Nghiên cứu chế tạo hỗn hợp cấp phối bê tông nhựa nguội chặt sử dụng nhựa lỏng trong công tác sửa chữa đường ô tô

Nghiên cứu này nhằm mục đích chế tạo ra một loại Bê tông nhựa nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, giá thành hợp lý có thể ứng dụng rộng rãi trong công tác sửa chữa đường, góp phần bảo vệ môi trường.

Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỖN HỢP CẤP PHỐI BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI CHẶT SỬ DỤNG NHỰA LỎNG TRONG CÔNG TÁC SỬA CHỮA ĐƯỜNG Ô TÔ RESEARCH TO MANUFACTURE COLD MIXED ASPHALT USING CUTBACK ASPHAT IN ROAD REPAIR SVTH : Lê Đức Phước(1) ; Võ Xuân Vinh(2) (1)Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: lephuoc150495@gmail.com (2) Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: xuanvinhvo96@gmail.com GVHD : Ths Nguyễn Biên Cương(3), Ths Trần Thị Thu Thảo(4) (3)Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: nbcuong@dut.udn.vn (4) Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: tttthao@dut.udn.vn Tóm tắt : Hiện cơng tác sửa chữa đường ô Abstract : Currently, in the repair of roads in Da tô địa bàn Đà Nẵng toàn quốc thường tốn Nang city and the whole country, it is often timenhiều thời gian, ảnh hưởng đến môi trường Đề tài consuming, affecting the environment This research nghiên cứu nhằm mục đích chế tạo loại bê aims to manufacture a kind of cold mixed asphalt using tơng nhựa nguội chặt sử dụng nhựa lỏng có chất lượng cutback asphalt that has quality assurance, overcome the đảm bảo, khắc phục nhược điểm vật liệu disadvantages of the current road repair materials and has sửa chữa đường có giá thành hợp lý, reasonable cost, which can be widely applied in road ứng dụng rông rãi công tác sửa chữa đường Kết repair works Research results are based on basic nghiên cứu dựa tài liệu tiêu chuẩn sở TCCS standards TCCS 08:2014/TCĐBVN and experimental 08:2014/TCĐBVN phương pháp thực nghiệm methods in the laboratory, in which cutback asphalt MC phịng thí nghiệm, nhựa lỏng MC 250 (nhựa 250 (medium curing asphalt) is used instead of hot lỏng đông đặc vừa) sử dụng thay cho nhựa asphalt The results showed that the cold mixed asphalt nóng Kết cho thấy mẫu bê tông nhựa nguội không sample did not achieve the remaining stability according đạt độ ổn định lại 75% theo tiêu chuẩn sở, to the basic standards, so it was necessary to improve the cần phải thêm phụ gia tăng dính Tough fix 0.15% Tough Fix adhesive additive 0.15% in the asphalt mẫu bê tông nhựa concrete Từ khóa : bê tơng nhựa nguội, nhựa lỏng MC 250, Keywords: cold mixed asphalt, cutback asphalt MC gia cố xi măng, nhựa lỏng đông đặc vừa, phương pháp 250, medium solid curing asphalt, experimental method, thực nghiệm, độ ổn định, phụ gia tăng dính Tough fix stability, Tough Fix adhesive additive 1.Đặt vấn đề Trên tuyến đường toàn quốc sau đưa vào sử dụng khai thác thời gian bắt đầu xuất biến dạng hư hỏng mặt đường vết nứt, vệt hằn bánh xe, lõm cục bộ, ổ gà… ngày nhiều trở nên nghiêm trọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng khai thác tuyến đường, lưu thơng xe cộ khó khăn, dễ tai nạn làm giảm hiệu kinh tế, làm mỹ quan Trên đường lại có mức độ, loại hình hư hỏng khác nhau, cơng tác sửa chữa khác có nhiều hình thức : lớn - vừa – nhỏ Đối với sửa chữa lớn vừa đại đa số dùng BTN nóng; sửa chữa nhỏ thường dùng BTN nguội trộn sẵn đóng bao (CA) BTNN đơn vị sửa chữa tự chế tạo Hiện nay, loại bê tông nhựa rải nóng sử dụng phổ biến Việt Nam có thời gian hình thành cường độ nhanh, cường độ độ ổn định cao Bê tông nhựa nguội có nhiều ưu điểm kịp thời, đơn giản, sử dụng loại vật liệu địa phương, nhiệt độ thấp lại có nhược điểm cường độ thời gian hình thành cường độ kéo dài, giá thành cao số phụ gia dùng cho việc sản xuất cacbonor asphalt phải nhập từ Nam Phi; loại BTNN tự chế tạo chưa đạt chuẩn Do nghiên cứu nhằm mục đích chế tạo loại Bê tơng nhựa nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, giá thành hợp lý ứng dụng rơng rãi cơng tác sửa chữa đường, góp phần bảo vệ mơi trường Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp lý thuyết Dựa vào tiêu chuẩn sở TCCS 08-2014, quy trình thực nghiên cứu tiến hành theo bước sau: - Xác định mục đích sử dụng loại bê tông nhựa - Chuẩn bị vật liệu, kiểm tra tiêu lý - Thiết kế thành phần cấp phối - Xác định hàm lượng nhựa lỏng tối ưu - Chế bị mẫu với phụ gia tăng dính 2.2 Phương pháp thực nghiệm 2.1 Chuẩn bị nguyên vật liệu kiểm tra yêu cầu kỹ thuật loại cốt liệu - Chọn nhựa lỏng (MC250) sử dụng cho BTNC C19 thí nghiệm kiểm tra yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 8818-1:2011 - Đá dăm loại, bột khoáng - Phụ gia Tough Fix Hyper 2.2.2 Thiết kế cấp phối BTNC C19 - Thiết kế cấp phối theo phương pháp thử dần để tìm đường cong tối ưu Chúng thử dần từ đường cong cấp phối trung vị dần sang đường cong cấp phối có xu hướng thành dạng chữ S, bảng 1 độ ổn định(KN) SVTH: Lê Đức Phước, Võ Xuân Vinh; GVHD: Ths Nguyễn Biên Cương, Ths Trần Thị Thu Thảo Bàn luận: 12 Độ ổn định lại sau ngày đêm mẫu BTNC C19 nhỏ 75% theo TCCS 08:2014 Vì cần phải tiến hành thử nghiệm thêm phụ gia tăng dính Tough Fix Hyper với hàm lượng 0.1% - 0.2% hàm lượng nhựa lỏng Phụ gia cho vào cách đun nóng phần nhựa lỏng đến 1250C hòa trộn tồn phần nhựa lỏng cịn lại trộn với cốt liệu nhiệt độ trộn xác định Tiến hành thí nghiệm tiêu mẫu BTNN có phụ gia tương tự mẫu BTNN thường 11.5 11 11.79 11.06 10.85 10.5 10 HL0.1% HL0.15% HL0.2% hàm lượng phụ gia Độ ổn định cịn lại (%) Hình Biểu đồ quan hệ hàm lượng phụ gia với độ ổn định 86.53 87 86 85.19 85 83.74 84 83 82 HL0.1% HL0.15% HL0.2% hàm lượng phụ gia Hình 10 Phụ gia tăng dính Tough Fix Hyper Hình 10 Biểu đồ quan hệ hàm lượng phụ gia với độ ổn định cịn lại Kết thí nghiệm: Bàn luận: - Độ ổn định có huynh hướng tăng sử dụng phụ gia tăng dính Tough Fix Hyper - Với kết thí nghiệm chọn hàm lượng Tough Fix Hyper 0.15% so với hàm lượng nhựa lỏng Bảng Kết thí nghiệm độ ổn định Marshall có phụ gia Phụ gia Ký hiệu mẫu % 0.1 0.15 0.2 Độ ổn định ban đầu Trung bình Độ ổn định cịn lại sau ngày đêm KN KN KN 12.57 12.8 12.09 9.59 10.57 9.51 11.15 11.46 10.65 13.03 11.69 Trung bình Tỷ lệ độ ổn định lại KN % 9.7 77.67 9.57 86.57 Kết luận kiến nghị Nghiên cứu đề xuất đường thành phần hạt để đưa vào bê tông nhựa chặt C19 với hàm lượng nhựa tối ưu để sản phẩm BTNC C19 đạt chất lượng theo TCCS 08:2014 Kết thử nghiệm cho thấy với tỉ lệ 0.15% phụ gia mẫu BTNC C19 đạt độ ổn định lại Như vậy, chế tạo mẫu bê tơng nhựa nguội C19 phù hợp với mục đích sử dụng công tác sửa chữa đường, đồng thời giảm thiểu nhiệt lượng tránh gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên cần phải tiếp tục nghiên cứu thêm kiểm soát nhiệt độ bay dung môi nhiệt độ đầm nén tốt hỗn hợp bê tông nhựa 10.23 12.49 11.06 9.28 9.34 Tài Liệu Tham Khảo : [1] TCCS 08:2014/TCĐBVN Hỗn hợp bê tông nhựa nguội – Yêu cầu thi công nghiệm thu [2] TCCS 09:2014/TCĐBVN Lớp vật liệu Carboncor Asphalt xây dựng đường sửa chữa kết cấu áo đường ô tô – Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu [3] TCVN 7572:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa – Phương pháp thử [4] TCVN 8818:2011 Nhựa đường lỏng [5] TCVN 8860:2011 Bê tông nhựa – Phương pháp 9.87 9.48 11.79 9.91 9.87 83.71 10.23 Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẤP PHỐI HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI SỬ DỤNG NHỰA LỎNG DÙNG TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG ĐƯỜNG MỚI RESEARCH TO MANUFACTURE COLD MIX ASPHALT USING CUTBACK ASPHALT USED IN THE CONSTRUCTION OF NEW ROADS SVTH : Hoàng Văn Diện(1), Nguyễn Thanh Hải(2) (1)Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: hoangdien6886@gmail.com (2) Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: thanhhaixdqt@gmail.com GVHD : Th.S Nguyễn Biên Cương(3), Th.S Trần Thị Thu Thảo(4) (3)Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: nbcuong@dut.udn.vn (4) Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: tttthao@dut.udn.vn TÓM TẮT: Nghiên cứu tính chất lí cốt liệu đá ABSTRACT: Research the mechanical properties of địa bàn Quảng Nam –Đà Nẵng kết hợp với nhựa đường lỏng MC250 công ty Barchamba Đà Nẵng sản stone aggregates in Quang Nam - Da Nang area with xuất, bột khoáng siêu mịn Hà Nam nhằm tìm cấp phối hỗn hợp cốt liệu tốt để sản xuất bê tông Nang factory , super smooth powder of Ha Nam to find a cutback asphalt MC250 produced by the Barchamba Da best mixture aggregate to produce cold mix asphalt using nhựa nguội sử dụng nhựa lỏng dùng công tác xây dựng đường khu vực Quảng Nam-Đà Nẵng cutback asphalt used in the construction of new roads in Nghiên cứu thành cơng việc tìm cấp succeeded in finding a good mix of mixtures, suitable for phối hỗn hợp tốt, phù hợp với cốt liệu địa phương, chế tạo thành công mẫu bê tông nhựa nguội thỏa mãn local aggregates, successfully manufacturing cold mix yêu cầu TCCS 08:2014/TCĐBVN requirements TỪ KHÓA: xây dựng mới, bê tông nhựa nguội, cấp phối KEY WORDS: New construction, cold asphalt concrete, hỗn hợp, nhựa lỏng, MC250, Tough Fix mixed mix, liquid plastic, MC250, Tough Fix Quang Nam-Da Nang area The study has basically asphalt samples to meet TCCS 08: 2014 / TCĐBVN Đặt vấn đề Nghiên cứu nhằm chế tạo loại Bê tông nhựa Ở nước ta chủ yếu sử dụng bê tơng nhựa nóng nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, ứng dụng phục vụ cho việc xây dựng lớp mặt đường Tuy nhiên bê tông nhựa nóng có số hạn chế định sau: thay phần BTN nóng cơng tác xây dựng - Phải gia nhiệt trình sản xuất,gây ảnh hưởng Mục đích nghiên cứu đến mơi trường - Việc thi công phải phụ thuộc vào thời tiết nhiệt độ Thiết lập công thức chế tạo hỗn hợp BTNN sử dụng nhựa lỏng MC250 loại vật liệu khu vực Quảng - Ảnh hưởng đến sức khỏe người thi công Nam – Đà Nẵng phục vụ công tác xây dựng đường - Khống chế chiều dài quãng đường từ trạm trộn đến nơi với chất lượng giá thành tốt đường ô tô thi công Hiện nay, loại BTNN dùng công tác sửa chữa, chưa dùng công tác làm Việc tạo loại BTNN đạt chất lượng công tác xây dựng đường có ý nghĩ quan trọng Vì vậy, u cầu cần thiết phải tìm loại bê tơng nhựa thay khắc phục nhược điểm bê tơng nhựa nóng cơng tác xây dựng đường SVTH: Hoàng Văn Diện- Nguyễn Thanh Hải; GVHD: ThS Nguyễn Biên Cương - ThS Trần Thị Thu Thảo Từ biểu đồ quan hệ hàm lượng nhựa lỏng với tiêu kĩ thuật bê tông nhựa => Chọn hàm lượng lỏng tối ưu 5.6% Hình 6: Biểu đồ quan hệ hàm lượng nhựa lỏng với độ rỗng cốt liệu 3.4 Độ ổn định cịn lại mẫu bê tơng nhựa nguội với hàm lượng nhựa tối ưu 3.5 Độ ổn định cịn lại mẫu bê tơng nhựa nguội có phụ gia Bảng 7: Độ ổn định lại mẫu bê tơng nhựa có phụ Bảng 6: Độ ổn định cịn lại mẫu bê tơng nhựa với gia hàm lượng nhựa tối ưu Mẫu thí nghiệm số Độ ổn định Marshall (KN) Giá trị trung bình 10.1 10.45 10 54 6.32 7.04 6.78 10.38 Độ ổn đinh lại (%) Phụ gia 0.2% Mẫu thí 5.60% nghiệm số Độ ổn định Marshall 10.31 9.99 10.18 8.56 8.49 9.17 (KN) Giá trị trung bình 6.71 10.16 Độ ổn đinh 86.02 lại (%) 64.70 8.74 Bàn luận công tác xây dựng đường ô tô khu vực Quảng Nam – 4.1 Độ ổn định lại Đà Nẵng Trong điều kiện bình thường, mẫu bê tơng nhựa khó để đạt tiêu độ ổn định cịn lại Vì phải sử Phải sử dụng phụ gia tăng dính để tăng độ ổn định cịn lại hỗn hợp bê tơng nhựa nguội dùng công tác xây dựng đường dụng phụ gia tăng Tough Fix để tăng dính bám cốt liệu nhựa đường để độ ổn định lại bê tông Chế tạo thành công mẫu BTNN đạt tiêu nhựa nguội sử nhựa lỏng đạt giá trị lớn 75% lí theo TCCS 08:2014/TCĐBVN 4.2 Hàm lượng nhựa tối ưu Tùy theo mục đích sử dụng hỗn hợp bê tông nhựa mà ta Rất khó để đạt hai tiêu độ rỗng dư độ điều chỉnh hàm lượng nhựa lỏng tối ưu phù hợp với loại đường rỗng khung cốt liệu Dựa vào biểu đồ cho thấy có hàm lượng nhựa từ 5,6% - 5,7% đạt Tài liệu tham khảo tiêu lí bê tơng nhựa theo TCCS 08:2014/TCĐBVN (1) Tiêu chuẩn sở 08:2014/TCĐBVN – Hỗn hợp bê Khơng thể chọn hàm lượng nhựa đạt độ (2) TCVN 7572:2006 – Cốt liệu cho bê tông phương pháp thử tông nhựa nguội, yêu cầu thi công nghiệm thu rỗng dư tối ưu (4%) vừa đạt độ rỗng khung cốt liệu lớn 14% (3) Tiêu chuẩn TCVN 8860:2011 – Bê tông nhựa phương pháp thử Kết luận Cốt liệu đá mỏ đá Hố Chuồn tốt, làm cốt liệu chế tạo bê tông nhựa nguội sử dụng nhựa lỏng dùng (4) Tiêu chuẩn 8818:2011 – Nhựa lỏng (5) Các liệu trực tuyến từ nguồn enternet khác ... lại hỗn hợp bê tơng nhựa nguội dùng công tác xây dựng đường dụng phụ gia tăng Tough Fix để tăng dính bám cốt liệu nhựa đường để độ ổn định lại bê tông Chế tạo thành công mẫu BTNN đạt tiêu nhựa nguội. .. đề Nghiên cứu nhằm chế tạo loại Bê tông nhựa Ở nước ta chủ yếu sử dụng bê tơng nhựa nóng nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, ứng dụng phục vụ cho việc xây dựng lớp mặt đường Tuy nhiên bê tông nhựa. .. đường sửa chữa kết cấu áo đường ô tô – Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu [3] TCVN 7572:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa – Phương pháp thử [4] TCVN 8818:2011 Nhựa đường lỏng [5] TCVN 8860:2011 Bê tông