Chương 1: TỔNG QUAN BÊ TÔNG NHỰA LỚP TẠO NHÁM
2.5 Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa tạo nhám
2.5.2 Thí nghiệm thành phần hỗn hợp bê tông nhựa tạo nhám
2.5.2.4 Trộn cốt liệu với nhựa đường và đầm mẫu Marshall
Để tìm ra hàm lượng nhựa tối ưu ứng với hỗn hợp cốt liệu đã chọn, cần phải đúc 1 loạt mẫu 5 tổ mẫu với các hàm lượng nhựa cách nhau 0,5%. Việc chọn được giá trị hàm lượng nhựa để dựa vào đó chọn được 2 giá trị hàm lượng nhựa lớn hơn (và 2 giá trị hàm lượng nhựa nhỏ hơn) cách nhau 0,5 % để đúc mẫu là cần thiết. Giá trị đó được gọi là hàm lượng nhựa cần thiết dự đoán theo phương pháp tỉ diện bề mặt.
Công thức tính hàm lượng nhựa cần thiết dự đoán như sau:
P= K ( 1) Trong đó:
K- là modul hàm lượng nhựa với:
K= 3,75 – khi đường có mật độ xe rất lớn-Kiến nghị chọn cho thiết kế.
K= 3,85 – đường băng sân bay;
K= 4,00 – đường có mật độ xe nhỏ;
S-Tỉ diện bề mặt của cốt liệu khoáng vật lọt sàng (m2/kg): S=Pi . SFi
Pi- Thành phần trăm lọt sàng của cấp phối (%).
Tổng hợp các cấp phối nghiên cứu có hàm lượng nhựa dự đoán ban đầu theo phương pháp tỉ diện bề mặt như bảng sau.
Bảng 2.8: Hàm lượng nhựa dự đoán cần thiết cho ba cấp phối đề xuất.
Cận dưới Cận trên
OG-A 4,2 4,7 4,0÷5,5
OG-B 3,9 4,8 4,0÷5,5
OG-C 4,3 4,9 4,0÷5,5
Loại OG
Hàm lượng nhựa dự đoán theo tỉ diện bề mặt (%) theo KLHH
Kiến nghị chọn khoảng HLN dự đoán cần thiết (%)
theo KLHH
Nhận xét: Hàm lượng nhựa dự đoán cần thiết tính toán trộn mẫu theo tỉ điện bề mặt cho các cấp phối đề xuất là không giống nhau như bàng 2.12, tác giả kiến nghị chọn khoảng hàm lượng nhựa phục vụ việc trộn mẫu cho cấp phối OG-A, OG-B và OG-C từ 4,0÷5,5(%) theo khối lượng hỗn hợp và kiến nghị lấy khoảng hàm lượng nhựa này để định hướng nghiên cứu cho việc đúc mẫu xác định hàm lượng nhựa tối ưu và đánh giá các thông số kỹ thuật của loại vật liệu này.
Phối trộn cốt liệu với chất liên kết
5 tổ mẫu (20 mẫu) đã chuẩn bị được trọn với 5 hàm lượng nhựa thay đổi khác nhau 0,5 % chung quanh giá trị hàm lượng nhựa đường tối ưu dự đoán, HLNTU dự đoán được xác định thông qua bài toán tỉ diện bề mặt của ba hỗn hợp đề xuất (bảng 2.8).
Việc trộn hỗn hợp cốt liệu với nhựa đường được tiến hành theo trình tự sau:
- Lựa chọn 5 giá trị hàm lượng nhựa (% khối lượng hỗn hợp). Tính 5 lượng nhựa đường tương ứng thay đổi bước 0,5% theo hàm lượng nhựa tối ưu dự đoán.
- Cho 20 lượng nhựa đường đã tính toán (tương ứng với 5 hàm lượng nhựa đường, mỗi hàm lượng nhựa đường là 4 mẫu) vào trong tủ sấy và gia nhiệt đến nhiệt độ trộn được quy định. Nhiệt độ trộn mẫu là nhiệt độ mà tại đó độ nhớt của nhựa đường là 170±20 centistokes, đề xuất nhiệt độ trộn từ 165oC÷185oC (lấy theo chỉ dẫn kỹ thuật của nhà cung cấp).
- Cho 20 hỗn hợp cốt liệu vào một tủ sấy khác và nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ trộn là 15oC, khi độ nhớt nhựa 280±30 centistokes thì đầm mẫu, đề xuất nhiệt độ đầm từ 155oC -165oC (lấy theo chỉ dẫn kỹ thuật của nhà cung cấp).
- Trộn 5 tổ mẫu hỗn hợp cốt liệu (mỗi tổ 4 mẫu) với 5 lượng nhựa lượng nhựa đường đã xác định.
- Với mỗi tổ mẫu, 3 mẫu sẽ được đầm trong khuôn Marshall để thí nghiệm xác định tỷ trọng khối và Marshall; 1 mẫu không đầm sẽ được thí nghiệm xác định tỷ trọng lớn nhất của vật liệu.
Bảng 2.9: Khối lượng mẫu thí nghiệm xác định hàm lượng nhựa tối ưu cho hỗn hợp nghiên cứu.
Loại OGFC HLN dự đoán
Số tổ mẫu ứng với 4 HLN dự
đoán
Số mẫu/tổ
Tổng cộng
OG-A 4 3 12
OG-B 4 3 12
OG-C
4,0 ± 0.5(%)
4 3 12
.
Tổng hợp các thông số nhiệt độ thực hiện công tác trộn mẫu đầm, tác giả đề xuất các thông số như bảng dưới đây.
Bảng 2.10: Đề xuất các thông số nung và trộn hỗn hợp vật liệu thí nghiệm.
Nung cốt liệu Nung bitum Trộn hỗn hợp Loại bitum Nhiệt
độ
Thời gian
Nhiệt độ
Thời gian
Nhiệt độ
Trộn cốt liệu
Trộn cốt liệu với
bitum Shell PmB-I 2400C 3h 1850C 3h 1850C 2’ 3’
Chế bị mẫu
+ Chuẩn bị thiết bị đầm mẫu Marshall, đầm 50 chày/2 mặt.
+ 5 tổ mẫu hỗn hợp (mỗi tổ 3 mẫu) đã trộn lần lượt được đưa vào khuôn để đầm mẫu. Chiều dày của mẫu hỗn hợp BTN sau khi đầm trong khuôn phải ở trong khoảng quy định (63,5±1,3 mm khi đầm theo Marshall thông thường hoặc 95,2 mm 1,8 mm khi đầm theo Marshall cải tiến). Thông thường, hỗn hợp cốt liệu có khối lượng khoảng 1200g (khi đầm theo phương pháp Marshall thông thường) hoặc 4000g (khi đầm theo phương pháp Marshall cải tiến) sẽ cho mẫu đúc thỏa mãn điều kiện này. Trong trường hợp chiều dày mẫu không nằm trong khoảng quy định thì điều chỉnh lượng cốt liệu cần thiết như sau:
Lượng cốt liệu cần thiết = A x (Lượng cốt liệu đã sử dụng)/Chiều dày mẫu ứng với cốt liệu đã sử dụng)
Với:
A= 63,5 mm khi đầm theo Marshall thông thường.
A= 95,2 mm khi đầm theo Marshall cải tiến.
Nhiệt độ đầm tạo mẫu Marshall được quy định tại các quy trình thi công và nghiệm thu BTN tương ứng. Nhiệt độ đầm mẫu là nhiệt độ mà tại đó độ nhớt của nhựa đường là 280±30 centistokes (tham chiếu tiêu chuẩn thí nghiệm TCVN 8860-2011).
Thí nghiệm và tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp (Phụ lục thí nghiệm VI) Các thí nghiệm và các chỉ tiêu tính toán liên cần thiết quan đến đặc tính thể tích phục vụ thiết kế hỗn hợp đề xuất theo trình tự sau:
1. Thí nghiệm xác định tỷ trọng của nhựa đường.
2. Thí nghiệm xác định tỷ trọng của cốt liệu: cốt liệu thô-đá dăm, tỷ trọng của cốt liệu mịn -cát, và tỷ trọng của bột khoáng.
3. Tính tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu.
4. Tính tỷ trọng có hiệu của cốt liệu.
5. Thí nghiệm xác định tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp BTN ở trạng thái rời.
6. Thí nghiệm xác định tỷ trọng khối (khối lượng thể tích) mẫu BTN đã đầm.
7. Tính hàm lượng nhựa bị hấp phụ.
8. Tính hàm lượng nhựa có hiệu.
9. Tính độ rỗng cốt liệu của hỗn hợp BTN đã đầm.
10. Tính độ rỗng dư của hỗn hợp BTN đã đầm.
11. Tính độ rỗng lấp đầy nhựa.