Nguyễn, lê minh tuấn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ************************** NGUYỄN LÊ MINH TUẤN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT ĐỂ XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN CHUYÊN NGÀNH:XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Chánh 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 05 tháng 01 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sữa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độclập – Tự – Hạnhphúc -o0o Tp HCM, ngày … tháng … Năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN LÊ MINH TUẤN Phái: nam Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh:Tp.HCM 25/05/1979 Chuyên ngành: Xây dựng đường tơ đường thành phố Khố (Năm trúng tuyển) : MSHV: 11010305 2011 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT ĐỂ XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1- NHIỆM VỤ: - Nghiên cứu tổng quan thực trạng đường giao thông nông thôn Việt Nam - Nghiên cứu hỗn hợp bê tông nhựa, yêu cầu vật liệu chế tạo, phương pháp thiết kế thí nghiệm tiêu bê tông nhựa theo phương pháp Marshall - Nghiên cứu thiết kế áo đường cho đường giao thông nông thôn vật liệu Carboncor asphalt theo 22TCVN 211-06 - Nghiên cứu thực nghiệm tính chất vật liệu Carboncor asphalt 2- NỘI DUNG: Phầnmở đầu Chương1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở khoa học Chương 3: Thực nghiệm tính chất kỹ thuật vật liệu Carboncor Asphalt Chương 4: Nghiên cứu áp dụng vật liệu Carboncor asphalt thiết kế áo đường mềm Chương 5: Qui trình thi công mặt đường sử dụng vật liệu Carboncor Phần kết luận hướng phát triển đề tài III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 01 tháng 06 năm 2012 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 30 tháng 11 năm 2012 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu sử dụng vật liệu Carboncor Asphalt để xây dựng mặt đường giao thông nông thôn” thực từ tháng 06/2012 đến tháng 11/2012 với mục đích nghiên cứu tiêu lí vật liệu Carboncor asphalt , đánh giá chất lượng vật liệu việc sử dụng vật liệu Carboncor asphalt xây dựng đường giao thông nông thôn Việt Nam Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy PGS TS Nguyễn Văn Chánh tận tình hướng dẫn cung cấp thơng tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn đến Thầy giáo phụ trách Phịng thí nghiệm LASXD874 Trường Cao đẳng giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh nhiệt tình giúp đỡ tơi cơng tác thí nghiệm Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Bộ môn Cầu đường Phòng Sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, bạn lớp “Xây dựng đường tơ đường thành phố khóa 2010, khóa 2011” đồng nghiệp giúp tơi suốt thời gian học tập thực luận văn để thực tốt đề tài Xin cảm ơn người gia đình tơi giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian để tơi hồn thành luận văn tiến độ Vì thời gian thực luận văn có hạn nên khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tơi mong đóng góp q Thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Lê Minh Tuấn TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT ĐỂ XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN” Giới thiệu chung Xác định mục tiêu nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu luận văn, nêu ý nghĩa khoa học tính thực tiễn luận văn Chương I: Tổng quan Nghiên cứu tổng quan tình hình khí hậu Việt Nam, đặc điểm phát triển xây dựng giao thông Việt Nam Từ đặc điểm cân nhắc sử dụng vật liệu phù hợp vào việc xây dựng cho mặt đường giao thơng nơng thơn Việt Nam Ngồi chương cịn phân tích mục đích đề tài, phương pháp nghiên cứu ý nghĩa đề tài Chương II: Cơ sở khoa học Nghiên cứu bê tông nhựa, tiêu lí bê tơng nhựa, yêu cầu cốt liệu để chế tạo bê tông nhựa, chương giới thiệu phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa, phương pháp Marshall xác định tiêu lí bê tơng nhựa, ưu khuyết điểm phương pháp Marshall Áp dụng tiêu chuẩn 22TCN 211-06 để thiết kế áo đường mềm sử dụng vật liệu Carboncor Asphalt sau thực nghiệm kiểm tra tính chất vật liệu Carboncor Asphalt Chương III: Thực nghiệm tính chất kỹ thuật vật liệu Carboncor Asphall Nghiên cứu tính chất vật liệu Carboncor Asphalt nhiệt độ khác tương ứng với trình hình thành cường độ vật liệu Carboncor Asphalt Đó thời điểm thi cơng với lưu lượng xe chạy trung bình ( nhiệt độ 22.2 ± 1.10C ) theo khuyến cáo Asphalt Cold Mix Manual-MS 14, thời điểm vật liệu đạt cường độ cao với lưu lượng xe chạy cao tương ứng nhiệt độ 1350C ( gia nhiệt cho vật liệu Carboncor Asphalt) Chương IV: Nghiên cứu áp dụng vật liệu Carboncor Asphall thiết kế áo đường mềm Từ kết thí nghiệm đạt được, áp dụng tiêu chuẩn 22TCN 211-06 để thiết kế lại áo đường mềm sử dụng vật liệu Carboncor Asphalt cho kết cấu áo đường láng nhựa tỉnh Bến Tre Chương V: Qui trình thi công mặt đường sử dụng vật liệu Carboncor Asphalt Cũng vật liệu làm đường khác vật liệu Carboncor Asphalt áp dụng vào việc xây dựng đường cần có dẫn việc thi cơng như: cách rãi vật liệu, cách thức lu lèn cho mẫu chặt Trong chương V giới thiệu qui trình thi công vật liệu Carboncor Asphalt bao gồm công đoạn sau: chuẩn bị mặt bằng, hoàn thiện vệ sinh lớp móng đường, rải lu lèn vật liệu Carboncor Asphalt, cuối công tác kiểm tra chất lượng bảo dưỡng mặt đường Kết luận hướng phát triển đề tài -1- MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.1.1 Tình Hình Khí Hậu Việt Nam 1.1.2 Đặc Điểm Về Sự Phát Triển & Xây Dựng Giao Thông Ở Việt Nam 1.1.3 Giới Thiệu Vật liệu Carboncor Asphalt 1.1.4 Công nghệ sản xuất Carboncor Asphalt 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 10 1.3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 11 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 1.5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 11 CHƯƠNG II 12 CƠ SỞ KHOA HỌC 12 2.1 BÊ TÔNG NHỰA -YÊU CẦU VẬT LIỆU CHẾ TẠO 12 2.1.1 Giới Thiệu Bê Tông Nhựa 12 2.1.2 Phân Loại Bê Tông Nhựa 13 2.1.3 Các Tính Chất Của Bê Tông Nhựa 16 2.1.4 Yêu Cầu Vật Liệu Chế Tạo Bê Tông Nhựa 17 2.2 BÊ TÔNG NHỰA RẢI NGUỘI VÀ NHŨ TƯƠNG BITUM 20 2.2.1 Giới thiệu bê tông nhựa rải nguội 20 2.2.2 Giới thiệu nhũ tương bi tum 21 2.3 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA 24 2.3.1 Mục Đích: 24 2.3.2 Phương Pháp Thiết Kế Hỗn Hợp Bê Tông Nhựa: 24 2.4 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ HỌC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA 26 2.4.1 Giới Thiệu Phương Pháp Marshall 26 2.4.2 Ưu Điểm Phương Pháp Thí Nghiệm Marshall 27 2.4.3 Khuyết Điểm Phương Pháp Thí Nghiệm Marshall 27 -22.5 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM SỬ DỤNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT THEO 22TCVN 211-06 28 CHƯƠNG III 29 THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT 29 3.1 THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT THEO ASPHALT COLD MIX MANUAL-MS 14 29 3.1.1 Khối lượng thể tích, g/cm3 AASHTO T166 29 3.1.2 Độ ổn định Marshall – S ( nhiệt độ 22.2 ± 1.10C ) 33 3.1.3 Lượng tổn thất độ ổn định Marshall 34 3.2 THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT SAU KHI GIA NHIỆT 35 3.2.1 Đối với mẫu rời sấy khô 1100C 35 3.2.1.1 Tỷ trọng lý thuyết lớn AASHTO T209 35 3.2.1.2 Thí nghiệm tỷ số hàm lượng bột khống / Hàm lượng chất kết dính 40 3.2.2 Đối với mẫu chế bị gia nhiệt 1350C 4h với số chày đầm nén 2x75 44 3.2.2.1 Khối lượng thể tích, g/cm3 AASHTO T166 44 3.2.2.2 Độ ổn định Marshall – S ( nhiệt độ 600C, 40 phút ) AASHTO T245 47 3.2.2.3 Độ dẻo Marshall – F ( nhiệt độ 600C, 40 phút ) AASHTO T245 51 3.2.2.4 Độ ổn định Marshall lại ( sau ngâm mẫu 600C 24h ) so với độ ổn định Marshall ban dầu AASHTO T245 51 3.2.2.5 Cường độ chịu kéo gián tiếp 250C ( Cường độ ép chẻ ) 22TCN 73-84 51 3.2.2.6 Độ rỗng dư AASHTO T269 53 3.2.3 Thí nghiệm mơđun đàn hồi vật liệu Carboncor Asphal nhiệt độ 15, 30 600C để phục vụ tính tốn áo đường theo 22TCN 211-06 54 3.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 56 3.3.1 Thí nghiệm thành phần hạt 54 3.3.1 Thí nghiệm tiêu khác 54 -3CHƯƠNG IV 60 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT TRONG THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 60 4.1 NỘI DUNG 60 4.2 BÀI TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG LÁNG NHỰA 60 4.2.1 Số liệu thiết kế 60 4.2.1.1 Số liệu chung 60 4.2.1.2 Nền đường 60 4.2.1.3 Xác định số trục xe qui đổi trục tiêu chuẩn 60 4.2.1.5 Xác định trục xe tiêu chuẩn tích luỹ thời hạn thiết kế (Ne) 62 4.2.1.6 Xác định module đàn hồi chung yêu cầu 62 4.2.1.7 Điều kiện kiểm toán 62 4.2.1.8 Kết cấu áo đường 63 4.2.2 Tính tốn 63 4.2.2.1 Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi kết cấu áo đường 63 4.2.2.1.1 Qui đổi hệ lớp 63 4.2.2.1.2 Tính Etbhc 63 4.2.2.1.3 Tính Ech kết cấu 64 4.2.2.2 Kiểm tra tiêu chuẩn độ chịu cắt trượt đất lớp vật liệu dính 64 4.3 BÀI TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT 68 4.3.1 Số liệu thiết kế 68 4.3.1.1 Số liệu chung 68 4.3.1.2 Nền đường 68 4.3.1.3 Xác định số trục xe qui đổi trục tiêu chuẩn 68 4.3.1.4 Xác định số trục xe tính toán xe 69 4.3.1.5 Xác định trục xe tiêu chuẩn tích luỹ thời hạn thiết kế (Ne) 69 4.3.1.6 Xác định module đàn hồi chung yêu cầu 70 4.3.1.7 Điều kiện kiểm toán 70 - 89 - TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Trần Đình Bửu, Nguyễn Quang Chiêu, Dương Ngọc Hải, Nguyễn Khải “Xây dựng mặt đường ô tô”, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp – Hà Nội 1978 2) Trần Đình Bửu, Dương Ngọc Hải, Nguyễn Khải; Chủ Biên: Nguyễn Khải “Sách tra cứu xây dựng khai thác đường ô tô”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – Hà Nội 1983 3) GS.TS Trần Đình Bửu ; GS.TS Dương Học Hải “ Giáo Trình Xây Dựng mặt đường tơ tập II” , Nhà xuất giáo dục 2006 4) Nguyễn Đình Huân – Nguyễn Văn Mùi “Cơng trình giao thơng – Phần Thiết kế đường ô tô” ,Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh 5) Nguyễn Đình Hn “Bài giảng môn học thiết kế đường ô tô”, Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh 6) “Bài giảng thí nghiệm đường tơ”; Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh -2006 7) Phùng Quang Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí “Vật liệu xây dựng”, Nhà xuất giáo dục-2006 8) Chủ biên KEN ATKINSON- C ENG- MICE- MIHT, Dịch giả Nguyễn Duy Thiện- Nguyễn Duy Phương- Nguyễn Lê Minh “Sổ tay bảo dưỡng đường ô tô”, Nhà xuất Xây Dựng Hà Nội – 2003 9) Dịch giả Nguyễn Xuân Mẫn “Nhũ tương nhựa bitum đại cương ứng dụng”, Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật – Hà Nội 1995 10) Nguyễn Quang Chiêu “Nhựa đường loại mặt đường nhựa”, Nhà xuất Xây Dựng Hà Nội – 2005 11) Người dịch Nguyễn Quang Chiêu, Dương Học Hải “Thiết kế tính tốn kết cấu mặt đường – Hướng dẫn kỹ thuật ”, Nhà xuất giáo dụcTháng 12 năm 1994 12) “Cẩm nang Bitum Shell xây dựng cơng trình giao thơng”; Nhà xuất Giao Thơng Vận Tải, 1990 13) Asphalt Institute “APPENDIX F: MARSHALL METHOD FOR - 90 EMULSIFIED ASPHALT – AGGREGATE COLD MIXTURE DESIGN” in ASPHALT COLD MIX MANUAL-MS 14, Third Edition, Asphalt Institute, pp 106-122 14) Harshad S Kaulgud et al “International Conference on Emerging Frontiers in Technology for Rural Area (EFITRA) 2012 - Proceedings published in International Journal of Computer Applications® (IJCA)” 15) “Standard Method of Test for Bulk Specific Gravity of Compacted Bitumnous Mixture Using Saturated Surface- Dry Specimens AASHTO DESIGNATION: T 166-93 ” ( Tiêu chuẩn thí nghiệm tỷ trọng khối hỗn hợp bê tông nhựa trạng thái đầm chặt sử dụng mẫu khơ bề mặt bão hịa ) 16) “Standard Method of Test for Maximum Specific Gravity of Bitumnous Paving Mixture AASHTO DESIGNATION: T 209-94 ” ( Tiêu chuẩn thí nghiệm tỷ trọng khối lớn hỗn hợp bê tông nhựa trạng thái rời ) 17) “Standard Method of Test for Resistance to Plastic Flow of Bitumnous Mixture Using Marshall Apparatus AASHTO DESIGNATION:T 245-94 ” ( Tiêu chuẩn thí nghiệm sức kháng biến dạng dẻo hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng thiết bị Marshall) 18) “Standard Method of Test for Percent Air Voids in Compacted Dense and Open Bitumnous Paving Mixture AASHTO DESIGNATION: T 26994 ” ( Tiêu chuẩn thí nghiệm xác định độ rỗng dư hỗn hợp bê tông nhựa cấp phối chặt cấp phối hở trạng thái đầm chặt ) 19) “Standard Method of Test for Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate AASHTO DESIGNATION:T 85-91 ” (Phương pháp xác định tỷ trọng độ hút nước cốt liệu thô) 20) “Standard Method of Test for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate AASHTO DESIGNATION:T 84-95 ” - 91 (Phương pháp xác định tỷ trọng độ hút nước cốt liệu nhỏ) 21) “TCVN 4054:2005 Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế”; Ủy ban khoa học kỹ thuật nhà nước 22) “22 TCN 211-06 Quy trình thiết kế áo đường mềm”; Bộ Giao Thơng Vận Tải 23) “22 TCN 210-92 Đường giao thông nông thôn-Tiêu chuẩn thiết kế”; Bộ Giao Thông Vận Tải 24) “22 TCN 249-98 Qui trình thi cơng nghiệm thu bê tông nhựa”; Bộ Giao Thông Vận Tải 25) “22 TCN 62-84 Quy trình thí nghiệm Bê tơng nhựa”; Bộ Giao Thông Vận Tải 26) “22 TCN 73-84 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ vật liệu hạt liên kết chất kết dính”; Bộ Giao Thơng Vận Tải 27) “TCVN 8860-4: 2011 Xác định thành phần hạt”; Bộ khoa học công nghệ 28) www.carboncor.com.vn ... Hạnhphúc -o0o Tp HCM, ngày … tháng … Năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN LÊ MINH TUẤN Phái: nam Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh:Tp.HCM 25/05/1979 Chuyên ngành: Xây dựng đường... giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Lê Minh Tuấn TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU CARBONCOR ASPHALT ĐỂ XÂY DỰNG MẶT... Thành phố Hồ Chí Minh nhiệt tình giúp đỡ tơi cơng tác thí nghiệm Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Bộ mơn Cầu đường Phịng Sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, bạn lớp