của vật liệu tiếp xúc chặt chẽ với nhau và giảm thiểu lỗ rỗng dư. Sự ựầm nén có ảnh hưởng quyết ựịnh ựến chất lượng lớp phủ mặt ựường và tuổi thọ của nó.
Những lớp phủ có độ đầm nén kém thường giảm khả năng ổn ựịnh nước và giảm thời gian khai thác ựến 2 lần. Khi tăng các lực đầm nén cấu trúc của bê tơng asphalt ựược thay ựổi, các tắnh chất vật lý và cơ học cũng thay đổi (xem bảng 10.1).
Bảng 10.1. Quan hệ giữa các tắnh chất vật lý và cơ học của bê tông asphalt với tải
trọng ựầm nén
Tải trọng ựầm chắc Tắnh chất vật lý và cơ học
Khối lượng riêng, g/cm3
độ rỗng của vật liệu khoáng, % độ rỗng dư, %
độ hút nước theo thể tắch, % Thể tắch khơng khắ, %
Cường ựộ chịu nén, MPa ở 200C Hệ số bão hoà nước,
2.31 17.4 6.4 5 0.91 4.67 0.92 2.36 15.4 4.2 3.24 0.26 6.04 0.98 2.39 14.5 2.9 2.27 0.21 7.3 0.98 Việc ựầm sơ bộ vật liệu rải ựược thực hiện bằng thiết bị ựầm, thiết bị chấn ựộng hoặc cả haị Thiết bị ựầm ựược nối với cơ cấu truyền ựộng thủy lực liên kết với trục lệch tâm trên khung của bàn san. Khung ựầm ựược gắn chặt với trục truyền. Những trục lệch tâm này chuyển ựổi chuyển ựộng quay của trục truyền thành chuyển ựộng thẳng ựứng khung ựầm ựể ựầm sơ bộ vật liệụ Một bàn rung cũng liên kết với bộ phận truyền ựộng thủy lực ựặt trên khung bàn san. Tuy nhiên bàn rung trục lệch tâm ựược thay bằng một giá trong gắn lệch tâm vào trục truyền do vậy khi trục truyền quay thì bàn san rung ựộng. Bàn san chấn ựộng làm cho vật liệu ựược rải rất nhanh, trong khi tấm ựầm tạo nên một bề mặt tốt hơn và nói chung hiệu quả ựầm sơ bộ cao hơn, nhưng việc ựầm lèn sơ bộ cũng làm cho tốc ựộ rải chậm. Việc kết hợp bàn ựầm và rung khi san rải nói chung cho khả năng ựầm nén tốt hơn nhưng làm chậm tốc ựộ rảị
Việc đầm nén bê tơng asphalt được xác định bởi các yếu tố sau: Chiều dày lớp rải;
Nhiệt ựộ tối thiểu của vật liệu ra khỏi thùng trộn; Nhiệt ựộ lu lèn tối thiểu;
Loại lu và trọng lượng lụ
Việc lu lèn bắt ựầu tiến hành càng nhanh càng tốt (ngay sau khi rải) mà không làm vật liệu bị dồn đẩy nhiều q (vật liệu càng nóng thì càng mềm) và tiếp tục cho đến lúc khơng cịn vệt dưới sự di chuyển của bánh lụ Mục đắch đầm nén là đạt ựược cao ựộ yêu cầu và các chỉ tiêu kỹ thuật mặt ựường theo quy ựịnh. Tốc ựộ chuyển ựộng của các máy lu nhẹ không vược quá 0.5km/giờ, còn các máy lu nặng không vượt quá 1.5 Ờ 2.5km/giờ.
Sự lựa chọn công suất đầm nén thắch hợp có thể kéo dài tuổi thọ mặt ựường tới 30%. Các thắ nghiệm về nhiệt độ lu, số lần lu cho các loại cốt liệu khác nhau cũng thu ựược kết quả tương tự. Sự tăng ựộ cứng ựộng học cũng làm giảm ứng suất kéo phát sinh do tải trọng ở đáy lớp móng đường, kết quả là làm tăng ựáng kể khả năng chịu mỏi của vật liệụ Sự biến dạng của các lớp bê tông asphalt trong kết cấu mặt đường góp phần ựáng kể khả năng chịu mỏi của vật liệụ Sự biến dạng của các lớp bê tông asphalt trong kết cấu mặt ựường góp phần đáng kể vào sự biến dạng chung (của kết cấu nền Ờ mặt ựường) ựo ựược trên mặt ựường (dưới tải trọng xe chạy). để xác ựịnh khả năng chống biến dạng của lớp móng đá bitum, TRRL ựã tiến hành các thắ nghiệm mô phỏng vệt bánh xe trên vật liệu ở nhiệt ựộ ở 30oC với lốp xe ựược ựặt tải 20kN, cho thấy biến
dạng ựo ựược sau 1000 chu kỳ tải trọng đã giảm đi nhanh chóng nhờ cải thiện cơng tác ựầm nén, giảm 3% ựộ rỗng trong cốt liệu khoáng và kết quả là giảm biến dạng tới 50%.
Cải thiện chất lượng ựầm nén làm cải thiện ựáng kể khả năng phân bố tải trọng, khả năng chống lại nội biến dạng của bê tông asphalt và rõ ràng làm tăng tuổi thọ của mặt ựường.
10.3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP đẦM NÉN
Cơng tác đầm nén có thể được cải thiện bằng cách: Tăng chiều dày lớp rải;
Tăng cơng đầm nén.
10.3.2.1. Tăng chiều dày lớp vật liệu
Lớp vật liệu dày hơn sẽ giữ nhiệt lâu hơn và do vậy cho phép tăng thời gian đầm nén có hiệu quả sau khi rảị Thời gian nguội dần của lớp bê tơng asphalt từ khi bắt đầu rải đến nhiệt độ cuối cùng (có thể ựầm nén hiệu quả) là một hàm số của chiều dày lớp:
t = k ì d (10.1)
trong đó: t Ờ thời gian nguội dần của hỗn hợp từ thời ựiểm bắt ựầu rải ựến kết thúc lu;
d Ờ chiều dày lớp rải;
k Ờ là một hằng số, có độ lớn tùy thuộc vào ựiều kiện môi trường, nhiệt ựộ lúc bắt ựầu rải và khi kết thúc lu lèn.
Như vậy khi tăng chiều dày lớp rải lên 25% có thể kéo dài thời gian nguội (thời gian ựầm) 50%. Bảng 10.2. cho thấy ý nghĩa tương ựối của chiều dày lớp rải với một số yếu tố khống chế được và khơng khống chế được. Trong các yếu tố đã nêu thì tốc độ gió ảnh hưởng lớn hơn biên độ nhiệt khơng khắ nhưng hiệu ứng của cả 2 yếu tố khách quan này nhỏ hơn các yếu tố khống chế ựược là chiều dày lớp rải và nhiệt ựộ hỗn hợp lúc bắt ựầu rảị
Bảng 10.2. Quan hệ giữa các yếu tố khác nhau và thời gian ựầm nén
Các yếu tố Khoảng biến thiên Sự thay ựổi thời gian ựầm nén, (%)
Tốc độ gió
Nhiệt độ khơng khắ
Bức xạ nhiệt ựộ của mặt trời Chiều dày lớp rải
Nhiệt ựộ vật liệu khi bắt ựầu rải
Nhiệt ựộ tối thiểu cho phép ựầm nén ựược 0 ựến 20km/h 0 ựến 20oC + 10oC 35mm ựến 45mm 140oC ựến 160oC 100o ựến 90oC Ờ 26 +19 +15 +57 +40 +30 Lưu ý:
Giá trị +10oC do bức xạ nhiệt của mặt trời là giá trị chênh lệch nhiệt ựộ giữa bề mặt đường với nhiệt độ khơng khắ;
Sự thay ựổi thời gian ựầm nén bởi sự tăng nhiệt ựộ khi bắt ựầu lu lèn ựược tắnh tốn trên cơ sở nhiệt ựộ kết thúc ựầm nén là 100oC;
Sự thay ựổi thời gian ựầm nén bởi sự giảm nhiệt ựộ ựầm tối thiểu cho phép tắnh tốn trên cơ sở lấy nhiệt ựộ bắt ựầu ựầm nén là 150oC.
Tuy vậy tăng chiều dày lớp rải không phải là giải pháp vạn năng cho cơng việc đầm nén. Với lớp vật liệu dày rải nóng do tác dụng của thời tiết, một lớp vỏ bề mặt tương ựối lạnh tạo nên lớp vật liệu cứng trên mặt khối vật liệu mềm có thể tạo nên sự rạn nứt lớp vỏ cứng bề mặt dày lớp vật liệu ựược rải, người ta thấy rằng khi lớp rải có chiều dày quá 200 mm thì các chỉ tiêu chất lượng bề mặt không cịn đạt u cầu qui ựịnh.
10.3.2.2. Cơng tác đầm nén