản chiếu ánh sáng và độ chói đèn pha

+ Giảm tiếng ồn do xe chạy

+ Tăng sức kháng trượt

+ Hạn chế hiện tượng vệt hằn bánh xe

Từ các phân tích, đánh giá ở trên có thể thấy rằng bê tông nhựa rỗng là vật liệu thích hợp làm lớp phủ kết cấu áo đường cấp cao, vừa tăng cường độ nhám, tăng cường khả năng thoát nước mặt của kết cấu áo đường

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

1 Tính năng của mặt đường bê tông nhựa rỗng

1.1.1 Ưu điểm

Kết cấu mặt đường quốc lộ cấp cao không những chỉ có đủ cường cường độ để chịu đường tác dụng tải trọng thường xuyên của phương tiện giao thông mà các tính năng của lớp bề mặt của nó phải an toàn, tạo sự thoải mái để đảm bảo cho lái xe ở tốc độ cao Do 1 số ưu điểm đặc biệt của mặt đường BTN rỗng phù hợp với các nhu cầu hiện nay, do vậy ngành giao thông ngày càng quan tâm đến loại mặt đường này

Các nghiên cứu của nước ngoài cho thấy rằng, mục đích chủ yếu của mặt đường BTN rỗng là để cải thiện sự thoải mái và an toàn cho người lái xe Dưới đây là một số ưu điểm mặt đường bê tông nhựa rỗng

1.1.1.1 Giảm sự bắn nước và bụi nước, trượt trên mặt đường ẩm ướt

Nước mặt có thể dễ dàng chảy xuyên qua lớp bê tông nhựa rỗng hơn so với lớp bê tông nhựa chặt thông thường do bê tông nhựa rỗng có hệ thống các lỗ rỗng liên tục trong cấu trúc Khi chạy xe trên mặt đường sử dụng bê tông nhựa rỗng, khả năng quan sát của người lái xe trong điều kiện mưa tốt hơn, do đó ngăn ngừa tình trạng lưu lượng giao thông giảm đi trong iều kiện thời tiết mưa gió

Hình 1.1 Đặc tính thoát

nước của bê tông nhựa rỗng

Hình 1.2 Mặt đường bê tông nhựa thông thường khi trời mưa (đường bắn toé

nước)

Hình 1.3 Mặt đường bê tông nhựa rỗng khi trời mưa (mặt đường không bắn toé nước)

Nhờ khả năng thoát nước nhanh nên mặt đường bê tông nhựa rỗng có thể giảm thiểu nguy cơ gây tai nạn do xe chạy với tốc độ cao bên trên một lớp đệm (màng) nước mỏng

1.1.1.2 Giảm sự phản chiếu ánh sáng và độ chói đèn pha

Bê tông nhựa rỗng đóng vai trò như là một lớp thoát nước, cho phép cho nước mưa thấm qua hỗn hợp,

do đó ánh sáng phản chiếu và độ chói đèn pha (những yếu tố gây nguy hiểm cho các lái xe, đặc biệt làvào ban đêm) trên mặt đường bê tông nhựa rỗng giảm đáng kể so với mặt đường bê tông nhựa thông thường khi trời mưa Ngoài ra, sơn phân làn đường được hiển thị rõ ràng trên các bề mặt đường bê tông nhựa rỗng khi trời mưa

1.1.1.3 Giảm tiếng ồn do xe chạy

Bề mặt của mặt đường bê tông nhựa rỗng (vị trí tiếp xúc trực tiếp với bánh xe) có độ nhám vĩ mô lớn Chính độ nhám này góp phần hấp thụ tiếng ồn giữa bề mặt và lốp xe Kết quả các nghiên cứu cho thấytiếng ồn trên mặt đường bê tông nhựa rỗng nhỏ hơn tiếng ồn trên mặt đường bê tông 5~6 dB(A)

Kinh nghiệm ở Thụy Sĩ cho thấy hiệu quả giảm tiếng ồn của bê tông nhựa rỗng chỉ đáng kể khi xe

chạy với tốc độ trên 80 Km/h Khi xe chạy tốc độ thấp thì độ ồn trên 2 loại tương đường bê tông nhựa rỗng và bê tông nhựa thông thường là xấp xỉ nhau

Kinh nghiệm ở Hà Lan chỉ ra rằng trên các tuyến đường giao thông tốc độ thấp hơn, nhỏ hơn 70 km, mức độ tiếng ồn của BTN nhựa rỗng thậm chí còn cao hơn so với các hỗn hợp dày đặc do kết cấu thô

vĩ mô của nó trên bề mặt Để khắc phục tình trạng này, người ta đã nghiên cứu giải pháp sử dụng

đồng thời 2 lớp BTN nhựa rỗng (Twinlay) (Bochove, năm 1996) Nó bao gồm một lớp dưới cùng của BTN nhựa rỗng ở bên dưới với cốt liệu là các hạt thô (11 / 16 mm) và một lớp mỏng BTN nhựa rỗng hạt mịn (4/8 mm) ở trên Cấu trúc hai lớp này có thể góp phần làm giảm tiếng ồn giao thông cho bất

kỳ tốc độ xe cộ nào Ngoài ra Twinlay còn làm tăng tính chống bụi bẩn, dễ làm sạch lớp mặt hơn.Vì vậy, cấu trúc độc đáo này dự kiến sẽ được giới thiệu tại các khu vực đô thị của họ một cách thường xuyên để đáp ứng nhu cầu cao về môi trường

Kinh nghiệm tại Nhật Bản cho thấy rằng bê tông nhựa rỗng nhựa rỗng có hiệu quả khá tốt trong việc giảm tiếng ồn

+ Theo kinh nghiệm của Nhật Bản, mặt đường bê tông nhựa rỗng có thể giảm tiếng ồn sovới mặt đường bê tông nhựa thông thường khoảng 3~4bB.

+ Với cùng tốc độ xe chạy, độ ồn trên mặt đường bê tông nhựa rỗng giảm 20% so vớimặt đường bê tông nhựa thông thường

+ Với cùng một lưu lượng xe chạy qua, độ ồn trên mặt đường bê tông nhựa rỗng giảmmột nửa so với mặt đưởng BTN thông thường

1.1.1.4 Tăng sức kháng trượt

Một trong những ưu điểm chính của mặt đường BTN nhựa rỗng là tăng sức kháng chống trượt trong điều kiện ẩm ướt Kết quả các nghiên cứu cho thấy, trong điều kiện mặt đường khô ráo thì hỗn hợp BTN nhựa rỗng không cải thiện được nhiều về sức kháng trượt, tuy nhiên trong điều kiện ẩm ướt mưanhiều thì hỗn hợp BTN nhựa rỗng thể hiện rõ tính ưu việt về tăng khả năng kháng trượt của mặt đường

Sức kháng trượt phụ thuộc vào cả độ nhám vi mô và độ nhám vĩ mô của mặt đường Các kết quả nghiên cứu ở Nhật Bản cho thấy: ban đầu mặt đường bê tông nhựa rỗng và bê tông nhựa thông thường

có sức kháng trượt xấp xỉ nhau Tuy nhiên, càng khai thác sử dụng thì sức khàng trượt của mặt đường BTN rỗng càng tăng, còn sức kháng trượt của mặt đường BTN thông thường không thay đổi lớn Một số chuyên gia Thụy Sĩ đề nghị không nên sử dụng BTN nhựa rỗng với kích cỡ hỗn hợp cốt liệu vượt quá 16 mm trên lớp phủ mặt đường Theo kinh nghiệm của họ, việc sử dụng cốt liệu với kích thước lớn hơn ở lớp trên cùng có thể có sức kháng chống trượt nhỏ hơn trên các bề mặt đường ẩm ướt

1.1.1.5 Hạn chế hiện tượng vệt hằn bánh xe

Tại Nhật Bản, một số thử nghiệm cho thầy mặc dù có độ rỗng cao hơn nhưng mặt đường BTN nhựa rỗng có biến dạng vĩnh cửu thấp hơn so với mặt đường bê tông nhựa chặt thông thường Bộ khung cốtliệu của hỗn hợp BTN nhựa rỗng có cấu trúc chặt chẽ đã giúp cho vật liệu có thể chịu được tải trọng tải trọng giao thông (EHRFJ năm 1993) Trên thử nghiệm Burton năm 1987 ở Anh, tỷ lệ biến dạng của BTN nhựa rỗng trên các làn đường bên cạnh là ít hơn 2 mm / năm và 0,5 mm / năm trung bình sau 8 năm khai thác Kết quả này được đánh giá là một tỷ lệ chấp nhận được ở Anh Mặc dù sự biến dạng của mặt đường phụ thuộc vào một số điều kiện, chẳng hạn như cường độ giao thông, khí hậu và tải trọng, nhưng BTN nhựa rỗng có thể có khả năng hạn chế vệt hằn bánh xe hơn so với hỗn hợp bê tông nhựa thông thường (Daines, 1992)

1.1.2 Nhược điểm

1.1.2.1 Sự lão hóa và hao mòn

Mặc dù BTN nhựa rỗng có nhiều lợi thế rõ ràng, cũng có một số nhược điểm Một trong những yếu tốquan trọng nhất trong đặc tính hỗn hợp bitum là xu hướng các màng chất kết dính trên bề mặt của cốt liệu liên tục tiếp xúc với oxy, ánh sáng mặt trời, nước vv Điều này dẫn đến chất kết dính cứng và giảm trong quá trình khai thác mặt đường (Hoban et al, 1985) Khi bitum cứng, cốt liệu có thể bị bong

một cách dễ dàng từ các hỗn hợp BTN Có thể nhận thấy rằng, do độ rỗng cao, tuổi thọ của BTN rỗngnhanh hơn nhiều so với các hỗn hợp BTN đặc thông thường Trong thử nghiệm quy mô trên các con đường ở Anh, cho kết luận rằng tuổi thọ sau cùng của BTN rỗng bị giới hạn bởi sự cứng lại của chất kết dính thì nó có thể không làm việc khi sự thâm nhập của nó giảm xuống dưới 15 pen (Daines, 1992).

Một bất lợi tiềm năng của nhựa xốp là độ nhạy nước của hỗn hợp Nước mưa có thể xâm nhập thông qua các hệ thống lỗ Đôi khi nước còn lại trong kết cấu nhựa đường trong điều kiện ẩm ướt trong một thời gian dài Độ ẩm này có thể gây ra thêm một số thiệt hại trong BTN nhựa rỗng bằng cách làm bong màng chất kết dính trên bề mặt cốt liệu của hỗn hợp

1.1.2.2 Giảm tính xốp

Trong suốt thời gian khai thác, các lỗ rỗng có xu hướng bị tắc do bụi bẩn hoặc các tác nhân gây tắc nghẽn khác Trên tuyến đường có tốc độ cao, lốp xe gây ra một hiệu ứng tự làm sạch các lỗ rỗng (Heystraeten và Moraux, 1990) Như vậy sự tắc nghẽn lỗ rỗng sẽ xảy ra nhiều hơn trên các tuyến đường tốc độ thấp hoặc các tuyến đường nhỏ Với sự mất mát của các lỗ rỗng, các lợi thế của việc giảm tiếng ồn và chức năng thoát nước sẽ dần dần biến mất Đây là một vấn đề quan trọng cho bảo trì đường bộ Để khắc phục bất lợi nhiều loại phương pháp làm sạch, kể cả xe hút chân không với vòi phun nước, đã được phát triển để duy trì lợi thế dài hạn BTN rỗng Tuy nhiên, không có kết luận phương pháp làm sạch tốt nhất có thể được khuyến khích Mất độ xốp cũng là do sự nén chặt thứ yếu của xe cộ tham gia giao thông, đặc biệt là trên các tuyến đường xe tải nặng

1.1.2.3 Tuổi thọ khai thác ngắn

Do các nhược điểm trên, tuổi thọ của bề mặt BTN rỗng là ngắn hơn so với các lớp hỗn hợp dày đặc khác Ngoài ra, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hàm lượng chất kết dính và loại , cỡ hạt của hỗn hợp cốt liệu, lưu lượng giao thông và khí hậu Mặc dù kinh nghiệm trước đây cho thấy tuổi thọ trung bình khoảng 15 năm, một số bảo trì là cần thiết trong khoảng 5 đến 8 năm theo kết quả ở nhiều nước Chi phí bảo trì như vậy cho BTN rỗng (từ làm sạch các lỗ rỗng bị tắc để khôi phục lại chức năng thoátnước ) được coi là cao hơn so với nhựa đường thông thường.Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là hiệu quả chi phí của bề mặt BTN rỗng là thấp hơn so với hỗn hợp bề mặt khác Khi vấn đề này được thảo luận, thì nhưng đóng góp quan trọng của những ưu điểm trước đó cho lợi ích xã hội, chẳng hạn như an toàn giao thông và các vấn đề môi trường là không thể bỏ qua

1.1.2.4 Bảo dưỡng trong thời tiết lạnh

Việc loại bỏ tuyết và băng giá khỏi bề mặt BTN rỗng đòi hỏi ít nhất hai lần chi phí làm tan băng muốitrên các hỗn hợp dày đặc khác Tuy nhiên, thiệt hại cho BTN rỗng do muối vẫn còn chưa rõ ràng Loại xe nhiều bánh, loại lốp xe có gai và xe cày tuyết đôi khi gây ra thiệt hại nghiêm trọng trên bê mătkết cấu hỗn hợp rỗng, cân sửa chữa bổ sung khi các thành phần trong hỗn hợp bị bong khỏi bề mặt đường Tiêu chuẩn Thụy Sĩ đề nghị một cách rõ ràng rằng nhựa BTN rỗng không được sử dụng trong các khu vực nơi các xe nhiều bánh và lốp xe có gai (SN 640 433b, 2001) CEN cho thấy một bài kiểmtra mài mòn của lốp xe có vít cấy để đánh giá chuỗi thiệt hại (EN13108-7, 2006) Nhật Bản cũng áp dụng một thử nghiệm tương tự cho BTN rỗng, mà ban đầu được phát triển cho các hỗn hợp được sử dụng trong các vùng tuyết rơi dày đặc, hoặc giảm nhiệt độ xuống đến - 20° C trong các kiểm tra của Cantabro (Tổng công ty công cộng Nhật Bản lộ, 2006) Cần lưu ý rằng, vì BTN rỗng có tính dẫn nhiệtthấp hơn, trong mùa đông bề mặt BTN rỗng có thể lạnh hơn so với BTN đặc (Koster, 1991) Vì vậy, trên bề mặt nhựa xốp, tuyết có xu hướng đọng sớm hơn và tồn tại lâu hơn, băng giá cũng hình thành

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BÊ TÔNG NHỰA RỖNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA RỖNG

1.1.2.5 Đề xuất phương pháp thiết kế bê tông nhựa rỗng phù hợp với điều kiện Việt Nam

Trên cơ sở phân tích trên, đề xuất phương pháp thiết kế bê tông nhựa rỗng bao gồm những phương pháp thử, bao gồm:

(1) Sử dụng phương pháp pháp thí nghiệm Cantabro để xác định hàm lượng nhựa tối ưu (cận dưới) của hỗn hợp bê tông nhựa rỗng trên cơ sở cấp phối lựa chọn (thỏa mãn đường bao cấp phối)

(2) Sử dụng phương pháp thí nghiệm độ chảy nhựa (Drain Down theo Tiêu chuẩn ASTM D6390 hoặc Binder Run-off Test theo Tiêu chuẩn của Nhật bản) để xác định hàm lượng nhựa tối ưu (cận trên) của hỗn hợp bê tông nhựa rỗng trên cơ sở cấp phối lựa chọn

(3) Sử dụng phương pháp Marshall với số chày đầm mẫu là 50x2, với bê tông nhựa rỗng có cấp phối lựa chọn, hàm lượng nhựa lựa chọn là giá trị thỏa mãn yêu cầu quy định của cả phương pháp

Cantabro và phương pháp độ chảy nhựa Qua đó xác định được độ rỗng dư yêu cầu, độ ổn định Marshall, độ dẻo Marshall yêu cầu và hàm lượng nhựa tối ưu

(4) Sử dụng phương pháp Wheel Tracking theo Tiêu chuẩn Nhật Bản, xác định thông qua hệ số Độ

ổn định động (Dynamic Stability) để đánh giá tính phù hợp của hỗn hợp bê tông nhựa rỗng thiết kế

(5) Sử dụng phương pháp thí nghiệm thấm cột nước thay đổi theo tiêu chuẩn Nhật Bản để đánh giá khả năng thấm của bê tông nhựa rỗng

2 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thí nghiệm bê tông nhựa rỗng

Trên cơ sở phân tích, đề xuất phương pháp thiết kế bê tông nhựa rỗng nêu trên, các phương pháp thí nghiệm cần thiết phục vụ cho thiết kế bao gồm:

(1) Phương pháp thí nghiệm xác đinh các chỉ tiêu của đá dăm: Bảng 2 1

Bảng 2.1 Các phương pháp thí nghiệm với đá dăm

Các chỉ tiêu Phương pháp thử

1 Cường độ nén của đá gốc, MPa TCVN 7572-10: 2006

2 Độ hao mòn khi va đập trong máy Los Angeles,

%

TCVN 7572-12 :2006

8 Độ dính bám của đá với nhựa đường(**), cấp TCVN 7504 : 2005

(2) Phương pháp thí nghiệm với cát: Bảng 2 2

Bảng 2.2 Các phương pháp thí nghiệm với cát

2 Hệ số đương lượng cát (ES), % AASHTO T176

3 Hàm lượng chung bụi, bùn, sét, % TCVN 7572- 8 : 2006

5 Độ góc cạnh của cát (độ rỗng của cát ở trạng thái chưa đầm

(3) Phương pháp thí nghiệm với bột khoáng: Bảng 2 3

Bảng 2.3 Các phương pháp thí nghiệm với bột khoáng

Các chỉ tiêu Phương pháp thử

4 Lượng tổn thất sau khi gia nhiệt, 163°C, 5 giờ, % TCVN 7499:2005

5 Tỷ số độ kim lún của nhựa đường polime sau khi đun nóng ở

163°C trong 5 giờ so với độ kim lún của nhựa ở 25°C, %

TCVN 7497:2005 và7499:2005

6 Lượng hòa tan trong tricloetylen, % TCVN 7500:2005

7 Khối lượng riêng ở 25°C, g/cm3 TCVN 7501:2005

10 Độ ổn định lưu trữ (gia nhiệt ở 163°C trong 48 giờ, sai khác

nhiệt độ hóa mềm của phần trên và dưới của mẫu), °C 22 TCN 319-04

11 Độ nhớt ở 135°C (con thoi 21, tốc độ cắt 18,6s-1, nhớt kế

(5) Phương pháp thí nghiệm Marshall: theo TCVN 8860-1:2011, TCVN 8860-9:2011 và TCVN 8860-12:2011

(6) Phương pháp thí nghiệm Cantabro: theo TxDOT Designation: Tex-245-F

(7) Phương pháp thí nghiệm độ chảy nhựa (Binder Run-off Test) theo Tiêu chuẩn Nhật Bản hoặc phương pháp xác định độ chảy nhựa (Drain Down Test) theo ASTM D 6390

(8) Phương pháp thí nghiệm xác định thấm theo cột nước thay đổi

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA LỚP BÊ

7 Độ chảy nhựa;

8 Độ hao mòn Cantabro;

9 Thí nghiệm độ ổn định động (Vệt hằn lún bánh xe);

10.Cường độ chịu nén;

11.Cường độ kéo khi ép chẻ;

12.Mô đun đàn hồi tĩnh tại ở nhiệt độ 150C;

13.Mô đun đàn hồi tĩnh tại ở nhiệt độ 300C;

14.Mô đun đàn hồi tĩnh tại ở nhiệt độ 600C;

15.Cường độ chịu kéo khi uốn ở nhiệt độ 150C;

16.Mô đun đàn hồi động

c) Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp BTNR:

Bảng 2.5 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý hỗn hợp BTNR13

BTNR13(granite,TPS)

BTNR13(đá vôi,PMB.III)1

Hàm lượng nhựa thiết

-TT Nội dung Đơn

BTNR13(granite,TPS)

BTNR13(đá vôi,PMB.III)

12 Độ hao mòn Cantabro % 9.43 14.53 12.76 ≤ 20

13 Độ ổn định động (Vệt

hằn lún bánh xe)

Chukỳ/mm

-15 Cường độ kéo khi ép

-16 Mô đun đàn hồi tĩnh

tại ở nhiệt độ 150C MPa 130.1 131.5 130.5

-17 Mô đun đàn hồi tĩnh

tại ở nhiệt độ 300C MPa 122.4 123.6 121.6

-18 Mô đun đàn hồi tĩnh

tại ở nhiệt độ 600C MPa 113.8 114.9 114.2

-19

Cường độ chịu kéo

khi uốn ở nhiệt độ

-Hình 2.12 Thí nghiệm Marshall và cường độ chịu nén mẫu BTNR13

Hình 2.13 Thí nghiệm ép chẻ và cường độ chịu kéo khi uốn mẫu BTNR13

Hình 2.14 Thí nghiệm mô đun đàn hồi tĩnh mẫu BTNR13

Độ ổn định Marshall

3 4 5 6 7 8

BTNR13 (đá vôi, TPS) BTNR13 (granite, TPS) BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

BTNR13 (đá vôi, TPS) BTNR13 (granite, TPS) BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

o Độ ổn định động của các mẫu BTNR13 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III không đạt yêu cầu theoquy định tại tiêu chuẩn Nhật Bản

Độ ổn định động

2000 3000 4000 5000 6000

BTNR13 (đá vôi, TPS) BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

 Về cường độ chịu nén:

o Cường độ chịu nén của các mẫu BTNR13 đạt từ 3.09MPa đến 3.47MPa

o Cường độ chịu nén của mẫu BTNR13 sử dụng đá vôi+TPS là cao nhất sau đó đến BTNR13

sử dụng đá granite+TPS và cuối cùng là BTNR13 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III

Cường độ chịu nén

2.5 3 3.5 4 4.5

BTNR13 (đá vôi, TPS) BTNR13 (granite, TPS) BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

Hình 2.18 Biểu đồ so sánh cường độ chịu nén của các loại BTNR13

 Về cường độ chịu kéo khi ép chẻ:

o Cường độ chịu kéo khi ép chẻ của các mẫu BTNR13 đạt từ 0.35MPa đến 0.79MPa

o Cường độ chịu kéo khi ép chẻ của mẫu BTNR13 sử dụng đá granite+TPS là cao nhất sau đóđến BTNR13 sử dụng đá vôi+TPS và cuối cùng là BTNR13 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III

Cường độ kéo khi ép chẻ

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

BTNR13 (đá vôi, TPS) BTNR13 (granite, TPS) BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

Hình 2.19 Biểu đồ so sánh cường độ kéo khi ép chẻ của các loại BTNR13

 Về mô đun đàn hồi tĩnh:

o Mô đun đàn hồi tĩnh của các loại BTNR13 ở cùng một nhiệt độ có giá trị gần như nhau

Mô đun đàn hồi tĩnh

100 110 120 130 140 150

BTNR13 (đá vôi, TPS)

BTNR13 (granite, TPS)

BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

Hình 2.20 Biểu đồ so sánh mô đun đàn hồi tĩnh của các loại BTNR13

 Về mô đun đàn hồi động:

o Mô đun đàn hồi động ở nhiệt độ 5OC của BTNR13 sử dụng đá vôi+TPS thấp hơn so vớiBTNR13 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III

o Mô đun đàn hồi động ở nhiệt độ 25OC và 40OC của BTNR13 sử dụng đá vôi+TPS cao hơn sovới BTNR13 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III

Mô đun đàn hồi động

0 10000 20000 30000 40000 50000

BTNR13 (đá vôi, TPS) BTNR13 (đá vôi, PMB.III)

Hình 2.21 Biểu đồ so sánh mô đun đàn hồi động của các loại BTNR13

1.2.2 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý hỗn hợp BTNR20

Bảng 2.6 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý hỗn hợp BTNR13

BTNR20(granite,TPS)

BTNR20(đá vôi,PMB.III)1

Hàm lượng nhựa thiết

TT Nội dung Đơn

BTNR20(granite,TPS)

BTNR20(đá vôi,PMB.III)

-15 Cường độ kéo khi ép

-16 Mô đun đàn hồi tĩnh

tại ở nhiệt độ 150C MPa 134.5 133.9 133.7

-17 Mô đun đàn hồi tĩnh

tại ở nhiệt độ 300C MPa 130.3 129.6 131.3

-18 Mô đun đàn hồi tĩnh

tại ở nhiệt độ 600C MPa 119.0 118.6 118.5

-19

Cường độ chịu kéo

khi uốn ở nhiệt độ

-Hình 2.21 Thí nghiệm cường độ chịu nén mẫu BTNR20

Hình 2.22 Thí nghiệm ép chẻ cường độ chịu kéo khi uốn mẫu BTNR20

Hình 2.23 Thí nghiệm mô đun đàn hồi tĩnh mẫu BTNR20

Nhận xét:

 Về độ ổn định Marshall:

o Độ ổn định Marshall của các mẫu BTNR20 đều đạt yêu cầu theo quy định tại tiêu chuẩn NhậtBản

o Độ ổn định Marshall của mẫu BTNR20 sử dụng đá vôi+TPS là cao nhất sau đó đến BTNR20

sử dụng đá granite+TPS và cuối cùng là BTNR20 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III

Độ ổn định Marshall

4 5 6 7 8

BTNR20 (đá vôi, TPS) BTNR20 (granite, TPS) BTNR20 (đá vôi, PMB.III)

o Độ ổn định Marshall còn lại của mẫu BTNR20 sử dụng đá vôi+nhựa PMB.III là cao nhất sau

đó đến BTNR20 sử dụng đá granite+TPS và cuối cùng là BTNR20 sử dụng đá vôi+TPS

Độ ổn định Marshall còn lại

80 85 90 95 100

BTNR20 (đá vôi, TPS) BTNR20 (granite, TPS) BTNR20 (đá vôi, PMB.III)

BTNR20 (đá vôi, TPS) BTNR20 (granite, TPS) BTNR20 (đá vôi, PMB.III)