Nghiên cứu nâng cấp, cải tạo mặt đường bê tông nhựa cũ bằng công nghệ tái chế nguội tại chỗ

Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o - TRẦN MINH HOÀNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chun ngành: Xây dựng đường Ơ tơ đường Thành phố Mã số ngành: 60.58.30 NGHIÊN CỨU NÂNG CẤP, CẢI TẠO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CŨ BẰNG CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ NGUỘI TẠI CHỔ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS LÊ VĂN BÁCH (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày tháng năm 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHIà VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Minh Hoàng Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh : 28-10-1981 Nơi sinh : Quảng Ngãi Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô đường thành phố MSHV: 09010279 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CẤP, CẢI TẠO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CŨ BẰNG CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ NGUỘI TẠI CHỖ II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Xác định tầm quan trọng công nghệ tái chế nguội chổ việc nâng cấp, cải tạo mặt đường bê tông nhựa cũ giới nước Tổ chức đếm loại xe Mục đích cơng tác để xác định lưu lượng xe tính tốn năm tương lai xác định Eyc kết cấu sữa chữa, tăng cường tuyến Quốc Lộ 1A (đoạn từ cầu Bình Phước đến chùa Khánh An) Thí nghiệm phòng tiêu lý lớp vật liệu mặt đượng nhựa cũ thí nghiệm tiêu lý lớp bê tông nhựa tái chế Từ số liệu tính tốn đưa kết cấu cho mặt đường tái chế nguội chỗ tuyến Quốc Lộ 1A (đoạn từ cầu Bình Phước đến chùa Khánh An) III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 05-07-2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 07-12-2010 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ VĂN BÁCH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TS LÊ VĂN BÁCH Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua LỜI CẢM ƠN -o0o Luận văn tốt nghiệp hồn thành khơng từ nổ lực thân học viên mà nhờ hướng dẫn nhiệt tình giúp đỡ quý thầy cô, đồng nghiệp bạn bè thân hữu Trước tiên, xin chân thành cảm ơn quý Thầy cô mơn Cầu Đường nhiệt tình giảng dạy chúng em suốt thời gian qua, đồng thời quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện tốt giai đoạn thực Luận văn học viên Học viên xin chân thành cảm ơn đến thầy hướng dẫn, tiến sĩ Lê Văn Bách giúp đỡ, dẫn tận tình thời gian thực luận văn Xin cảm ơn bạn học viên lớp Xây dựng đường ô tô đường thành phố K2009, người kề vai sát cánh suốt thời gian học tập Cuối cùng, xin cảm ơn Gia đình, Cơ quan bạn bè thân hữu động viên, giúp đỡ học viên suốt thời gian học tập thực Luận văn Tp HCM, tháng 12 năm 2010 Học viên Trần Minh Hồng Trang 84 HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tải truyền qua kết cấu đường Hình 1.2 Minh họa cho thấy loại vật liệu phổ biến dùng để làm đường có tính mềm dẻo Hình 1.3 Tải kết cấu đường giao thông Hình 1.4 Duy tu hồi phục kết đường cách giám sát chất lượng lưu thông Hình 1.5 Thống kê vật liệu tái chế lại Mỹ vào năm 2007 11 Hình 1.6 Mặt đường nâng cấp, cải tạo sử dụng công nghệ tái sinh nguội …… 12 Hình 2.1 Cào bóc mặt đường cũ vận chuyển trạm trộn 17 Hình 2.2 Hỗn hợp bêtơng asphalt phế liệu tập kết trạm trộn 17 Hình 2.3 Hỗn hợp bêtơng asphalt phế liệu xử lý trạm trộn 18 Hình 2.4 Thảm lại hỗn hợp bêtông asphalt tái chế tái chế nguội chổ 18 Hình 2.5 Quy trình tái chế 19 Hình 2.6 Cào bóc mặt đường nhựa cũ cơng nghệ tái sinh nguội chổ 20 Hình 2.7 Lu lèn mặt đường nhựa cũ công nghệ tái sinh nguội chổ 21 Hình 2.8 Nguyên lý tái chế cơng nghệ tái sinh nóng 22 Hình 2.9 Đốt nóng mặt đường cũ 23 Hình 2.10 Cào xới mặt đường sau đốt nóng 23 Hình 2.11 Thu gom cốt liệu vào máy trộn 24 Hình 2.12 Rãi lại hỗn hợp bêtơng sau tái chế 24 Hình 2.13 Lu lèn hồn thiện mặt đường 25 Hình 3.1 Cụm máy tái chế sử dụng vữa cement 33 Hình 3.2 Quan hệ độ bền/thời gian vật liệu chứa cement 34 Hình 3.3 Rải cement tay 37 Hình 3.4 Rải cement xá 38 Hình 3.5 Rải cement với xe Wirtgen WR 2500SK 39 Hình 3.6 Sử dụng xe Wirtgen WM 1000 để phun vữa cement 39 Trần Minh Hồng Trang 85 Hình 3.7 Cụm máy tái chế sử dụng vữa cement vật liệu gia cố bitum 43 Hình 3.8 Sản xuất bitum bọt 49 Hình 3.9 Các đặc tính bitum bọt 51 Hình 3.10 Quan hệ tính chất tạo bọt 54 Hình 3.11 Tính thích hợp vật liệu xử lý bitum bọt 57 Hình 4.1 Đường cong cấp phối cấp phối đá dăm 68 Hình 4.2 Quan hệ lực thông xe với chiều dày lớp tái chế 72 Hình 4.3 Mặt đường bị hư hỏng trước thi công 73 Hình 4.4 Rải 1% Xi măng máy 73 Hình 4.5 Cào bóc mặt đường 73 Hình 4.6 Lu rung chân cừu 20 73 Hình 4.7 San phẳng máy san 73 Hình 4.8 Lu chặt lu bánh cứng 73 Hình 4.9 Lu hoàn thiện lu bánh lốp 74 Hình 4.10 Mặt đường sau cào bóc, tái sinh 74 Hình 4.11 Mặt đường sau rải thảm bê tơng nhựa hồn thiện 74 Trần Minh Hoàng Trang 86 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I Tổng quan mặt đường nhựa 1 Tổng quan Thành phần mặt đường 2.1 Bề mặt đường 2.2.Cấu trúc đường 2.3.Lớp đường Các yếu tố gây hư hỏng mặt đường 3.1.Các tác nhân môi trường 3.2 Các ảnh hưởng giao thông Hậu vết nứt Duy tu phục hồi cấu trúc mặt đường Các lựa chọn phục hồi mặt đường 10 II Tình hình nghiên cứu tái chế bê tông giới nước ta 10 Tình hình nghiên cứu giới 10 Tình hình nghiên cứu nước 12 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ CÀO BĨC VÀ TÁI CHẾ MẶT ĐƯỜNG NHỰA CŨ 15 I Công nghệ cào bóc, tái chế nguội mặt đường bê tơng asphalt CIR (cold in place recycling) 15 II Cơng nghệ cào bóc, tái chế nóng mặt đường bê tông asphalt HIR (hot in-place recycling) 22 CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 27 I Cơ sở lý thuyết bê tông alphalt 27 Khái niệm 27 Trần Minh Hoàng Trang 87 Phân loại 27 Các tính chất bê tơng asphalt 28 3.1 Cường độ 28 3.2 Tính biến dạng 29 3.3 Độ mài mòn 29 3.4 Độ ổn định nước 29 3.5 Độ rỗng bê tông asphalt 30 3.6 Tính dễ tạo hình bê tơng asphalt 30 II Cơ sở lý thuyết công nghệ tái chế nguội mặt đường nhựa 30 Gia cố ổn định hóa với cement 32 1.1 Tổng quan 32 1.2 Các yếu tố tác động đến độ bền 33 1.3 Sự rạn nứt lớp xử lý cement 34 1.4 Các vấn đề làm việc với cement 35 1.4.1 Thiết kế thành phần hỗn hợp 35 1.4.2 Chất lượng cement 36 1.4.3 Loại cement 36 1.4.4 Tính đồng phân phối cement 36 1.4.5 Tính đồng phối trộn 39 1.4.6 Bổ sung nước 40 1.4.7 Xử lý 40 1.4.8 Nhiệt độ 40 1.5 Ưu điểm, nhược điểm công nghệ tái chế nguội cement 40 1.5.1 Ưu điểm 40 1.5.2 Nhược điểm 41 Tái chế Gia cố Ổn định hóa với nhũ bitum 41 2.1 Tổng quan 41 2.2 Các loại nhũ 43 2.3 Các vấn đề làm việc với nhũ bitum 45 2.3.1 Thiết kế thành phần hỗn hợp 45 Trần Minh Hoàng Trang 88 2.3.2 Bảo quản 46 2.3.3 Thời gian đầm nén 46 2.3.4 Chế độ kết cứng 47 2.3.5 Các tính chất vật liệu gia cố nhũ bitum 47 2.3.6 Thời gian xử lý 48 2.4 Ưu điểm, nhược điểm công nghệ tái chế nguội nhũ bitum 48 2.4.1 Ưu điểm 48 2.4.2 Nhược điểm 48 Tái chế gia cố với bitum bọt 48 3.1 Tổng quan 48 3.2 Các đặc tính bitum bọt 50 3.3 Thiết kế thành phần hỗn hợp 51 3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tính chất bitum bọt 53 3.5 Các đặc tính tạo bọt chấp nhận 55 3.6 Tính thích hợp vật liệu xử lý bitum bọt 56 3.7 Mẫu vật liệu dùng để thiết kế thành phần hỗn hợp 58 3.8 Các vấn đề làm việc với bitum bọt 59 3.8.1 Các vấn đề an toàn 59 3.8.2 Nhiệt độ vật liệu 59 3.8.3 Áp dụng chất phụ gia hoạt động 60 3.9 Tính chất điển hình vật liệu ổn định hóa bitum bọt 60 3.9.1 Độ bền 61 3.9.2 Độ cứng vững 62 3.10 Ưu điểm, nhược điểm công nghệ tái chế nguội bitum bọt 62 3.10.1 Ưu điểm 62 3.10.2 Nhược điểm 62 Yêu cầu kỹ thuật thi cơng cào bóc, tái chế 63 4.1 Công tác chuẩn bị 63 4.2 Chuẩn bị mặt 63 4.3 Vận chuyển xi măng rải mặt đường 64 Trần Minh Hoàng Trang 89 4.4 Vận chuyển bitum nóng 64 4.5 Cào bóc tái chế 64 4.6 Lu lèn ban đầu 65 4.7 San định dạng mặt đường 66 4.8 Lu lèn chặt 66 4.9 Bảo dưỡng 66 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ ĐIỂM TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA TRÊN QUỐC LỘ 1A 67 I Thí nghiệm tiêu lý mặt đường cũ 67 Chỉ tiêu lý lớp đá dăm 68 Chỉ tiêu lý lớp bê tông nhựa 70 II Đề xuất phương pháp tái chế chiều sâu lớp tái chế 71 Đề xuất phương pháp tái chế 71 Chiều sâu lớp tái chế 72 III Tính tốn kết cấu áo đường 75 Số trục xe tính tốn/làn xe sau qui đổi trục tiêu chuẩn 75 Số trục xe tính tốn tiêu chuẩn/ xe 77 Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn tính toán 77 Dự kiến kết cấu áo đường 77 4.1 Cào bỏ lớp BTN cũ thay lớp BTN (phương án 1) 77 4.2 Cào bỏ lớp BTN cũ thay lớp BTN tái chế nguội (phương án 2) 78 IV Kết luận 78 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO79 I Kết luận 79 II Dự kiến hướng nghiên cứu 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC Trần Minh Hoàng 69 Trang ™ Thí nghiệm kiểm tra mơđun đàn hồi lớp đá dăm (Eđh) - Sử dụng ép cứng đường kính D=34cm Áp lực tính tốn P=0.6 daN/cm2 - Cơng thức tính: Mơđun đàn hồi vị trí đo thí nghiệm tính theo: E đh = Với πpD(1 − μ ) Lđh - m: hệ số nở hông vật liệu kết cấu (m=0.3) - Lđh: trị số độ lún đàn hồi đo vị trí thí nghiệm(mm) Bảng 4.2 Đo mơđun ép cứng Số đọc đồng hồ Độ lún Dư Ld(m) Độ lún đàn hồi Lđh(m) Môđun đàn hồi Eđh(daN/cm²) Khơng tải Có tải Ra tải Độ lệch vạch 0.01m Mố B + 500 280 349 288 61 0.120 0.915 1593 Mố B + 600 426 492 435 57 0.135 0.855 1705 Mố B + 700 326 397 338 59 0.180 0.885 1647 Mố B + 800 382 444 390 54 0.120 0.810 1800 Mố B + 900 258 328 272 56 0.210 0.840 1736 Mố B + 1000 285 346 291 55 0.090 0.825 1767 STT Lý trình điểm đo Từ bảng rút Eđhtb= 1708 daN/cm2 Trần Minh Hoàng 70 Trang Chỉ tiêu lý lớp bê tơng nhựa Bảng 4.3 kết thí nghiệm kết bê tơng nhựa 22TCN 249-98 STT Các tiêu thí nghiệm Đơn vị Loại I Loại II Thành phần hạt Hàm lượng nhựa theo cốt liệu % 5-:-6 5-:-6 Cường độ chịu nén daN/cm o ≥ 25 - Ở 20 C ≥ 35 daN/cm ≥ 12 - Ở 50oC ≥ 14 Thí nghiệm Marshall ≥ 7.5 - Độ ổn định 60oC (S) kN ≥8 ≤4 - Chỉ số dẻo quy ước mm ≤4 - Thương số Marshall kN/mm 2-:-5 1.8-:-5 - Độ ổn định lại sau ngâm mẫu nước 24h 60oC so với độ ổn định ban đầu : % > 75 > 75 Độ rỗng cốt liệu mẫu Marshall % 14-:-18 14-:-20 Độ rỗng dư mẫu Marshall % 3-:-6 3-:-6 1.5-:1.5-:7 Độ ngậm nước mẫu nén hình trụ % 3.5 4.5 ≤ 1.0 Độ nở thể tích mẫu nén hình trụ % ≤ 0.5 Khối lượng thể tích Trần Minh Hoàng g/cm3 - - Kết 4.56 40.88 34.74 13.25 3.45 3.84 75.78 15.45 5.37 2.527 0.300 2.381 71 Trang ™ Thí nghiệm kiểm tra mơđun đàn hồi lớp bê tông nhựa (Eđh) - Sử dụng ép cứng đường kính D=34cm Áp lực tính tốn P=0.6 daN/cm2 Bảng 4.4 Đo mô đun đàn hồi bê tông nhựa ép cứng Số đọc đồng hồ Số Lý trình thứ điểm tự điểm đo tải tải Mố B + 400 285 338 287 51 0.030 0.765 1906 Mố B + 450 305 359 313 46 0.120 0.690 2113 Mố B + 500 280 335 290 45 0.150 0.675 2160 Mố B + 550 501 546 509 37 0.120 0.555 2627 Mố B + 600 426 470 427 43 0.015 0.645 2260 Mố B + 650 194 243 202 41 0.120 0.615 2371 Mố B + 700 326 381 335 46 0.135 0.690 2113 Mố B + 750 264 314 272 42 0.120 0.630 2314 Mố B + 800 382 430 388 42 0.090 0.630 2314 10 Mố B + 850 312 361 316 45 0.060 0.675 2160 11 Mố B + 900 258 308 265 43 0.105 0.645 2260 12 Mố B + 950 156 207 160 47 0.060 0.705 2068 13 Mố B + 1000 285 334 292 42 0.105 0.630 2314 14 Mố B + 1050 407 459 411 48 0.060 0.720 2025 15 Mố B + 1100 553 599 557 42 0.060 0.630 2314 Không Có Ra tải Độ lệch Độ lún Độ lún Mơđun vạch dư đàn hồi đàn hồi 0,01mm Ld(mm) Lđh(mm) Eđh(daN/cm²) Từ bảng rút Eđhtb= 2221 daN/cm2 II Đề xuất phương pháp tái chế chiều sâu lớp tái chế Đề xuất phương pháp tái chế Vì đoạn thí điểm Quốc lộ 1A – đoạn qua khu vực TP Hồ Chí Minh nên lưu lượng xe lớn, xe tải, dẫn đến modun đàn hồi yêu cầu cao Do đó, Trần Minh Hoàng 72 Trang yêu cầu vật liệu tái chế phải có modun đàn hồi cao Vì chọn phương án tái sinh nguội gia cố xi măng bitum bọt (2 loại vật liệu phổ biến Việt Nam) Chiều sâu lớp tái chế Từ kết đếm xe chọn chiều dày lớp cào bóc, tái chế 25cm để kiểm toán áo đường theo công nghệ tái chế nguội chổ thông qua biểu đồ hình 4.2 Hình 4.2 Quan hệ lực thơng xe với chiều dày lớp tái chế Sau số hình ảnh đoạn thi cơng cơng trình sửa chữa thí điểm quốc lộ 1A (đoạn từ cầu Bình Phước đến chùa Khánh An) công nghệ tái chế nguội chổ trước sau thi công Trần Minh Hồng 73 Trang Hình 4.3 Mặt đường bị hư hỏng trước thi cơng Hình 4.5 Cào bóc mặt đường Hình 4.7 San phẳng máy san Trần Minh Hồng Hình 4.4 Rãi 1% xi măng máy Hình 4.6 Lu rung chân cừu 20 Hình 4.8 Lu chặt lu bánh cứng 74 Trang Hình 4.9 Lu hồn thiện lu bánh lốp Hình 4.10 Mặt đường sau cào bóc tái sinh Hình 4.11 Mặt đường sau rãi thảm bê tơng nhựa hồn thiện Trần Minh Hồng 75 Trang III Tính tốn kết cấu áo đường ™ Thông tin chung: - Loại cấp đường thiết kế : Đường ô tô cấp - Số xe thiết kế : 03 - Dải phân cách : không - Dự báo hệ số tăng trưởng giao thông hàng năm q= 8% - Thời hạn tính tốn cho đường QL1A (trường hợp đường nâng cấp, cải tạo) t=10 năm - Tải trọng trục tiêu chuẩn 100 KN - Đường kính ép D=33cm - Áp lực tính tốn tiêu chuẩn p=0.6 Mpa Số trục xe tính tốn/làn xe sau qui đổi trục tiêu chuẩn Sau tác giả tổ chức khảo sát đếm loại xe (xe buýt loại, xe tải loại, xe container) để từ phân tích thành phần có dự báo tăng trưởng xe hợp lý Mục đích cơng tác để xác định lưu lượng xe tính tốn năm tương lai xác định Eyc kết cấu sửa chữa, tăng cường BẢNG TỔNG KẾT ĐẾM XE VÀ DỰ BÁO LƯU LƯỢNG XE NĂM TÍNH TỐN Địa điểm : Quốc lộ 1A Hướng từ: Ngã tư An Sương đến Ngã Bình Phước Bảng 4.5 Kết đếm xe hướng ngã tư An Sương đến ngã tư Bình Phước Loại xe Thời gian 16/04/2010 17/04/2010 18/04/2010 19/04/2010 20/04/2010 21/04/2010 22/04/2010 Tổng Xe khách < 17 ghế 1237 1124 987 1155 1324 1150 1268 8245 Trần Minh Hoàng Xe khách 17-24 xe khách >24 254 365 391 262 156 152 250 1830 792 904 895 690 784 740 902 5707 Tải nhẹ trục, bánh 620 434 403 671 513 529 740 3910 Tải nhẹ trục, bánh 9682 10512 5168 11110 12734 10804 11510 71520 Tải trung trục, bánh 3334 1999 1082 1726 1916 1635 1785 13477 Tải nặng trục 2020 1964 1228 2153 1940 2041 2028 13374 Tải nặng >3 trục 1401 1161 576 1254 1520 1376 1388 8676 76 Trang Bảng 4.6 lưu lượng xe ni (xe/ngày đêm) trung bình Loại xe Xe khách 24 1178 261 815 Tải nhẹ trục, bánh 559 Tải nhẹ Tải trung trục, trục , bánh bánh 10217 1925 Tải nặng trục 1911 Tải nặng >3 trục 1239 Xe khác Bảng 4.7 qui đổi số trục xe tiêu chuẩn Số bánh xe Số trục Pi (kN) (trục) cụm bánh xe Loại xe Xe buýt Trục trước nhỏ Trục sau K/c trục sau (m) ni C1.C2.ni.(Pi/100)^4,4 26.40 1 1629 30 45.20 1629 49 Xe buýt Trục trước lớn Trục sau 56.00 1 1117 558 95.80 1117 925 Trục trước 18.00 1 3848 Trục sau 56.00 3848 300 Trục trước 25.80 1 3820 63 Trục sau 69.60 3820 775 Trục trước 48.20 1 0 Trục sau 100.00 0 Trục trước 45.20 1 2477 482 Trục sau 94.20 2 1.4 2477 4,190 Tải nhẹ Tải vừa Tải nặng Tải nặng Theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06 số trục xe tiêu chuẩn mặt cắt năm cuối thời kì thiết kế: N tk = Với k ∑ i =1 ⎛ P ⎞ C ⋅ C ⋅ n i ⋅ ⎜⎜ i ⎟⎟ ⎝ Ptt ⎠ 4,4 C1= 1+1.2(m-1) (m: số trục xe cụm trục) C2= 6.4 cho trục trước trục sau cụm bánh đơn Trần Minh Hoàng 77 Trang C2= 1.0 cho trục sau cụm bánh đôi C2= 6.4 cho trục sau cụm bánh bốn ⇒ Ntk = 7371 (trục / ngày đêm) Số trục xe tính tốn tiêu chuẩn/ xe N tt = N tk f L =7371x0.55=4054.05 (trục / ngày đêm) Vì đường thiết kế có xe khơng có dải phân cách nên theo 3.3.2 “22TCN 211-06” ta có fL = 0.55 Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn tính tốn Ne = [(1 + q) − 1]365N t q(1 + q) t −1 tt = 1.07x107 (trục/làn) Dự kiến kết cấu áo đường 4.1 Cào bỏ lớp BTN cũ thay lớp BTN (phương án 1) Bảng 4.8 Dự kiến Kết cấu áo đường Phương án E (Mpa) Bề Lớp kết cấu dày (từ lên) lớp (cm) Nền đường CPĐD cũ Tính Tính độ võng trượt Tính Rku kéo (Mpa) uốn C (Mpa ) φ (0) 171 Cấp phối đá dăm loại I 17 300 300 300 BTN nóng, chặt, hạt vừa 350 250 1600 2.0 BTN nóng, chặt, hạt nhỏ 420 300 1800 2.8 BTN nóng, chặt, hạt nhỏ 420 300 1800 2.8 Sau kiểm toán kết cấu áo đường dự kiến theo 22TCN 211- 06 ta nhận thấy kết cấu thõa mãn tiêu chuẩn cường độ (xem phụ lục A) Trần Minh Hoàng 78 Trang 4.2 Cào bỏ lớp BTN cũ thay lớp BTN tái chế nguội (phương án 2) Bảng 4.9 Dự kiến Kết cấu áo đường Phương án E (Mpa) Bề Lớp kết cấu dày (từ lên) lớp Tính Tính (cm) Nền đường CPĐD cũ độ võng trượt Tính Rku (Mpa) kéo uốn C (Mpa ) φ (0) 171 BTN tái chế 25 340 250 1600 1.4 BTN nóng, chặt, hạt nhỏ 420 300 1800 2.8 Sau kiểm toán kết cấu áo đường dự kiến theo 22TCN 211-06 ta nhận thấy kết cấu thõa mãn tiêu chuẩn cường độ (xem phụ lục B) IV Kết luận Căn vào kết kiểm toán phương án ta thấy phương án thỏa mãn tiêu chuẩn cường độ Tuy nhiên phương án tận dụng nguồn vật liệu chổ Căn vào kết tổng dự tốn phương án cơng trình: SỬA CHỮA QUỐC LỘ 1A(TỪ CẦU BÌNH PHƯỚC ĐẾN CHÙA KHÁNH AN) chiều dài tuyến L= 700m Ta thấy chi phí phương án lớn phương án khoảng 200 triệu đồng Bảng 4.10 So sánh giá trị phương án So sánh phương án PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN Tổng giá trị (VNĐ) 4.703.839.751 4.470.946.383 Dựa vào kết thí nghiệm mẫu bê tơng nhựa tái chế nguội phụ lục I, II, III, IV, V ta thấy BTN tái chế nguội đáp ứng hầu hết tiêu kỹ thuật BTN theo tiêu chuẩn hành Dựa vào kết thí nghiệm độ võng đàn hồi cần Benkenman ta thấy môđun đàn hồi mặt đường BTN tái chế Ech ≈ 258Mpa lớn Eyc mặt đường Vậy công nghệ tái chế nguội đảm bảo yêu cầu cường độ cơng trình sửa chữa quốc lộ 1A Trần Minh Hoàng 79 Trang CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO I Kết luận Trên sở lý thuyết tái chế nguội mặt đường bê tông nhựa chổ từ số liệu thiết kế, thí nghiệm cơng trình sửa chữa thí điểm quốc lộ 1A(từ cầu Bình Phước đến chùa Khánh An) đưa kết luận sau: Qua kết thiết kế dùng công nghệ tái chế nguội chổ để sửa chữa thí điểm cơng trình quốc lộ 1A, qua số liệu thí nghiệm lớp BTN tái chế nguội thấy cơng nghệ có hiệu mặt kinh tế - kỹ thuật + Về mặt kinh tế: Qua kết so sánh tính tổng dự tốn cơng trình Sửa chữa thí điểm quốc lộ lA (đoạn từ cầu Bình Phước đến chùa Khánh An) chiều dài tuyến L=700m chi phí phương pháp dùng cơng nghệ tái chế nguội chổ phương pháp cào bỏ mặt đường cũ khoảng 200 triệu đồng + Về mặt kỹ thuật: Qua kết thí nghiệm vật liệu tái chế nguội chổ kết đo môđun đàn hồi mặt đường dùng BTN tái chế (Phần phụ lục vật liệu tái chế nguội chổ) ta thấy lớp BTN tái chế đáp ứng hầu hết tiêu kỹ thuật BTN theo quy trình hành (22TCN 249-98) lớp áo đường BTN nhựa tái chế thỏa mãn yêu cầu cường độ theo 22TCN 211-06 Công nghệ tái chế nguội chổ tận dụng toàn vật liệu mặt đường hữu , Không cần cung cấp thêm đất đá cấp phối sử dụng vật liệu mức tối thiểu Do giảm lượng chuyên chở vật liệu đổ vật liệu đến mức thấp Tiêu thụ lượng giảm đáng kể, giảm thiểu hư hại đến mạng lưới đường khác xe chở vật liệu qua Công nghệ tái chế nguội chổ không nâng cao độ mặt đường hữu khơng ảnh hưởng đến hệ thống thoát nước qui hoạch mạng lưới đường hữu Trần Minh Hoàng 80 Trang Công nghệ tái chế mặt đường bê tơng nhựa nói chung hay cơng nghệ tái chế nguội chổ mặt đường bê tơng nhựa nói riêng cho thấy nhiều ưu điểm so với phương pháp sửa chữa mặt đường thông thường Cần phải đưa công nghệ vào việc tu, bảo dưỡng hệ thống mặt đường bê tông nhựa ngày xuống cấp Việt Nam Bảng 5.1 Tổng hợp kết thí nghiệm BTN tái chế nguội STT Các tiêu thí nghiệm Thành phần hạt Hàm lượng nhựa theo cốt liệu Thí nghiệm Marshall Đơn Theo22TCN Kết vị 249-98 Ghi Phụ lục II % 5.5-:-6.5 4,82 Phụ lục I - Độ ổn định 60oC (S) kN ≥8 6.40 Phụ lục III - Chỉ số dẻo quy ước mm ≤4 2.42 Phụ lục III % > 75 98.90 Phụ lục III % 3-:-6 8.66 - Độ ổn định lại sau ngâm mẫu nước 24h 60oC so với độ ổn định ban đầu : - Độ rỗng dư mẫu Marshall Phụ lục III Khối lượng thể tích g/cm3 - 2.297 Phụ lục III Khối lượng thể riêng g/cm3 - 2.515 Phụ lục IV Độ chảy % - 0.000 Phụ lục V Dựa vào bảng ta thấy vật liệu BTN tái chế nguội đáp ứng hầu hết tiêu BTN II Dự kiến hướng nghiên cứu Cơng nghệ cào bóc, tái chế bê tơng nhựa cũ nước phát triển nước khu vực triển khai 50 năm trước nhiên Việt Nam lĩnh vực cịn tương đối mẻ Kết nghiên cứu đề tài góp phần tổng hợp, phân tích thành cơng nghệ cào bóc, tái chế bê tơng nhựa giới Các vấn đề nên tiếp tục nghiên cứu Việt Nam: Trần Minh Hoàng 81 Trang Điều tra nghiên cứu thiết kế kết cấu mặt đường nhựa tái chế nóng Phân tích đơn giá, định mức cho phương pháp tái chế mặt đường nhựa Đánh giá hiệu suất đầu tư cho phương pháp Đề xuất dẫn kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa công nghệ tái chế mặt đường nhựa cũ Trần Minh Hoàng 82 Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Karen A O’Sullivan, “The Effects of Warm Mix Asphalt Additives on Recycled Asphalt Pavement”, A Major Qualifying Project Report Submitted to the Faculty of the worcester polytechnic institute In partial fulfillment of the requirements for the Degree of Bachelor of Science, June,2009 [2] Charles.T.Jarhen, BrianJ Ellsworth, Bryan Cawley, Kenneth Bergeson “Review of cold in place recycled asphalt concrete projects”, Sponsored by the lowa Department of Transportation Project Development Division and the lowa Highway Research Board, February,1998 [3] Michael S Sondag, Bruce A Chadbourn, Andrew Drescher, “ Investigation Of Recycled Asphalt Pavement (RAP) Mixtures ”, Department of Civil Engineering University of Minnesota 500 Pillsbury Dr S.E Minneapolis, MN 55455, February, 2002 [4] Anil Misra, Sushant Upadhyaya, Frederick Gustin, Ali Roohanirad ,“FullDepth Cold In-Place Recycling of Asphalt Pavements Using Self-Cementing Fly Ash: Field and Laboratory Study”, University of Missouri-Kansas City, 350H Flarsheim Hall, 5100 Rockhill Road, Kansas City, MO 64110, June, 2003 [5] Irfan Khan Jhatial, “Evaluation of properties of cold in place recycling material: a case study”, Faculty of Civil Engineering Universiti Teknologi Malaysia , May, 2006 [6] Woosung Kim and Joseph F Labuz ,“ Resilient Modulus and Strength of Base Course with Recycled Bituminous Material”, Department of Civil Engineering University of Minnesota, January, 2007 [7] Eric J McGarrah “Evaluation of current practices of reclaimed asphalt pavement/virgin aggregate as base course material” , A research paper submitted in partial fulfillme of the requirements for degree of Master of Science Civil Engineering University of Washington , January, 2007 Trần Minh Hoàng 83 Trang [8] Kefah Muhammad Abdul-Rahman,« Recycling of Deteriorated Asphalt Pavements ”, A Thesis Presented to the faculty of the college of graduate studies King Fahd university of petroleum & mineral Dhahran, Saudi Arabia ,October, 1985 [9] K.J Jenkins, M.F.C van de Ven, R Derbyshire, M Bondietti, « Investigation of the early performance properties of apavement, recycled with foamed bitumen and emulsion through field testing”, Institute for Transport Technology, University Stellenbosch ,July, 2000 [10] Ashley Vannoy Brown “Cement stabilization of aggregate base material blended with reclaimed asphalt pavement ”, Department of Civil and Environmental Engineering Brigham Young University, August, 2006 [11] Adriana Vargas-Nordcbeck, « Evaluation of the use of reclaimed asphalt pavement in stone matrix asphalt mixtures ”, A Thesis Submitted to the Graduate Faculty of Auburn University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science December, 2007 [12] GS.TSKH Phùng Văn Lự; GS.TS Phạm Duy Hữu; TS Phan Khắc Trí “Sách vật liệu xây dựng”, Nhà xuất giáo dục, 2009 [13] Wirtgen Group, “Cold Recycling Manual” November,2004 [14] Dr Mahmoud El-Baz El-Shourbagy, “Mechanical Characteristics of Recycled Asphalt in Germany” Associate Professor, Dept of Civil Engineering Mansoura University, Mansoura, Egypt 2004 [15] Dỗn Tuấn Anh “Cơng nghệ tái sinh mặt đường xây dựng đường ô tô” , Báo giao thông vận tải “http://www.giaothongvantai.com.vn “ Ngày 27/03/2007 [16] Đức Thắng “Cào bóc, tái chế - Cơng nghệ ưu việt cho đại tu sữa chữa mặt đường” , Theo báo giao thông vận tải “http://www.giaothongvantai.com.vn” Ngày 16/01/2010 Trần Minh Hoàng ... ƒ Cơng nghệ tái chế nhựa cũ theo kiểu tái chế nguội ƒ Công nghệ tái chế nhựa cũ theo kiểu tái chế nóng Trong đề tài tác giả chủ yếu đề cập vào công nghệ tái chế nguội chổ mặt đường nhựa cũ Nhiều... Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô đường thành phố MSHV: 09010279 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU NÂNG CẤP, CẢI TẠO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CŨ BẰNG CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ NGUỘI TẠI CHỖ II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:... trình tái chế 19 Hình 2.6 Cào bóc mặt đường nhựa cũ công nghệ tái sinh nguội chổ 20 Hình 2.7 Lu lèn mặt đường nhựa cũ công nghệ tái sinh nguội chổ 21 Hình 2.8 Ngun lý tái chế cơng nghệ