Từ trước đến nay, để sửa chữa và nâng cấp mặt đường bê tông nhựa, chúng ta vẫn thường sử dụng công nghệ truyền thống, đó là trên cơ sở tận dụng mặt đường đã bị hư hỏng và nứt vỡ, tiến hành trám khe nứt bằng nhũ tương hoặc mastit nhựa đường, sau đó rải bù phụ lên mặt đường cũ một vài lớp cấp phối đá dăm hoặc đá dăm đen, sau đó phủ lên trên 1 hoặc 2 lớp bê tông nhựa mới, có chiều dày tổng cộng từ 4 14 cm (tùy theo tính toán). Cách làm này tuy đơn giản và dễ thực hiện, được nhiều nhà thầu tại Việt Nam ưa chuộng vì dễ làm và rẻ, song hiệu quả kinh tế kỹ thuật lại thấp, bởi vì chỉ cần sau 35 năm khai thác, các vết nứt từ mặt đường cũ sẽ phát triển từ dưới lên, tạo thành các vết nứt phản ảnh xuất hiện trên bề mặt lớp bê tông nhựa mới, gây nên hư hỏng và làm xuống cấp nhanh chóng mặt đường mới rải (Hình 1). Theo kinh nghiệm của Mỹ, tình trạng này có thể làm giảm từ 4050% hiệu quả đầu tư sửa chữa, nâng cấp mặt đường. Mặt khác, cách làm này còn dẫn đến tình trạng mặt đường bị tôn cao theo thời gian, thậm chí cao hơn cả vỉa hè hoặc mặt bằng nhà dân tại các khu dân cư, gây ảnh hưởng đến môi trường.
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành Mã số Tên đề tài : Công nghệ kỹ thuật xây dựng đường ô tô : 60580205 : Nghiên cứu, ứng dụng cơng nghệ cào bóc tái chế nguội chỗ mặt đường bê tông nhựa sửa chữa bảo trì đường Học viên thực Cán hướng dẫn khoa học : Phạm Hồng Thái : TS Đào Phúc Lâm Hà Nội - 2018 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật xây dựng đường ô tô Mã số : 80580205 Ngày giao luận văn : Ngày nộp luận văn : Tên đề tài: Nghiên cứu, ứng dụng cơng nghệ cào bóc tái chế nguội chỗ lớp mặt bê tơng nhựa sửa chữa bảo trì đường Học viên thực : Phạm Hồng Thái Lớp : K2CH2DO21 Cán hướng dẫn khoa học : TS Đào Phúc Lâm Đơn vị : Bộ môn Kết cấu - Vật liệu, Đại học Công nghệ GTVT Hà Nội - 2018 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 11 Đặt vấn đề 11 Mục đích nghiên cứu .12 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 12 Phương pháp thực 12 Bố cục luận văn .12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BẢO TRÌ MẶT ĐƯỜNG MỀM .13 1.1 Ý nghĩa mục đích cơng tác bảo trì 13 1.2 Mặt đường mềm yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mặt đường mềm.15 1.2.1 Mặt đường mềm 15 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mặt đường mềm 17 1.3 Một số dạng hư hỏng mặt đường mềm [5] 19 1.3.1 Hư hỏng nứt 20 1.3.2 Hư hỏng biến dạng 22 1.3.3 Hư hỏng biến chất theo thời gian 24 1.4 Một số cơng nghệ bảo trì phòng ngừa sử dụng nhũ tương nhựa đường [5] .32 1.4.1 Lớp láng dạng sương (Fog seal) 32 1.4.2 Lớp láng làm trẻ hóa (Rejuvenator seal) 34 1.4.3 Láng nhựa mỏng hay đá găm nhựa (Chip seal) 35 1.4.4 Slurry seal - Láng vữa nhựa nguội 37 1.4.5 Láng vữa nhựa Micro surfacing [6] .38 1.4.6 Láng vữa nhựa Scrub seal 39 1.5 Kết luận 40 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ LỚP MẶT BÊ TÔNG NHỰA TẠI CHỖ BẰNG BITUM BỌT VÀ XI MĂNG 41 2.1 Hỗn hợp vật liệu tái chế lớp mặt bê tông nhựa chỗ bitum bọt xi măng 41 2.1.1 Vật liệu RAP (Relaimed Asphalt Pavement) .42 2.1.2 Bitum bọt .50 2.1.3 Phụ gia khoáng 53 2.1.4 Các tiêu kỹ thuật để đánh giá chất lượng hỗn hợp tái chế nguội chỗ 54 2.1.5 Yêu cầu kỹ thuật hỗn hợp vật liệu cào bóc tái chế lớp bê tơng nhựa chỗ 60 2.1.6 Yêu cầu kỹ thuật vật liệu thành phần 61 2.2 Thiết kế hỗn hợp 64 2.2.1 Mục đích việc thiết kế 64 2.2.2 Chi tiết bước thiết kế [12] .64 2.3 Thiết bị thi công 71 2.3.1 Thiệt bị cào bóc mặt đường chuyên dụng 71 2.3.2 Máy rải bê tông nhựa chuyên dụng .78 2.3.3 Máy rải xi măng chuyên dụng [12] .78 2.3.4 Xe bồn chứa nhựa bitum nóng [12] .79 2.3.5 Xe bồn chở nước chuyên dụng [12] 80 2.3.6 Xe lu [12] 80 2.4 Quy trình thi cơng [12] .81 2.4.1 Một số quy định trước thi công .81 2.4.2 Chuẩn bị mặt .82 2.4.3 Vận chuyển xi măng rải mặt đường 83 2.4.4 Vận chuyển bitum nóng .83 2.4.5 Cào bóc tái sinh 84 2.4.6 Phải xử lý nền, móng bên lớp vật liệu cào bóc tái sinh phát thấy có chỗ móng yếu cục trình cào bóc tái sinh 86 2.4.7 Lu lèn lớp tái sinh nguội bê tông nhựa 86 2.4.8 Bảo dưỡng 86 2.5 Thiết bị khảo sát, kiểm tra, đánh giá chất lượng mặt đường sử dụng cho cơng nghệ cào bóc tái chế lớp mặt bê tông nhựa chỗ 87 2.5.1 Đo độ nhám mặt đường phương pháp rắc cát .87 2.5.2 Đo sức kháng trượt mặt đường thiết bị lắc Anh 88 2.5.3 Đo mô đun đàn hồi mặt đường cần đo võng Benkelman 89 2.5.4 Đo độ phẳng mặt đường thước dài 3m .90 2.6 Kết luận 91 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THỰC NGHIỆM CƠNG NGHỆ CÀO BĨC TÁI CHẾ NGUỘI LỚP MẶT BÊ TÔNG NHỰA TẠI CHỖ TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 93 3.1 Giới thiệu đoạn tuyến thử nghiệm 93 3.2 Kết khảo sát trước thi công [14] .94 3.2.1 Kết khảo sát lưu lượng giao thông 94 3.2.2 Kết khảo sát đánh giá trạng mặt đường cũ 94 3.2.3 Kết kiểm tra chất lượng loại vật liệu sử dụng cho hỗn hợp tái chế 99 3.2.4 Kết thiết kế thành phần hỗn hợp tái chế nguội lớp bê tông nhựa bitum bọt xi măng 102 3.3 Kết thử nghiệm sau thi công [15] 105 3.3.1 Kết thử nghiệm thi công 106 3.3.2 Kết thử nghiệm sau 01 tháng thi công 111 3.4 Kết luận 117 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118 Tài liệu tham khảo .120 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, đáng tin cậy chưa công bố cơng trình khác Tác giả Phạm Hồng Thái LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu thực Luận văn Thạc sỹ, nhận giúp đỡ, tạo điều kiện nhiệt tình quý báu nhiều cá nhân tập thể Lời tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Đào Phúc Lâm tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô Khoa đào tạo Sau đại học, Bộ môn Đường Trường ĐH Công nghệ giao thông vận tải tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện giúp đỡ cho suốt thời gian theo học thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Sở GTVT tỉnh Nam Định, Ban Quản lý giao thông nông thôn 3, Công ty CP Hồng An, Tổng cơng ty Vĩnh Phú- Vitrac anh (chị) đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học, thực hồn thành Luận văn Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn toàn thể anh (chị) lớp Cao học tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, hồn thành luận văn đơn vị hỗ trợ giúp đỡ trình thu thập số liệu cho luận văn Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình tơi, người thân tin tưởng, động viên, khuyến khích tơi suốt q trình học tập Tơi hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót có phần nghiên cứu chưa sâu Rất mong nhận bảo Thầy cô Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày… tháng … năm 2018 Học viên Phạm Hồng Thái DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các loại hư hỏng mặt đường chế gây hư hỏng .29 Bảng 1.2 Chỉ dẫn chung xử lý hư hỏng mặt đường mềm .32 Bảng 2.1 Chỉ dẫn lựa chọn phương pháp thiết kế phù hợp với loại vật liệu RAP với nhũ tương nhựa đường 47 Bảng 2.2 Mục đích tiêu học đánh giá chất lượng hỗn hợp vật liệu tái chế 56 Bảng 2.3 Ví dụ chọn hàm lượng nhựa thiết kế 58 Bảng 2.4 Giá trị khuyến cáo CBR PI cho hỗn hợp vật liệu tái nguội chỗ [11] 60 Bảng 2.5 Yêu cầu kỹ thuật hỗn hợp cào bóc tái chế chỗ [10] 60 Bảng 2.6 Thành phần cấp phối yêu cầu hỗn hợp cào bóc tái chế nguội lớp bê tông nhựa [12] 61 Bảng 2.7 Yêu cầu kỹ thuật bitum bọt .63 Bảng 2.8 Hàm lượng bitum bọt khuyến nghị 65 Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật máy cào bóc chuyên dụng CR 3800 [13] 74 Bảng 2.10 Thông số kỹ thuật xe sử dụng cho thí nghiệm đo võng Benkelman 90 Bảng 3.1 Lưu lượng xe đoạn tuyến khảo sát đê Yên Phụ- Hà Nội 94 Bảng 3.2 Chiều dày lớp BTN cào bóc 96 Bảng 3.3 Hàm lượng nhựa thành phần hạt lớp vật liệu cào bóc BTN cũ 96 Bảng 3.4 Thành phần hạt trung bình lớp vật liệu cào bóc BTN cũ 97 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm mẫu nhựa thu hồi 98 Bảng 3.6 Kết đo mô đun đàn hồi mặt đường BTN cần Benkelman .98 Bảng 3.7 Kết đo mô đun đàn hồi mặt lớp CPĐD ép cứng 98 Bảng 3.8 Kết thí nghiệm đánh giá chất lượng bitum 99 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm đánh giá chất lượng xi măng 100 Bảng 3.10 Kết thí nghiệm đánh giá chất lượng bitum bọt 101 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm đầm chặt .102 Bảng 3.12 Kết thí nghiệm mẫu ITS Marshall ϴ100 103 Bảng 3.13 Kết thí nghiệm ITS mẫu Proctor ϴ150 104 Bảng 3.14 Công thức chế tạo hỗn hợp vật liệu RAP gia cố bitum bọt xi măng105 Bảng 3.15 Vật liệu sử dụng cho thi công thử nghiệm 106 Bảng 3.16 Kết thí nghiệm độ ẩm đầm nén tiêu chuẩn .106 Bảng 3.17 Kết thí nghiệm thành phần hạt thi cơng .107 Bảng 3.18 Kết thí nghiệm ITS mẫu Marshall ϴ100 thi công 108 Bảng 3.19 Kết thí nghiệm ITS mẫu Proctor ϴ150 thi cơng 109 Bảng 3.20 Kết thí nghiệm độ chặt lu lèn 110 Bảng 3.21 Kết tra độ phẳng thước dài 3m .110 Bảng 3.22 Kết thí nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 112 Bảng 3.23 Kết thí nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 113 Bảng 3.24 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 theo thời gian 115 Bảng 3.25 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ150 theo thời gian 115 Bảng 3.26 Kết mô đun đàn hồi cần đo võng Benkelman .116 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các cơng tác thành phần bảo trì mặt đường 14 Hình 1.2 Hiệu việc áp dụng bảo trì thời điểm 14 Hình 1.3 Lợi ích cơng tác bảo trì phòng ngừa 15 Hình 1.4 Kết cấu mặt đường mềm điền hình 16 Hình 1.5 Nứt dọc 20 Hình 1.6 Nứt mỏi .21 Hình 1.7 Nứt ngang 21 Hình 1.8 Nứt phản ánh 21 Hình 1.9 Nứt mảng .22 Hình 1.10 Nứt mép đường 22 Hình 1.11 Lún vệt bánh xe 22 Hình 1.12 Lượn sóng 23 Hình 1.13 Lượn sóng 23 Hình 1.14 Lún lõm cục 23 Hình 1.15 Lồi lõm 24 Hình 1.16 Tách lớp .24 Hình 1.17 Ổ gà .24 Hình 1.18 Vết cắt vá .25 Hình 1.19 Bong tróc mặt đường 25 Hình 1.20 Bong bật cốt liệu 25 Hình 1.21 Cốt liệu bị mài mòn .26 Hình 1.22 Phụt bùn .26 Hình 1.23 Phân tầng .26 Hình 1.24 Nứt bàn cờ 27 Hình 1.25 Chảy nhựa 27 Hình 1.26 Mất cốt liệu 27 Hình 1.27 Phân tầng .28 Hình 1.28 Chảy nhựa 28 Hình 1.29 Tách lớp .28 Hình 1.30 Công nghệ phun nhũ tương dạng sương mù (Fog seal) .33 TT Vị trí kiểm tra Vệt thi công Ngày thi công Km0+30 Vệt 26/6/2017 Km0+130 Vệt 26/6/2017 Km0+230 Vệt 26/6/2017 Km0+40 Vệt 26/6/2017 Km0+140 Vệt 26/6/2017 Km0+240 Vệt 26/6/2017 Độ ẩm Khối lượng thể tích trình thi cơng (%) khơ lớn (g/cm3) Yêu cầu kỹ thuật 4,11 2,05 4,08 2,04 5,0 ± 1,0 Nhận xét: - Các mẫu vật liệu cào bóc tái chế có độ ẩm thi cơng thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 3.3.1.2 Kết thí nghiệm thành phần hạt hỗn hợp vật liệu Lấy mẫu hỗn hợp vật liệu máy vừa cào bóc rải vệt (chưa phun bitum bọt nước), thí nghiệm xác định thành phần hạt hỗn hợp vật liệu Kết đưa Bảng 3.17 Bảng 3.17 Kết thí nghiệm thành phần hạt thi công Phần trăm lọt sàng (%) Ngày thi công 37,5 25, 19,5 12, 9,5 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 0,075 24/6/2017 100 100 95,3 80,3 63,5 35,0 20,2 14,3 6,6 3,4 2,0 1,5 26/6/2017 100 100 95,3 80,2 63,1 34,5 19,7 13,9 6,2 3,0 1,7 1,4 Yêu cầu 85 73 60 51 42 28 18 11 100 100 100 90 80 62 47 36 28 22 17 12 kỹ thuật (%) 109 Hình 3.11 Cấp phối hạt vật liệu cào bóc tái chế rải vệt Nhận xét: - Thành phần hạt hỗn hợp vật liệu cào bóc BTN mặt đường cũ chưa thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 03 cỡ sàng 0,6mm; 0,3mm 0,15mm, nhiên sai khác không nhiều (chỉ từ 0,3% đến 1,0%) chấp nhận 3.3.1.3 Kết kiểm tra tiêu lý mẫu chế bị theo Marshall Lấy mẫu vật liệu cào bóc tái chế mang phòng thí nghiệm chế bị mẫu theo phương pháp Marshall (mẫu đường kính 100mm) để thí nghiệm ITS khô, ITS ướt, ITS độ ẩm cân Tỷ số TSR Kết đưa Bảng 18 Bảng 3.18 Kết thí nghiệm ITS mẫu Marshall ϴ100 thi công Cường độ kéo gián tiếp (ITS) 25oC (kPa) Trạng thái khô Trạng thái bảo dưỡng mẫu bão hoà 40oC 72h 24h 572 428 TT Vị trí kiểm tra Vệt thi công Ngày thi công Km0+20 Vệt 24/6/2017 Km0+120 Vệt 24/6/2017 595 452 0,76 Km0+220 Vệt 24/6/2017 550 412 0,75 Km0+30 Vệt 26/6/2017 571 455 0,80 Km0+130 Vệt 26/6/2017 581 458 0,79 Km0+230 Vệt 26/6/2017 543 440 0,81 Km0+40 Vệt 26/6/2017 529 415 0,78 Km0+140 Vệt 26/6/2017 542 423 0,78 Km0+240 Vệt 26/6/2017 550 410 0,75 110 Tỷ số TSR 0,75 Vị trí kiểm tra TT Vệt thi cơng Ngày thi công Yêu cầu kỹ thuật Cường độ kéo gián tiếp (ITS) 25oC (kPa) Trạng thái khô Trạng thái bảo dưỡng mẫu bão hoà 40oC 72h 24h ≥ 225 ≥ 100 Tỷ số TSR ≥ 0,6 Nhận xét: -Kết thí nghiệm tiêu ITS khơ, ITS ướt tỷ số TSR mẫu đường kính 100mm chế bị theo phương pháp Marshall thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 3.3.1.4 Kết kiểm tra tiêu lý mẫu chế bị theo Proctor Lấy mẫu vật liệu cào bóc tái chế mang phòng thí nghiệm chế bị mẫu theo phương pháp Proctor (mẫu đường kính 150mm) để thí nghiệm ITS khơ, ITS ướt, ITS độ ẩm cân Tỷ số TSR Kết đưa Bảng 3.19 Bảng 3.19 Kết thí nghiệm ITS mẫu Proctor ϴ150 thi cơng Vị trí TT kiểm tra Vệt thi công Ngày thi công Cường độ kéo gián tiếp (ITS) 25oC (kPa) Tỷ số Trạng thái khô Trạng thái Trạng thái TSR bảo dưỡng mẫu bão hoà cân 40oC 72h 24h Vệt 24/6/2017 285 230 260 0,81 Km0+120 Vệt 24/6/2017 297 244 264 0,82 Km0+220 Vệt 24/6/2017 269 217 233 0,81 Vệt 26/6/2017 261 207 231 0,79 Km0+130 Vệt 26/6/2017 253 202 239 0,80 Km0+230 Vệt 26/6/2017 258 205 233 0,79 Vệt 26/6/2017 254 200 226 0,79 Km0+140 Vệt 26/6/2017 242 202 229 0,83 Km0+240 Vệt 26/6/2017 245 204 231 0,83 Yêu cầu kỹ thuật ≥ 225 ≥ 100 ≥ 175 ≥ 0,6 Km0+20 Km0+30 Km0+40 Nhận xét: 111 - Kết thí nghiệm tiêu ITS khô, ITS ướt, ITS độ ẩm cân tỷ số TSR mẫu đường kính 150mm chế bị theo phương pháp Proctor thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 3.3.1.5 Kết kiểm tra độ chặt lu lèn Sau đơn vị thi công xong, tiến hành thí nghiệm xác định độ chặt trường phương pháp phễu rót cát, sử dụng khối lượng thể tích khơ lớn từ thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn mẫu hỗn hợp lấy trình thi cơng Kết thí nghiệm độ chặt lu lèn lớp tái chế đưa Bảng 3.20 Bảng 3.20 Kết thí nghiệm độ chặt lu lèn Khối lượng Độ chặt thể tích khơ K lớn (%) (g/cm3) 99,0 TT Vị trí kiểm tra Vệt thi cơng Ngày thi cơng Khối lượng thể tích khơ lớn (g/cm3) Km0+20 Vệt 24/6/2017 2,04 Km0+132 Vệt 24/6/2017 2,02 Km0+264 Vệt 24/6/2017 2,03 98,6 Km0+60 Vệt 26/6/2017 2,02 98,4 Km0+164 Vệt 26/6/2017 2,01 Km0+60 Vệt 26/6/2017 2,01 Km0+164 Vệt 26/6/2017 2,01 98,3 2,06 2,05 98,2 98,3 2,04 98,5 ≥ 98 Yêu cầu kỹ thuật Nhận xét: - Độ chặt lu lèn vị trí kiểm tra thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 3.3.1.6 Kết kiểm tra độ phẳng sau lu lèn thước 3m Độ phẳng bề mặt lớp vật liệu tái chế theo phương dọc đo xử lý theo tiêu chuẩn TCVN 8864:2011 Kết thí nghiệm đưa Bảng 3.21 Bảng 3.21 Kết tra độ phẳng thước dài 3m Tỷ lệ khe (%)/ Khe hở Đoạn thử nghiệm 20mm Tỷ lệ khe (%)/ Khe hở Đoạn thử nghiệm 20mm Vệt 86,7 13,3 0 0 Vệt 85,7 14,3 0 0 Yêu cầu kỹ thuật 50% số khe hở đo khơng q mm, lại khơng q mm Nhận xét: - Độ phẳng bề mặt lớp vật liệu tái chế đoạn thử nghiệm đạt yêu cầu 3.3.2 Kết thử nghiệm sau 01 tháng thi cơng 3.3.2.1 Kết nhận xét, đánh giá tình trạng bề mặt - Tình trạng bề mặt lớp tái chế sau thi công xong 03 ngày: Mặt đường tương đối phẳng, khơng có tượng rạn nứt, nhiên cục vài vị trí bề mặt đường có tượng khơng đồng đều, chỗ thơ, chỗ mịn Hình 3.12 Hiện trạng bề mặt lớp tái chế BTN đường Yên Phụ sau thi công 03 ngày 113 - Tình trạng bề mặt lớp bê tơng nhựa sau thi công xong 01 tháng: Mặt đường tương đối phẳng, khơng có tượng rạn nứt, hư hỏng Hình 3.13 Hiện trạng bề mặt lớp BTN đường Yên Phụ sau thi công 01 tháng 3.3.2.2 Kết thí nghiệm mẫu khoan ϴ100 Tại vị trí kiểm tra, tiến hành khoan mẫu từ mặt đường xuống hết chiều dầy lớp móng tái chế Đo chiều dày quan sát độ đồng mẫu khoan theo chiều sâu tái chế, mang mẫu phòng thí nghiệm xác định tiêu lý: ITS khô, ITS ướt, Tỷ số TSR Kết thí nghiệm đưa Bảng 3.22 Bảng 3.22 Kết thí nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 TT Vị trí kiểm tra Vệt thi cơng Cường độ kéo gián tiếp Độ Chiều (ITS) 25oC (kPa) Tỷ Ngày thi Trạng thái số đồng dày Trạng công bão hồ TSR (cm) thái khơ 24h Sau thi công xong 03 ngày Vệt 24/6/2017 Tương đối Km0+60 Vệt 26/6/2017 đồng Km0+60 Vệt 26/6/2017 Km0+200 Vệt 24/6/2017 theo chiều Km0+200 Vệt 26/6/2017 sâu tái Km0+200 Vệt 26/6/2017 chế Km0+60 Trung bình 10,0 280 10,5 276 9,8 264 11,0 210 0,75 9,7 210 0,76 9,8 195 0,74 205 0,75 10,1 273 Sau thi công xong 01 tháng Km0+55 Vệt 24/6/2017 10,1 114 426 TT Vị trí kiểm tra Vệt thi cơng Ngày thi cơng Độ đồng Vệt 26/6/2017 Tương đối Km0+55 Vệt 26/6/2017 đồng Km0+195 Vệt 24/6/2017 Km0+195 Vệt 26/6/2017 theo chiều Km0+195 Vệt 26/6/2017 sâu tái chế Trung bình Km0+55 Chiều dày (cm) 10,1 10,0 Cường độ kéo gián tiếp Tỷ (ITS) 25oC (kPa) Trạng thái số Trạng bão hồ TSR thái khơ 24h 400 368 10,3 354 0,83 11,0 328 0,82 10,0 309 0,84 330 0,83 10,3 398 Nhận xét: - Tại thời điểm sau thi công xong 03 ngày: Các mẫu khoan ϴ100 tương đối đồng theo chiều sâu tái chế, cường độ kéo gián tiếp trạng thái khô trung bình đạt 273kPa, cường độ kéo gián tiếp trạng thái ướt trung bình đạt 205kPa tỷ số TSR trung bình đạt 0,75 - Tại thời điểm sau thi công xong 01 tháng: Các mẫu khoan D100 tương đối đồng theo chiều sâu tái chế, cường độ kéo gián tiếp trạng thái khô, ướt tỷ số TSR tăng lên so với thời điểm sau thi công xong 03 ngày, giá trị trung bình 398kPa, 330kPa 0,83 3.3.2.3 Kết kiểm tra tiêu lý mẫu khoan D150 Tại vị trí kiểm tra, tiến hành khoan mẫu từ mặt đường xuống hết chiều dầy lớp móng tái chế Đo chiều dày quan sát độ đồng mẫu khoan theo chiều sâu tái chế, mang mẫu phòng thí nghiệm xác định tiêu lý: ITS khô, ITS ướt, ITS độ ẩm cân bằng, Tỷ số TSR Kết thí nghiệm đưa Bảng 3.23 115 Bảng 3.23 Kết thí nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 TT Vị trí kiểm tra Vệt thi công Cường độ kéo gián tiếp (ITS) 25oC (kPa) Chiều Ngày thi Độ đồng Trạng Trạng dày công Trạng thái bão thái (cm) thái khơ hồ cân 24h Sau thi công xong 03 ngày Km0+60 Vệt 24/6/2017 Tương đối Km0+60 Vệt 24/6/2017 đồng Km0+60 Vệt 26/6/2017 Km0+200 Vệt 24/6/2017 theo chiều Km0+200 Vệt 26/6/2017 sâu tái Km0+200 Vệt 26/6/2017 chế Trung bình 10,1 230 10,2 175 9,7 11,1 0,76 180 232 9,8 179 9,9 10,1 Tỷ số TSR 0,77 186 231 177 183 0,77 Sau thi công xong 01 tháng Km0+55 Vệt 24/6/2017 Tương đối Km0+55 Vệt 24/6/2017 đồng Km0+55 Vệt 26/6/2017 Km0+195 Vệt 24/6/2017 theo chiều Km0+195 Vệt 26/6/2017 sâu tái Km0+195 Vệt 26/6/2017 chế Trung bình 9,7 260 10,0 208 10,1 10,4 215 256 11,0 210 10,1 10,2 0,80 0,82 219 258 209 217 0,81 Nhận xét: - Tại thời điểm sau thi công xong 03 ngày: Các mẫu khoan D150 tương đối đồng theo chiều sâu tái chế, cường độ kéo gián tiếp trạng thái khơ trung bình đạt 231kPa, cường độ kéo gián tiếp trạng thái ướt trung bình đạt 177kPa, cường độ kéo gián tiếp trạng thái cân đạt 183kPa tỷ số TSR trung bình đạt 0,77 -Tại thời điểm sau thi công xong 01 tháng: Các mẫu khoan D150 tương đối đồng theo chiều sâu tái chế, cường độ kéo gián tiếp trạng thái khô, ướt, 116 cân tỷ số TSR tăng lên so với thời điểm sau thi công xong 03 ngày, giá trị trung bình 258kPa, 209kPa, 217kPa 0,81 3.3.2.4 Tổng kết kết thực nghiệm ITS theo thời gian 3.3.2.4.1 Kết ITS mẫu khoan ϴ100 Bảng 3.24 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 theo thời gian TT Thời gian ITS khô ITS ướt trung bình trung binh (kPa) (kPa) TSR (%) Sau 03 ngày thi công 273 205 0.75 Sau 01 tháng 398 330 0.83 Hình 3.14 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ100 theo thời gian 3.3.2.4.2 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ150 Bảng 3.25 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ150 theo thời gian TT Thời gian ITS khơ trung bình (kPa) Sau 03 ngày thi công 231 177 183 0.77 Sau 01 tháng 258 209 217 0.81 117 ITS ướt trung bình (kPa) ITS cân trung bình (kPa) TSR (%) Hình 3.15 Kết thực nghiệm ITS mẫu khoan ϴ 150 theo thời gian 3.3.2.5 Kết đo mô đun đàn hồi cần đo võng Benkelman Thí nghiệm đo mơ đun đàn hồi kết cấu áo đường cần đo võng Benkelman thực theo tiêu chuẩn TCVN 8867:2011 Kết thí nghiệm đưa Bảng 3.25 Bảng 3.26 Kết mô đun đàn hồi cần đo võng Benkelman TT Vị trí thí nghiệm Mơ đun đàn hồi (MPa) Bề mặt lớp tái chế (sau 03 ngày) Bề mặt lớp BTN (sau 01 tháng) Vệt 157,9 226,2 Vệt 161,7 228,3 Vệt 160,4 226,6 Trung bình 160,0 227,0 Ghi Nhận xét: - Mơ đun đàn hồi đo cần đo võng Benkelman bề mặt lớp vật liệu tái chế BTN sau thi công ngày đạt 160MPa - Mô đun đàn hồi đo cần đo võng Benkelman bề mặt lớp bê tông nhựa chế sau thi công 01 tháng đạt 227MPa 3.3.2.6 Kết đo vệt hằn lún bánh xe trường Thí nghiệm đo vệt lún bánh xe theo phương ngang mặt đường Kết thí nghiệm, kiểm tra thời điểm kiểm tra sau thi công 01 tháng cho thấy chưa thấy xuất vệt hằn lún bánh xe bề mặt lớp bê tông nhựa (hình 3.16) 118 Hình 3.16 Đo vệt hằn lún bánh xe trường 3.4 Kết luận Những kết đoạn thi công thực nghiệm đoạn đường đê Yên Phụ Hà Nội qua theo dõi 01 tháng cho thấy cơng nghệ cào bóc tái chế nguội lớp mặt bê tơng nhựa chỗ bước đầu có hiệu mặt kỹ thuật: số lý cho thấy đoạn đường sau thi công đạt, đặc biệt sau 01 tháng, số ITS khô ướt tăng so với giá trị ITS sau thi công; bề mặt đường bị hư hỏng, xuống cấp trước đây, có nguy gây an tồn giao thơng thay mặt đường khơng hư hỏng chưa xuất lún; mặt đường phẳng mỹ quan Việc thi công chia thành vệt, thi công hết vệt thi công sang vệt bên cạnh Giữa vệt đảm bảo an tồn giao thơng việc thi công không làm gián đoạn việc lưu thông phương tiện giao thông Thời gian thi công nhanh góp phần thơng xe nhanh, tránh ùn tắc bảo đảm an tồn giao thơng Mơ đun đàn hồi đo cần Benkelman cho thấy mặt đường sau 01 tháng thi công tăng lên rõ rệt Điều cho thấy, lớp vật liệu tiếp tục phát triển cương độ tạo độ cứng cho toàn kết cấu, kéo dài tuổi đường Vì vậy, quan điểm mặt kỹ thuật, cơng nghệ hồn tồn khả thi áp dụng Việt Nam với điều kiện tiếp tục theo dõi tình trạng đường thời gian 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Công nghệ cào bóc tái chế lớp mặt bê tơng nhựa chỗ bitum bọt xi măng công nghệ mới, đại sử dụng vào việc sửa chữa, cải tạo, nâng cấp bảo trì đường nhiều nơi giới từ năm 2017 đến đưa vào Việt Nam nhằm cung cấp cho quan quản lý, nhà thầu thêm phương pháp để sửa chữa, nâng cấp bảo trì đường Qua kết đánh giá 01 tháng đoạn tuyến thử nghiệm đê Yên Phụ Hà Nội công nghệ cho thấy bước đầu công nghệ có hiệu mặt kỹ thuật giúp cải tạo, khắc phục đoạn đường (300m) bị hư hỏng xuống cấp có nguy gây an tồn giao thơng thành đoạn đường chất lượng khai thác tốt hơn, đảm bảo tình kỹ thuật mỹ thuật đường Ngồi ra, cơng nghệ cho thấy ưu điểm, kể đến như: Tái sử dụng lại vật liệu phế thải chỗ, tiết kiệm nguồn vật liệu tự nhiên; tiết kiệm lượng tận dụng vật liệu chỗ, giảm chuyên chở vật liệu, giảm xăng khói, bụi; sử dụng lớp móng cấp phối đá dăm gia cố nhựa sửa chữa mặt đường BTN cấp cao lớp mặt đường cấp thấp; phù hợp với đường đô thi hạn chế khắc phục tình trạng tơn cao mặt đường, bảo vệ trì gạch bó vỉa cơng trình nước; xét lâu dài làm giảm giá thành tu, bảo dưỡng mặt đường Tuy nhiên, để khẳng định hiệu công nghệ, việc tiếp tục theo dõi đánh giá tình trạng đoạn đường thử nghiệm nêu cần thiết nhằm kiểm tra, đánh giá phù hợp công nghệ mặt thiết kế, thi công, nghiệm thu điều kiện Việt Nam Để hồn thiện cơng nghệ, việc tiếp tục có nghiên cứu chuyên sâu cần thiết Cần xây dựng liên hệ việc thiết kế hỗn hợp vật liệu cào bóc tái chế với tiêu học kết cấu áo đường thông qua tiêu học phản ánh chất làm việc thực tế lớp vật liệu tái chế tổng thể kết cấu áo đường Ví dụ, cần phải định lượng sức kháng cắt lớp vật liệu thơng qua lực dính C góc nghỉ φ không dựa đơn số ITS Triết lý thiết kế, phương pháp thiết kế cần phải thay đổi để phù hợp với công nghệ vốn thiết kế 120 theo hệ tiêu chuẩn AASHTO, cải tiến để phù hợp với nước Úc, New Zealand hay Nam Phi, … Phương pháp thiết kế sửa chữa, bảo trì cần cho phép dự báo tuổi thọ đường để sở đó, nhà quản lý có kế hoạch sửa chữa, bảo trì hợp lý nhất, đặc biệt góp phần sử dụng hiệu nguồn vốn bảo trì Ngồi ra, việc phân loại mặt đuờng theo liệu giao thông (như loại xe, lưu lượng xe, tải trọng trục, …) điều kiện môi trường, loại hư hỏng, …là cần thiết để làm xem xét phương án, cơng nghệ sửa chữa bảo trì phù hợp Bởi cơng nghệ phù hợp với loại hình hư hỏng cụ thể, tránh áp dụng công nghệ cho tất loại hư hỏng mặt đường Công tác đào tạo, phổ biến kiến thức công nghệ cần phải triển khai để đưa công nghệ vào phục vụ đời sống, giúp giảm nhân công lao động, giảm chi phí bảo trì, kéo dài tuổi thọ đường 121 Tài liệu tham khảo [1] Lê Văn Đạt, Hiện trạng giải pháp bảo đảm trật tự, an tồn giao thơng hệ thống đường cao tốc, Hội nghị an tồn giao thơng Việt Nam 2016, 2016 [2] Galehouse, L., J Moulthrop, and R.G Hicks, 2003 Principles of Pavement Preservation TR News,Transportation Research Board, September-October, 2003 [3] Zaniewski, J.P., Mamlouk, M.S., 1996 Preventative Maintenance EffectivenessPreventative Maintenance Treatments, FHWA Report FHWA-SA-96-027, 1996 [4] Geoffrey, D N, Cost-Eflective Preventive Pavement Maintenance NCHRP 223 Synthesis of Highway Practice , Transportation Research Board,1996 [5] TCCS 07:2013/TCĐBVN, Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo dưỡng thường xuyên đường - năm 2013 [6] Nguyễn Hoàng Long, Nguyễn Minh Khoa, Vũ Hoài Nam, Quản lý Khai thác đường, NXB Giao Thông, 2017 [7] Hồ Hồng Điệp, Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ Microsurfacing sửa chữa, bảo trì mặt đường quốc lộ 2, đoạn qua thành phố Hà Giang, tỉnh Hà Giang, Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật, 2017 [8] Hồ Hoàng Điệp, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Microsurfacing sửa chữa, bảo trì mặt đường quốc lộ 2, đoạn qua thành phố Hà Giang, tỉnh Hà Giang, Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật, 2017 [9] FHWA, Reclaimed Asphalt Pavement in Asphalt Mixtures: State of the Practice , FHWA-HRT-11-021, 2011 [10] Wirtgen, Cold Recycling Technology, Wirtgen GmbH, 2012 [11] Asphalt Academy, Bitumen Stabilised Materials, A Guideline for the Design and Construction of Bitumen Emulsion and Foamed Bitumen Stabilised Materials Bitumen Stabilised Materials, Technical Guideline, 2009 [12] Bộ GTVT, Quy định kỹ thuật thiết kế, thi công nghiệm thu lớp cào bóc tái chế nguội bê tơng nhựa chỗ bitum bọt xi măng kết cấu áo đường ôtô, Quyết định số: 1086/QĐ-BGTVT, 2009 [13] Wirtgent/Vitrac, Tệp tài liệu thiết bị thi cơng cào bóc tái sinh mặt đường, 2016 122 [14] Cơng ty CP Hồng An, Báo cáo kết thử nghiệm (đợt 1), công nghệ cào bóc tái chế nguội lớp bê tơng nhựa, hạng mục: thí nghiệm kiểm tra trước thi cơng, Báo cáo Viện KH-CN GTVT, 2017 [15] Cơng ty CP Hồng An, Báo cáo kết thử nghiệm (đợt 2), công nghệ cào bóc tái chế nguội lớp bê tơng nhựa, hạng mục: thí nghiệm kiểm tra thi cơng sau thi công 03 ngày, 01 tháng, Báo cáo Viện KH-CN GTVT, 2017 123 ... “ Nghiên cứu, 11 ứng dụng công nghệ cào bóc tái chế nguội chỗ lớp mặt bê tơng nhựa sửa chữa bảo trì đường bộ cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng công. .. giao luận văn : Ngày nộp luận văn : Tên đề tài: Nghiên cứu, ứng dụng cơng nghệ cào bóc tái chế nguội chỗ lớp mặt bê tông nhựa sửa chữa bảo trì đường Học viên thực : Phạm Hồng Thái Lớp : K2CH2DO21... nghệ tái chế nguội lớp mặt bê tông nhựa chỗ bitum bọt (Cold In-place Recycling using Foam bitum - CIR Foam) cơng tác bảo trì, sửa chữa mặt đường mềm Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Công nghệ tái