4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tà
2.2.1. Khái niệm về cấp phối cốt liệu
Cấp phối cốt liệu là phân bố thành phần cỡ hạt theo % của tổng khối lượng hỗn hợp cốt liệu. Cấp phối cốt liệu được xác định bằng thí nghiệm sử dụng bộ sàng tiêu chuẩn. Cấp phối cốt liệu được đặc trưng bằng hai yếu tố cơ bản là tỉ lệ % của từng nhóm cỡ hạt và cỡ hạt lớn nhất (hoặc cỡ hạt lớn nhất danh định).
Cấp phối cốt liệu một trong những đặc tính quan trọng nhất của cốt liệu ảnh hưởng đến hầu hết các đặc tính quan trọng của BTN, bao gồm độ cứng, độ ổn định, độ bền, độ thấm nước, độ linh động, khả năng chịu mỏi, cường độ chống cắt và khả năng chống lại các hư hỏng do ảnh hưởng của nước. Chính vì vậy, thiết kế thành phần cấp phối cốt liệu là quan trọng nhất đối với thiết kế thành phần BTN.
Theo lý thuyết, thì cấp phối cốt liệu tốt nhất là cấp phối cốt liệu có độ chặt lớn nhất, để các hạt cốt liệu sát với nhau, chèn móc vào nhau và tăng lực ma sát trong bộ khung cốt liệu. Tuy nhiên, với hỗn hợp BTN, cần phải có đủ đỗ rỗng tương ứng với lượng nhựa đủ để tạo thành hỗn hợp có độ bền, tránh hiện tượng chảy nhựa hoặc vệt lún bánh xe. Chính vì vậy BTN phải có độ rỗng cốt liệu (VMA) nằm trong phạm vi quy định.
Một trong những cấp phối tiêu chuẩn được nhiều người biết đến là cấp phối liên tục theo họ đường cong Fuller cho đường cong cấp phối có độ chặt lớn nhất.
= 100 (2.2) với
d = kích cỡ hạt cần biết;
P = Tỉ lệ hạt lọt qua (hoặc nhỏ hơn) cỡ sàng cần biết đó (%); D = kích cỡ hạt lớn nhất của hỗn hợp cốt liệu
Theo Fuller, đường cong cấp phối cho độ chặt lớn nhất có n = 0,5. Và đường cong cấp phối cốt liệu được sử dụng cho BTN chặt có hệ số mũ n = 0,45.
Cấp phối cốt liệu có thể được thể hiện trên biểu đồ bán logarit hoặc được thể hiện trên biểu đồ hàm số mũ (biểu đồ của FHWA).
Hình 2.3. Đường cấp phối cốt liệu mũ 0,45
Cỡ hạt lớn nhất
Kích cỡ hạt lớn nhất trong hỗn hợp cốt liệu là yếu tố quan trọng để đảm bảo đặc trưng khai thác tốt của hỗn hợp BTN mặt đường. Có hai định nghĩa cho kích cỡ hạt lớn nhất thiết kế.
- Cỡ hạt lớn nhất: là cỡ sàng nhỏ nhất mà 100% hạt cốt liệu của mẫu cốt liệu thí nghiệm lọt qua. Superpave định nghĩa cỡ hạt cốt liệu lớn nhất là cỡ sàng lớn hơn cỡ sàng lớn nhất danh định.
- Cỡ hạt lớn nhất danh định: là cỡ sàng lớn nhất mà có một lượng cốt liệu sót trên sàng đó nhưng khơng vượt q 10% khối lượng. Superpave định nghĩa cỡ sàng lớn nhất danh định là cỡ sàng lớn hơn gần nhất cỡ sàng có lượng sót trên 10% . Ở Việt Nam cũng như đa số các nước thường sử dụng khái niệm cỡ hạt lớn nhất danh định khi phân loại BTN theo cỡ hạt lớn nhất.