ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CHU THẮNG NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƯ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA ĐƯỜNG QUỐC LỘ Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Mã số : 605830 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 Công trình đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng Đại Học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Chánh (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Mạnh Tuấn (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Phạm Văn Hùng (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM Ngày 30 tháng 08 năm 2014 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1.
Lê Bá Khánh 2. Phùng Mạnh Tiến 3. Nguyễn Mạnh Tuấn 4. Phạm Văn Hùng Xác nhận của chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn và trƣởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA QL NGÀNH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Chu Thắng MSHV : 11010303 Ngày, tháng, năm sinh: 26 – 02 – 1986 Nơi sinh: Gia Lai Chuyên ngành: Xây dựng đƣờng ô tô và đƣờng thành phố I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI BẰNG CÔNG NGHỆ BITUM BỌT VÀ XI MĂNG ĐỂ SỬA CHỮA ĐƢỜNG QUỐC LỘ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CHÍNH: Nghiên cứu cơ sở khoa học, thiết kế cấp phối và thực nghiệm các tính chất kỹ thuật của bê tông asphalt tái chế theo công nghệ bitum bọt và xi măng trên cơ sở hỗn hợp cốt liệu tái chế tại chỗ theo chiều sâu với hàm lƣợng tối ƣu bitum bọt và xi măng.
Thực nghiệm hiện trƣờng thi công tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đã hƣ hại bằng công nghệ bitum bọt và xi măng để sửa chữa tuyến đƣờng Quốc Lộ 1 đi qua Thành Phố Hồ Chí Minh. II- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24 – 06 - 2013 III- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20 – 6 – 2014 IV- CÁN BỘ HƢỚNG DẪN : PGS.TS Nguyễn Văn Chánh Ngày 24 tháng 06 năm 2013 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Sau hai năm theo học chƣơng trình đào tạo sau đại học tại Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, tôi đã đúc kết đƣợc những kiến thức bổ ích cho chuyên môn của mình. Với đề tài nghiên cứu dƣới hình thức luận văn thạc sĩ, tôi đã vận dụng những kiến thức mà mình đƣợc trang bị để tiến hành nghiên cứu một bài toán thực tiễn. Vì đề tài nghiên cứu về vấn đề còn khá mới ở Việt Nam nên lúc đầu tiếp cận còn gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hƣớng dẫn PGS. TS Nguyễn Văn Chánh, với sự tận tình chỉ dẫn của thầy, cho đến nay luận văn đã hoàn thành. Ngoài ra, tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến: Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh. Phòng Đào tạo sau đại học và các phòng khoa trong Trƣờng Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh.
Gia đình, bạn bè và các Anh, Chị trong lớp cao học Xây dựng đƣờng ô tô và đƣờng thành phố, khóa 2011 – 2013. Công ty TNHH MTV Công Trình Giao Thông Sài Gòn đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành các thí nghiệm trong phòng và thực nghiệm thi công công nghệ ngoài hiện trƣờng trong luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn.p Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 Học viên thực hiện luận văn Chu Thắng TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong quá trình khai thác, do chịu tác dụng của tải trọng trùng phục cũng nhƣ ảnh hƣởng của các điều kiện môi trƣờng nên kết cấu áo đƣờng mềm không tránh khỏi hƣ hỏng và đến một thời điểm nào đó cần phải tiến hành nâng cấp, tăng cƣờng. Giải pháp xử lý hữu hiệu là đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp móng cấp phối đá dăm và lớp mặt bê tông nhựa rồi làm mới lại toàn bộ mặt đƣờng.
Trong giai đoạn hiện nay, vấn đề bảo vệ môi trƣờng và tiết kiệm nguồn nguyên vật liệu là rất cần thiết. Việc nghiên cứu tái sử dụng lại vật liệu bê tông nhựa và một phần lớp móng đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới sử dụng. Từ năm 2008 đến nay có 3 công nghệ tái sinh nguội đƣợc đƣa vào Việt Nam, đã qua giai đoạn thử nghiệm trong phòng và ngoài hiện trƣờng, đó là công nghệ cào bóc tái sinh nguội của hãng Wirtgen (Đức); công nghệ cào bóc tái sinh nguội của hãng Hall Brothers (Mỹ) và công nghệ cào bóc tái sinh nguội của hãng Sakai (Nhật Bản). Theo đánh giá, công nghệ của hãng Wirtgen (Đức) có ƣu điểm hơn so với các công nghệ còn lại.
Do vậy tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đã hƣ hại bằng công nghệ bitum bọt và xi măng để sửa chữa đƣơng quốc lộ” Nội dung của đề tài nghiên cứu lần lƣợt các vấn đề sau đây: 1. Tìm hiểu tổng quan về chất lƣợng khai thác nền mặt đƣờng bê tông nhựa, nguyên nhân hƣ hỏng và biện pháp khắc phục. Tìm hiểu cơ sở khoa học của việc ứng dụng công nghệ bitum bọt và xi măng để tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đã hƣ hại. Thiết kế cấp phối và thực nghiệm các tính chất kỹ thuật của bê tông asphalt tái chế theo công nghệ bitum bọt và xi măng trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu thực nghiệm hiện trƣờng thi công tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đã hƣ hại bằng công nghệ bitum bọt và xi măng để sửa chữa đƣờng Quốc Lộ 1, Q.12, TP Hồ Chí Minh. Đề xuất quy trình thi công và nghiệm thu công tác tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đã hƣ hại bằng công nghệ bitum bọt và xi măng. Phần chính trong nội dung của đề tài này là nghiên cứu cơ sở khoa học của việc ứng dụng công nghệ bitum bọt và xi măng để tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt, tiến hành thiết kế cấp phối và thí nghiệm đánh giá chất lƣợng của hỗn hợp tái sinh nguội bằng bitum bọt và xi măng trong phòng thí nghiệm, đồng thời đánh giá kết quả thực nghiệm thi công công nghệ tái sinh trên tuyến Quốc Lộ 1 đi qua Q12, Thành phố Hồ Chí Minh để đề xuất những quy trình thi công và nghiệm thu cho công nghệ. THESIS ABSTRACT In the extraction process, due to the effects of coincidence load as well as the influence of environmental conditions, the damage of flexible pavement structural is inevitable and to a certain point need to upgrade, enhanced.
Effective treatment solutions is digging part or the entire subgrade macadam and asphalt concrete surface course and then refresh the entire surface. In the current period, the protection of the environment and saves resources and materials are needed. The study material reuse asphalt and partially subgrade has been widely used around the world. From 2008 up to now have 3 cold in-place recycling technology was brought into Vietnam, has passed the experimental stage in the room and in the field, such as milling cold in-place recycling technology of Wirtgen (Germany); milling cold in-place recycling technology of Hall Brothers (USA) and milling cold in-place recycling technology of Sakai (Japan).
According to the assessment, Wirtgen’s technology (Germany) has more advantages than the other technologies. Therefore, the authors chose the topic "Research cold in-place recycling of asphalt concrete pavement was damaged by foam bitumen technology and cement to repair the highway" The content of research projects respectively following issues: 1. Overview of the extraction quality of asphalt pavement, causes damage and remedial measures. Learn the scientific basis of the technology application of foam bitumen and cement to cold in-place recycling asphalt pavement was damaged.
Design the gradation and experimental the technical nature of asphalt concrete – has been recycled with foamed bitumen and cement in the laboratory. Experimental research in construction site of cold in-place recycling asphalt concrete pavement was damaged by foam bitumen technology and cement to repair Highway 1, District 12, Ho Chi Minh City. Proposal for a regulation of construction and acceptance of cold in-place recycling of asphalt concrete pavement was damaged by foam bitumen technology and cement. The main part of the contents of this topic is to study the scientific basis of the technology application of foam bitumen and cement to cold in-place recycling asphalt pavement, conducted mix design and quality evaluation experiments of the mix desing using foamed bitumen and cement in the laboratory, and experimental evaluation results of construction of using technology on Highway 1, District 12, Ho Chi Minh City to propose the process implementation and acceptance of the technology.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu tái chế nguội mặt đƣờng bê tông asphalt đã hƣ hại bằng công nghệ bitum bọt và xi măng để sửa chữa đƣờng quốc lộ” là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung khoa học của mình.p Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 Học viên thực hiện luận văn Chu Thắng Trang 7 MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 Vài nét về tình trạng hƣ hỏng mặt đƣờng bê tông nhựa ở nƣớc ta hiện nay và các biện pháp khắc phục, sửa chữa.2 Nhân tố gây nên hƣ hỏng kết cấu nền áo đƣờng .3 Bảo dƣỡng nền đƣờng và phục hồi nền đƣờng .4 Những biện pháp khôi phục nền mặt đƣờng: .2 Đặc điểm về sự phát triển công nghệ tái chế nguội trong xây dựng đƣờng ô tô ở Việt Nam .2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI .3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU .4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .25 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC.1 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ BITUMEN BỌT VÀ XI MĂNG TRONG CÔNG TÁC TÁI CHẾ NGUỘI MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG ASPHALT ĐÃ HƢ HẠI.1 Tác nhân xi măng dùng để gia cố ổn định hóa hỗn hợp tái chế .1 Tổng quan về vật liệu xi măng .2 Các yếu tố tác động đến độ bền.2 Tác nhân bitum bọt .1 Tổng quan về vật liệu bitum.3 Đặc tính của bitum bọt .4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất của bitum bọt .5 Tính phân tán của bitum bọt.6 Tính thích hợp của vật liệu đối với xử lý bitum bọt.
