Nghiên cứu vật liệu và tính chất bê tông asphalt nóng tại Lào

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG ASPHALT Ở LÀO VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÊ TÔNG ASPHALT NÓNG TẠI CHDCND LÀO

1.1. Khái niệm chung bê tông Asphalt

1.2. Phân loại bê tông Asphalt

1.3. Cấu trúc của bê tông Asphalt

1.4. Tính chất của bê tông Asphalt

1.5. Phương pháp xác định các tính chất cơ học

1.6. Các chỉ tiêu cơ học phục vụ thiết kế kết cấu mặt đường

1.7. Thí nghiệm mỏi

1.8. Các tính chất liên quan đến đặc tính thể tích của hỗn hợp bê tông Asphalt rải mặt đường

1.9. Các phương pháp sản xuất bê tông Asphalt

1.10. Trộn bê tông Asphalt

1.11. Trạm trộn chu kỳ sấy nóng gián tiếp

1.12. Thiết kế thành phần bê tông Asphalt nóng

1.12.1. Phân loại bê tông nhựa

1.12.2. Phân loại theo cỡ hạt danh định lớn nhất của cốt liệu theo tiêu chuẩn của Viện Asphalt Hoa Kỳ

1.12.3. Phân loại theo độ rỗng dư

1.12.4. Phân loại theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường

1.13. Nguyên tắc thiết kế thành phần bê tông Asphalt

1.14. Phương pháp thiết kế thành phần bê tông Asphalt

1.15. Đặc điểm điều kiện địa hình và khí hậu ở Lào

1.16. Hệ thống đường ô tô ở Lào và vị trí đặc điểm các đường có lớp mặt bằng bê tông Asphalt

1.16.1. Giai đoạn trước năm 1975

1.17. Thành phần và một số các tính chất cơ bản của bê tông Asphalt nóng sử dụng tại Lào

1.17.1. Hỗn hợp vật liệu khoáng bê tông Asphalt nóng (HMA) tại Lào

1.17.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật

1.17.3. Phân tích HMA tại Lào

1.18. Kết luận của chương 1

2. CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG ASPHALT TẠI LÀO

2.1. Yêu cầu cốt liệu cho bê tông Asphalt

2.2. Cốt liệu lớn

2.3. Cốt liệu nhỏ

2.4. Bột khoáng, xi măng

2.5. Chất kết dính bitum

2.5.1. Thành phần hoá học của bitum dầu mỏ

2.5.2. Các tính chất của bitum quánh xây dựng đường

2.6. Phân tích đặc điểm vật liệu chế tạo bê tông Asphalt nóng tại Lào

2.6.1. Thí nghiệm vật liệu chế tạo

2.7. Kết luận của chương 2

3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT THÀNH PHẦN CẤP PHỐI VẬT LIỆU KHOÁNG, CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ HỖN HỢP BÊ TÔNG ASPHALT CHẶT, RẢI NÓNG CHO CHDCND LÀO

3.1. Lựa chọn cấp phối vật liệu khoáng hợp lý cho Lào

3.1.1. Thành phần bê tông Asphalt theo các theo chuẩn

3.1.2. Phân tích độ lệch từng cỡ sàng Max, Min theo các tiêu chuẩn

3.1.3. Lựa chọn cấp phối hợp lý HMA tại Lào

3.2. Các chỉ tiêu cho bê tông Asphalt đặc, rải nóng tại Lào

3.3. Thiết kế hỗn hợp bê tông Asphalt theo Marshall và Tiêu chuẩn Việt Nam

3.3.1. Mục đích của thiết kế

3.3.2. Phạm vi áp dụng của phương pháp Marshall

3.3.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật quy định theo Marshall

3.3.4. Phân tích đánh giá phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa nóng, tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu bê tông nhựa nóng của Trung Quốc

3.4. Thiết kế thành phần theo SUPERPAVE

3.4.1. Phương pháp thiết kế thành phần SUPERPAVE

3.4.2. Các bước trong thủ tục thiết kế hỗn hợp

3.5. Tiêu chuẩn bê tông nhựa của Malaysia

3.6. Hướng dẫn thiết kế HMA cho Lào

3.6.1. Giai đoạn thiết kế sơ bộ (Giai đoạn 1)

3.6.2. Phương pháp đồ thị

3.6.3. Giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh (Giai đoạn 2)

3.6.4. Giai đoạn phê duyệt công thức chế tạo HMA (Giai đoạn 3)

3.6.5. Lựa chọn thiết kế cuối cùng

3.7. Tính toán thành phần cốt liệu của HMA theo các tiêu chuẩn thiết kế

3.7.1. Thiết kế theo tiêu chuẩn VN

3.7.2. Thiết kế theo tiêu chuẩn Nga 9128-2009

3.7.3. Thiết kế theo tiêu chuẩn Nhật Bản (Japan) D RA2006

3.7.4. Thiết kế theo tiêu chuẩn Mỹ

3.7.5. Phân tích thành phần vật liệu khoáng thiết kế theo các tiêu chuẩn

3.8. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO BÊ TÔNG ASPHALT VỚI VẬT LIỆU TẠI LÀO VÀ ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG XI MĂNG

4.1. Lựa chọn hỗn hợp vật liệu khoáng

4.2. Thí nghiệm xác định tính năng cơ học và hàm lượng bitum

4.3. Phân tích ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến tính năng HMA

4.4. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Vật liệu bê tông asphalt

Vật liệu bê tông asphalt là yếu tố cốt lõi trong nghiên cứu này. Luận án tập trung vào việc phân tích các thành phần chính như cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, bột khoáng và bitum. Các vật liệu này được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật và điều kiện địa phương tại Lào. Bê tông asphalt nóng được chế tạo bằng cách trộn bitum với hỗn hợp cốt liệu ở nhiệt độ cao, đảm bảo độ kết dính và độ bền cơ học. Nghiên cứu cũng đề cập đến việc sử dụng xi măng thay thế bột khoáng để cải thiện tính chất của bê tông asphalt.

1.1. Cốt liệu và bitum

Cốt liệu lớn và nhỏ được kiểm tra kỹ lưỡng về kích thước, độ bền và độ sạch. Bitum được lựa chọn dựa trên độ quánh và khả năng kết dính với cốt liệu. Các thí nghiệm về độ kim lún và nhiệt độ hóa mềm của bitum được thực hiện để đảm bảo chất lượng.

1.2. Bột khoáng và xi măng

Bột khoáng và xi măng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ bền và độ ổn định của bê tông asphalt. Nghiên cứu thử nghiệm việc thay thế bột khoáng bằng xi măng để đánh giá hiệu quả về mặt kỹ thuật và kinh tế.

II. Tính chất bê tông asphalt

Tính chất bê tông asphalt được đánh giá thông qua các thí nghiệm cơ học như độ ổn định Marshall, độ dẻo và độ rỗng. Các chỉ tiêu này giúp xác định khả năng chịu tải và độ bền của bê tông trong điều kiện thực tế. Nghiên cứu cũng phân tích ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến các tính chất cơ học của bê tông asphalt.

2.1. Độ ổn định và độ dẻo

Thí nghiệm Marshall được sử dụng để đo độ ổn định và độ dẻo của bê tông asphalt. Kết quả cho thấy mối quan hệ giữa hàm lượng bitum và các tính chất cơ học của bê tông.

2.2. Độ rỗng và độ bền

Độ rỗng của bê tông asphalt ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống thấm và độ bền của mặt đường. Nghiên cứu đề xuất các phương pháp kiểm soát độ rỗng để đảm bảo chất lượng công trình.

III. Bê tông asphalt nóng tại Lào

Bê tông asphalt nóng tại Lào được nghiên cứu dựa trên điều kiện khí hậu và địa hình đặc thù. Luận án đề xuất các phương pháp thiết kế và thi công phù hợp với nguồn vật liệu địa phương. Các thí nghiệm thực tế được thực hiện để đánh giá hiệu quả của bê tông asphalt trong điều kiện nhiệt đới ẩm.

3.1. Điều kiện khí hậu và địa hình

Khí hậu nhiệt đới ẩm và địa hình đồi núi tại Lào đặt ra nhiều thách thức trong việc thiết kế và thi công bê tông asphalt. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của mặt đường.

3.2. Ứng dụng thực tế

Các công trình thử nghiệm được triển khai tại Lào để đánh giá hiệu quả của bê tông asphalt nóng. Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể về chất lượng và độ bền của mặt đường so với các phương pháp truyền thống.

IV. Phương pháp nghiên cứu bê tông asphalt

Phương pháp nghiên cứu bê tông asphalt trong luận án kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Các phương pháp thiết kế như Marshall và SUPERPAVE được áp dụng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả. Nghiên cứu cũng so sánh các tiêu chuẩn quốc tế để đề xuất phương pháp phù hợp nhất cho Lào.

4.1. Phương pháp Marshall

Phương pháp Marshall được sử dụng để thiết kế thành phần bê tông asphalt. Các chỉ tiêu kỹ thuật như độ ổn định, độ dẻo và độ rỗng được đo lường và phân tích để đảm bảo chất lượng.

4.2. Phương pháp SUPERPAVE

Phương pháp SUPERPAVE được áp dụng để thiết kế bê tông asphalt với độ chính xác cao hơn. Nghiên cứu so sánh kết quả giữa hai phương pháp để đề xuất giải pháp tối ưu.

V. Kỹ thuật thi công bê tông asphalt

Kỹ thuật thi công bê tông asphalt được nghiên cứu để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của công trình. Các yếu tố như nhiệt độ trộn, phương pháp rải và đầm nén được kiểm soát chặt chẽ. Nghiên cứu cũng đề xuất các biện pháp quản lý chất lượng trong quá trình thi công.

5.1. Nhiệt độ và phương pháp trộn

Nhiệt độ trộn bê tông asphalt được kiểm soát để đảm bảo độ kết dính và độ bền. Các phương pháp trộn chu kỳ và trộn liên tục được so sánh để lựa chọn phương án tối ưu.

5.2. Rải và đầm nén

Quá trình rải và đầm nén bê tông asphalt được thực hiện theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp kiểm soát độ dày và độ phẳng của mặt đường.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu vật liệu chế tạo và tính chất của bê tông asphalt nóng tại nước CHDCND Lào