- Đối với mẫu 28 ngày ở độ ẩm bJo hoà ≥ 12 ≥8 Không cần TN
Các loại mặt đ−ờng có sử dụng nhựa 5.1 Khái niệm chung về mặt đ−ờng có sử dụng nhựa.
5.1. Khái niệm chung về mặt đ−ờng có sử dụng nhựa.
5.1.1. Khái niệm về mặt đ−ờng nhựa.
Dùng nhựa hoặc hỗn hợp của nhựa với các vật liệu khác phủ lên bề mặt của đ−ờng đảm bảo cho xe chạy êm thuận. Lớp phủ đó đóng vai trò của lớp bảo vệ lớp hao mòn hoặc lớp chịu lực tuỳ theo l−ợng nhựa, ph−ơng pháp thi công.
5.1.2. Phân loại.
Tuỳ theo thành phần hỗn hợp đá nhựa, cách chế tạo, cách thi công... mà ta có thể phân ra: - Láng nhựa: t−ới nhựa trên lớp mặt đ−ờng đJ đ−ợc lu lèn chặt và bằng phẳng, sau đó rải đá nhỏ rồi lu lèn. Có thể lặp lại 2, 3 lần tuỳ theo yêu cầu láng một lớp, hai lớp hay ba lớp.
- Thấm nhập nhựa: t−ới nhựa trên lớp đá dăm đJ đ−ợc đầm nén vừa phải để nhựa ó thể thấm vào lớp đá dăm đến một độ sâu yêu cầu. Sau đó rải đá chèn, đá mạt và lu lèn. Có thể t−ới nhựa 2, 3 hay 4 lần nhựa tuỳ theo chiều sâu nhựa cần thấm nhập.
- Hỗn hợp đá trộn nhựa: có thể trộn tại đ−ờng hoặc trộn trong thiết bị. - Bê tông nhựa.
5.1.3. Yêu cầu chung về vật liệu.
a) Đối với nhựa.
Trong xây dựng đ−ờng th−ờng dùng các loại nhựa chế tạo từ dầu mỏ hay than đá. Có các loại sau:
- Bi tum: là các sản phẩm rắn, nửa rắn hoặc lỏng, bao gồm:
- Nhũ t−ơng bi tum: Nhũ t−ơng bi tum là một chất liên kết phân tán ở trong n−ớc, đ−ợc tạo nên bằng cách sử dụng năng l−ợng cơ học để nghiền nhỏ bi tum và giữ cho bi tum lơ lửng trong n−ớc bằng một tác nhân hoạt tính bề mặt gọi là chất nhũ hoá.
- Gruđong: Đây là sản phẩm thu đ−ợc qua việc ch−ng cất than cốc từ than đá ở nhiệt độ cao.
Tuỳ theo ph−ơng pháp thi công, vật liệu sử dụng, mật độ xe và vùng khí hậu mà ta chọn loại nhựa cho thích hợp.
Nhựa dùng trong xây dựng đ−ờng phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Độ dính bám với đá và tính chất bọc đá tốt.
- ổn định với nhiệt và chịu đ−ợc nhiệt độ cao. - ổn định với tác dụng của n−ớc.
- Có khả năng chịu biến dạng ở nhiệt độ thấp. - ít bị hoá già.
Độ dính bám của nhựa với bề mặt đá: phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc và ph−ơng pháp chế biến nhựa, phụ thuộc vào hoạt tính bề mặt, vào độ nhớt của nhựa, phụ thuộc vào tính chất và độ ẩm của đá, vào ái lực phân tử và ái lực hoá học của nhựa với đá.
Trong cùng điều kiện, loại nhựa nào có tính quánh(*) càng lớn thì độ dính bám của nhựa và đá càng lớn. Nh−ng tính quánh của nhựa thay đổi theo nhiệt độ, vì thế mà độ dính bám của nhựa với đá cũng thay đổi. Do vậy, nên chọn loại nhựa có tính quánh cao và ít thay đổi theo nhiệt độ để độ dính bám của nhựa với đá cao và ổn định.
Nh−ng xét và mặt thuận lợi trong thi công, nhựa có tính quánh càng nhỏ thì tính linh động cào cao, nên càng dễ thi công (dễ bọc các viên đá, dễ trộn, dễ rải và đầm nèn). Điều này lại trái ng−ợc với yêu cầu về độ dính bám tốt với đá. Để dung hoà, ta chọn nhựa có tính quánh cao và khi thi công thì đun nóng nhựa đến nhiệt độ thi công, lúc này nhựa sẽ rất linh động, cho phép việc thi công đ−ợc dễ dàng và khi nguội đi, nhựa sẽ trở về trạng thái ban đầu, có độ dính bám tốt với đá.
Tác dụng hoá lý giữa nhựa và đá đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao và giữ vững lực dính bám của nhựa với đá. Thực tế, đối với tất cả các loại đá thì độ dính bám của đá đối với n−ớc cao hơn với nhựa. Do vậy, khi đá bị ẩm thì khó dính bám với nhựa và d−ới tác dụng của màng n−ớc bọc xung quanh viên đá có thể làm bong lớp nhựa. Vì vậy để làm tăng độ dính bám của nhựa với đá, cần dùng nhựa chứa nhiều thành phần có hoạt tính bề mặt cao hoặc dùng nhựa có khả năng tạo những hợp chất không bị hoà tan trên bề mặt viên đá.
Có thể làm tăng độ dính bám với đá, tăng độ ổn định với n−ớc bằng cách sử dụng chất phụ gia hoạt tính bề mặt pha vào nhựa hay trộn tr−ớc đá với những chất kích động.
Trong quá trình sử dụng, nhựa sẽ bị hoá già dần theo thời gian. Các chất nhẹ trong nhựa bay hơi, một số thành phần của nhựa bị các khoáng vật hấp thụ hoặc các thành phần dầu, keo của nhựa trùng hợp tạo thành các chất mới. Do đó, tính quánh của nhựa tăng lên, nhựa bị cứng lại và dễ dòn, khả năng chịu biến dạng kém đi. Ngoài ra, do tác dụng của ánh sáng, bức xạ mặt trời, không khí, sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm làm nảy sinh các phản ứng hoá học tổng hợp, làm thay đổi tính chất của nhựa.
Dùng nhựa đặc và đun đến nhiệt độ thi công (100 - 1600C, tuỳ theo loại nhựa) đồng thời rang nóng vật liệu đến nhiệt độ 180 - 2000C là biện pháp tốt nhất để thoả mJn các yêu cầu trên. Vì có thể dùng nhựa có độ nhớt cao để tăng lực dính bám, tăng tính ổn định với nhiệt, ổn định với thời gian. Đồng thời khi trộn, vật liệu đ−ợc rang nóng triệt ẩm, nhựa đ−ợc nấu chảy lỏng thì viên đá sẽ đ−ợc bọc một màng nhựa đều đặn. Hỗn hợp đá-nhựa trộn ở nhiệt độ cao này có đủ tính dẻo và độ linh động cần thiết để có thể rải, lu lèn dễ dàng.
Dựa vào đặc tính, chọn nhựa cho thích hợp với từng loại mặt đ−ờng, từng ph−ơng pháp thi công:
- Nhựa có độ nhớt cao (nhựa đặc) th−ờng đ−ợc dùng trong ph−ơng pháp trộn nóng, rải nóng, khi thời tiết khô ráo, nhiệt độ ngoài trời cao.
- Nhựa lỏng: th−ờng dùng trong ph−ơng pháp rải nguội, vật liệu có c−ờng độ yếu, hỗn hợp nhiều hạt nhỏ, vùng khí hậu ẩm −ớt, thời tiết lạnh.
- Nhũ t−ơng: dùng trong vùng ẩm −ớt, khí hậu lạnh. (*) Tính quánh (còn gọi là tính nhớt):
Với nhựa đặc đ−ợc đánh giá bằng độ kim lún, là chiều sâu cắm vào bi tum ở nhiệt độ 250C của kim có trọng l−ợng 100g, đ−ờng kính 1 mm trong vòng 5 giây. Độ kim lún càng thấp thì tính quánh càng cao và ng−ợc lại.
Với nhựa lỏng đ−ợc đánh giá bằng độ nhớt, là thời gian để 50 ml bi tum lỏng chảy qua lỗ đáy của dụng cụ có đ−ờng kính 5mm ở 600C. Độ nhớt càng cao thì tính nhớt càng cao.
b) Đối với đá.
Đá phải thoả mJn các yêu cầu sau: - Đá phải sần sùi, sắc cạnh.
- Vì có dùng nhựa nên các yêu cầu về đá có những đặc điểm riêng. Đá có c−ờng độ cao, sức chống bào mòn lớn nh−ng dính bám với nhựa không tốt thì không nên dùng. Đá có c−ờng độ yếu (trong phạm vi cho phép) thì dùng cho lớp d−ới, lớp có chiều dầy lớn và dung trong hỗn hợp chặt. Một số loại đá có c−ờng độ yếu, khó lu lèn hay kém chịu bào mòn không dùng đ−ợc để làm mặt đ−ờng đá dăm n−ớc lại có thể dùng đ−ợc khi có sử dụng nhựa.
- Đá cần phải thật khô ráo do hầu hết các loại đá đều có ái lực phân tử mạnh với n−ớc hơn nhựa. Các loại háo n−ớc: đá granit, trachit, xiênit, thạch anh...dính bám với nhựa không tốt. Các loại đá t−ơng đối ghét n−ớc hơn: đá vôi, xỉ, đá bazan,.. thì dính bám với nhựa tốt hơn. Các loại đá háo n−ớc chỉ nên dùng trong hỗn hợp chặt, tốt hơn cả là nên cho một l−ợng phụ gia kích động (độ 2% vôi hay xi măng) để tăng thêm độ dính bám với nh−ạ.
- Đá cần phải sạch. Bụi bẩn, nhất là màng đất sét bọc xung quanh viên đá sẽ làm cho nhựa không dính bám đ−ợc vào bề mặt viên đá.
- Đá mạt, bột đá yêu cầu phải có cùng c−ờng độ với đá chính. 5.2. Mặt đ−ờng láng nhựa. (22tcn 271-2001)
5.2.1. Khái niệm.
T−ới, phun một lớp nhựa trên lớp mặt đ−ờng cũ, mặt đ−ờng vừa mới làm xong, sau đó rải đá nhỏ và lu lèn chặt để tạo nên một lớp vỏ mỏng, kín, chắc, không thấm n−ớc, có khả năng chịu đ−ợc lực đẩy ngang gọi là mặt đ−ờng láng nhựa một lớp. Lặp lại quá trình trên hai hoặc ba lần ta có mặt đ−ờng láng nhựa hai hoặc ba lớp.
Lớp láng nhựa có tác dụng cải thiện độ bằng phẳng, làm giảm bớt độ bào mòn của mặt đ−ờng, nâng cao độ nhám, giữ kín mặt đ−ờng không để n−ớc mặt thấm xuống do vậy cải thiện chế độ thuỷ nhiệt giúp mặt đ−ờng bền vững hơn. Đồng thời không gây bụi.
Theo qui định, lớp láng nhựa không đ−ợc đ−a vào tính toán c−ờng độ mặt đ−ờng, vì thế tr−ớc khi láng nhựa, kếu cấu mặt đ−ờng phải đảm bảo yêu cầu về c−ờng độ và các yếu tố hình học nh− thiết kế quy định. Nếu là mặt đ−ờng cũ thì phải đ−ợc sửa chữa để phục hồi trắc ngang và hình dạng nh− ban đầu.
C−ờng độ hình thành chủ yếu do lớp móng bên d−ới còn lớp láng nhựa chỉ đóng vai trò chất dính kết bề mặt.
5.2.3. Cấu tạo mặt đ−ờng. Độ dốc ngang mặt đ−ờng 3 – 4%.
Độ dốc ngang lề 4 - 6% tuỳ theo vật liệu làm lề. 5.2.4. Phân loại.
- Căn cứ vào l−ợng t−ới nhựa và ra đá ta chia ra ba loại;
+ Láng nhựa 1 lớp: t−ới nhựa 1 lần và ra đá 1 lần, chiều dầy 1 -1.5cm. Th−ờng dùng láng nhựa một lớp khi:
./ Khi lớp láng nhựa cũ bị bào mòn, h− hỏng.
./ Khi mặt đ−ờng nhựa cũ bị bào mòn (bạc đầu), trơn tr−ợt.
+ Láng nhựa 2 lớp: t−ới nhựa 2 lần và ra đá 2 lần, chiều dầy 1.5-2.5cm. Th−ờng dùng láng nhựa hai lớp khi:
./ Khi cần tăng thêm độ nhám, phục hồi độ nhám và độ bằng phẳng cho các loại mặt đ−ờng khác nhau.
./ Khi cần làm lớp bảo vệ và nâng cao chất l−ợng khai thác của mặt đ−ờng đá dăm và mặt đ−ờng cấp phối đá dăm có hoặc không gia cố với xi măng hoặc các chất liên kết vô cơ khác.
+ Láng nhựa 3 lớp: t−ới nhựa 3 lần và ra đá 3 lần, chiều dầy 3 – 3.5cm. Th−ờng dùng láng nhựa ba lớp khi cần bảo vệ và nâng cao chất l−ợng khai thác của mặt đ−ờng có l−u l−ợng xe lớn hơn 80xe/ngày đêm (đJ quy đổi ra trục tính toán) mà ch−a có điều kiện làm lớp bê tông nhựa lên trên.
- Căn cứ vào biện pháp thi công:
+ Thi công lớp láng nhựa bằng ph−ơng pháp t−ới: t−ới nhựa lên lớp mặt đ−ờng, sau đó ra đá phủ kín và lu lèn. Đây là ph−ơng pháp phổ biến vì nó thi công đơn giản, phù hợp với điều kiện thi công ở n−ớc ta
+ Thi công lớp láng nhựa theo ph−ơng pháp rải hỗn hợp đá nhựa đJ trộn sẵn. - Theo ph−ơng pháp thi công sử dụng nhựa:
+ Lớp láng mặt dùng nhựa d−ới hình thức nhựa nóng. + Lớp láng mặt dùng nhựa d−ới hình thức nhũ t−ơng.
5.2.5. Yêu cầu vật liệu (áp dụng cho lớp láng mặt d−ới hình thức nhựa nóng).
a) Yêu cầu với đá.
-Đá dùng trong lớp láng nhựa phải đ−ợc xay từ đá tảng, đá núi. Có thể dùng sỏi cuội xay với yêu cầu phải có trên 90% khối l−ợng hạt nằm trên sàng 4.75mm và có ít nhất hai mặt vỡ. Không đ−ợc dùng đá xay từ đá mắc nơ, sa thạch sét, diệp thạch sét.
Chỉ tiêu cơ lý của đá Giới hạn
cho phép Ph−ơng pháp thí nghiệm