Nghiên Cứu Đánh Giá Mô Đun Độ Cứng Của Bê Tông Nhựa Nóng Trên Địa Bàn Thành Phố Hồ Chí Minh

Nghiên cứu đánh giá chỉ tiêu mô đun độ cứng của bê tông nhựa nóng tại TP.HCM, ứng dụng trong xây dựng công trình giao thông hiệu quả.

• Tác giả: Trần Việt Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Hùng
• Trường học: Đại học Giao thông Vận tải
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá chỉ tiêu mô đun độ cứng của bê tông nhựa nóng trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN THỰC TRẠNG KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
• 1.1. Lưới đường bê tông nhựa ở thành phố Hồ Chí Minh
• 1.2. Tổng quan về yêu cầu kỹ thuật của bê tông nhựa
• 1.2.1. Thành phần của bê tông nhựa
• 1.2.2. Phân loại bê tông nhựa
• 1.2.3. Cấp phối hỗn hợp cốt liệu của BTNC và BTNR
• 1.2.4. Yêu cầu về chất lượng vật liệu chế tạo bê tông nhựa
• 1.2.4.1. Đá dăm
• 1.2.4.2. Cát
• 1.2.4.3. Bột khoáng
• 1.2.4.4. Nhựa đường (bitum)
• 1.2.5. Yêu cầu bê tông nhựa trong kết cấu áo đường

Tóm tắt

I. Đánh Giá Mô Đun Độ Cứng Bê Tông Nhựa Nóng

Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá mô đun độ cứng của bê tông nhựa nóng tại TP.HCM, nhằm nâng cao chất lượng mặt đường. Mô đun độ cứng là chỉ tiêu quan trọng giúp đánh giá khả năng chịu tải và độ bền của vật liệu. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp thí nghiệm tiên tiến để xác định mô đun độ cứng, từ đó đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng bê tông nhựa.

1.1. Phương Pháp Thí Nghiệm

Các phương pháp thí nghiệm được áp dụng bao gồm thử nghiệm Marshall và các phương pháp khác để xác định mô đun độ cứng. Kết quả thí nghiệm được so sánh với tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo độ chính xác và tin cậy. Phương pháp này phù hợp với điều kiện thực tế tại TP.HCM, giúp đánh giá chính xác chất lượng bê tông nhựa.

1.2. Kết Quả Đánh Giá

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô đun độ cứng của bê tông nhựa tại TP.HCM đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, nhưng vẫn cần cải thiện để tăng tuổi thọ mặt đường. Các giải pháp được đề xuất bao gồm điều chỉnh thành phần cấp phối và sử dụng vật liệu chất lượng cao.

II. Thực Trạng Khai Thác Mặt Đường Bê Tông Nhựa Tại TP

TP.HCM là trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước, với mạng lưới giao thông đô thị phát triển mạnh. Tuy nhiên, nhiều tuyến đường bê tông nhựa đang xuống cấp nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến an toàn giao thông. Nghiên cứu đánh giá thực trạng khai thác mặt đường bê tông nhựa, chỉ ra các vấn đề như nứt trượt, hằn lún vệt bánh xe.

2.1. Mạng Lưới Đường Bê Tông Nhựa

Mạng lưới đường tại TP.HCM có tổng chiều dài 3666 km, trong đó 58% được trải bê tông nhựa nóng. Tuy nhiên, nhiều tuyến đường đã xuất hiện các hiện tượng hư hỏng như nứt trượt, bong bật, gây ảnh hưởng đến chất lượng khai thác.

2.2. Yêu Cầu Kỹ Thuật

Bê tông nhựa cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về thành phần cấp phối, độ rỗng dư, và độ ổn định nhiệt. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật là yếu tố quan trọng để nâng cao tuổi thọ mặt đường.

III. Giải Pháp Nâng Cao Chất Lượng Bê Tông Nhựa

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng bê tông nhựa nóng tại TP.HCM, bao gồm cải thiện thành phần cấp phối, sử dụng vật liệu chất lượng cao, và áp dụng công nghệ thi công tiên tiến. Các giải pháp này giúp giảm thiểu hư hỏng mặt đường, tăng tuổi thọ và hiệu quả khai thác.

3.1. Cải Thiện Thành Phần Cấp Phối

Việc điều chỉnh thành phần cấp phối, bao gồm tỷ lệ đá dăm, cát, và nhựa đường, giúp tăng độ cứng và độ bền của bê tông nhựa. Nghiên cứu đề xuất sử dụng bê tông nhựa có mô đun độ cứng cao để đáp ứng yêu cầu khai thác.

3.2. Ứng Dụng Công Nghệ Thi Công

Áp dụng công nghệ thi công tiên tiến, như phương pháp lu lèn hiện đại, giúp đảm bảo độ chặt và độ đồng đều của mặt đường. Công nghệ này cũng giúp giảm thiểu các hiện tượng hư hỏng như nứt trượt và hằn lún.

IV. Kết Luận Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Nghiên cứu đã đưa ra các kết luận quan trọng về việc đánh giá mô đun độ cứng của bê tông nhựa nóng tại TP.HCM. Các giải pháp được đề xuất có giá trị thực tiễn cao, giúp cải thiện chất lượng mặt đường, tăng tuổi thọ và hiệu quả khai thác. Nghiên cứu này là cơ sở quan trọng cho các dự án xây dựng và bảo trì đường giao thông tại TP.HCM.

4.1. Giá Trị Thực Tiễn

Các kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trực tiếp vào các dự án xây dựng và bảo trì đường giao thông tại TP.HCM, giúp giảm thiểu chi phí và nâng cao chất lượng mặt đường.

4.2. Hướng Phát Triển Tương Lai

Nghiên cứu mở ra hướng phát triển mới trong việc ứng dụng các vật liệu và công nghệ tiên tiến để nâng cao chất lượng bê tông nhựa nóng, đáp ứng nhu cầu phát triển giao thông đô thị.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Hồ Chí Minh, trung tâm kinh tế lớn nhất Việt Nam, đang đối mặt với áp lực gia tăng nhanh chóng về phát triển hạ tầng giao thông do tốc độ đô thị hóa và lưu lượng phương tiện tăng đột biến. Với tổng chiều dài đường bộ khoảng 3.666 km, trong đó 58% được trải bê tông nhựa nóng, hiện tượng hư hỏng mặt đường như xô dồn, nứt trượt, rạn nứt bong bật và hằn lún vệt bánh xe đã xuất hiện phổ biến chỉ sau thời gian ngắn đưa vào sử dụng. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình mà còn gây nguy hiểm cho an toàn giao thông.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá chỉ tiêu mô đun độ cứng của bê tông nhựa nóng trên địa bàn thành phố nhằm đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng hỗn hợp bê tông nhựa, góp phần tăng tuổi thọ mặt đường và giảm thiểu hư hỏng trong quá trình khai thác. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các tuyến đường bê tông nhựa nóng tại thành phố Hồ Chí Minh, với thời gian khảo sát và thí nghiệm thực hiện trong giai đoạn hiện nay.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện hiệu quả khai thác các tuyến đường bộ, giảm chi phí bảo trì và nâng cao an toàn giao thông. Việc áp dụng chỉ tiêu mô đun độ cứng cao trong thiết kế và thi công bê tông nhựa hứa hẹn sẽ hạn chế biến dạng dư vượt mức, tăng khả năng chống mỏi và chống lún vệt bánh xe, từ đó kéo dài tuổi thọ kết cấu mặt đường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết kết cấu áo đường mềm: Phân tích các lớp cấu tạo mặt đường, bao gồm lớp mặt bê tông nhựa chặt (BTNC) và bê tông nhựa rỗng (BTNR), với các yêu cầu về độ rỗng dư, cấp phối cốt liệu và hàm lượng nhựa đường theo tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn châu Âu ČSN EN 13108.
• Mô hình tính toán cường độ và bề dày kết cấu: Kiểm toán ứng suất cắt, ứng suất kéo uốn và độ võng đàn hồi của kết cấu nhiều lớp dưới tác dụng tải trọng bánh xe, đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo và duy trì tính liên tục của kết cấu.
• Khái niệm bê tông nhựa có mô đun độ cứng cao (VMT): Hỗn hợp bê tông nhựa có mô đun độ cứng ≥ 9000 MPa ở 15°C, sử dụng nhựa đường biến thể polime hoặc nhựa đường cứng, nhằm tăng khả năng chịu tải trọng nặng và rất nặng, giảm chiều dày lớp mặt và tăng tuổi thọ mặt đường.

Các khái niệm chính bao gồm: độ rỗng dư, hàm lượng nhựa đường tối ưu, mô đun độ cứng, độ ổn định Marshall, và các chỉ tiêu kỹ thuật về cốt liệu (đá dăm, cát, bột khoáng).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm mẫu bê tông nhựa lấy từ các tuyến đường tại thành phố Hồ Chí Minh, kết hợp với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và kiểm tra hiện trường. Cỡ mẫu thí nghiệm gồm nhiều tổ mẫu với kích thước chuẩn theo tiêu chuẩn ČSN EN 12697, mỗi tổ gồm ít nhất 4-5 mẫu được chế tạo và xử lý theo quy trình chuẩn.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Thí nghiệm xác định mô đun độ cứng bằng phương pháp uốn 2 điểm trên mẫu hình thang cụt, đo biến dạng dưới tải trọng dao động hình sin ở các tần số 5-25 Hz và nhiệt độ 0°C, 15°C, 30°C.
• Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa theo phương pháp Marshall, xác định hàm lượng nhựa tối ưu, độ rỗng dư và độ ổn định.
• Kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu chế tạo (đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa đường) theo tiêu chuẩn TCVN và tiêu chuẩn quốc tế.
• Phân tích kết quả thí nghiệm mô đun độ cứng, so sánh giữa mẫu có chỉnh sửa và không chỉnh sửa, đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ và tần số dao động.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 1-2 năm, bao gồm giai đoạn thu thập mẫu, thí nghiệm phòng thí nghiệm, phân tích dữ liệu và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mô đun độ cứng của bê tông nhựa VMT đạt mức cao: Mẫu bê tông nhựa VMT (ACO 11+) có mô đun độ cứng trung bình từ 9.500 MPa đến 11.700 MPa ở nhiệt độ 0°C và tần số dao động 5-25 Hz, vượt ngưỡng 9.000 MPa theo tiêu chuẩn châu Âu. Mẫu ACP 22S cũng đạt mô đun độ cứng trên 9.000 MPa, chứng tỏ khả năng chịu lực tốt của hỗn hợp này.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tần số dao động: Mô đun độ cứng giảm khi nhiệt độ tăng, từ 0°C lên 30°C, giảm khoảng 20-30%. Tần số dao động tăng từ 5 Hz lên 25 Hz làm mô đun độ cứng tăng khoảng 10-15%, phản ánh tính chất lưu biến của bê tông nhựa.

3. Chất lượng vật liệu và cấp phối cốt liệu phù hợp: Thành phần cốt liệu đạt yêu cầu về kích thước, độ rỗng dư (4,5-5%), hàm lượng nhựa đường tối ưu (4,1-5,6%), đảm bảo độ ổn định Marshall ≥ 8 kN và độ dẻo trong giới hạn 2-4 mm. Đá dăm và cát đáp ứng các chỉ tiêu cơ lý như độ mài mòn, hàm lượng hạt thoi dẹt, độ dính bám với nhựa đường.

4. Hiệu quả thi công và kiểm tra hiện trường: Độ chặt lu lèn đạt ≥ 96% với độ rỗng 2,5-7,5% cho lớp mặt dưới và ≥ 98% với độ rỗng 2-8% cho lớp móng trên. Nhiệt độ rải bê tông nhựa VMT được kiểm soát trong khoảng 130-190°C tùy loại nhựa, đảm bảo chất lượng hỗn hợp khi thi công.

Thảo luận kết quả

Kết quả mô đun độ cứng cao của bê tông nhựa VMT phù hợp với mục tiêu hạn chế biến dạng dư và hằn lún vệt bánh xe, góp phần nâng cao tuổi thọ mặt đường. Sự giảm mô đun độ cứng khi tăng nhiệt độ phản ánh tính nhạy cảm của vật liệu với điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm tại thành phố Hồ Chí Minh, cần lưu ý trong thiết kế và thi công.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, mô đun độ cứng của hỗn hợp VMT tại Việt Nam tương đương hoặc cao hơn, nhờ sử dụng nhựa đường biến thể polime và phụ gia cải thiện tính chất lưu biến. Việc áp dụng tiêu chuẩn châu Âu ČSN EN 13108 và các quy định TCVN giúp đảm bảo chất lượng vật liệu và kết cấu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mô đun độ cứng theo nhiệt độ và tần số dao động, bảng so sánh chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu và kết quả kiểm tra hiện trường, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của bê tông nhựa VMT.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng bê tông nhựa VMT cho các tuyến đường có tải trọng nặng và rất nặng: Động từ hành động "triển khai" nhằm nâng cao chỉ tiêu mô đun độ cứng ≥ 9.000 MPa, giảm biến dạng dư và hằn lún vệt bánh xe. Thời gian thực hiện trong 2-3 năm, chủ thể là các đơn vị thiết kế và thi công giao thông.

2. Tăng cường kiểm soát chất lượng vật liệu và hỗn hợp bê tông nhựa: Thực hiện nghiêm ngặt các phép thử về thành phần hạt, hàm lượng nhựa, độ rỗng, độ ổn định Marshall và mô đun độ cứng trong quá trình sản xuất và thi công. Thời gian liên tục trong suốt quá trình thi công, chủ thể là nhà thầu và cơ quan giám sát.

3. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật cho cán bộ thi công và giám sát: Tổ chức các khóa đào tạo về công nghệ bê tông nhựa VMT, phương pháp thí nghiệm mô đun độ cứng và kỹ thuật thi công hiện đại. Thời gian 6-12 tháng, chủ thể là các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng.

4. Xây dựng quy trình thi công và bảo dưỡng phù hợp với điều kiện khí hậu và tải trọng tại thành phố Hồ Chí Minh: Đề xuất các biện pháp chống thấm, kiểm soát nhiệt độ rải, bố trí lớp tạo nhám và bảo dưỡng định kỳ nhằm kéo dài tuổi thọ mặt đường. Thời gian áp dụng ngay và duy trì liên tục, chủ thể là các cơ quan quản lý giao thông và nhà thầu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế kết cấu giao thông: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm để lựa chọn vật liệu và thiết kế kết cấu mặt đường bê tông nhựa phù hợp với tải trọng và điều kiện khí hậu.

2. Nhà thầu thi công và giám sát công trình giao thông: Hướng dẫn kỹ thuật thi công bê tông nhựa VMT, kiểm soát chất lượng vật liệu và quy trình đầm chặt nhằm đảm bảo chất lượng công trình.

3. Cơ quan quản lý và bảo trì hạ tầng giao thông: Cung cấp thông tin về các chỉ tiêu kỹ thuật và phương pháp đánh giá chất lượng mặt đường, hỗ trợ lập kế hoạch bảo trì và nâng cấp hiệu quả.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật xây dựng công trình giao thông: Tài liệu tham khảo về lý thuyết, phương pháp thí nghiệm và ứng dụng bê tông nhựa có mô đun độ cứng cao trong thực tế, phục vụ cho nghiên cứu và học tập chuyên sâu.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô đun độ cứng của bê tông nhựa là gì và tại sao quan trọng?
   Mô đun độ cứng thể hiện khả năng chống biến dạng đàn hồi của bê tông nhựa dưới tải trọng. Chỉ tiêu này quan trọng vì giúp hạn chế biến dạng dư và hằn lún vệt bánh xe, từ đó nâng cao tuổi thọ mặt đường.

2. Bê tông nhựa VMT khác gì so với bê tông nhựa truyền thống?
   Bê tông nhựa VMT có mô đun độ cứng cao hơn (≥ 9.000 MPa), sử dụng nhựa đường biến thể polime hoặc nhựa cứng, hàm lượng nhựa cao hơn và độ rỗng thấp hơn, giúp tăng khả năng chịu tải và chống mỏi.

3. Phương pháp thí nghiệm mô đun độ cứng được thực hiện như thế nào?
   Phương pháp phổ biến là thí nghiệm uốn 2 điểm trên mẫu hình thang cụt, đo biến dạng dưới tải trọng dao động hình sin ở các tần số và nhiệt độ khác nhau, từ đó tính toán mô đun độ cứng trung bình.

4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mô đun độ cứng bê tông nhựa ra sao?
   Mô đun độ cứng giảm khi nhiệt độ tăng do tính chất lưu biến của nhựa đường. Ví dụ, mô đun có thể giảm 20-30% khi nhiệt độ tăng từ 0°C lên 30°C, cần lưu ý khi thiết kế và thi công ở khí hậu nhiệt đới.

5. Làm thế nào để kiểm soát chất lượng bê tông nhựa VMT trong thi công?
   Kiểm soát qua các phép thử thành phần hạt, hàm lượng nhựa, độ rỗng, độ ổn định Marshall, mô đun độ cứng và kiểm tra hiện trường về độ chặt lu lèn, nhiệt độ rải, độ bằng phẳng và độ nhám mặt đường.

Kết luận

• Bê tông nhựa có mô đun độ cứng cao (VMT) đạt mô đun ≥ 9.000 MPa, phù hợp với yêu cầu chịu tải trọng nặng và rất nặng tại thành phố Hồ Chí Minh.
• Nhiệt độ và tần số dao động ảnh hưởng rõ rệt đến mô đun độ cứng, cần tính toán phù hợp với điều kiện khí hậu địa phương.
• Thành phần vật liệu và quy trình thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa VMT đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế và trong nước.
• Thi công bê tông nhựa VMT cần kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ chặt và độ rỗng để đảm bảo chất lượng mặt đường.
• Đề xuất áp dụng bê tông nhựa VMT cho các tuyến đường trọng điểm, đồng thời nâng cao năng lực kỹ thuật và xây dựng quy trình thi công, bảo dưỡng phù hợp.

Tiếp theo, các đơn vị liên quan nên triển khai thí điểm áp dụng bê tông nhựa VMT trên các tuyến đường có tải trọng lớn, đồng thời tổ chức đào tạo và giám sát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả lâu dài. Để biết thêm chi tiết kỹ thuật và hướng dẫn thi công, quý độc giả và chuyên gia có thể liên hệ với các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành xây dựng công trình giao thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU I. Tính cấp thiết của đề tài: Sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế Việt Nam trong thế kỉ 21 làm cho Việt Nam Ďạt Ďược nhiều thành tựu lớn về dân sinh và xã hội, nhưng Ďi kèm theo nó là Ďô thị hóa Ďang tăng nhanh với tốc Ďộ chóng mặt. Đặc biệt tại thành phố Hồ Chí Minh – trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước nhu cầu phát triển kinh tế, nhu cầu về giao thông Ďi lại, chủ yếu là giao thông Ďường bộ, cũng tăng nhanh Ďột biến, dẫn Ďến các công trình Ďường giao thông trở nên quá tải, xuống cấp nghiêm trọng. Từ Ďầu năm nay, lãnh Ďạo thành phố Ďã Ďẩy nhanh tiến Ďộ những dự án xây dựng Ďường và lập nên những dự án mới nhằm Ďàm bảo nhu cầu phát triển của xã hội.

Nhưng bên cạnh Ďó, vấn Ďề về chất lượng của những công trình Ďã và Ďang xây dựng Ďặc biệt là mặt Ďường bê tông nhựa luôn là vấn Ďề mà toàn xã hội quan tâm. Hiện nay, rất nhiều tuyến Ďường bê tông nhựa trên Ďịa bàn thành phố Hồ Chí Minh sau thời gian ngắn Ďưa vào sử dụng Ďã xuất hiện những hiện tượng phổ biến như: xô dồn, nứt trượt lớp mặt bê tông nhựa, rạn nứt bong bật, lún nứt cao su, Ďặc biệt là hằn lún vệt bánh xe gây hư hỏng nghiêm trọng mặt Ďường cũng như an toàn giao thông. Do Ďó, việc nghiên cứu Ďể nâng cao chất lượng mặt Ďường bê tông nhựa trên Ďịa bàn thành phố nhằm giảm thiểu hư hỏng, nâng cao chất lượng, hiệu quả khai thác là cần thiết trong thời Ďiểm hiện nay. Vì vậy, việc nghiên cứu Ďưa ra giải pháp thông qua Ďánh giá chỉ tiêu mô Ďun Ďộ cứng trong bê tông nhựa nhằm hạn chế tối Ďa biến dạng dư vượt mức cho phép Ďể nâng cao hiệu quả khai thác các tuyến Ďường trên Ďịa bàn thành phố Hồ Chí Minh là nhu cầu cấp thiết hiện nay.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Mặt Ďường bê tông nhựa nóng tại thành phố Hồ Chí Minh. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu Ďánh giá chỉ tiêu mô Ďun Ďộ cứng của bê tông nhựa tại thành phố Hồ Chí Minh. LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên: Trần Việt Tùng 2 III. Mục tiêu nghiên cứu: Bước Ďầu giới thiệu bê tông nhựa mô Ďun Ďộ cứng cao và Ďề xuất giải pháp nâng cao chất lượng hỗn hợp bê tông nhựa thông qua Ďánh giá chỉ tiêu mô Ďun Ďộ cứng góp phần tăng tuổi thọ của mặt Ďường bê tông nhựa trong quá trình khai thác.

Phƣơng pháp nghiên cứu: Trình bày các phương pháp thí nghiệm xác Ďịnh mô Ďun Ďộ cứng của các nước trên thế giới. Từ Ďó lựa chọn phương pháp thí nghiệm phù hợp với Ďiều kiện thực tế ở thành phố Hồ Chí Minh. Sau Ďó tiến hành thí nghiệm, so sánh và Ďánh giá kết quả nghiên cứu. LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên: Trần Việt Tùng 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN THỰC TRẠNG KHAI THÁC MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1.1 Lƣới đƣờng bê tông nhựa ở thành phố Hồ Chí Minh: Bê tông nhựa là vật liệu chủ yếu Ďể xây dựng Ďường ô tô và Ďược sử dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam.

Mạng lưới Ďường quốc gia ở Việt Nam hiện nay có khoảng trên 80% có lớp mặt có xử lý bằng nhựa, trong Ďó phần lớn là dùng bê tông nhựa. Điều này cũng phù hợp trào lưu chung của thế giới, vật liệu gia cố nhựa và bê tông nhựa Ďã và Ďang là loại vật liệu rất thông dụng làm lớp mặt của kết cấu áo Ďường ôtô. Công nghệ thi công lớp mặt Ďường bằng bê tông nhựa cũng Ďã quen thuộc với các nhà thầu Việt Nam. Tính Ďến nay toàn thành phố Hồ Chí Minh có tổng chiều dài Ďường là 3666 km với tổng số 3584 tuyến Ďường.

Trong Ďó có 58% các Ďường Ďã Ďược trải bê tông nhựa nóng, 39% trải bê tông nhựa thường.1 Mạng lưới Ďường giao thông tại Thành phố Hồ Chí Minh LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên: Trần Việt Tùng 4 1.2 Tổng quan về yêu cầu kỹ thuật của bê tông nhựa: 1.1 Thành phần của bê tông nhựa: Bê tông nhựa là hỗn hợp gồm các thành phần là cốt liệu khoáng (Ďá dăm, cát, bột khoáng), chất liên kết là nhựa Ďường và phụ gia (nếu có) Ďược phối hợp với nhau theo tỷ lệ hợp lý. Mỗi thành phần trong bê tông nhựa Ďóng một vai trò nhất Ďịnh và có liên quan chặt chẽ với nhau trong việc tạo nên một khối liên kết có Ďủ cường Ďộ và các tính chất cần thiết cho quá trình sử dụng: - Đá dăm: Làm nên bộ khung chủ yếu của bê tông nhựa, làm cho bê tông nhựa có khả năng chịu tác dụng của ngoại lực và tạo Ďộ nhám bề mặt. - Cát: Có vai trò lấp Ďầy các lỗ rỗng giữa các hạt Ďá dăm và cùng với Ďá dăm làm thành bộ khung chủ yếu của bê tông nhựa. - Bột khoáng: Có vai trò lấp Ďầy các lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn.

Bột khoáng là loại vật liệu có tỷ diện cao (250300 m2/kg), có ái lực mạnh với nhựa, biến nhựa vốn có ở trạng thái khối, giọt thành trạng thái màng mỏng, bao bọc dễ dàng với các hạt khoáng vật. Bột khoáng có vai trò như một chất phụ gia làm cho nhựa tăng thêm Ďộ nhớt, tăng thêm khả năng dính bám và tăng tính ổn Ďịnh nhiệt. Bột khoáng cùng với nhựa tạo ra một chất liên kết mới có tính chất hơn hẳn các tính chất riêng của nhựa Ďường. - Nhựa Ďường: Là chất liên kết, kết dính các hạt cốt liệu khoáng lại với nhau thành một khối và góp phần lấp Ďầy các lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu.

- Phụ gia: Mặc dù Ďược sử dụng với hàm lượng rất nhỏ, nhưng phụ gia có vai trò trong việc cải thiện một hoặc một số tính chất nào Ďó của bê tông nhựa. Như vậy, cường Ďộ của bê tông nhựa Ďược hình thành trên cơ sở nguyên lý hình thành cường Ďộ của hỗn hợp vật liệu theo nguyên tắc cấp phối với chất kết dính là nhựa Ďường.2 Phân loại bê tông nhựa: 1.1 Theo Ďộ rỗng dư, bê tông nhựa Ďược phân ra 2 loại: Bê tông nhựa chặt (viết tắt là BTNC): có Ďộ rỗng dư từ 3% Ďến 6%, dùng làm lớp mặt trên và lớp mặt dưới. Trong thành phần hỗn hợp bắt buộc phải có bột khoáng; LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên: Trần Việt Tùng 5 Bê tông nhựa rỗng (viết tắt là BTNR): có Ďộ rỗng dư từ 7% Ďến 12% và chỉ dùng làm lớp móng.2 Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh của bê tông nhựa chặt, Ďược phân ra 4 loại: Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 9,5 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 12,5 mm), viết tắt là BTNC 9,5; Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 12,5 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 19 mm), viết tắt là BTNC 12,5; Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 19 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 25 mm), viết tắt là BTNC 19; Bê tông nhựa cát, có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 4,75 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 9,5 mm), viết tắt là BTNC 4,75. Giới hạn về thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu (thí nghiệm theo TCVN 7572-2: 2006) và phạm vi áp dụng của các loại BTNC quy Ďịnh tại Bảng 1.1 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt (BTNC) [6] Quy định BTNC 9,5 BTNC 12,5 BTNC 19 BTNC 4,75 1.

Cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh, mm 9,5 12,5 19 4,75 2. Cỡ sàng mắt vuông, mm Lượng lọt qua sàng, % khối lượng 25 - - 100 - 19 - 100 90÷100 - 12,5 100 90÷100 71÷86 - 9,5 90÷100 74÷89 58÷78 100 4,75 55÷80 48÷71 36÷61 80÷100 2,36 36÷63 30÷55 25÷45 65÷82 1,18 25÷45 21÷40 17÷33 45÷65 0,600 17÷33 15÷31 12÷25 30÷50 0,300 12÷25 11÷22 8÷17 20÷36 0,150 9÷17 8÷15 6÷12 15÷25 0,075 6÷10 6÷10 5÷8 8÷12 3. Hàm lượng nhựa Ďường tham 5,2÷6,2 5,0÷6,0 4,8÷5,8 6,0÷7,5 LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên: Trần Việt Tùng 6 khảo, % khối lượng hỗn hợp bê tông nhựa 4. Chiều dầy lớp bê tông nhựa 4÷5 5÷7 6÷8 3÷5 hợp lý (sau khi lu lèn), cm 5.

Phạm vi nên áp dụng Lớp mặt trên Lớp mặt trênLớp mặtVỉa hè, làn hoặc lớp mặtdưới dành cho xe dưới Ďạp, xe thô sơ 1.3 Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh với bê tông nhựa rỗng, Ďược phân thành 3 loại: Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 19 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 25 mm), viết tắt là BTNR 19; Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 25 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 31,5 mm), viết tắt là BTNR 25; Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh là 37,5 mm (và cỡ hạt lớn nhất là 50 mm), viết tắt là BTNR 37,5. Giới hạn về thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu (thí nghiệm theo TCVN 7572-2: 2006) và phạm vi áp dụng của các loại BTNR quy Ďịnh tại Bảng 1.2 - Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng (BTNR) [6] Quy định BTNR 19 BTNR 25 BTNR 37,5 1. Cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh, mm 19 25 37,5 2. Cỡ sàng mắt vuông, mm Lượng lọt qua sàng, % khối lượng 50 - - 100 37,5 - 100 90÷100 25 100 90÷100 - 19 90÷100 - 40÷70 12,5 - 40÷70 - 9,5 40÷70 - 18÷48 4,75 15÷39 10÷34 6÷29 2,36 2÷18 1÷17 0÷14 1,18 - - - LUẬN VĂN THẠC SỸ Học viên: Trần Việt Tùng 7 0,600 0÷10 0÷10 0÷8 0,300 - - - 0,150 - - - 0,075 - - - 3.

Hàm lượng nhựa Ďường tham 4,0÷5,0 3,5÷4,5 3,0÷4,0 khảo, % khối lượng hỗn hợp bê tông nhựa 4. Chiều dầy lớp bê tông nhựa 8÷10 10÷12 12÷16 hợp lý (sau khi lu lèn), cm 5. Phạm vi nên áp dụng Lớp móng trên Lớp móng Lớp móng 1.3 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu của BTNC và BTNR khi thiết kế phải nằm trong giới hạn quy Ďịnh tương ứng tại Bảng 1. Đường cong cấp phối cốt liệu thiết kế phải Ďều Ďặn, không Ďược thay Ďổi từ giới hạn dưới của một cỡ sàng lên giới hạn trên của cỡ sàng kế tiếp hoặc ngược lại.

Mặc khác Ďể tăng khả năng chống cắt trượt của BTNC Ďối với các tuyến Ďường ô tô có quy mô giao thông lớn, yêu cầu về thành phần cấp phối BTNC của BTNC 12,5 và BTNC 19 cần chọn theo xu hướng giảm hàm lượng hạt mịn và bổ sung BTNC có cỡ hạt lớn nhất danh Ďịnh 25mm (BTNC 25) dùng cho lớp dưới cùng của tầng mặt BTNC ba lớp, xem bảng 1.3 Cấp phối cốt liệu BTNC [2] Loại BTNC BTNC 12,5 BTNC 19 BTNC 25 1.