Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm khu vực phía nam với nhựa đường sử dụng phụ gia chống bong tróc cho mặt đường láng nhựa

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật xây dựng nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm khu vực phía nam với nhựa đường sử dụng, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

Trường đại học

Đại học Bách Khoa - ĐHQG HCM

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn thạc sĩ

2020

89
13
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung

Nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm với nhựa đường tại khu vực phía Nam là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh hư hỏng mặt đường láng nhựa. Nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng là do sự dính bám kém giữa đá dămnhựa đường. Đề tài này nhằm đánh giá khả năng dính bám của các loại đá dăm với nhựa đường sử dụng phụ gia chống bong tróc, từ đó cải thiện chất lượng mặt đường và giảm chi phí bảo trì. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất của mặt đường mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc giảm thiểu hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của mặt đường. Một trong những điểm nổi bật của nghiên cứu này là việc áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế như TCVN 7504:2005, EN 12272 và ASTM D7000 để đánh giá tính dính bám.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Mặt đường láng nhựa hiện nay đang gặp phải nhiều vấn đề về hư hỏng, trong đó nguyên nhân chủ yếu là do sự dính bám kém giữa đá dămnhựa đường. Việc nghiên cứu khả năng dính bám này là cần thiết để cải thiện chất lượng mặt đường, giảm thiểu hư hỏng và giảm chi phí bảo trì. Đặc biệt, việc sử dụng phụ gia chống bong tróc sẽ giúp tăng cường tính dính bám, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng của mặt đường. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực công trình giao thông.

II. Tổng quan và cơ sở khoa học

Nghiên cứu tổng quan về các loại vật liệu xây dựng và phương pháp thiết kế mặt đường láng nhựa cho thấy rằng việc lựa chọn đá dăm phù hợp và nhựa đường chất lượng cao là rất quan trọng. Các phương pháp thiết kế mặt đường hiện nay thường dựa trên kinh nghiệm và các tiêu chuẩn kỹ thuật. Đặc biệt, sự dính bám giữa nhựa đườngcốt liệu là yếu tố quyết định đến độ bền và tuổi thọ của mặt đường. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc sử dụng các phụ gia chống bong tróc như Tough Fix Hyper và Wetfix Be có thể cải thiện đáng kể khả năng dính bám, từ đó nâng cao hiệu suất của mặt đường. Bên cạnh đó, việc áp dụng các tiêu chuẩn thí nghiệm như TCVN 7504:2005 và ASTM D7000 sẽ giúp xác định chính xác hơn về khả năng dính bám.

2.1 Tổng quan mặt đường láng nhựa

Mặt đường láng nhựa được thi công bằng cách tưới phun một lớp nhựa đường lên bề mặt rồi rải một lớp vật liệu đá dăm và lu lèn. Quá trình này có thể lặp lại nhiều lần để tạo thành mặt đường nhiều lớp. Các loại mặt đường láng nhựa được phân loại dựa trên chức năng và kích thước của cốt liệu. Việc phân loại này giúp xác định phương pháp thi công và yêu cầu kỹ thuật phù hợp. Hơn nữa, việc hiểu rõ về các loại mặt đường và yêu cầu vật liệu sẽ giúp cho việc đánh giá và cải thiện khả năng dính bám giữa nhựa đườngđá dăm.

III. Phương pháp xác định độ dính bám

Phương pháp xác định độ dính bám giữa nhựa đườngđá dăm được thực hiện thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Các tiêu chuẩn như TCVN 7504:2005, EN 12272 và ASTM D7000 được áp dụng để đánh giá tính dính bám. Kết quả từ các thí nghiệm này sẽ giúp xác định độ bám dính của các loại đá dăm với nhựa đường có và không có phụ gia chống bong tróc. Điều này không chỉ giúp đánh giá hiệu quả của các phụ gia mà còn cung cấp thông tin cần thiết để lựa chọn vật liệu phù hợp cho thi công mặt đường. Việc sử dụng các phương pháp thí nghiệm hiện đại cũng giúp nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá khả năng dính bám.

3.1 Phương pháp thí nghiệm va đập

Phương pháp thí nghiệm va đập là một trong những cách hiệu quả để xác định độ dính bám giữa nhựa đườngđá dăm. Thí nghiệm này giúp xác định khả năng chịu lực của mối liên kết giữa hai vật liệu trong điều kiện tác động của lực. Kết quả thu được từ thí nghiệm sẽ cung cấp những thông tin quý giá về hiệu suất của nhựa đường và khả năng dính bám của các loại đá dăm. Bên cạnh đó, việc so sánh kết quả với các tiêu chuẩn khác như TCVN 7504:2005 sẽ giúp đánh giá chính xác hơn về khả năng dính bám.

IV. Đánh giá khả năng dính bám

Đánh giá khả năng dính bám giữa đá dămnhựa đường là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các kết quả từ các thí nghiệm sẽ được phân tích để xác định mức độ dính bám của từng loại đá dăm với nhựa đường có và không có phụ gia chống bong tróc. Việc này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tính chất của vật liệu mà còn cung cấp thông tin cần thiết để cải thiện quy trình thi công. Đặc biệt, việc so sánh hiệu quả giữa các loại phụ gia cũng sẽ được thực hiện để xác định loại phụ gia nào mang lại hiệu quả tốt nhất trong việc tăng cường khả năng dính bám.

4.1 Đánh giá theo TCVN 7504 2005

Đánh giá khả năng dính bám theo tiêu chuẩn TCVN 7504:2005 được thực hiện bằng cách quan sát và đo lường mức độ dính bám của nhựa đườngđá dăm. Kết quả thu được sẽ cho thấy rõ ràng sự khác biệt giữa các loại vật liệu và phương pháp thi công. Việc áp dụng tiêu chuẩn này không chỉ giúp đảm bảo chất lượng mà còn tạo điều kiện cho việc áp dụng các công nghệ mới vào trong thi công mặt đường. Đánh giá này sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về khả năng dính bám của nhựa đườngđá dăm.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm với nhựa đường sử dụng phụ gia chống bong tróc đã chỉ ra rằng việc lựa chọn đúng loại vật liệu và phụ gia có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mặt đường. Các kết quả thí nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng phụ gia có thể cải thiện đáng kể khả năng dính bám, từ đó nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của mặt đường. Đề tài này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao trong ngành xây dựng và công trình giao thông. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các loại phụ gia khác và mở rộng phạm vi nghiên cứu để có thể áp dụng cho nhiều loại vật liệu xây dựng khác nhau.

5.1 Kiến nghị

Nên tiếp tục thực hiện các nghiên cứu về khả năng dính bám của các loại đá dăm khác nhau với nhựa đường trong các điều kiện khác nhau. Đồng thời, việc áp dụng các công nghệ mới trong thi công mặt đường cũng cần được xem xét để nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng. Việc này sẽ giúp giảm thiểu hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của mặt đường, từ đó tiết kiệm chi phí bảo trì cho các dự án giao thông.

05/01/2025
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm khu vực phía nam với nhựa đường sử dụng phụ gia chống bong tróc cho mặt đường láng nhựa

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu. - Chương 2: Tổng quan và cơ sở khoa học. - Chương 3: Phương pháp xác định độ dính bám. - Chương 4: Đánh giá khả năng dính bám.

- Chương 5: Kết luận, kiến nghị.5 Phương pháp nghiên cứu Luận văn được thực hiện chủ yếu bằng hai phương pháp sau: - Phương pháp lý thuyết đưa ra các phương pháp đánh giá tính dính bám giữa nhựa đường với đá. - Phương pháp thực nghiệm: + Thí nghiệm trong phòng tính dính bám của nhựa đường khi không có pha phụ gia và khi có pha phụ gia chống bong tróc với các loại đá dăm theo các phương pháp TCVN 7504:2005, thí nghiệm va đập EN 12272-3:2003 và thí nghiệm quét bề mặt ASTM D7000. + Đánh giá độ dính bám theo kết quả thí nghiệm.6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Đề tài “Nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm khu vực phía Nam với nhựa đường sử dụng phụ gia chống bong tróc cho mặt đường láng nhựa” đánh giá độ dính bám của cốt liệu với nhựa đường trong mặt đường láng nhựa, tính hiệu quả của phụ gia chống bong tróc, góp phần nâng cao chất lượng, giảm hư hỏng, tăng thời gian sử dụng và giảm chi phí bảo dưỡng trong quá trình khai thác mặt đường láng nhựa. TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 2.1 Tổng quan mặt đường láng nhựa 2.1 Khái niệm Mặt đường láng nhựa là mặt đường được thi công bằng cách tưới phun một lớp nhựa trên bề mặt rồi rải một lớp vật liệu đá và lu lèn thành một lớp mỏng gọi là láng nhựa một lớp.

Lặp lại quá trình trên hai hoặc ba lần thì được mặt đường láng nhựa hai lớp hay ba lớp. [1] Lớp láng mặt bằng nhựa và đá được dùng cho loại đường làm mới hoặc cũ. Lớp láng mặt có tác dụng làm giảm bớt độ bào mòn của mặt đường, nâng cao độ nhám, giữ mặt đường không để nước thấm xuống và nâng cao điều kiện vệ sinh.1: Thi công láng nhựa đường hành lang ven biển phía Nam, Cà Mau.2 Phân loại mặt đường Mặt đường láng nhựa được phân loại tùy thuộc vào trình tự xây dựng, chức năng và kích thước của cốt liệu. Theo các tiêu chí đó, mặt đường láng nhựa được phân -5- thành các loại như Hình 2.

[3] (a) Láng nhựa một lớp (b) Láng nhựa hai lớp (c) Láng nhựa đặc biệt (d) Láng nhựa chèn vữa xi măng (Cape seal) (e) Láng nhựa nghịch -6- (f) Láng nhựa đá kép (sandwich seal) (g) Láng nhựa củng cố bề mặt Hình 2.2: Các loại mặt đường láng nhựa trên thế giới [3]. Theo tiêu chuẩn Việt Nam [1] tùy theo mục đích sử dụng, láng nhựa nóng mặt đường được thi công theo kiểu láng nhựa một, hai hay ba lớp. Trong đó tổng chiều dày lớp láng nhựa không vượt quá 4cm.3: Láng nhựa 1 lớp: 1-nhựa, 2 - đá [2].4: Láng nhựa 2 lớp: 1- nhựa lớp 1, 2 – đá lớp 1, 3- nhựa lớp 2, 4- đá lớp 2 [2].1: Trường hợp sử dụng các kiểu láng nhựa nóng [1] Kiểu láng Trường hợp sử dụng nhựa 1. Láng nhựa - Khi lớp láng nhựa cũ bị bào mòn nhiều hoặc hư hỏng một lớp - Khi mặt đường nhựa cũ các loại bị bào mòn, trơn trượt nhưng lưu lượng xe không lớn.

Láng nhựa hai - Khi cần tăng thêm độ nhám, phục hồi độ bằng phẳng cho các lớp loại mặt đường khác nhau; - Khi cần bảo vệ và nâng cao chất lượng khai thác của mặt đường đá dăm, cấp phối đá dăm có hoặc không gia cố với xi măng hoặc với các chất liên kết vô cơ khác. Láng nhựa ba - Khi cần bảo vệ và nâng cao chất lượng khai thác của mặt lớp đường cấp phối có lưu lượng xe lớn hơn 80 xe/ngày đêm (đã quy đổi ra xe có trục 10 T) mà chưa có điều kiện để làm lớp mặt đường nhựa (thấm nhập nhựa, bê tông nhựa.3 Các phương pháp thiết kế mặt đường láng nhựa Thiết kế láng nhựa đã có lịch sử dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ hoặc khái niệm kỹ thuật nhất định. Do sự thay đổi liên tục của các đặc tính vật liệu, thiết bị xây dựng, khí hậu và quan trọng nhất là sự thay đổi của điều kiện bề mặt hiện có ở các khu vực khác nhau, các nhà thầu thường thiết kế láng nhựa dựa trên kinh nghiệm trong lĩnh vực này.1 Phương pháp Hanson Nỗ lực đầu tiên để phát triển một quy trình thiết kế cho các đường láng nhựa được thực hiện bởi FM Hanson (1935). Ông đã nêu rằng các lỗ rỗng giữa các cốt liệu sau khi trải đều trên mặt đường, tình trạng lăn bánh và tình trạng giao thông lần lượt -8- trở thành gần 50%, 30% và 20%.

Ông cũng nêu rằng sau khi lưu thông, do hình dạng cốt liệu, cốt liệu có xu hướng nằm ở phía phẳng nhất của chúng và do đó, kích thước tối thiểu trung bình gần bằng với độ dày trung bình của cốt liệu sau khi xây dựng. Hanson (1935) tập trung vào tỷ lệ phần trăm lỗ rỗng trong phương pháp thiết kế của mình. Ông không bao gồm tiêu chí độ sâu lún; tuy nhiên, ông chỉ ra rằng khu vực lỗ rỗng giữa các cốt liệu phải được lấp đầy bằng 60% đến 75% chất kết dính còn lại, tương ứng với độ sâu lún 60% đến 75%.2 Phương pháp Kearby Kearby (1953) là kỹ sư đầu tiên phát triển phương pháp thiết kế đường láng nhựa liên quan đến việc xác định tỷ lệ ứng dụng vật liệu. Ông đã phát triển một chuyên khảo, sử dụng kích thước trung bình của cốt liệu, phần trăm độ sâu lún và phần trăm lỗ rỗng giữa các cốt liệu làm đầu vào để có được tỷ lệ xi măng nhựa đường.

Một trong những nhược điểm của phương pháp thiết kế Kearby là phần trăm lỗ rỗng và phần trăm độ sâu lún bị giới hạn; và phạm vi kích thước tổng hợp cũng khác nhau giữa 1/8’’ và 1’’. Một nhược điểm khác theo Kearby (1953) là ảnh hưởng giao thông và tính bền cốt liệu không được đưa vào chuyên khảo.3 Phương pháp McLeod Sau công trình của Hanson (1935) về đường láng nhựa, N. McLeod đã tạo ra một quy trình thiết kế mới cho láng nhựa dựa trên nghiên cứu của Hanson. Mục tiêu của McLeod là tìm ra tỷ lệ ứng dụng cốt liệu và chất kết dính nên được áp dụng tại công trình (McLeod, 1969).

Kích thước cốt liệu, hình dạng và trọng lực riêng đóng một vai trò quan trọng trong việc tính toán tỷ lệ ứng dụng cốt liệu. Tuy nhiên, đối với tỷ lệ chất kết dính áp dụng, có các loại tham số khác nhau cần được xem xét, bao gồm cấp phối và hình dạng cốt liệu, tình trạng giao thông, phần trăm còn lại của chất kết dính nhựa đường, tình trạng chất kết dính rò rỉ bề mặt đường hiện tại và độ hấp thụ chất kết dính của cốt liệu. McLeod đã sử dụng lý thuyết của Hanson và chấp nhận rằng các lỗ rỗng giữa các hạt trong điều kiện lỏng lẻo là khoảng 50%, sau đó sau khi lu lèn và lưu thông, nó -9- trở thành gần 30% và 20%, tương ứng. Các lỗ rỗng giữa các cốt liệu sau một lưu lượng lưu thông nhất định là 20%, điều đó có nghĩa là các cốt liệu bao phủ chiếm 80% áp dụng láng nhựa.

Độ sâu lún không phải là đầu vào trực tiếp cho cả cốt liệu và chất kết dính tính toán tỷ lệ áp dụng. Tuy nhiên, nó được gián tiếp đưa vào hiệu chỉnh lưu lượng trong quá trình tính toán tỷ lệ áp dụng chất kết dính. Nói cách khác, hệ số lưu lượng giao thông, phụ thuộc vào lưu lượng giao thông dự đoán, được điều chỉnh sao cho phần trăm độ sâu lún sau khi lưu thông đưa ra là 70%.4 Phương pháp Kearby cải tiến Nỗ lực đầu tiên để sửa đổi Phương pháp Kearby là nghiên cứu Epps et al. Họ đã cố gắng thay đổi chuyên khảo thiết kế Kearby để các cốt liệu tổng hợp có độ xốp cao có thể được sử dụng trong thiết kế.

Sau đó, trong một hoạt động nghiên cứu khác, Epps et al. (1981) đã cố gắng điều chỉnh phương pháp thiết kế Kearby sao cho thiết kế phù hợp với các thực hiện tại hiện trường. Holmgreen et al. (1985) đã nghiên cứu hiệu suất của các đoạn láng nhựa được thiết kế theo phương pháp Kearby bằng cách sử dụng dữ liệu được thu thập từ hai nghiên cứu trước đó và họ thấy rằng tỷ lệ áp dụng nhựa đường tính toán là không đủ để giữ cốt liệu.

Tỷ lệ áp dụng cốt liệu cho phương pháp Kearby đã sửa đổi được tính bằng cách sử dụng phép đo của phương pháp thử nghiệm trong phòng thí nghiệm mới, “Board Test”, được sử dụng để tìm số lượng cốt liệu ở vị trí đá dày trên một sân vuông. Thử nghiệm này tìm thấy số lượng cốt liệu tính bằng lb/yd2 bằng cách chia trọng lượng cốt liệu cho khu vực cốt liệu áp dụng. Tỷ lệ nhựa đường đã được sửa đổi bằng cách thêm giao thông và tình trạng mặt đường hiện có. Sửa đổi khác là thay đổi đường cong trong mối quan hệ giữa độ sâu trung bình và tỷ lệ phần trăm lún.

Phần trăm độ sâu lún có thể đạt được bằng cách sử dụng độ dày trung bình; nói cách khác, chiều cao trung bình cốt liệu. Đồng thời, phần trăm độ sâu nhúng có thể được chọn thủ công mà không cần đề xuất phương pháp theo độ sâu trung bình. Trong thiết kế, đề xuất rằng độ sâu lún 30 ± 10% và 70 ± 10% phải đạt được ngay sau khi -10- xây dựng và sau hai năm sử dụng tương ứng.5 Phương pháp Road Note 39 Quy trình thiết kế Road Note 39 được phát triển bởi Phòng thí nghiệm nghiên cứu giao thông của Anh. Quy trình thiết kế này được phát triển bằng cách thiết kế các loại hệ thống khác nhau dựa trên các thông số khác nhau mô phỏng các điều kiện và giao thông khác nhau trên mặt đường.

Các bước thiết kế bao gồm lựa chọn loại đầm (như láng lựa 1 lớp, láng nhựa 2 lớp, v.), lựa chọn chất kết dính và loại cốt liệu, xác định tỉ lệ chất kết dính và cốt liệu. Mức lưu lượng, độ cứng mặt đường hiện tại và kích thước của cốt liệu là đầu vào chính để xác định tỷ lệ áp dụng chất kết dính. Loại cốt liệu và hình dạng, điều kiện bề mặt hiện có, khí hậu, hình học của mặt đường và tốc độ giao thông là các đầu vào thứ cấp được sử dụng để xác định tỷ lệ áp dụng chất kết dính. Mặt khác, tỷ lệ cốt liệu áp dụng, được xác định bởi BS EN 12272-1, đưa hình dạng cốt liệu, kích thước và tỉ trọng tương đối vào số liệu.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài luận văn thạc sĩ mang tiêu đề "Nghiên cứu khả năng dính bám của đá dăm với nhựa đường sử dụng phụ gia chống bong tróc" của tác giả Nguyễn Khoa Nam, dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Quang Huy và PGS. Nguyễn Mạnh Tuấn, được thực hiện tại Đại học Bách Khoa - ĐHQG HCM vào năm 2020. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá khả năng dính bám giữa đá dăm khu vực phía Nam và nhựa đường, đặc biệt là việc ứng dụng phụ gia chống bong tróc cho mặt đường láng nhựa. Những kết quả từ nghiên cứu không chỉ giúp nâng cao chất lượng mặt đường mà còn đóng góp vào việc cải thiện độ bền và tuổi thọ của công trình giao thông.

Nếu bạn quan tâm đến các khía cạnh liên quan đến kỹ thuật xây dựng và quản lý chất lượng công trình, bạn có thể tham khảo thêm các tài liệu sau: Nâng cao chất lượng thiết kế công trình tại Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Lâm Đồng, nơi thảo luận về các giải pháp cải tiến trong thiết kế công trình, và Nghiên cứu chuyển vị tường chắn hố đào tại Ngân Hàng VietinBank Sóc Trăng, nghiên cứu ứng dụng trong địa kỹ thuật xây dựng. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và có cái nhìn sâu sắc hơn về lĩnh vực kỹ thuật xây dựng.