BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP - TÌM HIỂU VỀ BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI

Hỗn hợp bê tông nhựa nguội ( Cold – Mixed Asphalt ) được sử dụng khá nhiều cho kết cấu áo đường ở Châu Âu, Nam Phi, ở Đông Nam Á như: Thái Lan, mới xuất hiện những sản phẩm tương tự ở Việt Nam trong những năm gần đây. 1. Lịch sử và nguồn công bố 1.1. Lịch sử Hỗn hợp bê tông nhựa nguội là một hỗn hợp bê tông nhựa được sản xuất từ nguồn vật liệu sẵn có từ địa phương, sử dụng nhựa đường lỏng hoặc nhũ tương như chất kết dính. Qua nhiều thế kỷ trước, người ta đã nhận ra rằng hỗn hợp bê tông nhựa nguội có nhiều ưu điểm so với truyền thống pha trộn bê tông nhựa nóng về sự đơn giản và tiết kiệm chi phí và nó hầu như không tạo ra khí thải đối với môi trường. Kỹ thuật hỗn hợp bê tông nhựa nguội đã được sử dụng ở một số quốc gia và khu vực bao gồm Châu Âu, Mỹ, Canada, New Zealand, Nam Phi trong gần một thế kỷ. Kỹ thuật và trang thiết bị mới đã được phát triển rộng rãi cho các ứng dụng cụ thể chẳng hạn như trong chỗ tái chế nguội nhựa đường, xử lý bề mặt. Ứng dụng nhũ tương nhựa đường được tạo ra và sau đó trở nên phổ biến và được chấp nhận rộng rãi như là một loại vật liệu mặt đường tiềm năng trên toàn thế giới, ví dụ tại New Zealand, Nam Phi, Vương quốc Anh, Na Uy, Đức, Pháp, vv (Ruckel et al., 1980 và Akeroyd, 1989). Báo cáo tình hình sử dụng cũng đến từ Kuwait, Iran, Ả-rập Xê-út, Trung Quốc, Đài Loan và Thái Lan từ những năm 1990.

LỜI NĨI ĐẦU Cùng với q trình học tập, thí nghiệm trường, thực tập hành trang thiếu người kỹ sư tương lai Với ý nghĩa đó, trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng tổ chức đợt thực tập tốt nghiệp cho sinh viên năm cuối nhằm giúp cho sinh viên làm quen với công việc thực tế mà kỹ sư Xây Dựng Cầu Đường phải làm Mặt khác thực tế ln có vấn đề khác biệt so với lý thuyết lĩnh hội nhà trường yêu cầu thử nghiệm, kiểm tra lý thuyết, nâng cao hiểu biết sinh viên Trong xu nay, khoa học cơng nghệ có bước tiến vượt bậc, việc tạo điều kiện cho sinh viên tiếp cận với máy móc thiết bị đại tiên tiến vấn đề quan tâm nhà trường, nhiên điều kiện chưa có nên nhà trường có số thiết bị, việc tạo điều kiện cho sinh viên tiếp xúc với máy móc, thiết bị cơng nghệ đơn vị thiết kế, thi cơng từ nâng cao hiệu học tập thực hành giúp sinh viên có bước làm quen với cơng nghệ mới, kết hợp học đôi với hành Qua đợt thực tập em biết thêm số cơng tác : thiết bị thí nghiệm, thực hành thí nghiệm Nắm vững quy trình thí nghiệm, cách chế tạo mẫu thí nghiệm, nắm bắt công nghệ mới, học tập nhiều kinh nghiệm để thí nghiệm cách xác Em xin chân thành cảm ơn nhà trường, quý thầy cô khoa Xây dựng Cầu Đường tạo điều kiện cho em có hội thực tập Phòng thí nghiệm Cầu – Đường Em xin cảm ơn thầy ThS Nguyễn Biên Cương cô ThS Trần Thị Thu Thảo hướng dẫn theo dõi em suốt trình thực tập Em xin cảm ơn thầy ThS Lê Đức Châu nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đợt thực tập Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2018 BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Mục đích thực tập: 1.1 Về trị tự tưởng: - Để sinh viên thấy rõ việc học tập đôi với hành, thấy rõ tầm quan trọng thực tiễn sản xuất - Để sinh viên thấy khó khăn q trình khảo sát thiết kế, giám sát thi cơng cơng trình giao thơng thực tế - Để sinh viên thấy trách nhiệm người kỹ sư công tác khảo sát, thiết kế, giám sát cơng trình giao thơng thực tế 1.2 Về chun mơn: - Nắm trình tự khảo sát- thiết kế lập hồ sơ, nội dung hồ sơ khả thi, hồ sơ thiết kế kỹ thuật, hồ sơ hồn cơng cơng trình giao thơng thực tế - Nắm cấu tạo cơng trình giao thơng điều kiện khác địa hình, địa chất, khí hậu, thủy văn… - Hiểu biết số loại máy móc, thiết bị khảo sát, thiết kế, thí nghiệm thi công cầu đường - Nắm bắt trình tự thi cơng hạng mục cơng trình, phương pháp tổ chức thi công, đạo thi công thực tế - Liên hệ, so sánh, phân tích lý thuyết, quy trình, quy phạm với thực tiển sản xuất Giới thiệu địa điểm thực tập: Địa điểm :Phòng thí nghiệm Cầu – Đường, trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng Địa :Số 54 Nguyễn Lương Bằng, phường Hòa Khánh Bắc, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng Thời gian thực tập: Theo kế hoạch giao đề cương kế hoạch trường, cụ thể : 12/11/2018 – 14/11/2018: Phổ biến kế hoạch, đến địa điểm thực tập 15/11/2018 – 18/12/2018: Đọc, tìm hiểu, phân tích hỗn hợp bê tơng nhựa nguội Tham gia thí nghiệm phòng thí nghiệm Cầu – Đường 19/12/2018 – 21/12/2018: Kết thúc đợt thực tập, viết báo cáo thực tập bảo vệ thực tập trường Đại học Bách Khoa Các công việc thực hiện: - Phần 1: Tìm hiểu hỗn hợp bê tông nhựa nguội - Phần 2: Chế tạo mẻ bê tông nhựa nguội thử nghiệm Kết luận chung: Q trình thực tập giúp em có thêm nhiều hiểu biết chun mơn trị tư tưởng như: - Rèn luyện tính kỷ luật giấc nghiêm túc công việc - Nâng cao khả giao tiếp, quan hệ, tổ chức… - Hình dung công việc liên quan tới ngành nghề tương lai - Trau dồi lý thuyết học tiếp thu nhiều kiến thức thực tiển bổ ích - Định hướng cho đề tài tốt nghiệp tới Em xin chân thành cảm ơn nhà trường tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đợt thực tập PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI CHƯƠNG 1: CÁC LOẠI HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI TRÊN THẾ GIỚI ĐÃ VÀ ĐANG THỰC HIỆN Hỗn hợp bê tông nhựa nguội ( Cold – Mixed Asphalt ) sử dụng nhiều cho kết cấu áo đường Châu Âu, Nam Phi, Đông Nam Á như: Thái Lan, xuất sản phẩm tương tự Việt Nam năm gần Lịch sử nguồn công bố 1.1 Lịch sử Hỗn hợp bê tông nhựa nguội hỗn hợp bê tông nhựa sản xuất từ nguồn vật liệu sẵn có từ địa phương, sử dụng nhựa đường lỏng nhũ tương chất kết dính Qua nhiều kỷ trước, người ta nhận hỗn hợp bê tơng nhựa nguội có nhiều ưu điểm so với truyền thống pha trộn bê tông nhựa nóng đơn giản tiết kiệm chi phí khơng tạo khí thải môi trường Kỹ thuật hỗn hợp bê tông nhựa nguội sử dụng số quốc gia khu vực bao gồm Châu Âu, Mỹ, Canada, New Zealand, Nam Phi gần kỷ Kỹ thuật trang thiết bị phát triển rộng rãi cho ứng dụng cụ thể chẳng hạn chỗ tái chế nguội nhựa đường, xử lý bề mặt Ứng dụng nhũ tương nhựa đường tạo sau trở nên phổ biến chấp nhận rộng rãi loại vật liệu mặt đường tiềm tồn giới, ví dụ New Zealand, Nam Phi, Vương quốc Anh, Na Uy, Đức, Pháp, vv (Ruckel et al., 1980 Akeroyd, 1989) Báo cáo tình hình sử dụng đến từ Kuwait, Iran, Ả-rập Xê-út, Trung Quốc, Đài Loan Thái Lan từ năm 1990 Trong năm 90, nghiên cứu bắt đầu với mục tiêu phát triển công nghệ mạnh mẽ, cho phép sản xuất nhựa đường với nhiệt độ môi trường xung quanh Những công nghệ dẫn đến tiêu thụ lượng lượng khí thải carbon thấp đáng kể trình sản xuất nhựa đường Hỗn hợp có truyền thống lâu đời Pháp phần Anh Năm 2012 quyền Thụy Điển bắt đầu dự án ngành công nghiệp nhằm nâng cao hiểu biết thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa nguội, sản xuất hiệu suất chứng minh lợi ích cơng nghệ Hình 1,2 Cơng nghệ sản xuất bê tơng nhựa nguội năm 90 1.2 Nguồn công bố Công nghệ nhũ tương nhựa đường áp dụng Cộng hòa Séc chủ yếu theo hình thức lớp phủ mặt đường, xử lý bề mặt tái chế nguội mức độ khai thác bê tông nhựa đường nhũ tương không đáng kể so với hỗn hợp bê tơng nhựa nóng Trong bối cảnh này, khác công nghệ hỗn hợp nguội cơng nghệ hỗn hợp nóng phải nêu Cơng nghệ hỗn hợp nguội Không cần thiết cho kỹ thuật bảo quản đặc biệt cho chất kết dính Chất kết dính đặc biệt vận chuyển hỗn hợp không cần thiết Bảo quản hỗn hợp đơn giản nhà máy Trộn nhiệt độ môi trường xung quanh với cốt liệu có thêm nước Hỗn hợp lưu trữ dễ dàng Tiêu thụ khoảng 36 (MJ / MT) Tạo khoảng (Kg / MT) Công nghệ hỗn hợp nóng Cần bể chứa đặc biệt để lưu trữ chất kết dính Bể chứa đặc biệt trang bị hệ thống sưởi ấm cho bitum ô tô có bạc che cho việc vận chuyển hỗn hợp Hỗn hợp cần gia nhiệt nhà máy Trộn nhiệt độ cao với cốt liệu gia nhiệt trước Khó khăn để lưu trữ hỗn hợp Tiêu thụ khoảng 277 (MJ / MT) Tạo khoảng 21 (Kg / MT) Phần thử nghiệm thực đường nông thôn hạng Hraničné Petrovice Moravský Beroun vào tháng năm 2014 với lưu lượng trung bình hàng ngày 184 xe tổng lưu lượng giao thông thông tin đến 80% xe khách 20% xe tải nặng máy kéo Dự án nhằm xác minh công nghệ trộn nguội hỗn hợp bê tông nhựa dùng nhũ tương áp dụng thêm 30% vật liệu nhựa đường tái chế (RAP) cho số hỗn hợp Việc áp dụng thí điểm hỗn hợp bê tông nhựa nguội dùng nhũ tương xác định lựa chọn hiệu chi phí thân thiện với mơi trường đường có lưu lượng giao thơng thấp Công nghệ trộn nguội sử dụng Thụy Điển cho thấy lợi ích mặt tác động môi trường Công nghệ trộn nguội thể lựa chọn bền vững sử dụng để xây dựng giao thông với độ bền cao theo thời gian Hình Mặt đường sử dụng bê tơng nhựa nguội Cộng hòa Séc Thành phần vật liệu chế tạo bê tông nhựa nguội 2.1 Cốt liệu đá : Đá nghiền từ đá tảng, đá núi, từ sỏi cuội nghiền vỡ Không dùng đá xay từ đá mácnơ, diệp thạch sét, sa thạch sét để chế tạo bê tông nhựa nguội Các tiêu lý đá dăm nghiền vỡ dùng cho bê tông nhựa nguội phải thỏa mãn yêu cầu quy định Bảng - Các tiêu lý quy định cho đá dăm (TCCS 08:2014/TCĐBVN) Quy định Các tiêu Lớp mặt Lớp móng (BTNNC) (BTNNR) Cường độ nén đá gốc,MPa Phương pháp thử - Đá mác ma ≥100(80)1) ≥80 - Đá trầm tích ≥80(60)1) ≥60 TCVN 7572-10: 2006 (căn chứng thí nghiệm kiểm tra nơi sản xuất đá dăm sử dụng cho công trình) Độ hao mòn va đập máy ≤35(40)1) Los Angeles, % ≤40 TCVN 7572-12 : 2006 Hàm lượng hạt thoi dẹt (tỷ lệ 1/3) ,% ≤18 ≤20 TCVN 7572-13 : 2006 Hàm lượng hạt mềm yếu, phong hoá , % ≤10 ≤15 TCVN 7572-17 : 2006 Hàm lượng hạt cuội sỏi bị đập vỡ (ít mặt vỡ), % ≥80 ≥80 TCVN 7572-18 : 2006 Độ nén dập cuội sỏi xay vỡ, % ≤14 ≤14 TCVN 7572-11 : 2006 Hàm lượng chung bụi, bùn, sét, % ≤3 ≤3 TCVN 7572- : 2006 ≤ 0,3 ≤ 0,3 TCVN 7572- : 2006 ≥ cấp ≥ cấp Hàm lượng sét cục, % Độ dính bám đá với nhựa đường TCVN 7504 : 2005 Chú thích: 1) Trị số ngoặc dùng cho hỗn hợp bê tông nhựa nguội đê sửa vá mặt đường 2) Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt cỡ đá sàng 4,75mm 2.2 Cát : - Cát dùng để chế tạo bê tông nhựa nguội cát thiên nhiên, cát xay, hỗn hợp cát thiên nhiên cát xay - Cát thiên nhiên không lẫn tạp chất hữu ( gỗ, than, cỏ…); không dùng cát biển - Cát xay phải nghiền từ đá có cường độ nén khơng nhỏ cường độ đá dùng để sản xuất đá dăm - Các tiêu lý cát phải thỏa mãn yêu cầu quy định Bảng - Các tiêu lý quy định cho cát (TCCS 08:2014/TCĐBVN) Chỉ tiêu Mô đun độ lớn (MK) Quy định ≥2 Hệ số đương lượng cát (ES), % Phương pháp thử TCVN 7572-2: 2006 AASHTO T176 - Cát thiên nhiên ≥ 80 - Cát xay ≥50 Hàm lượng chung bụi, bùn, sét, % ≤3 TCVN 7572- : 2006 ≤ 0,5 TCVN 7572- : 2006 Hàm lượng sét cục, % 2.3 Bột khoáng : - Bột khoáng sản phẩm nghiền từ đá bô nát ( đá vôi can xit, đolomit ), có cường độ nén đá gốc lớn 20 MPa, từ xỉ bazơ lò luyện kim xi măng, có tiêu lý phu hợp với bảng - Đá bô nát dùng sản xuất bột khống phải sạch, khơng lẫn tạp chất hữu cơ, hàm lượng chung bụi bùn sét không 5% - Bột khống phải khơ, tơi, khơng vón Bảng - Các tiêu lý quy định cho bột khoáng (TCCS 08:2014/TCĐBVN) Chỉ tiêu Quy định Thành phần hạt (lượng lọt sàng qua cỡ sàng mắt vuông), % Phương pháp thử TCVN 7572-2: 2006 - 0,600 mm 100 - 0,300 mm 95÷100 - 0,075 mm 70÷100 Độ ẩm, % ≤ 1,0 TCVN 7572-7: 2006 Chỉ số dẻo1) bột khoáng nghiền từ đá bô nát % ≤ 4,0 TCVN 4197-1995 1) : Xác định giới hạn chảy theo phương pháp Casagrande Sử dụng phần bột khoáng lọt qua sàng lưới mắt vng kích cỡ 0,425 mm để thử nghiệm giới hạn chảy, giới hạn dẻo 2.4 Nhựa đường ( bitum) : - Để chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa nguội, cần dùng hải loại nhũ: Nhũ tương nhựa đường nhựa đường lỏng (gọi tắt nhựa lỏng) - Nhũ tương nhựa đường (Emulsified Asphalt) gốc axit dùng tốt cho loại đá, đá axit Nhũ tương nhựa đường gốc kiềm nên dùng cho loại đá vôi Hai loại nhũ tương nhựa đường này, tùy theo tốc độ phân tích, phân nhũ tương nhựa đường phân tích nhanh(RS; CRS); phân tích vừa(MS;CMS) phân tích chậm (SS;CSS) Các loại có độ nhớt khác Tùy theo loại hỗn hợp bê tông nhựa nguội trường hợp sử dụng mà chọn loại nhũ tương nhựa đường thích hợp - Nhựa lỏng (Cutback Asphalt) loại nhựa đường đặc trộn với dung môi Tùy theo loại lượng dung môi làm lỏng nhựa đường đặc tốc độ đông đặc chúng mà phân nhựa lỏng đông đặc vừa (MC), nhựa lỏng đơng đặc chậm (SC) Các loại có độ nhớt khác Tùy theo loại hỗn hợp bê tông nhựa nguội trường hợp sử dụng mà chọn lựa loại nhựa lỏng thích hợp Trước trộn với cốt liệu, loại nhưa phải đun đến nhiệt độ thi công Cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa nguội Thành phần cấp phối cốt liệu hỗn hợp bê tông nhựa nguội chặt (BTNNC) phân thành loại Bảng Thành phần cấp phối cốt liệu hỗn hợp BTNNC (TCCS 08:2014/TCĐBVN) Loại BTNNC1;2) BTNNC 9,5 BTNNC 12,5 BTNNC 19 BTNNC 4,75 Cỡ hạt lớn danh định, mm 9,5 12,5 19 4,75 Cỡ sàng mắt vuông, mm Lượng lọt qua sàng (% khối lượng) 25 100 19 100 90-100 12,5 100 90-100 70-88 9,5 90-100 72-88 60-88 100 4,75 60-80 45-70 35-65 80-100 2,36 35-65 25-55 20-50 65-90 1,18 23-45 19-40 15-35 40-80 0,6 17-36 13-30 10-27 25-60 0,3 9-25 7-22 6-20 15-40 0,15 7-18 6-16 5-13 9-20 0,075 5-10 5-9 4-8 7-12 Hàm lượng nhũ tương nhựa đường tham khảo ( tính theo % 7,0-9,0 6,5-8,5 6,0-8,0 7,5-9,5 khối lượng cốt liệu khô bê tông nhựa nguội ) Hàm lượng nhựa lỏng tham khảo ( tính theo % khối lượng cốt liệu 5,0-7,0 4,2-6,8 4,5-6,5 5,8-7,8 khô bê tông nhựa nguội ) Chiều dày hợp lý sau lu lèn, 4-6 5-7 6-8 2,5-5 cm Lớp mặt Lớp mặt Lớp Vỉa hè, xe tầng mặt đạp ,xe thơ sơ Phạm vi nên áp dụng Lớp móng CHÚ THÍCH: 1) Ba loại BTNNC 9,5; BTNNC 12,5 BTNNC 19 dùng để làm lớp bù vênh – Tùy theo chiều dày bù vênh mà chọn loại có cỡ đá thích hợp 2) Ba loại BTNNC 9,5; BTNNC 12,5 BTNNC 19 sau trộn với nhựa dùng cất giữ ngắn ngày lâu ngày ( tháng ) tùy loại nhựa dùng 3) Nếu tỉ lệ nhựa gốc nhũ tương nhựa đường 65% phải điều chỉnh hàm lượng nhũ tương nhựa đường tăng lên theo tỉ lệ tương ứng Thành phần cấp phối cốt liệu hỗn hợp bê tông nhựa nguội rỗng (BTNNR) phân thành loại 10 ý tránh rơi vãi Sau cho máy quay tiếp 400 vòng để xác định tổn thất khối lượng sau 500 vòng quay qui trình nêu Cốt liệu coi có độ cứng đồng nhất, tỷ lệ độ hao hụt khối lượng sau 100 vòng quay độ hao hụt khối lượng sau 500 vòng quay khơng vượt 0,2 % Hình 26,27 Mẫu sau va đập 1.2.4 Tính kết Độ hao mòn va đập (Hm) hao hụt khối lượng mẫu trước sau thử, tính phần trăm khối lượng, theo cơng thức: m  m1 �100 Hm= m Trong đó: m khối lượng mẫu ban đầu, tính gam (g); m1 khối lượng mẫu sau thử, tính gam (g) 1.2.5 Báo cáo thử nghiệm 70  Khối lượng vật liệu thí nghiệm láy bảng sau: Khối lượng cỡ hạt (g) Kích thước mắt sàng (mm) Cấp phối A Mẫu 01 Mẫu 02 Mẫu 03 Từ 37,5 đến 25 1253 1270 1254 Từ< 25 đến 19 1260 1251 1252 Từ