3) Bê tông đá vữa nhựa SMA (Stone Mastic Asphalt):
3.1.2. Phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo Marshall
Phương pháp này được phát triển bởi Bruce Marshall thuộc cơ quan đường bộ bang Mississippi sau đó được tổ hợp quân sự Mỹ cải tiến và được
T245 như ngày naỵ Phương pháp Marshall là một phương pháp thực nghiệm trong phòng để tạo ra một hỗn hợp bê tông nhựa hợp lý nhất trên cơ sở của các phân tích về độ ổn định/độ dẻo và độ rỗng/độ chặt. Phương pháp này đang được áp dụng rộng rãi ở Việt nam. Phương pháp Marshall thông thường áp dụng đối với hỗn hợp bê tông nhựa nóng với cấp phối liên tục có đường kính lớn nhất là 25mm.
Theo phương pháp Marshall, hỗn hợp bê tông nhựa sau khi thiết kế (và chọn được hàm lượng nhựa tối ưu) phải thoả mãn các yêu cầu về đặc tính thể tích và cường độ tương ứng với lương giao thông theo quy định ở Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Yêu cầu thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo Marshall Các chỉ tiêu kỹ
thuật yêu cầu của hỗn hợp BTN theo
phương pháp Marshall
Giao thông nhẹ Giao thông vừa Giao thông nặng Lớp mặt & Móng
trên Lớp mặt & Móng trên Lớp mặt & Móng trên
Min Max Min Max Min Max
Số lần đầm nén 35 x 2 50 x 2 75 x 2 Độ ổn định (Stability), KN 3,4 5,5 8,0 Độ dẻo, mm 3,2 7,2 3,2 6,4 3,2 5,6 Độ rỗng dư, % 3 5 3 5 3 5 Độ rỗng lấp đầy nhựa,% 80 80 65 78 65 75
Theo Marshall, tuỳ thuộc vào lượng giao thông chạy trên đường (giao thông nhẹ, giao thông vừa, giao thông nặng) mà hỗn hợp bê tông nhựa được thiết kế phải thoả mãn các yêu cầu quy định ở bảng 3.2.
Mục đích chung của công tác thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa là lựa chọn được cách phối hợp các loại vật liệu, cấp phối cốt liệu và hàm lượng nhựa tối ưu về mặt kinh tế mà vẫn thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật. Mục đích cuối cùng của việc thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa là lựa chọn hàm lượng nhựa sao cho thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầụ
Bảng 3.2. Quy định về độ rỗng cốt liệu nhỏ nhất Cỡ hạt danh định lớn nhất Độ rỗng cốt liệu nhỏ nhất (%) tương ứng với độ rỗng dư thiết kế Độ rỗng dư thiết kế, % mm in. 3.0 4.0 5.0 4.75 Nọ4 16 17 18 9.5 3/8 14 15 16 12.5 1/ 2 13 14 15 19.0 3/ 4 12 13 14 25.0 1.0 11 12 13 37.5 1.5 10 11 12
Để đạt được các tính năng kỹ thuật nêu trên, vật liệu (đá, cát, bột đá, nhựa) và hỗn hợp bê tông nhựa lựa chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Các chỉ tiêu cơ lý của các loại vật liệu (đá, cát, bột đá, nhựa) dùng chế tạo bê tông nhựa phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật quy định.
- Hỗn hợp cốt liệu sau khi trộn phải thoả mãn tiêu chuẩn về đường cong cấp phối yêu cầụ
- Hỗn hợp bê tông nhựa lựa chọn phải thoả mãn các yêu cầu quy định theo Marshall ( độ rỗng dư, độ bền, độ dẻo ....).
Việc lựa chọn loại nhựa đường được dựa trên Tiêu chuẩn phân loại nhựa đường theo độ nhớt-AASHTO M226 hoặc theo độ kim lún-AASHTO M20 (hoặc theo 22 TCN 279-01 nếu áp dụng ở Việt nam) với các phương pháp thử quy định.