Chương 1: TỔNG QUAN BÊ TÔNG NHỰA LỚP TẠO NHÁM
2.2 Lựa chọn thành phần cốt liệu
2.2.2 Yêu cầu cốt liệu cho hỗn hợp OGFCA
2.2.2.3 Đặc điểm cấp phối cốt liệu
Lựa chọn thành phần cấp phối cốt liệu [4],[7],[8] cho hỗn hợp nghiên cứu có ý nghĩa rất lớn đối với chất lượng vật liệu bê tông nhựa lớp tạo nhám; ngoài việc đảm bảo độ rỗng dư thiết kế thì độ bền cơ học, đặc tính khai thác của vật liệu gồm: độ nhám bề mặt và khả năng thoát nước; tuổi thọ khai thác của lớp bê tông nhựa tạo nhám phải được duy trì tốt. Việc lựa chọn thành phần cốt liệu cũng cần phải mang tính khả thi cao trong điều kiện của Việt nam, đó là chất lượng cốt liệu.
12,519 4,75 9,5
2,36 0,075
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm)
OGFC.9,5 BTNNVC.12,5 BTNNC.9,5 BTNC.9,5
PEM-12.5, đường cong Fuller n=0.45
Hình 2.3: Các đường cong cấp phối của bê tông nhựa.
Theo lý thuyết, cấp phối cốt liệu tốt nhất là cấp phối cốt liệu có độ đặc tối đa, 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 OGFCA, độ rỗng cốt liệu thích hợp nhằm tạo hỗn hợp có
độ rỗng dư đạt yêu cầu, ứng với hàm lượng nhựa tối ưu nhằm thỏa mãn các đặc tính kỹ thuật yêu cầu của vật liệu OGFCA. Trong trường hợp này không sử dụng “đường cong độ đặc tối đa của Fuller”; hàm mục tiêu của thiết kế cấp phối OGFCA là nhằm tạo ra hỗn hợp vật liệu có độ rỗng dư thiết kế Va= 16-18%.
Bảng 2.1: So sánh tỉ lệ cốt liệu trong các hỗn hợp bê tông nhựa.
Loại bê tông nhựa STT Loại cốt
liệu BTNC.9,5 BTNNC.9,5 BTNNVC.9,5 PEM.12,5 OGFCA.9,5
1 Cốt liệu thô 32 52 35 73 64
2 Cốt liệu mịn 60 42 60 25 31
3 Bột khoáng 8 6 5 2 5
Qui định độ rỗng
dư, Va (%) 3÷6 12÷16 12÷16 ≥ 20 16÷18
Bảng 2.1 chỉ rõ tỉ lệ thành phần cốt liệu cho các hỗn hợp bê tông nhựa được lấy theo tiêu chuẩn ngành [16],[21],[22],[23] và tiêu chuẩn châu Âu cho cấp phối OGFCA là PEM 12,5 [24]; hình 2.3 cho thấy thành phần hạt mịn trong hỗn hợp OGFCA là 31%
ít hơn so với BTNC.9,5, BTNNC.9,5, BTNNVC.12,5; và tỉ lệ này lớn hơn so với thành phần hạt mịn cho cấp phối PEM (có độ rỗng dư Va≥ 20%). Điều này có cơ sở lựa chọn cấp phối vật liệu OGFCA phục vụ nghiên cứu để thiết kế bê tông nhựa lớp tạo nhám với hàm mục tiêu thiết kế độ rỗng dư từ 16-18%.
Kết quả nghiên cứu chương 1 có thể xem xét đặc trưng đường cong cấp phối bê tông nhựa nhám các nước đã sử dụng và cấp phối nghiên cứu như hình dưới đây.
1925 6,3 12,5
2,0 0,075
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm) OGFC-Washington OGFC-Arizona OGFC-Orezona OG-A
Hình 2. 4: Đường cong cấp phối OGFCA các bang của Mỹ và OG-A nghiên cứu.
1925 12,5 2,0 6,3
0,075 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm) OGFC-Washington OGFC-Arizona OGFC-Orezona OG-B
Hình 2.5:Đường cong cấp phối OGFCA các bang của Mỹ và OG-B nghiên cứu.
1925 6,3 12,5
2,0 0,075
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm) OGFC-Washington OGFC-Arizona OGFC-Orezona OG-C
Hình 2.6: Đường cong cấp phối OGFCA các bang của Mỹ và OG-C nghiên cứu.
13,219 2,36 4,75
1,18 0,075
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm) OGFC-Nhật OGFC-Mal aixia OGFC-Úc OG-A
Hình 2.7: Đường cong cấp phối OGFCA các nước Châu Á và OG-A nghiên cứu.
13,219 2,36 4,75
1,18 0,075
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm) OGFC-Nhật
OGFC-Malaixia OGFC-Úc OG-B
Hình 2.8: Đường cong cấp phối OGFCA các nước Châu Á và OG-B nghiên cứu.
13,219 2,36 4,75
1,18 0,075
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lợng lọt qua sàng (%)
Cỡ sàng (mm) OGFC-Nhật OGFC-Malaixia OGFC-Úc OG-C
Hình 2.9: Đường cong cấp phối OGFCA các nước Châu Á và OG-C nghiên cứu.
3,3
0,9 2,1
3,8 3,5 3,4
7,1
3,8
2,1
0,5 2,8 5
3 6
4
2
3 3
5 4
6 6
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Tỉ lệ CL thô/CL mịn Bột khoáng
Hình 2.10: Tỉ lệ thành phần cốt liệu và bột khoáng vật liệu OGFCA các nước và hỗn hợp nghiên cứu.
Lựa chọn thành phần cấp phối qua đó để tính toán xác định thành phần cấp phối cốt liệu cho hỗn hợp phục vụ nghiên cứu thực nghiệm trong phòng. Tính toán chuẩn bị các tổ mẫu ứng với hàm lượng bitum dự đoán ban đầu [1], hỗn hợp cốt liệu phải đảm bảo các số liệu thí nghiệm của vật liệu bê tông nhựa lớp tạo nhám và các yêu cầu đặc trưng kỹ thuật bao gồm các giá trị sau [24],[25],[26],[29],[30],[31],[32]:
Độ rỗng dư thiết kế;
Độ mài mòn;
Độ thấm nước;
Độ chảy nhựa;
Cường độ chịu kéo gián tiếp;
Hệ số cường độ chịu kéo.
Những đặc trưng kỹ thuật kiến nghị này sẽ là những qui định giới hạn kỹ thuật của vật liệu và là định hướng nghiên cứu thực nghiệm cho các hỗn hợp cấp phối đề xuất. Thành phần cốt liệu cho hỗn hợp nghiên cứu thực nghiệm phải tuân thủ các tiêu chuẩn thí nghiệm cốt liệu và bê tông nhựa hiện hành, đồng thời đảm bảo sử dụng được vật liệu địa phương nhằm để giảm giá thành.