Nghiên cứu ứng dụng styrene butadiene styrene khắc phục hiện tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN PHONG THÁI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG STYRENE - BUTADIENE - STYRENE KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG LÚN TRỒI MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA Chun ngành : Xây dựng đường tô đường thành phố Mã số : 12144598 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN MẠNH TUẤN Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày…….tháng…….năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KT XÂY DỰNG TS NGUYỄN MINH TÂM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN PHONG THÁI MSHV : 12144598 Ngày, tháng, năm sinh: 10/03/1988 Nơi sinh: Thanh Hố Chun ngành: Xây dựng đường tơ đường thành phố Mã số : 605830 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng Styrene – Butadiene – Styrene khắc phục tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ : Nghiên cứu ứng dụng phụ gia Styrene - Butadiene - Styrene để cải thiện tiêu lý nhựa đường 60/70 hỗn hợp bê tông nhựa, nhằm khắc phục tượng lún trồi NỘI DUNG : Chương giới thiệu Chương : Tổng quan Chương : Cơ sở khoa học Chương : Kết đánh giá thí nghiệm Chương : Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/01/2014 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2014 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN MẠNH TUẤN Tp HCM, ngày tháng năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS Nguyễn Mạnh Tuấn CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TS Lê Bá Khánh TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) TS NGUYỄN MINH TÂM LỜI CÁM ƠN Trong thời gian học tập nghiên cứu Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, em thầy nhiệt tình giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức quý báu Những kiến thức giúp ích cho em nhiều cơng tác, đồng thời giúp em hồn thành nghiên cứu Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tất quý thầy cô Em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới TS.NGUYỄN MẠNH TUẤN, người thầy trực tiếp hướng dẫn, bổ sung cho em kiến thức chun ngành Ngồi ra, quan tâm nhiệt tình thầy động lực giúp em hồn thành luận văn Em xin gửi lời cám ơn tới quý thầy cô môn Cầu Đường tạo điều kiện để em sử dụng phòng thí nghiệm Xin gửi lời cám ơn tới quý thầy khoa Kỹ thuật xây dựng, Phịng Đào tạo sau đại học tạo điều kiện tốt cho em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin cám ơn Cơng ty Petrolimex, Phịng thí nghiệm trọng điểm 3, Phịng cơng nghệ Nano, Phịng thí nghiệm Công ty BMT Đây đơn vị giúp đỡ em việc thí nghiệm để hồn thành nghiên cứu Và cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, người thân người giúp đỡ tạo điều kiện để em hồ thành nghiên cứu Tp.HCM, tháng 06 năm 2014 Tác giả Trần Phong Thái TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Lún trồi kết cấu áo đường mềm ghi nhận Việt Nam từ năm 2009 Cùng với tăng nhanh lưu lượng lẫn tải trọng xe, dạng hư hỏng trở nên phổ biến xuất hầu hết tuyến đường thành phố Hồ Chí Minh Việc phải phân luồng giao thơng để sửa chữa gây ảnh hưởng không nhỏ tới kinh tế Hơn nữa, xe chạy vào đoạn tuyến có tượng lún trồi nguy hiểm, đặc biệt nghiêm trọng vệt lún đọng nước mưa Việc phân tích đánh giá nguyên nhân dẫn tới tượng lún trồi để tìm giải pháp khắc phục đề tài quan tâm đặc biệt Ngun nhân đưa hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng nhựa đường thơng thường khơng cịn đáp ứng u cầu ngày cao tải trọng giao thông, điều kiện khai thác chịu tác động nguồn nhiệt Việc ứng dụng phụ gia Styrene - Butadiene - Styrene (SBS) để nâng cao đặc tính kỹ thuật nhựa đường hỗn hợp bê tông nhựa đạt kết đáng ghi nhận giới Một số nghiên cứu việc sử dụng SBS nâng cao tiêu lý nhựa đường, định tính kỹ thuật hỗn hợp bê tông nhựa làm giảm biến dạng tác động tải trọng, nguồn nhiệt hư hỏng bề mặt Tuy nhiên loại bê tơng nhựa gặp khó khăn áp dụng Việt Nam chi phí cao yêu cầu trang thiết bị chuyên dụng Để ứng dụng cách phổ biến Việt Nam, việc đánh giá tương thích loại nhựa đường polime nguồn nguyên vật liệu địa phương yếu tố quan trọng Trong nghiên cứu này, nguồn nguyên liệu đá đầu vào kiểm tra tiêu khối lượng riêng, độ hao mòn Los Angles, hàm lượng thoi dẹt Cát bột khống thí nghiệm xác định khối lượng riêng Để đánh giá mức độ ảnh hưởng SBS đến tiêu kỹ thuật nhựa đường 60/70 cần tiến hành thí nghiệm để so sánh nhựa đường thông thường nhựa đường sử dụng SBS, số tiêu nhựa đường polime độ kim lún, nhiệt độ hoá mềm, độ đàn hồi, độ nhớt, độ ổn định lưu trữ độ dính bám với đá tiến hành với hàm lượng SBS khác (2, 4, 6, 8%) để thấy ảnh hưởng hàm lượng SBS đến tiêu kỹ thuật nhựa đường Nghiên cứu trình bày trình trộn SBS với nhựa đường 60/70 thiết bị máy khuấy tốc độ cao Để xây dựng mối quan hệ thay đổi tiêu lý hỗn hợp bê tông nhựa với thay đổi hàm lượng SBS nhựa 60/70 Ta tiến hành đúc mẫu với hàm lượng SBS 0, 2, 4, 6, 8%; tiêu hỗn hợp bê tơng nhựa thí nghiệm để xác định là: khối lượng riêng thể tích, độ rỗng cịn dư khối lượng riêng thể tích, độ rỗng dư, độ rỗng cốt liệu, độ ổn định độ dẻo Marshall Ngồi thí nghiệm chịu kéo ép chẻ sử dụng thêm nghiên cứu để đánh giá mức độ ảnh hưởng SBS đến làm việc hỗn hợp bê tông nhựa điều kiện nhiệt độ cao Sau đánh giá mức độ ảnh hưởng hàm lượng SBS đến tiêu nhựa đường hỗn hợp bê tông nhựa hàm lượng SBS 4% mang lại hiệu việc thay đổi tiêu theo hướng có lợi Để đánh giá thêm tính hiệu SBS đến đặc tính kỹ thuật hỗn hợp bê tông nhựa, nghiên cứu lựa chọn thêm loại cấp phối bê tông nhựa chặt 12.5 để so sánh với cấp phối bê tơng nhựa 12.5 cũ, ngồi tiêu tiêu kỹ thuật tiến hành thêm để so sánh gồm: thí nghiệm Cantabro (kiểm tra độ mát va đập); thí nghiệm chịu kéo ép chẻ; giá trị mơ-đun đàn hồi Kết cho thấy bê tông nhựa sử dụng loại nhựa chứa 4%SBS làm thay đổi tiêu lý hỗn hợp bê tông nhựa theo hướng có lợi Nghiên cứu dùng thí nghiệm kiểm tra độ hằn lún vệt bánh xe để mô trạng thái làm việc mặt đường bê tông nhựa chịu tác động tải trọng, nguồn ẩm nhiệt độ Hai loại mẫu đúc để thí nghiệm mẫu bê tông nhựa thông thường mẫu sử dụng nhựa chứa 4%SBS, kết thí nghiệm SBS giảm tượng lún cách đáng kể so với hỗn hợp bê tông nhựa thông thường ABSTRACT Permanent deformation distress in flexible pavement is recorded in Viet Nam since 2009 With increasing volume of traffic flow and axle load, that deformation became more popular and was recognized in most of main highway damage these days in Ho Chi Minh city Then, work of pavement rehabilitation will decrease the traffic flow or the development of economy Furthermore, it is very dangerous when the car move in the path of the rutting, because of different profile in a section, especially in raining season Evaluating and analyzing the permanent deformation in order to have solution for reducing the damaged is imperative object One of important reasons leading to asphalt pavement is unmodified or original bitumen that cannot afford the requirements of increasing traffic load under hot temperature Thus, the application of Styrene-Butadiene-Styrene (SBS) additives to improve the technical specifications of bitumen and asphalt mixture has obtained remarkable results in the world The polymer, SBS is the most commonly used modifier in the world Various studies have showed that use of SBS in bitumen modification increase the resistance of bituminous mixtures to permanent deformation, moisture induced damage and fatigue cracking However, it has high cost and requirements equipment, so that is difficult to apply in Viet Nam before In addition to assessing the improvement of mechanical properties of asphalt mixtures, assessing the compatibility of this polymer with domestic material were review These days, there are many new materials used in asphalt concrete pavement, especially polymer modifiers, but their effects are not enough good As a result, a well-known polymer modifier in asphalt in the world which is Styrene-ButadieneStyrene (SBS) is used with asphalt binder 60/70 in this study Some main properties of polymer modifier asphalt such as penetration, softening point, elastic recovery, kinematic viscosity, storage stability, and adhesion are tested with four percent of SBS such as 2, 4, 6, and 8% in order to analyse the effect of SBS percent to asphalt properties This paper also shows the mixing procedure of SBS and asphalt binder with penetration grade of 60/70 by using high speed rotating mixer Changing the SBS concentration of bitumen to 0, 2, 4, 6, 8%, we made trial products different in morphology to building the relationship between the level of SBS content and the properties of asphalt mixture The indicators of asphalt concrete mixture was tested to determine are: the specific gravity, air voids, voids in the mineral aggregate, Marshall stability and Marshall flow In addition, Test method for splitting tensile streng of aggregate material bonded by adhesive binders to assessment the effects of SBS to properties of mixture in high temperature conditions After assessing the influence of SBS content to the 60/70 bitum and asphalt mixture, the level of 4% SBS content in bitum was effective in improving the binder of asphalt mixture To further evaluate the effectiveness of SBS technical characteristics of asphalt mixtures, this study selected a more graded asphalt concrete compared with the old The specification is carried further to compare include: Cantabro loss test ; Test method for splitting tensile streng; modules test The results show that the asphalt used level 4% SBS of contain in bitumen to improve the mechanical properties of the asphalt mixture This study used laboratory test rutting to simulate the working status of the asphalt pavement is affected by load, temperature and moisture Two types of samples were test: control mixture and polime modified asphalt containing 4% SBS, the experimental results have shown that SBS has reduced subsidence under load and hot service LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “ Nghiên cứu ứng dụng phụ gia StyreneButadiene-Styrene khắc phục tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa” riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nội dung khoa học nghiên cứu Tác giả Trần Phong Thái MỤC LỤC Trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1  1.1  TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: 1  1.1.1  Thực trạng mặt đường bê tông nhựa Việt Nam: 1  1.1.2  Thực trạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa giới: 2  1.1.3  Một số biện pháp đề xuất khắc phục tượng lún trồi: 3  1.1.4  Lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện Việt Nam: 6  1.2  MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI: 7  1.3  Ý NGHĨA ĐỀ TÀI: 7  1.4  NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: .8  CHƯƠNG TỔNG QUAN 9  2.1  TỔNG QUAN VỀ HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA: .9  2.1.1  Nứt mỏi (fatigue - cracking): 9  2.1.2  Lún trồi (rutting): 9  2.1.3  Nứt phản ảnh (reflective-cracking): 10  2.1.4  Các dạng hư hỏng mặt đường theo thời gian: 10  2.2  TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN TRỒI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA: 11  2.2.1  Khái niệm tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa: 11  2.2.2  Nguyên nhân hình thành vệt lún trồi: 12  2.2.2.1  Vật liệu chế tạo BTN không đảm bảo chất lượng: 12  2.2.2.2  Công tác đầm nén không đạt hiệu quả: 13  2.2.2.3  Lớp móng khơng đạt cường độ: 13  2.2.2.4  Sự gia tăng tải trọng giao thông: 14  2.2.2.5  Thiết kế cấp phối bê tông nhựa chưa hợp lý: 14  2.2.2.6  Điều kiện thời tiết khắc nghiệt: 15  2.2.2.7  Thiết kế kết cấu áo đường chưa hợp lý: 15  2.3  TỔNG QUAN VỀ POLIME: 16  2.3.1  Một số định nghĩa: 16  2.3.2  Sơ lược lịch phát triển polime: 17  2.3.3  Các hình dạng mạch polime: 19  82 Hình 4.37 Mối liên hệ độ rỗng dư lượng hao hụt thí nghiệm Cantabro 83 4.4.4 Thí nghiệm xác định mơ-đun đàn hồi: Trong thí nghiệm ta dùng lực thẳng đứng hướng tâm để nén mẫu hình trụ để đánh giá biến dạng mô-đun đàn hồi hỗn hợp Tồn q trình thí nghiệm tiến hành theo tiêu chuẩn 22TCN-211-06[2] Các mẫu ép điều kiện cho nở hông tự (nén trục, mẫu không đặt khuôn, Bàn ép ép đường kính mẫu Bảng 4.23 Các yêu cầu thí nghiệm kiểm tra mô-đun đàn hồi vật liệu Thông số thí nghiệm 22TCN 211-06 30oC Nhiệt độ Cấp áp lực 30 kPa Thời gian trì áp lực 03 phút Tốc độ gia tải Ổn định mẫu 5cm/phút 16 phịng Ổn định mẫu 25oC Hình 4.38 Mẫu thí nghiệm kiểm tra mơ-đun đàn hồi hỗn hợp BTN 2.5 Các mẫu phải chế bị với thực tế thi công tỷ lệ thành phần, độ chặt, độ ẩm Mẫu đem ép với chế độ gia tải lần, giữ áp lực p mẫu biến dạng lún ổn định, cụ thể xem ổn định tốc độ biến dạng cịn 0.01mm/phút Sau dỡ tải đợi biến dạng phục hồi đạt ổn định đọc thiên phân kế để xác định trị số biến dạng đàn hồi Công thức tính trị số mơ-đun đàn hồi hỗn hợp BTN tính sau: E= pH (MPa) L Trong đó: (4-3) 84 p= 4P πD (4-4) D đường kính mẫu (đường kính bàn ép) H chiều cao mẫu P lực tác dụng lên bàn ép – kN Khi thí nghiệm thường lấy p = 0,5 Mpa (tương đương với áp lực làm việc vật liệu áo đường) Kết thí nghiệm thể Bảng 4.24 Kết nghiên cứu cho thấy SBS làm tăng đáng kể trị số mô-đun đàn hồi vật liệu hai loại cấp phối Điều chứng tỏ hỗn hợp biến dạng chịu tác dụng tải trọng thẳng đứng Thêm vào lượng dầu gốc bổ sung vào hỗn hợp cải thiện tính đàn hồi vật liệu Gía trị mơ-đun (MPa) Sau 986.0 24.0 866.0 886.0 20.0 215.7 D(1) 1B 94.4 813.0 839.0 26.0 923.0 942.0 19.0 209.8 D(2) 2A 96.1 212.8 242.5 29.7 224.5 267.5 43.0 132.2 D(2) 2B 96.3 660.0 690.5 30.5 720.0 760.0 40.0 136.6 D(1) 1C 92.6 38.0 58.1 20.1 370.0 388.0 18.0 243.0 D(1) 1D 92.2 397.0 413.0 16.0 797.0 814.0 17.0 279.4 D(2) 2C 91.8 660.8 674.0 13.2 605.0 632.0 27.0 228.4 D(2) 2D 94.2 640.0 664.0 24.0 601.0 617.0 16.0 235.5 D(1) 1E 92.8 422.0 439.0 17.0 752.0 765.0 13.0 309.3 D(1) 1F 93.8 651.0 662.0 11.0 881.0 900.0 19.0 312.7 D(2) 2E 94.2 734.0 755.0 21.0 588.0 605.0 17.0 247.9 D(2) 2F 94.6 658.0 674.0 16.0 971.0 989.0 18.0 278.2 bình Trước 962.0 Trung Sau 94.9 bình Trước D(1) 1A Trung Chiều cao mẫu (mm) Chỉ số đọc đồng hồ đo chuyển vị (0.01mm) Đồng hồ trái Đồng hồ phải Cấp phối 60/70 +4%SBS+1.5%D.gốc 60/70+4%SBS 60/70 Loại nhựa Bảng 4.24 Kết thí nghiệm kiểm tra mơ-đun đàn hồi hỗn hợp BTN 85 Hình 4.39 Ảnh hưởng SBS đến trị số mô-đun đàn hồi hỗn hợp BTN 4.4.5 Kết luận: Từ kết thí nghiệm ta đưa kết luận sau:  Với hàm lượng 4% SBS làm tăng tiêu lý hỗn hợp BTN như: khối lượng riêng thể tích, độ rỗng cịn dư  Kết thí nghiệm độ ổn định Marshall cho ta thấy tăng đáng kể giá trị Marshall hai cấp phối  Kết thí nghiệm Cantabro cho ta mối liên hệ độ rỗng dư lượng tổn thất vật liệu Chứng tỏ SBS làm cho khả chống bong tróc vật liệu tác dụng tải trọng tăng lên  Thí nghiệm ép chẻ tiến hành nhiệt độ 70oC, điều kiện nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ mặt đường BTN ngày nắng nóng kéo dài Miền Nam Việt Nam Kết thí nghiệm cho thấy SBS làm tăng khả chịu kéo ép chẻ vật liệu ứng với hai cấp phối BTNC (1) (2) 86  Trong thí nghiệm kiểm tra biến dạng hỗn hợp chị tác dụng tải trọng thẳng đứng điều kiện cho phép nở hông, mẫu nén với cấp áp lực 0.5 Mpa để mô giá trị áp lực tải trọng bánh xe tiêu chuẩn Kết thí nghiệm cho thấy SBS làm tăng giá trị mô-đun đàn hồi hỗn hợp cách đáng kể, điều chứng tỏ khả phục hồi biến dạng mặt đường BTN polime tốt so với BTN thông thường 4.5 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG HẰN LÚN VỆT BÁNH XE CỦA HỖN HỢP BTN POLIME: Thiết bị thí nghiệm Hamburg Wheel-Tracking (HWT) kết hợp hoàn thiện phương pháp thử nghiệm đánh giá tiêu độ lún hư hỏng nguồn ẩm cách lăn bánh xe thép bề mặt hỗn hợp BTN đặt chìm nước gia nhiệt trước (nhiệt độ khoảng 40÷50oC) Chỉ tiêu ổn định nhiệt độ ẩm dựa tiêu đạt hay không đạt Yetkin Yildirim đồng nghiệp nhận thấy số lượng vòng bánh xe tác dụng lên mẫu đạt 10.000 lượt nhận thấy rõ ràng mát mẫu tác dụng nguồn ẩm tải trọng bánh xe[39].Thiết bị cần kiểm tra làm việc đồng thời khuôn cố định mẫu (slab) bánh xe trình chuyển động qua lại Do giá thành thí nghiệm cao nên 02 mẫu tiến hành thí nghiệm: mẫu BTN thơng thường mẫu BTN có sử dụng 4%SBS bổ sung thêm dầu gốc Tồn q trình đúc mẫu điều kiện thí nghiệm áp dụng theo tiêu chuẩn AASHTO T324-04[40] Khn mẫu có chiều dài 12.6 inches (320mm) chiều rộng 10.24 inches (260mm), bề rộng chúng 1.5, 3, 4.7 inches (38, 76, 119 mm) Các bánh xe có đường kính inches (203mm) bề rộng 0.9 inches (22.87mm) Độ rỗng mẫu thử khoảng ± 1%, đầm nén máy nén đẳng hướng Thí nghiệm sử dụng bồn nước để gia nhiệt, nhiệt độ bồn nước thay đổi từ 25 ÷ 70oC, nhiệt độ áp dụng thí nghiệm 50oC Vận tốc thiết bị thí nghiệm 53 lượt/phút, đủ 15.000 lượt dừng thiết bị kiểm tra kết Hình 4.40 87 Trong nguyên nhân gây tượng lún trồi mặt đường BTN nêu Chương ngun nhân mặt đường BTN chịu tác dụng tải trọng lặp điều kiện làm việc chịu tác động nguồn ẩm nhiệt độ cao Việc sử dụng thí nghiệm HWT mô tương đối làm việc mặt đường BTN trường hợp bất lợi nhất, từ đánh giá khả kháng lún loại mặt đường Mẫu sau q trình thí nghiệm Hình 4.41, mối quan hệ độ lún số lượt tải trọng tác dụng thể Hình 4.42 Hình 4.40 Mẫu q trình thí nghiệm (được tiến hành phịng thí nghiệm Cơng ty BMT) a)Mẫu BTN polime b)Mẫu BTN thơng thường Hình 4.41 Mẫu sau thí nghiệm kiểm tra độ hằn lún vệt bánh xe 88 Hình 4.42 Kết thí nghiệm độ hằn lún vệt bánh xe Từ kết thí nghiệm Hình 4.42 ta kết luận SBS nâng cao khả chống lún trồi mặt đường BTN điều kiện nhiệt độ cao chịu tác dụng nguồn ẩm 89 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN: Từ kết ghi lại q trình thí nghiệm Chương ta kết luận với giả thiết ban đầu SBS cải thiện đặc tính kỹ thuật hỗn hợp BTN, từ khắc phục tượng lún trồi hợp lý Các kết luận cụ thể là: SBS làm thay đổi tính chất lý nhựa đường thông thường theo chiều hướng có lợi: độ kim lún, nhiệt độ hóa mềm, độ đàn hồi Tuy nhiên SBS lại làm giảm tính nhớt nhựa nên q trình thi cơng địi hỏi phải gia nhiệt nhựa cao Trong trình trộn SBS với nhựa ta phải đun nhiệt độ cao (180oC) nên lượng dầu gốc bị hao hụt đáng kể, điều giải thích cho nguyên nhân tiêu độ kim lún nhựa bị giảm Nên trình trộn phải bổ sung thêm dầu gốc để làm nhựa mềm Ngoài ra, dầu gốc làm tăng tiêu lý nhựa polime hỗn hợp BTN Hỗn hợp nhựa SBS hoàn toàn tương thích với đá có nguồn gốc Tân Cang Long Thành - Đồng Nai, tiêu độ dính bám nhựa với cốt liệu đạt mức IV Kết thí nghiệm tiêu lý hỗn hợp BTN (khối lượng riêng thể tích, độ rỗng dư, độ rỗng khung cốt liệu) cho ta thấy theo chiều tăng hàm lượng SBS/nhựa tiêu tăng Trong điều kiện áp lực đầm nén hỗn hợp BTN polime có khối lượng riêng lớn độ rỗng dư nhỏ hơn, điều chứng tỏ hỗn hợp BTN polime có tính lưu biến tốt so với BTN thơng thường Kết thí nghiệm độ ổn định Marshall (60oC, 40 phút) cho ta thấy hàm lượng SBS tăng lên độ ổn định tăng lên cách đáng kể Kết thí nghiệm ép chẻ mẫu hình trụ tương ứng với hàm lượng 2, 4, 6, 8% SBS bảo dưỡng nhiệt độ 70oC thời gian 1.5 cho ta thấy hàm lượng SBS tăng lên khả chịu kéo hỗn hợp BTN ép chẻ 90 tăng lên Cùng với kết độ ổn định Marshall ta kết luận hỗn hợp BTN có khả chịu kéo nén tốt so với BTN thông thường điều kiện nhiệt độ cao Khi tiến hành so sánh hai loại cấp phối BTNC 12.5 (1) (2) ta kết luận với hàm lượng SBS 4% so với nhựa làm tăng tiêu lý hỗn hợp BTN thông thường tiêu: khối lượng riêng thể tích, độ rỗng dư, độ ổn định độ dẻo Marshall SBS làm tăng khả chống va đập hỗn hợp BTN Kết thí nghiệm Cantabro cho ta thấy mối liên hệ độ rỗng dư hỗn hợp với lượng tổn thất vật liệu, độ rỗng cịn dư nhỏ lượng tổn thất nhỏ ngược lại Từ kết ta kết luận sử dụng SBS khả chống bong tróc vật liệu tác dụng tải trọng cải thiện cách đáng kể nhờ nguyên lý làm cho hạt cốt liệu xếp có trật tự Thí nghiệm đánh giá khả đàn hồi hỗn hợp BTN cho thấy SBS làm tăng trị số mô-đun vật liệu Ta kết luận hỗn hợp BTN polime có tính đàn hồi hơn, khả phục hồi biến dạng sau chịu tác động tải trọng tốt hơn, điều nguyên nhân dẫn tới tượng lún trồi mặt đường BTN thông thường 10 Kết thí nghiệm kiểm tra độ hằn lún vệt bánh xe điều kiện chịu tác động nguồn ẩm nhiệt độ cao (50oC) chứng tỏ SBS cải thiện tính kháng ẩm hỗn hợp BTN Độ lún tổng cộng 15.000 lượt mẫu BTN thông thường  5mm, mẫu BTN polime  3mm, nói SBS có khả khắc phục tượng lún trồi mặt đường BTN 91 5.2 KIẾN NGHỊ Các hướng phát triển thêm đề tài có là:  Sử dụng thêm nguồn nguyên liệu đá khác để đánh giá mức độ ảnh hưởng SBS đến tiêu kỹ thuật hỗn hợp BTN  Dùng trang thiết bị ghi lại biểu đồ thể mối quan hệ chuyển vị cấp áp lực theo thời gian, từ có diện tích lực chuyển vị hay lượng mẫu dùng đánh giá chất lượng vật liệu  Ghi lại kết thí nghiệm thành thành hệ thống thơng tin, từ xây dựng phần mềm mơ cách ứng xử mặt đường tác dụng tải trọng xe chạy, từ đánh giá hiệu hỗn hợp BTN polime 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Miomir Miljkovic and Martin Radenberg, “Rutting Mechanisms and Advanced Laboratory Testing of Asphalt Mixtures Resistance Agains Permanent Deformarion”, Architechture and Civil Engineering, Vol.9, No3, pp.407-417, 2011 [2] 22 TCN 211- 06: Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế, Bộ GTVT, 2006 [3] TCVN 8819-2011: Mặt đường bê tơng nhựa nóng - u cầu thi công nghiệm thu, Viên Khoa học Công nghệ, 2011 [4] Frazier Parker and E.Ray Brown, “A Study of Rutting of Alabama Asphalt Pavements”, The State of Alabama Highway Department Montgomery report, 1900 [5] Michel LenFant, “High Rutting Resistant Asphalt Pavement”, Tipco Asphalt PCL report, 2012 [6] Andrew Dawson and Pauli Kolisoja, “Managing Rutting in Low Volume Roads”, RoadexIII Northern Periphery report, 2006 [7] Louw Kannemeyer, “Modelling Rutting in Flexible Pavements in HDM-4”, 2003 [8] Larry Santucci, “Rut Resistant Asphalt Pavements”, Technology Transfer Program, Institute of Transportation Studies, UC Berkeley, 2001 [9] Nguyễn Thống Nhất Trần Văn Thiện, “Một số nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa phổ biến Nam hướng giải quyết”, Tạp chí GTVT, tháng 07 năm 2014 [10] Hồng Ngọc Cường, “Polyme đại cương”, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2010 [11] M.A Shafii, M.Y Abdul Rahman and J.Ahmad, “Polymer Modified Asphalt Emulsion”, International Journal of Civil & Environmental Engineering, Vol.11, No06, 2011 [12] F David Zanetell, “Polymer Modified Asphalt Emulsion – Compositions, Uses and Specifications for Surface Treatments,” FHWA report, 2009 93 [13] Nguyễn Biên Cương, “Phụ Gia Tăng Tính Dính Bám Wetfix®BE- Một Giải Pháp Cải Thiện Chất Lượng Mặt Đường Bê Tông Nhựa,” Tập san khoa học công nghệ,2006 [14] Nguyễn Thị Bích Thuỷ, Vũ Đức Chính, Bạch Trọng Phúc, “Nghiên Cứu Tổng Hợp Phụ Gia Tăng Bám Dính Cho Hỗn Hợp Bê Tơng Nhựa,” Tuyển tập báo cáo hội nghị KHCN, Viện KH & CN GTVT, 2003 [15] Seyed Abbas Tabatabaei “Evaluate Aging Effect of SBS Modifed Bitumen”, International Science Index Vol.7,No2, pp 209-212, 2013 [16] Stephen Brown, “The Shell Bitumen HandBook”, NXB GTVT, pp.177-17, 1991 [17] Rameshwar Adhikari, “Influence of Uncoupled Diblock Molecules on Mechanical Properties of Styrene/Butadiene/Styrene Triblock Copolymers”, Nepal Journal of Sciene and Technology, No12, pp.149-156, 2011 [18] A.Adedeji, T.Grunfelder, F.S Bates, C.W.Macosko, M.Stroup-Gardiner and D.E.Newcomb, “Asphalt Modified by SBS triblock Copolymer: Structures and Properties”, Polymer Engineering and Science, Vol.36, No12, pp.1707-1723, 1996 [19] Akiyoshi Hanyu, Sadaharu Ueno, Atsushi Kasahara, and Kazuo Saito, “Effect of the Morphology of SBS Modified Asphalt on Mechanical Properties of Binder and Mixture”, Journal of Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.6, pp.1153-1167, 2005 [20] Larry Santucci, “Performance Grace (PG) Polymer Modified Asphalt in California”, Technology Transfer Program, Institute of Transportation Studies, UC Berkeley, 2006 [21] TCVN 7493-2005: Bitum - Yêu cầu kỹ thuật, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2005 [22] TCVN 8820-2011: Hỗn hợp Bê Tông Nhựa Nóng - Thiết kế theo phương pháp Marshall, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ, 2011 [23] Baha Vural Kưk, Mehmet Yilmaz, and Murat Guler, “Evaluation of High Temperature Performance of SBS + Glisonite Modified Binder,” Journal of Fuel, Vol.6, pp.3093-3099, 2011 94 [24] Ali Khodaii, and Amir Mehrara, “Evaluation of Permanent Deformation of Unmodified and SBS Modified Asphalt Mixtures Using Dynamic Creep Test,” Journal of Construction and Building Materials, Vol.23, pp.2586-2592, 2009 [25] 22TCN 319-04: Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường polime – Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm, Bộ Giao Thơng Vận Tải, Hà Nội, 2004 [26] TCVN 7495-2005: Bitum - Phương pháp xác định độ kim lún, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2005 [27] TCVN 7497-2005: Bitum - Phương pháp xác định điểm hóa mềm, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ, 2005 [28] TCVN 7502-2005: Bitum - Phương pháp xác định độ nhớt động, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2005 [29] TCVN 7504-2005: Bitum - Phương pháp xác định độ bám dính với đá, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ, 2005 [30] AASHTO T85: Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate [31] TCVN 7572-12:2006: Cốt liệu bê tông vữa - Phương pháp thử - Phần 12: Xác định độ hao mòn va đập cốt liệu lớn máy Los Angeles, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2006 [32] TCVN 7572-13:2006: Cốt liệu bê tông vữa - Phương pháp thử - Phần 13: Xác định hàm lượng thoi dẹt cốt liệu lớn, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2006 [33] TCVN 4195-2012: Đất xây dựng - Phương pháp xác định khối lượng riêng phịng thí nghiệm, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2012 [34] AASHTO T84: Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate [35] TCVN 8860-1:2011: Bê tông nhựa - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định độ ổn định, độ dẻo Marshall, Bộ Khoa Học Cơng Nghệ, 2011 [36] TCVN 8862-2011: Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo ép chẻ vật liệu hạt liên kết chất kết dính, Bộ Khoa Học Công Nghệ, 2011 [37] EN NLT-352-00, Characterization procedure of asphalt binders with the Cantabro test UCL method, 2000 95 [38] Jesse D.Doyle and Isaac L.Howard, “Laboratory Investigation of High RAP Content Pavement Suface Layers”, FHWA report, 2010 [39] Yetkin Yildirim, Priyantha W.Jayawichrama, M.Shabbir Hossain, Abdulrahman Alhabshi, Cenk Yildirim, Andre de Fortier Smit and Dallas Little, “Hamburg Wheel - Tracking Database Analysis”, FHWA report, 2007 [40] AASHTO T324-04: Standard Method of Test for Hamburg Wheel-Track Testing of Compacted Hot-Mix Asphalt (HMA) LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : TRẦN PHONG THÁI MSHV: 12144598 Ngày, tháng, năm sinh: 10/03/1988 Nơi sinh: Thanh Hoá ĐT: 0906.19.15.14 Email: tranphongthaicd06b@gmail.com Địa liên lạc: 73 Văn Cao, Phú Thọ Hồ, Quận Tân Phú, Tp.HCM I QÚA TRÌNH ĐÀO TẠO: - 2006-2011: Theo học chuyên ngành Xây dựng cầu đường - Đại học Giao Thông Vận Tải Tp.HCM - 2012-2014: Theo học chuyên ngành Xây dựng đường ô tô đường thành phố - Đại học Bách Khoa Tp.HCM II QÚA TRÌNH CƠNG TÁC: 2011 đến nay: Thực công tác giảng dạy môn Xây dựng công trình giao thơng - Trường cao đẳng nghề GTVT TƯ3 ... dựng đường tơ đường thành phố Mã số : 605830 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng Styrene – Butadiene – Styrene khắc phục tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ : Nghiên. .. dạng hư hỏng mặt đường theo thời gian: 10  2.2  TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN TRỒI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA: 11  2.2.1  Khái niệm tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa: 11 ... service LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “ Nghiên cứu ứng dụng phụ gia StyreneButadiene -Styrene khắc phục tượng lún trồi mặt đường bê tông nhựa? ?? riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực