Nghiên cứu tái chế nguội mặt đường bê tông asphalt đã hư hại bằng công nghệ bitum bọt và xi măng để sữa chữa đường quốc lộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CHU THẮNG NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƯ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA ĐƯỜNG QUỐC LỘ Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố Mã số : 605830 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 Cơng trình đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng Đại Học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Chánh (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Mạnh Tuấn (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: TS Phạm Văn Hùng (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM Ngày 30 tháng 08 năm 2014 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Lê Bá Khánh TS Phùng Mạnh Tiến TS Nguyễn Mạnh Tuấn TS Phạm Văn Hùng Xác nhận chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn trƣởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA QL NGÀNH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Chu Thắng MSHV : 11010303 Ngày, tháng, năm sinh: 26 – 02 – 1986 Nơi sinh: Gia Lai Chuyên ngành: Xây dựng đƣờng ô tô đƣờng thành phố I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA ĐƢỜNG QUỐC LỘ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CHÍNH: Nghiên cứu sở khoa học, thiết kế cấp phối thực nghiệm tính chất kỹ thuật bê tơng asphalt tái chế theo công nghệ bitum bọt xi măng sở hỗn hợp cốt liệu tái chế chỗ theo chiều sâu với hàm lƣợng tối ƣu bitum bọt xi măng Thực nghiệm trƣờng thi công tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng để sửa chữa tuyến đƣờng Quốc Lộ qua Thành Phố Hồ Chí Minh II- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24 – 06 - 2013 III- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20 – – 2014 IV- CÁN BỘ HƢỚNG DẪN : PGS.TS Nguyễn Văn Chánh Ngày 24 tháng 06 năm 2013 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Sau hai năm theo học chƣơng trình đào tạo sau đại học Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, tơi đúc kết đƣợc kiến thức bổ ích cho chun mơn Với đề tài nghiên cứu dƣới hình thức luận văn thạc sĩ, tơi vận dụng kiến thức mà đƣợc trang bị để tiến hành nghiên cứu tốn thực tiễn Vì đề tài nghiên cứu vấn đề Việt Nam nên lúc đầu tiếp cận gặp nhiều khó khăn bỡ ngỡ Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hƣớng dẫn PGS TS Nguyễn Văn Chánh, với tận tình dẫn thầy, luận văn hoàn thành Ngồi ra, tơi gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến:  Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh  Phịng Đào tạo sau đại học phòng khoa Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh  Gia đình, bạn bè Anh, Chị lớp cao học Xây dựng đƣờng ô tô đƣờng thành phố, khóa 2011 – 2013  Cơng ty TNHH MTV Cơng Trình Giao Thơng Sài Gịn tạo điều kiện cho tơi tiến hành thí nghiệm phịng thực nghiệm thi cơng cơng nghệ ngồi trƣờng luận văn Xin trân trọng cảm ơn./ T.p Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 Học viên thực luận văn Chu Thắng TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong trình khai thác, chịu tác dụng tải trọng trùng phục nhƣ ảnh hƣởng điều kiện môi trƣờng nên kết cấu áo đƣờng mềm không tránh khỏi hƣ hỏng đến thời điểm cần phải tiến hành nâng cấp, tăng cƣờng Giải pháp xử lý hữu hiệu đào bỏ phần tồn lớp móng cấp phối đá dăm lớp mặt bê tông nhựa làm lại toàn mặt đƣờng Trong giai đoạn nay, vấn đề bảo vệ môi trƣờng tiết kiệm nguồn nguyên vật liệu cần thiết Việc nghiên cứu tái sử dụng lại vật liệu bê tông nhựa phần lớp móng đƣợc nhiều nƣớc giới sử dụng Từ năm 2008 đến có cơng nghệ tái sinh nguội đƣợc đƣa vào Việt Nam, qua giai đoạn thử nghiệm phịng ngồi trƣờng, cơng nghệ cào bóc tái sinh nguội hãng Wirtgen (Đức); cơng nghệ cào bóc tái sinh nguội hãng Hall Brothers (Mỹ) công nghệ cào bóc tái sinh nguội hãng Sakai (Nhật Bản) Theo đánh giá, cơng nghệ hãng Wirtgen (Đức) có ƣu điểm so với cơng nghệ cịn lại Do tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng để sửa chữa đƣơng quốc lộ” Nội dung đề tài nghiên cứu lần lƣợt vấn đề sau đây: Tìm hiểu tổng quan chất lƣợng khai thác mặt đƣờng bê tông nhựa, nguyên nhân hƣ hỏng biện pháp khắc phục Tìm hiểu sở khoa học việc ứng dụng công nghệ bitum bọt xi măng để tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại Thiết kế cấp phối thực nghiệm tính chất kỹ thuật bê tơng asphalt tái chế theo công nghệ bitum bọt xi măng phịng thí nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm trƣờng thi công tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng để sửa chữa đƣờng Quốc Lộ 1, Q.12, TP Hồ Chí Minh Đề xuất quy trình thi cơng nghiệm thu công tác tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng Phần nội dung đề tài nghiên cứu sở khoa học việc ứng dụng công nghệ bitum bọt xi măng để tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt, tiến hành thiết kế cấp phối thí nghiệm đánh giá chất lƣợng hỗn hợp tái sinh nguội bitum bọt xi măng phịng thí nghiệm, đồng thời đánh giá kết thực nghiệm thi công công nghệ tái sinh tuyến Quốc Lộ qua Q12, Thành phố Hồ Chí Minh để đề xuất quy trình thi cơng nghiệm thu cho cơng nghệ THESIS ABSTRACT In the extraction process, due to the effects of coincidence load as well as the influence of environmental conditions, the damage of flexible pavement structural is inevitable and to a certain point need to upgrade, enhanced Effective treatment solutions is digging part or the entire subgrade macadam and asphalt concrete surface course and then refresh the entire surface In the current period, the protection of the environment and saves resources and materials are needed The study material reuse asphalt and partially subgrade has been widely used around the world From 2008 up to now have cold in-place recycling technology was brought into Vietnam, has passed the experimental stage in the room and in the field, such as milling cold in-place recycling technology of Wirtgen (Germany); milling cold in-place recycling technology of Hall Brothers (USA) and milling cold in-place recycling technology of Sakai (Japan) According to the assessment, Wirtgen’s technology (Germany) has more advantages than the other technologies Therefore, the authors chose the topic "Research cold in-place recycling of asphalt concrete pavement was damaged by foam bitumen technology and cement to repair the highway" The content of research projects respectively following issues: Overview of the extraction quality of asphalt pavement, causes damage and remedial measures Learn the scientific basis of the technology application of foam bitumen and cement to cold in-place recycling asphalt pavement was damaged Design the gradation and experimental the technical nature of asphalt concrete – has been recycled with foamed bitumen and cement in the laboratory Experimental research in construction site of cold in-place recycling asphalt concrete pavement was damaged by foam bitumen technology and cement to repair Highway 1, District 12, Ho Chi Minh City Proposal for a regulation of construction and acceptance of cold in-place recycling of asphalt concrete pavement was damaged by foam bitumen technology and cement The main part of the contents of this topic is to study the scientific basis of the technology application of foam bitumen and cement to cold in-place recycling asphalt pavement, conducted mix design and quality evaluation experiments of the mix desing using foamed bitumen and cement in the laboratory, and experimental evaluation results of construction of using technology on Highway 1, District 12, Ho Chi Minh City to propose the process implementation and acceptance of the technology LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng để sửa chữa đƣờng quốc lộ” cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết luận văn hồn tồn trung thực Tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung khoa học T.p Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 Học viên thực luận văn Chu Thắng Trang MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .14 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 14 1.1.1 Vài nét tình trạng hƣ hỏng mặt đƣờng bê tông nhựa nƣớc ta biện pháp khắc phục, sửa chữa 14 1.1.1.1 Tổng quan: 14 1.1.1.2 Nhân tố gây nên hƣ hỏng kết cấu áo đƣờng 17 1.1.1.3 Bảo dƣỡng đƣờng phục hồi đƣờng 19 1.1.1.4 Những biện pháp khôi phục mặt đƣờng: .20 1.1.2 Đặc điểm phát triển công nghệ tái chế nguội xây dựng đƣờng ô tô Việt Nam 22 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 24 1.3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 24 1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 1.5 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 25 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC 26 2.1 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ BITUMEN BỌT VÀ XI MĂNG TRONG CÔNG TÁC TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI 26 2.1.1 Tác nhân xi măng dùng để gia cố ổn định hóa hỗn hợp tái chế .26 2.1.1.1 Tổng quan vật liệu xi măng 26 2.1.1.2 Các yếu tố tác động đến độ bền 27 2.1.2 Tác nhân bitum bọt 28 2.1.2.1 Tổng quan vật liệu bitum .28 2.1.2.2 Bitum bọt 30 2.1.2.3 Đặc tính bitum bọt .31 2.1.2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất bitum bọt 32 2.1.2.5 Tính phân tán bitum bọt .33 2.1.2.6 Tính thích hợp vật liệu xử lý bitum bọt 34 2.1.3 Sự kết hợp tác nhân hóa xi măng bitum bọt 34 2.2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ: .35 Trang CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA BÊ TƠNG ASPHALT TÁI CHẾ THEO CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG 37 3.1 THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH TẠO BỌT CỦA BITUM: .37 3.1.1 Mục tiêu thử nghiệm tạo bọt: .37 3.1.2 Phƣơng pháp xác định tiêu tạo bọt .37 3.1.3 Báo cáo kết quả: 39 3.2 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN HỖN HỢP VÀ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ LỚP AI DÙNG CHO TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƢỜNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG 40 3.2.1 Lấy mẫu trƣờng: 41 3.2.2 Chuẩn bị mẫu để thiết kế hỗn hợp 41 3.2.2.1 Các thử nghiệm cần thực lớp vật liệu .41 3.2.2.2 Trộn vật liệu lớp phạm vi chiều sâu tái sinh 44 3.2.2.3 Xác định thành phần hạt đại diện cho lớp tái sinh .46 3.2.2.4 Khối lƣợng vật liệu hạt cần cho mẫu thử nghiệm 46 3.2.2.5 Độ ẩm 46 3.2.3 Thiết kế thành phần hỗn hợp 47 3.2.3.1 Yêu cầu bổ sung lƣợng hạt mịn 47 3.2.3.2 Xác định độ ẩm tối ƣu khối lƣợng thể tích khô lớn vật liệu qua xử lý 47 3.2.3.3 Chế bị mẫu xử lý với bitum bọt có bổ sung hạt mịn hóa 49 3.2.3.4 Chế bị mẫu Marshall 50 3.2.3.5 Xác định hàm lƣợng bitum tối ƣu 51 3.2.3.6 Chế bị mẫu Proctor .52 3.2.4 Kiểm tra cƣờng độ 54 3.2.4.1 Xác định cƣờng độ chịu kéo gián tiếp ITS .54 3.2.4.2 Xác định cƣờng độ chịu nén không hạn chế nở hông UCS .55 3.2.4.3 Xác định khối lƣợng thể tích khơ .56 3.2.4.4 Xác định hệ số lớp 56 3.3 CÁC CHỈ TIÊU YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỖN HỢP VẬT LIỆU CÀO BÓC TÁI SINH NGUỘI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG 56 Trang CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƢỜNG THI CÔNG TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA ĐƢỜNG QUỐC LỘ 68 4.1 SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN 68 4.1.1 Hiện trạng tuyến đƣờng cần thiết phải đầu tƣ: 68 4.1.2 Điều kiện tự nhiên đặc điểm khí hậu thủy văn 69 4.1.3 Quy mơ cơng trình 69 4.2 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CÀO BÓC TÁI SINH NGUỘI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG .71 4.2.1 Công tác lấy mẫu chuẩn bị mẫu 71 4.2.2 Tính tốn thiết kế thành phần hỗn hợp thích hợp .71 4.2.3 Kiểm tra cƣờng độ 72 4.2.4 Kết luận kết thiết kế thành phần hỗn hợp tái sinh nguội 72 4.3 THI CÔNG CÔNG NGHỆ 72 4.3.1 Công tác chuẩn bị 72 4.3.2 Tiến hành thi công 73 4.3.3 Các kết đạt đƣợc sau thi công 80 4.3.4 Kết luận rút 80 CHƢƠNG 5: QUY TRÌNH THI CƠNG VÀ NGHIỆM THU CÔNG TÁC TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG 81 5.1 QUY TRÌNH THI CƠNG 81 5.1.1 Yêu cầu thiết bị thi công 81 5.1.1.1 Máy cào bóc tái sinh chuyên dụng: 81 5.1.1.2 Máy rải xi măng 81 5.1.1.3 Xe bồn chứa nhựa bitum nóng 81 5.1.1.4 Máy san tự hành 82 5.1.1.5 Xe lu 82 5.1.1.6 Xe chở nƣớc .82 5.1.2 Quá trình thi công .82 5.1.2.1 Chuẩn bị mặt 82 5.1.2.2 Rải xi măng 82 Trang 82 5.1.1.4 Máy san tự hành - Máy phải có thiết bị đo độ dốc ngang 5.1.1.5 Xe lu - Các loại xe lu cần thiết: lu rung chân cừu, lu rung bánh thép, lu bánh lốp 5.1.1.6 Xe chở nƣớc - Có khả điều chỉnh lƣợng nƣớc phun có phun tƣới nƣớc 5.1.2 Q trình thi cơng 5.1.2.1 Chuẩn bị mặt - Trƣớc triển khai thi công cần tiến hành công tác kiểm tra, khôi phục chuyển cọc mốc khỏi phạm vi thi cơng cơng trình - Xác định cụ thể nguồn phƣơng thức cung cấp vật liệu, chuẩn bị bãi tập kết nguyên, vật liệu, phƣơng tiện nhân lực trình thi công… - Phải làm bụi bẩn vật liệu khơng thích hợp rơi vãi bề mặt đƣờng cũ máy quét, máy thổi … rộng phạm vi thi cơng bên 15cm - Xử lý chƣớng ngại vật nhƣ hố ga mặt đƣờng hệ thống hạ tầng tƣơng tự cách hạ thấp cao độ chúng đến chiều sâu tái sinh đặt thép dày lên thành hố ga 5.1.2.2 Rải xi măng - Xi măng đƣợc rải trƣớc tiến hành cào bóc tái sinh - Rải xi măng máy rải chuyên dụng với hàm lƣợng phần trăm đƣợc tính tốn thiết kế 5.1.2.3 Cào bóc tái sinh với bitum bọt Trang 83 - Bitum đƣợc vận chuyển xe bồn chuyên dụng có phận kết nối với máy cào bóc tái sinh - Xe bồn chở nƣớc đƣợc trang bị hệ thống ống nối với máy cào bóc tái sinh - Trong vòng phút trƣớc bắt đầu tái sinh phải kiểm tra đặc tính tạo bọt bitum cách đo mẫu đƣợc lấy từ đầu vịi thử nghiệm máy cào bóc tái sinh - Tiến hành q trình cào bóc tái sinh, tốc độ cào bóc tái sinh tối ƣu – 12m/phút tùy theo chiều sâu, vật liệu cào bóc tái sinh - Sau tái chế xong đầu tiên, dây chuyền quay trở lại để tái chế cho lane thứ chồng qua lane vừa tái chế 15cm tƣơng tự cho lane thứ 5.1.2.4 Lu lèn ban đầu - Dùng lu rung chân cừu đầm nén hỗn hợp Khoảng cách xe lu xe cào bóc tái sinh khơng q 150m Đầm nén dấu chân cừu khơng cịn rõ lớp mặt vật liệu tái sinh 5.1.2.5 San định dạng mặt đƣờng - Dùng máy san tự hành san gạt bề mặt lớp vật liệu đƣợc đầm nén ban đầu để tạo độ dốc ngang, dốc dọc hình dạng mặt đƣờng theo thiết kế 5.1.2.6 Lu lèn hoàn thiện - Dùng lu rung bánh thép lu bánh lốp để đầm lèn chặt vật liệu đƣợc san gạt Lƣợt lu cuối không đƣợc rung - Trong q trình san gạt lu lèn hồn thiện lớp mặt tái chế phải đƣợc giữ ẩm xe tƣới nƣớc 5.1.2.7 Bảo dƣỡng Trang 84 Tƣới ẩm bảo dƣỡng tối thiểu 4-5 sau cho thơng xe tối thiểu 12 - đƣợc rải lớp mặt đƣờng lên Nếu thời tiết xấu (nắng ít, mƣa nhiều) bảo dƣỡng cách tƣới nhũ tƣơng 1kg/m2 phủ thêm lớp cát mỏng lên bề mặt bảo dƣỡng 2-3 ngày 5.2 QUY TRÌNH KIỂM TRA, NGHIỆM THU 5.2.1 Quy trình kiểm tra Công tác kiểm tra đƣợc tiến hành thƣờng xuyên trƣớc thi công, thi công sau thi công 5.2.1.1 Kiểm tra trƣờng Kiểm tra trƣờng trƣớc thi cơng: - Tình trạng mặt đƣờng tiến hành cào bóc tái chế nguội, cơng trình ngầm - Tình trạng thiết bị cào bóc, san gạt, lu lèn…và lực lƣợng thi cơng - Tình trạng thiết bị dụng cụ thử nghiệm trƣờng phịng thí nghiệm - Tình trạng thiết bị thông tin liên lac, hệ thống đảm bảo an tồn giao thơng, an tồn lao động bảo vệ môi trƣờng 5.2.1.2 Kiểm tra chất lƣợng vật liệu - Đối với bitum: cần kiểm tra cho đợt đƣợc đƣa tới công trƣờng Các tiêu kỹ thuật nhựa bitum phải thỏa mãn quy định theo TCVN 7493:2005 - Đối với ximăng: phải theo quy định kiểm tra TCVN2628:2009 TCVN6260:2009 kể quy định vận chuyển bảo dƣỡng - Đối với nƣớc: theo theo TCVN hành - Đối với cốt liệu bổ sung: cần kiểm tra cho đợt vật liệu đƣợc chở đến kho bãi công trƣờng Cốt liệu bổ sung phải loại, kích cỡ, nguồn số lƣợng, phù hợp với công thức thiết kế hỗn hợp Trang 85 5.2.1.3 Kiểm tra cơng tác q trình thi cơng Trong q trình thi công cần kiểm tra hạng mục theo bảng dƣới đây: Bảng 5.1: Các hạng mục phải kiểm tra q trình thi cơng (theo QĐ 1162/QĐBGTVT) TT Hạng Phƣơng pháp mục kiểm tra Chuẩn bị Kiểm tra Tần suất kiểm Vị trí kiểm tra tra Thƣờng xuyên mặt mắt Phạm vi Kiểm tra cào bóc mắt Yêu cầu kỹ Thƣờng xuyên thuật Mặt đƣờng Khơng cịn hữu đoạn cỏ, rác, bẩn, thi cơng đọng nƣớc Đoạn đƣờng Xe cào bóc tái cào bóc tái chế chế đƣờng tái chế trì chiều rộng chồng chập Độ ẩm - Lấy mẫu lần/ ngày đầu Đoạn đƣờng Sai khác hỗn sàng qua sàng thi cơng, lần/ cào bóc tái chế phạm vi ±1% so hợp vật 19mm, xác ngày tiếp trƣớc lu lèn với độ ẩm liệu định độ ẩm sau mƣa quy định trƣớc tủ sấy phải kiểm tra bƣớc thiết kế đầm lèn lại độ ẩm hỗn hợp vật liệu (Khối lƣợng vật liệu tối thiểu 700g, phải lấy tận độ sâu cào bóc cào bóc tái chế Trang 86 tái chế Lớp cốt - Tính lƣợng Đoạn đƣờng - Sai lệch liệu bổ cốt liệu bổ thi công trƣớc khơng q 5% sung sung máy cào bóc lƣợng cốt liệu (nếu có) - Đo chiều tái sinh bổ sung quy 50m/1 lần dày lớp cốt định thiết liệu bổ sung kế hỗn hợp - Rải khắp chiều rộng, chiều dài đoạn đƣờng thi công Cấp phối - Đào lấy mẫu lần/ngày Đoạn đƣờng Phù hợp với cấp hỗn sàng qua (nhƣng không cào bóc tái chế phối chọn hợp vật cỡ sàng 1250 trƣớc lu lèn theo thiết kế liệu quy định hỗn hợp cào trƣớc - Lấy mẫu đầm lèn tận độ sâu cào hỗn hợp bóc/ lần) bóc Nhiệt độ - Kiểm tra đồng hồ đo bitum nhiệt độ gắn bồn chứa bitum dùng nhiệt kế kim loại để đo lần/giờ Bồn chứa bitum >=160oC Trang 87 Các đặc Sử dụng đầu lần cho Thùng kim loại Thỏa mãn quy tính tạo phun kiểm tra đợt tải bitum chứa bitum bọt bọt lắp xe cào xe bồn vào bitum bóc tái sinh xe cào bóc tái định đặc tính tạo bọt phun bitum bọt sinh vào thùng chứa kim loại dùng đồng hồ bấm giây nhúng để đo Hàm - Các số lần/ngày Bề mặt lớp cào Dung sai cho lƣợng dụng (nhƣng khơng bóc tái chế phép 0,3% so bitum cụ đo mức 1250 trƣớc lu với hàm lƣợng ximăng bitum hỗn hợp cào bitum (với xi bồn chứa trƣớc bóc/ lần) măng 0,2%) hỗn hợp sau tƣới quy định vật liệu diện tích thiết kế cào bóc cào bóc xác hỗn hợp vật liệu tái chế định với chiều cào bóc tái chế sâu cào bóc - Nếu vƣợt biết sai số trên, phải - Hoặc điều chỉnh hệ vào phiếu thống phun ghi khối lƣợng máy cào bóc tái vận chuyển chế thiết bị Trang 88 bitum rải ximăng ximăng xe xe rải chuyên vận chuyển dụng sau tƣới (rải) kiểm tra lại diện tích cào bóc xác định với chiều sâu cào bóc biết Chiều Thanh thép Thƣờng xuyên Lớp hỗn hợp - Sai số sâu cào vật liệu cào chiều sâu bóc tái bóc tái chế; ±5% chế bên vệt rải - Điều chỉnh máy di chiều sâu chuyển cào bóc sai số vƣợt q quy định 10 Cơng tác Kiểm tra sơ đồ lu lèn lu, tốc độ lu, số lƣợt lu, tải trọng lu giai đoạn lu lèn theo kết có giai Thƣờng xuyên Bề mặt lớp cào Phù hợp với kết bóc tái chế thi cơng đoạn thử Trang 89 đoạn thi công thử 11 Độ Dùng thƣớc dài 25m/mặt cắt Mặt đƣờng Khe hở khơng phẳng 3m cào bóc tái chế q 7mm sau lu lèn 5.2.2 Quy trình nghiệm thu lớp cào bóc tái sinh bitum bọt 5.2.2.1 Về kích thƣớc hình học Kích thƣớc hình học đƣợc kiểm tra phải thỏa mãn bảng sau: Bảng 5.2: Sai số cho phép đặc trưng hình học(theo QĐ 1162/QĐ-BGTVT) TT Hạng mục Bề rộng Phƣơng pháp Thƣớc thép Mật độ đo 50 m / mặt cắt Sai số Quy định tỷ lệ cho phép điểm đo đạt yêu cầu - cm Tổng số chỗ hẹp không 10% chiều dài đƣờng Độ dốc ngang Máy thuỷ 50 m / mặt cắt  0,005 2500 m2  5% (hoặc 300 m chiều dầy bình Chiều sâu cào bóc Khoan lõi tái chế dài đƣờng xe) / tổ mẫu Cao độ Máy thuỷ bình 50 m/ điểm  10 mm Trang 90 5.2.2.2 Về độ phẳng mặt đƣờng Sử dụng thiết bị đo IRI để kiểm tra độ phẳng Trƣờng hợp chiều dài đoạn thi cơng ≤ Km kiểm tra thƣớc 3,0 mét Tiêu chuẩn nghiệm thu nêu Bảng Bảng 5.3: Tiêu chuẩn nghiệm thu độ phẳng(theo QĐ 1162/QĐ-BGTVT) TT Hạng mục Độ phẳng Phƣơng pháp Mật độ đo Yêu cầu TCVN 8865:2011 Toàn chiều Tƣơng ứng với dài, xe cấp đƣờng theo quy IRI định TCVN 8865:2011 Độ phẳng TCVN 8864:2011 25 m / mặt cắt 50% số khe hở đo đo thƣớc đƣợc không q 3,0 mét mm, cịn lại khơng q mm 5.2.2.3 Độ chặt - Hệ số độ chặt lu lèn (K) lớp vật liệu cào bóc tái chế sau thi công không đƣợc nhỏ 0,98 K = tn / o đó: - tn: Khối lƣợng thể tích trung bình hỗn hợp vật liệu cào bóc tái chế sau thi cơng trƣờng, g/cm3 (xác định mẫu khoan); - o: Khối lƣợng thể tích trung bình mẫu hỗn hợp vật liệu cào bóc tái chế đƣợc chế bị phịng thí nghiệm tƣơng ứng với lý trình kiểm tra, g/cm3 Mẫu Trang 91 chế bị lại cách đầm nén cối Proctor cải tiến phƣơng pháp II-D 22TCN 333-06 - Mật độ kiểm tra: 2500 m2 mặt đƣờng (hoặc 300 m dài đƣờng xe) / tổ mẫu khoan 5.2.2.4 Thành phần cấp phối cốt liệu - Lấy từ mẫu nguyên dạng mặt đƣờng tƣơng ứng với lý trình kiểm tra phải thoả mãn cơng thức chế tạo hỗn hợp vật liệu cào bóc tái chế với sai số nằm quy định Mật độ kiểm tra: 2500 m2 mặt đƣờng (hoặc 330 m dài đƣờng xe) / mẫu 5.2.2.5 Các tiêu lý Các tiêu lý lớp vật liệu tái sinh phải thỏa mãn quy định thiết kế hỗn hợp Mật độ kiểm tra: 1km thí nghiệm tổ (3 mẫu) / thi công Trang 92 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ NGHIÊN CỨU Tổng quan có hệ thống nguyên nhân hƣ hỏng kết cấu áo đƣờng mềm giải pháp xử lý, trọng cách xử lý tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đem lại nhiều hiệu kinh tế, môi trƣờng, tận dụng nguồn nguyên vật liệu phế thải Đã tìm hiểu công nghệ tái chế nguội giới công nghệ ứng dụng Việt Nam năm gần đây, lựa chọn nghiên cứu tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng Đây công nghệ hãng Wirtgen (Đức) phát triển Đã nghiên cứu sở khoa học việc ứng dụng công nghệ bitum bọt xi măng thi công tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt Đối với phụ gia xi măng, tác nhân gia cố ổn định hóa phải đạt yêu cầu theo TCVN 2682:2009, bitum phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7493:2005 Nghiên cứu khả tạo bọt vật liệu bitum, đặc trƣng bitum bọt, yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất bitum bọt, tính phân tán bitum bọt, tính thích hợp vật liệu bitum bọt kết hợp tác nhân hóa xi măng bitum bọt Đã thực thí nghiệm phịng, xây dựng bƣớc kiểm tra, tính tốn để thiết kế đƣợc cấp phối tái sinh hoàn chỉnh với hàm lƣợng bitum bọt tối ƣu tƣơng ứng với hàm lƣợng xi măng đƣợc lấy 1% theo khối lƣợng, tính tốn độ ẩm tối ƣu đầm chặt với cấp phối tái sinh đƣợc lấy từ trƣờng Giá trị module đàn hồi hỗn hợp vật liệu tái chế đạt đƣợc sở cho việc ứng dụng công nghệ bitum bọt xi măng tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại vào thực tế Đã thực nghiệm trƣờng thi cơng cào bóc tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng tuyến Quốc Lộ 1, đoạn qua địa bàn Quận 12, T.p Hồ Chí Minh cơng ty TNHH MTV Cơng Trình Giao Thơng Sài Gịn thi cơng, nghiên cứu cơng tác cần thiết suốt q trình thi cơng, từ cơng tác chuẩn bị đến khâu triển khai thi công kiểm tra, nghiệm thu cơng trình Trên sở kết thu đƣợc từ thực nghiệm trƣờng, kết hợp với nội dung định 1162/QĐ-BGTVT Bộ Giao Thơng Vận Tải, đề xuất quy trình cho công tác thi công bao gồm đƣa yêu cầu thiết bị sử dụng cho công nghệ, giai đoạn trình thực quy trình cho công tác kiểm tra, nghiệm thu trƣớc, sau q trình thi cơng Trang 93 Theo nhận xét đánh giá tác giả, hiệu việc tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng lớn + Về mặt kỹ thuật: đạt đƣợc giá trị cƣờng độ mong muốn, chất lƣợng mặt đƣờng tốt, đảm bảo kỹ thuật cƣờng độ + Về thời gian thi cơng: tiến độ thi cơng nhanh, thông xe thời gian ngắn + Về mặt kinh tế: giảm chi phí cho việc thực tu bảo trì đƣờng Bảng: So sánh kết đạt so với cách thi công thông thường Tái chế nguội mặt đƣờng Tiểu mục so sánh Đào xử lý dày 22cm Đơn giá (đồng/100m2) 42.240.576 34.317.242 Khối lƣợng thi công 400m2/ca ~1000m2/ca Ảnh hƣởng lƣu thông Lớn Nhỏ Vật liệu phế thải Có Khơng dày 22cm Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại công nghệ bitum bọt xi măng cần có nghiên cứu thêm để ứng dụng hiệu công nghệ Việt Nam nhƣ nghiên cứu tối ƣu hóa hàm lƣợng xi măng hàm lƣợng bitum bọt để tạo đƣợc lớp móng tái sinh cứng chịu đƣợc tải trọng lớn tình trạng xe tải, khổ lƣu thông nƣớc ta lớn Trang 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) “Cơng trình giao thông – Phần Thiết kế đƣờng ô tô”;Trƣờng Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh , Nguyễn Đình Hn – Nguyễn Văn Mùi 2) “Bài giảng mơn học thiết kế đƣờng ô tô”; Trƣờng Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh , Nguyễn Đình Hn 3) “Bài giảng thí nghiệm đƣờng tơ”; Trƣờng Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh 4) Quyết định 1162/QĐ-BGTVT ngày 23/05/2012 “Quyết định ban hành quy trình tạm thời thiết kế, thi công nghiệm thu lớp tái sinh nguội chỗ bitum bọt xi măng kết cấu áo đƣờng ô tô” Bộ Giao Thơng Vận Tải 5) 22 TCN 211-06 “Quy trình thiết kế áo đƣờng mềm”; Bộ Giao Thông Vận Tải 6) TCVN 8819:2011 “Mặt đƣờng bê tơng nhựa nóng – yêu cầu thi công nghiệm thu”; Viện Khoa Học Công nghệ Giao Thông Vận Tải biên soạn, Bộ Giao Thông Vận Tải đề nghị, Bộ Khoa học cơng nghệ cơng bố 7) TCVN 8859:2011 “Lớp móng CPĐD kết cấu áo đƣờng ô tô – vật liệu, thi công nghiệm thu”; Viện Khoa Học Công nghệ Giao Thông Vận Tải biên soạn, Bộ Giao Thông Vận Tải đề nghị, Bộ Khoa học công nghệ công bố 8) TCVN 8817:2011 “Nhũ tƣơng nhựa axit – yêu cầu kỹ thuật phƣơng pháp thử” 9) 22TCN 333-06 “Quy trình đầm nén đất, đá dăm phịng thí nghiệm” Bộ Giao Thơng Vận Tải 10) 22TCN 334-06 “Quy trình kỹ thuật thi cơng nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm kết cấu áo đƣờng tơ” 11) TCVN 8862:2011 “Quy trình thí nghiệm xác định cƣờng độ kéo ép chẻ vật liệu hạt liên kết chất kết dính” 12) TCVN 7572-2:2006 “Xác định thành phần hạt cho Cốt liệu cho bê tông vữa” Trang 95 13) TCVN 4197:1995 “Đất xây dựng Phƣơng pháp xác đinh giới hạn dẻo giới hạn chảy phịng thí nghiệm” 14) TCVN 2682:2009 “Xi măng Pooclăng – yêu cầu kỹ thuật TCVN 6260:2009 Xi măng Pooclăng hỗn hợp– yêu cầu kỹ thuật” 15) TCVN 7493:2005 “Bitum – yêu cầu kỹ thuật” 16) K M Muthen “Foamed Asphalt Mixes - Mix Design Procedure”, Contract Report CR-98/077, Dec.1998 17) J.M.RAMANUJAM and J.D.JONES “Foam Bitumen Stabilisation”, Aug.2000 18) Tài liệu “Wirtgen Cold Recycling Manual” tập đoàn Wirtgen, Nov.2004 Trang 96 LÝ LỊCH KHOA HỌC I PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Chu Thắng Ngày, tháng, năm sinh : 26/02/1986 Nơi sinh : Gia Lai Địa liên lạc: 79/37/6 Bùi Quang Là, Phƣờng 12, Quận Gị Vấp, Tp Hồ Chí Minh III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ năm 2004 - 2009: Sinh viên trƣờng Đại học Bách Khoa TPHCM Tốt nghiệp đại học : năm 2009 Hệ: Chính quy Trƣờng : Đại học Bách Khoa TPHCM Chuyên ngành : Thủy lợi – Thủy điện – Cấp thoát nƣớc Từ năm 2011 đến nay: Học viên cao học trƣờng Đại học Bách Khoa TPHCM Khóa 2011, chuyên ngành Xây dựng đƣờng ô tô đƣờng thành phố Mã số học viên : 11010303 IV Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ đầu năm 2009 - đến nay: công tác Công ty TNHH MTV Cơng Trình Giao Thơng Sài Gịn ... CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG 56 Trang CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƢỜNG THI CÔNG TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA... tác tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt hƣ hại cơng nghệ bitum bọt xi măng Phần nội dung đề tài nghiên cứu sở khoa học việc ứng dụng công nghệ bitum bọt xi măng để tái chế nguội mặt đƣờng bê. .. phố I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA ĐƢỜNG QUỐC LỘ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CHÍNH: Nghiên cứu sở khoa học,