Nghiên Cứu Ử Dụng Hạt Cao Su Nghiền Từ Lốp Xe Phế Thải Cải Thiện Khả Năng Chống Biến Dạng Của Bê Tông Nhựa Sử Dụng Vật Liệu 7740355.Pdf

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.6 MB, 60 trang )

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

LÊ ĐỨC CHÂU

NGHIÊN CỨU Ử DỤNG HẠT CAO SU NGHIỀN TỪ LỐP XE PHẾ
THẢI CẢI THIỆN KHẢ NĂNG CHỐNG BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG
NHỰA SỬ DỤNG VẬT LIỆU
TẠI TP. ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Mã số: 60. 58. 02. 05

LUẬN VĂN THẠC Ĩ KỸ THUẬT
Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng

Đà Nẵng - Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

LÊ ĐỨC CHÂU

NGHIÊN CỨU Ử DỤNG HẠT CAO SU NGHIỀN TỪ LỐP XE
PHẾ THẢI CẢI THIỆN KHẢ NĂNG CHỐNG BIẾN DẠNG
CỦA BÊ TÔNG NHỰA SỬ DỤNG VẬT LIỆU
TẠI TP. ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Mã số: 60. 58. 02. 05

LUẬN VĂN THẠC Ĩ KỸ THUẬT
Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN HỒNG HẢI

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trên luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Lê Đức Châu

DANH ÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
BTN
BTNC19
BTNC12,5
BTNCS
LVBX
CS
S
F

Bê tông nhựa
Bê tông nhựa chặt cỡ hạt lớn nhất danh định 19mm
Bê tông nhựa chặt cỡ hạt lớn nhất danh định 12,5mm
Bê tông nhựa chặt sử dụng cốt liêu hạt cao su nghiền
Lún vệt bánh xe
Cốt liệu cao su

Gmb
Gmm
Va

Tỷ trọng khối
Tỷ trọng khối ở trạng thái rời
Độ rỗng dư

VMA

Độ rỗng khung cốt liệu

DS
Rku

Độ ổn định động
Cường độ chịu kéo uốn

HLN

Hàm lượng nhựa

HLCS
Htb
K
BTN12,5 x%CS
BTN19 x%CS
A
B
C

Hàm lượng cao su
Chiều cao trung bình mẫu
Hệ số hiệu chỉnh chiều cao mẫu thí nghiệm
Bê tơng nhựa cao su với x% cao su.
Bê tông nhựa cao su với x% cao su.
Khối lượng mẫu khơ hồn tồn.
Khối lượng mẫu khơ bề mặt.
Khối lượng mẫu cân trong nước.

T
PP

Nhiệt độ nước thí nghiệm
Phương pháp thí nghiệm.

Độ ổn định Marshall

Độ dẻo

2.2.3 Bột khoáng ....................................................................................................20

2.2.4 Nhựa đƣờng ...................................................................................................21
2.2.5 Hạt cao su nghiền ..........................................................................................22
2.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU ..................23
2.3.1 Bột khoáng Hà Nam ......................................................................................23
2.3.2 Cát xay ..........................................................................................................23
2.3.3 Đá dăm ..........................................................................................................24
2.3.4 Nhựa đƣờng ...................................................................................................24
2.4 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM VÀ QUY HOẠCH SỐ LƢỢNG MẪU ......................25
2.4.1 Trình tự thí nghiệm .......................................................................................25
2.4.2 Quy hoạch số lƣợng mẫu thí nghiệm ............................................................27
2.5 ĐỀ XUẤT ĐƢỜNG CONG THÀNH PHẦN HẠT ...............................................29
2.5.1 Cơ sở đề xuất .................................................................................................29
2.5.2 Đƣờng cong thành phần hạt ..........................................................................30
2.5.3 Tính tốn khối lƣợng hạt cao su nghiền trong hỗn hợp cốt liệu mịn và thí
nghiệm độ góc cạnh của hỗn hợp cốt liệu mịn.......................................................31
2.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ........................................................................................33
CHƢƠNG 3 ...................................................................................................................34
TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ĐẶC TRƢNG CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG NHỰA SỬ
DỤNG HẠT CAO SU NGHIỀN ..................................................................................34
3.1 THÍ NGHIỆM MARSHALL VÀ CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BTN .................34
3.1.1 Chế bị mẫu thí nghiệm ..................................................................................34
3.1.2 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của BTNCS .......................................35
3.1.3 Thí nghiệm độ ổn định Marshall ...................................................................44
3.1.4 Đề xuất hàm lƣợng nhựa tối ƣu ....................................................................48
3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG HẠT CAO SU NGHIỀN ĐẾN CƢỜNG ĐỘ
KHÁNG LÚN VỆT BÁNH XE VÀ CƢỜNG ĐỘ KÉO UỐN CỦA BÊ TƠNG NHỰA
.................................................................................................................................48
3.2.1 Thí nghiệm lún vệt bánh xe ...........................................................................48
3.2.2 Thí nghiệm cƣờng độ kéo uốn (Rku) ............................................................54

3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG HẠT CAO SU NGHIỀN ĐẾN CÁC CHỈ
TIÊU CƠ LÝ VÀ ĐỘ ỔN ĐỊNH MARSHALL ...........................................................57
3.3.1 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng cao su đến các chỉ tiêu cơ lý của BTN ..............57
3.3.2 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng cao su đến độ ổn định Marshall ........................59
3.4 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ ........................................................................60
3.5 KẾT LUẬN .............................................................................................................62
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ .............................................................................................63
1. KẾT LUẬN ...............................................................................................................63
2. KIẾN NGHỊ VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .........................................64
2.1. Kiến nghị .........................................................................................................64
2.2. Hƣớng nghiên cứu tiếp theo ............................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................65

NGHIÊN CỨU Ử DỤNG HẠT CAO U NGHIỀN TỪ LỐP XE PHẾ
THẢI CẢI THIỆN KHẢ NĂNG CHỐNG BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG
NHỰA Ử DỤNG VẬT LIỆU TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
Học viên: LÊ ĐỨC CHÂU Chuyên ngành: Kỹ thuật XD Cơng trình Giao thơng
Mã số: 8580205 Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Bê tơng nhựa (BTN) sử dụng phế thải cao su (gọi tắt BTNCS) là giải pháp tái sử
dụng phế thải cao su từ lốp xe cũ nhằm mục đích cải thiện cường độ của BTN, đồng thời góp
phần giải quyết vấn đề ơ nhiễm môi trường. Luận văn nghiên cứu sử dụng hạt cao su kích thước
hạt từ 0,06mm đến 2,36mm, được nghiền từ lốp xe phế thải tại thơn Hồ Bình, huyện Tư Nghĩa,
tỉnh Quảng Ngãi cải thiện khả năng chịu biến dạng của hai loại BTNC 12,5 và BTNC 19. Mẫu
thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp khơ, trong đó hạt cao su nghiền được trộn trực
tiếp với hỗn hợp cấp phối ở nhiệt độ 160oC ÷ 175oC trước khi trộn với nhựa đường. Hạt cao su
thay thế một phần cốt liệu mịn (cát nghiền) với tỷ lệ thay đổi từ 0% (mẫu đối chứng) đến 2,5%.
Kết quả cho thấy, hàm lượng nhựa và hàm lượng hạt cao su có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cơ
lý và cường độ của BTN. Hàm lượng nhựa tối ưu có giá trị 4,5% và 5% tương ứng cho hai

loại BTNC 19 và BTNC 12,5, không chịu ảnh hưởng khi thay đổi tỷ lệ hạt cao su nghiền. Độ
ổn định Marshall giảm khi tăng hàm lượng hạt cao su nghiền. Tuy nhiên ở hàm lượng nhựa
tối ưu, độ ổn định động và cường độ chịu kéo uốn của BTN khơng có quan hệ tuyến tính với
hàm lượng hạt cao su nghiền và có trị số lớn nhất khi hàm lượng hạt cao su là 1,0% đối với
BTNC 12,5 và 1,5% cho BTNC 19.
A STUDY ON APPLYING RUBBER AGGREGATES GRINDING FROM USED
TYRES TO IMPROVE RUTTING RESISTANCE OF HOT MIXED ASPHALT
USING MATERIALS IN DANANG CITY
Abstract – Hot Mixed Asphalt (HMA) using crumb-rubber modifier (CRM) is a method to apply
end-of-life rubber tyres in HMA in order to improve its strengths and to solve environmental
pollution due to tyres wastes. In this study, rubber aggregates (RA) with sizes ranging from 0.06
mm to 2.36 mm obtained from grinding used rubber tyres were incorporated into HMA to
improve rutting resistance of two types of HMA such as 12.5 and 19. The dry process was used to
add RA into HMA, in which RA were mixed directly with aggregate mixture being at 160 oC ÷
175 oC before bitumen addition. RA were incorporated as a partial replacement of fine
aggregates (sand), by mass, at different contents from 0% to 2.5%. Results showed that asphalt
and RA contents had a significant effect on engineering properties and strengths of HMA. The
optimal asphalt contents of HMAs 19 and 12.5, independent of RA proportion, were 4.5% and
5%, respectively. Marshall stability values decreased as RA contents increased. However, with
optimal asphalt content, dynamic stability and flexural strength of HMAs were not in linear
relationship with RA contents and reached to the maximum values when the replacement
proportion of RA were 1% and 1.5% for HMAs 12.5 and 19, respectively.
Key words - Asphalt concrete; rubber tyres; rubber aggregates; fine aggregates; rutting;
dry process.

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .........................................................................................................1
2. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................................2

3. Phạm vi nghiên cứu: ....................................................................................................2
4. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................2
5. Dự kiến nội dung của luận văn. ...................................................................................3
CHƢƠNG 1 .....................................................................................................................5
TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHỰA SỬ DỤNG HẠT CAO SU NGHIỀN ...............5
1.1 THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA ............................................................................5
1.2 CẤU TRÚC BÊ TÔNG NHỰA ................................................................................5
1.3 LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CƢỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ ỔN ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA
BÊ TÔNG NHỰA [10] ...................................................................................................6
1.4 BIẾN DẠNG KHÔNG PHỤC HỒI VÀ HIỆN TƢỢNG LÚN VỆT BÁNH XE
TRONG MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG NHỰA ...................................................................7
1.4.1 Biến dạng trong mặt đƣờng BTN ....................................................................7
1.4.2 Các giải pháp cải thiện cƣờng độ và tính chất cơ lý BTN ..............................8
1.5 BÊ TƠNG NHỰA SỬ DỤNG NHỰA ĐƢỜNG CAO SU HOÁ ..........................10
1.5.1 Giới thiệu.......................................................................................................10
1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với BTN nhựa cao su hoá [8]......................................10
1.5.3 Q trình cơng nghệ chế tạo .........................................................................12
1.5.3. Tình hình nghiên cứu, sử dụng BTN cao su hoá trong xây dựng đƣờng .....14
1.6 Kết luận chƣơng 1 ...................................................................................................17
CHƢƠNG 2 ...................................................................................................................18
THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU VÀ QUY HOẠCH MẪU THÍ NGHIỆM ........................18
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ, ĐỀ XUẤT VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................18
2.2 YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU CHO HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA VÀ KẾT QUẢ
THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG
NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN ...............................................................................18
2.2.1 Đá dăm ..........................................................................................................18
2.2.2 Cốt liệu mịn ...................................................................................................19

2.2.3 Bột khoáng ....................................................................................................20

1.2

Các chỉ tiêu về thành phần hạt bột cao su biến tính

11

1.3

Các chỉ tiêu kỹ thuật quy định với nhựa đường cao su hóa

11

1.4

Thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu BTNCS

11

1.5

Yêu cầu về các chỉ tiêu kỹ thuật của BTNCS

12

2.1

Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý cho đá dăm trong sử dụng cho
BTNC

19

2.2

Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu mịn sử dụng cho
BTNC

20

2.3

Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của bột khoáng

20

2.4

Yêu cầu kỹ thuật của nhựa đường 60/70

21

2.5

Thành phần cơ bản trong lốp xe

22

2.6

Kết quả thí nghiệm bột khống Hà Nam

23

2.7

Tổng hợp kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu của cát xay

24

2.8

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý đá dăm

24

2.9

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của nhựa đường

25

2.10

Thành phần hạt thiết kế cho BTNC12,5

30

2.11

Thành phần hạt thiết kế cho BTNC19

30

2.12

Kết quả tính tốn xác định khối lượng hạt cao su trong hỗn
hợp cấp phối

31

2.13

Kết quả thí nghiệm độ góc cạnh của cát.

32

3.1

Kết quả thí nghiệm xác định tỷ trọng khối của BTNC12,5

36

3.2

Kết quả thí nghiệm xác định tỷ trọng khối của BTNC 19

36

3.3

Độ rỗng dư của BTNC12,5

39

3.4

Độ rỗng dư của BTNC19

39

3.5

Độ rỗng khung cốt liệu (VMA) của BTNC 12,5

41

3.6

Độ rỗng khung cốt liệu (VMA) của BTNC 19

41

3.7

Độ rỗng lấp đầy nhựa VFA (BTNC 12,5)

43

3.8

Độ rỗng lấp đầy nhựa VFA (BTNC 19)

43

3.9

Độ ổn định Marshall và độ dẻo của BTNC 12,5

45

3.10

Độ ổn định Marshall và độ dẻo của BTNC 19

45

3.11

Tổng hợp kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý và độ ổn
định Marshall của BTNC 12,5 và BTNC19 ở hàm lượng
nhựa tối ưu

48

3.12

Các phương pháp thí nghiệm độ sâu vệt hằn bánh xe bằng
thiết bị Wheel Tracking [QĐ1617]

49

3.13
3.14

Kết quả thí nghiệm hằn lún vệt bánh xe (phương pháp C)
của BTNC 12,5
Kết quả thí nghiệm hằn lún vệt bánh xe (phương pháp C)
của BTNC 19

53
53

3.15

K8 sánh các chỉ tiêu kỹ thuật của BTN12,5

56

3.16

K9 sánh các chỉ tiêu kỹ thuật của BTN19)

56

3.17

Đơn giá sác chỉ tiêu kỹ thuật của BTN12,5 thường và
BTNCS12,5NC 12,5l Tracking [QĐ1617]BTNC19 ở hàm
lượngoC

60

3.18

Bảng 3.18. Đơn giá sản xuất 1 tấn BTNC 19 sử dụng hạt cao
su nghiền bằng trạm trộn 80 tấn/h, ở nhiệt độ trộn 160oC và
175oC

61

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình

Hình

Trang

1

Lún vình CÁC HÌNH

mn vình CÁC H

1

2

Lún vvvh vÁC HÌNH

m kéo

2

1.1

Biến dạng mặt đường do cường độ của lớp móng và nền đất
khơng đảm bảo

7

1.2

Hằn lún vệt bánh xe trong mặt đường BTN: (a) do biến dạng
cắt và (b) đầm nén của tải trọng xe chạy

8

1.3

Công nghệ chế tạo BTN cao su hoá

13

1.4

Sơ đồ và thiết bị thí nghiệm lún vệt bánh xe

15

1.5

Diễn biến lún vệt bánh xe theo số lượt tác dụng của tải trọng

15

2.1

Cốt liệu lớn (Đá dăm)

18

2.2

Cát xay

19

2.3

Thí nghiệm độ kim lún của nhựa đường

21

2.4

Hạt cao su phế thải từ lốp xe sử dụng cho nghiên cứu

23

2.5

Sơ đồ thể hiện trình tự thí nghiệm cho cấp phối BTNC 12,5

26

2.6

Sơ đồ thể hiện trình tự thí nghiệm cho cấp phối BTNC 19

27

2.7

Sơ đồ quy hoạch các tổ mẫu thí nghiệm của BTNC 12,5

28

2.8

Sơ đồ quy hoạch các tổ mẫu thí nghiệm của BTNC19

29

2.9

Đường cong cấp phối hạt BTNC19

30

2.10

Đường cong cấp phối hạt BTNC 12,5

31

2.11

Thí nghiệm đọ góc cạnh của cát

32

3.1

Gia nhiệt và trộn hỗn hợp BTNCS

34

3.2

Máy đầm chế bị mẫu BTN

35

3.3

Thay đổi tỷ trọng khối (Gmb) theo hàm lượng nhựa và tỷ lệ
hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 12,5)

36

3.4

Thay đổi tỷ trọng khối (Gmb) theo hàm lượng nhựa và tỷ lệ
hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 19)

37

3.5

Làm tơi mẫu bê tông nhựa chuẩn bị thí nghiệm tỷ trọng lớn
nhất của BTN ở trạng thái rời

38

3.6

Lắp ráp bình và tiến hành bật máy hút chân không

38

3.7

Thay đổi độ rỗng dư (Va) theo hàm lượng nhựa và tỷ lệ hạt
cao su nghiền (mẫu BTNC 12,5)

39

3.8

Thay đổi độ rỗng dư (Va) theo hàm lượng nhựa và tỷ lệ hạt
cao su nghiền (mẫu BTNC 19)

40

3.9

Thay đổi độ rỗng khung cốt liệu (VMA) theo hàm lượng
nhựa và tỷ lệ hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 12,5)

41

3.10

Thay đổi độ rỗng khung cốt liệu (VMA) theo hàm lượng
nhựa và tỷ lệ hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 19)

42

3.11

Thay đổi độ rỗng lấp đầy nhựa (VFA) theo hàm lượng nhựa
và tỷ lệ hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 12,5)

43

3.12

Thay đổi độ rỗng lấp đầy nhựa (VFA) theo hàm lượng nhựa

và tỷ lệ hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 19)

43

3.13

Thí nghiệm Marshall

44

3.14

Bể ổn định nhiệt

45

3.15

Thay đổi độ ổn định Marshall (S) theo hàm lượng nhựa và tỷ
lệ hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 12,5)

46

3.16

Thay đổi độ ổn định Marshall (S) theo hàm lượng nhựa và tỷ
lệ hạt cao su nghiền (mẫu BTNC 19)

46

3.17

Thay đổi độ dẻo (F) theo hàm lượng nhựa và tỷ lệ hạt cao su
nghiền (mẫu BTNC 12,5)

47

3.18

Thay đổi độ dẻo (F) theo hàm lượng nhựa và tỷ lệ hạt cao su
nghiền (mẫu BTNC 19)

47

3.19

Thiết bị thí nghiệm hằn lún vệt bánh xe kiểu Wheel
Tracking tại CEI

49

3.20

Cấu tạo bánh xe thử nghiệm

50

3.21

Thiết bị hiển thị giá trị hằn lún vệt bánh xe

50

3.22

Thiết bị lu lèn mẫu hằn lún vệt bánh xe

51

3.23

Mẫu sau khi thực hiện thí nghiệm

52

3.24

Tương quan giữa độ ổn định động DS và hàm lượng hạt cao
su nghiền

54

3.25

Chuẩn bị mẫu thí nghiệm

54

3.26

Dụng cụ thí nghiệm cường độ kéo uốn

55

3.27

Thí nghiệm kéo uốn

55

3.28

Thay đổi cường độ kéo uốn theo hàm lượng hạt cao su
nghiền

57

3.29

Tương quan giữa khối lượng thể tích BTN và hàm lượng hạt
cao su

58

3.30

Ảnh hưởng của hàm lượng hạt cao su đến độ rỗng dư

58

3.31

Ảnh hưởng của hàm lượng hạt cao su đến độ rỗng khung cốt
liệu

58

3.32

Ảnh hưởng của hàm lượng hạt cao su đến độ rỗng lấp đầy
nhựa

59

3.33

Ảnh hưởng của hàm lượng hạt cao su đến độ ổn định
Marshall

59

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bê tông nhựa (BTN) là vật liệu đƣợc sử dụng khá phổ biến cho lớp mặt đối với
những kết cấu mặt đƣờng ô tô, là sự lựa chọn hàng đầu của các kỹ sƣ khi thiết kế kết
cấu mặt đƣờng cho các cơng trình đƣờng cao tốc, đƣờng trong đô thị và các đƣờng cấp

cao khác.
Tính chất của BTN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, chất kết dính (nhựa
đƣờng), cơng nghệ chế tạo, độ lớn tải trọng, thời gian tác dụng của tải trọng và đặc biệt
phụ thuộc rất lớn vào sự thay đổi nhiệt độ.
Nhƣợc điểm chủ yếu của mặt đƣờng BTN là kém ổn định với nhiệt độ. Ở nhiệt độ
bình thƣờng, BTN thể hiện tính đàn hồi dẻo. Nhiệt độ cao, BTN chuyển sang trạng
thái dẻo, mặt đƣờng dễ xảy ra hiện tƣợng biến dạng trƣợt dƣới tác dụng của tải trọng
xe chạy; ngƣợc lại ở nhiệt độ thấp, BTN thể hiện tính dịn, mặt đƣờng dễ xảy ra nứt.
Sự tăng trƣởng nhanh của nền kinh tế, cũng nhƣ nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng
trong những năm gần đây đã kéo theo sự tăng trƣởng rất nhanh về lƣu lƣợng và tải
trọng xe trên đƣờng. Nhiều tuyến đƣờng, kể cả Quốc lộ sau khi xây dựng, đƣa vào
khai thác đã xuất hiện các hiện tƣợng hƣ hỏng nhƣ lún vệt bánh xe, nứt, ổ gà,.. Đặc
biệt, hiện tƣợng biến dạng mặt đƣờng tại vị trí tác dụng của tải trọng bánh xe (thƣờng
đƣợc gọi lún vệt bánh xe) xảy ra khá phổ biến trên các tuyến đƣờng và Quốc lộ trên
địa bàn thành phố Đà Nẵng và các tỉnh khu vực miền Trung - Tây nguyên.

a) Nam đầu cầu Nguyễn Tri Phương
b) Dự án mở rộng QL1, đoạn Vinh - Hà Tĩnh
Hình 1. Lún vệt bánh xe trên mặt đường BTN
Để khắc phục hiện tƣợng "lún vệt bánh xe" của mặt đƣờng BTN, đã có nhiều
nghiên cứu trong và ngoài nƣớc trong thời gian gần đây, nhƣ: cải thiện chất lƣợng vật
liệu [12]; thành phần cấp phối [13] [18]; sử dụng các loại nhựa đƣờng cải tiến, nhựa
Polymer [16] [20] nhựa đƣờng cao su hoá bằng cao su tái chế hoặc cao su thiên nhiên.
Dựa vào tính chất của cao su, một số nghiên cứu trên thế giới có thể chỉ ra rằng
việc sử dụng cao su phế thải trong BTN có thể tạo ra một loại BTN có đặc tính cơ học
và lý học tốt hơn, có khả năng chống hằn lún vệt bánh xe cao, làm tăng cƣờng độ chịu
kéo khi uốn của bê tông nhựa (Presti, 2013; Shafabakhsh, 2014; Wulandari & Tjandra,

2

2016). Tại Việt Nam, chƣa có nhiều nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng hạt cao su
nghiền từ lốp xe phế thải để cải thiện cƣờng độ BTN, đặc biệt để cải thiện cƣờng độ
chống biến dạng của mặt đƣờng.

Hình 2. Lốp ơ tơ cũ đã qua sử dụng
Tại Việt Nam, hiện nay chƣa có bất cứ một thống kê đầy đủ nào về tổng lƣợng
cao su phế thải hàng năm, cũng nhƣ tác động của chúng đến môi trƣờng. Tuy nhiên có
thể dự đốn con số này rất lớn, với trên 45 triệu xe gắn máy, 10 triệu xe đạp, gần 2,7
triệu xe ô tô, đây là một nguồn thải cao su phế thải khổng lồ. Riêng tại thành phố Đà
Nẵng, trung bình hàng năm đã thải ra khoảng 228 tấn lốp ơ tơ cũ, chƣa tính đến lốp xe
máy. Đề tài nghiên cứu sử dụng hạt cao su nghiền từ vật liệu phế thải lốp ô tô cũ thay
thế một phần cốt liệu mịn (cát nghiền) để cải thiện cƣờng độ, đặc biệt là khả năng chịu
biến dạng của BTN, đồng thời giải quyết lƣợng vật liệu phế thải gây ơ nhiễm mơi
trƣờng là có ý nghĩa thực tiễn, đặc biệt trong giai đoạn hiện nay khi yêu cầu phát triển
kinh tế phải gắn với yêu cầu phát triển bền vững.
2. Đối tƣợng nghiên cứu
Các chỉ tiêu cơ lý và cƣờng độ của BTN C12,5 & C19 có đƣờng cong thành phần
hạt thoả mãn đƣờng cong cấp phối yêu cầu theo Quyết định 858/QĐ-BGTVT.
3. Phạm vi nghiên cứu:
- Cốt liệu địa phƣơng đƣợc lấy tại các mỏ đá trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
- Hạt cao su nghiền từ lốp cao su phế thải, lấy tại thơn Hịa Bình, xã Nghĩa Hà,
Huyện Tƣ Nghĩa, Tỉnh Quảng Ngãi.
4. Mục tiêu nghiên cứu
a. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu cải thiện cƣờng độ, khả năng chịu biến dạng (lún vệt bánh xe) của
BTNC 19 và BTNC 12,5 sử dụng hạt cao su nghiền từ lốp xe phế thải.
b. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu lý thuyết về cƣờng độ và công nghệ chế tạo bê tông nhựa sử dụng
hạt cao su nghiền từ lốp xe phế thải.

3

- Nghiên cứu ảnh hƣởng của hàm lƣợng hạt cao su nghiền đến tính chất cơ lý và
đặc trƣng cƣờng độ (lún vệt bánh xe, cƣờng độ chịu kéo uốn) của BTNC.
- So sánh đặc trƣng cƣờng độ và đánh giá hiệu quả kinh tế của BTN, trƣờng hợp
có và khơng có sử dụng hạt cao su nghiền, làm cơ sở đề xuất khả năng áp dụng trong
thiết kế kết cấu áo đƣờng
Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: lý thuyết cƣờng độ và ổn định cƣờng độ
của BTN, lý thuyết cấp phối;
- Phƣơng pháp thực nghiệm.
- Phƣơng pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết và thực nghiệm.
5. Dự kiến nội dung của luận văn.
Mở đầu
- Lý do chọn đề tài (Sự cần thiết phải nghiên cứu).
- Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
+ Mục đích nghiên cứu.
+ Đối tƣợng nghiên cứu.
+ Phạm vi nghiên cứu.
- Phƣơng pháp nghiên cứu.
Chƣơng 1. Tổng quan về bê tông nhựa sử dụng hạt cao su nghiền
1.1. Thuật ngữ và định nghĩa.
1.2. Cấu trúc bê tông nhựa
1.3. Lý thuyết cơ bản về cƣờng độ và độ ổn định cƣờng độ của bê tông nhựa
1.4. Biến dạng không phục hồi và hiện tƣợng lún vệt bánh xe trong mặt đƣờng
bê tông nhựa
1.5. Bê tông nhựa sử dụng nhựa đƣờng cao su hố
1.6. Kết luận chƣơng 1

Chƣơng 2. Thí nghiệm vật liệu và quy hoạch thực nghiệm xác định các chỉ
tiêu cƣờng độ của bê tông nhựa
2.1. Đề xuất vật liệu nghiên cứu
2.2. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu (đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa
đƣờng, hạt cao su).
2.3. Đề xuất cấp phối và xác định hàm lƣợng nhựa tối ƣu
2.4. Quy hoạch mẫu thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của hàm lƣợng hạt cao su
đến các chỉ tiêu cƣờng độ của bê tông nhựa
2.5. Kết luận chƣơng 2.
Chƣơng 3. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng hạt cao su phế thải trong hỗn hợp cấp phối
đến các chỉ tiêu cƣờng độ của bê tơng nhựa.
3.1. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý
3.2. Kết quả thí nghiệm lún vệt bánh xe và cƣờng độ kéo uốn

4

3.3. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng hạt cao su đến các chỉ tiêu cƣờng độ của BTN.
3.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế.
3.5. Kết luận chƣơng 3.
Kết luận và kiến nghị.
1. Kết luận.
2. Kiến nghị.

5

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHỰA SỬ DỤNG HẠT CAO SU NGHIỀN
1.1 THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA

- Bê tông nhựa (BTN) là hỗn hợp vật liệu gồm đá dăm các loại, cát, bột khoáng
phối hợp với nhau theo một tỷ lệ nhất định theo một cấp phối tốt nhất, trộn nóng với
nhựa đƣờng và phụ gia (nếu có) theo một quy trình chặt chẽ, rải và đầm nén thành
từng lớp. Thƣờng đƣợc sử dụng làm mặt của kết cấu mặt đƣờng mềm.
BTN đƣợc phân thành các loại khác nhau tuỳ theo phƣơng pháp thi cơng, nhiệt độ
rãi, kích cỡ đá lớn nhất, thành phần cấp phối và hàm lƣợng đá dăm, độ rỗng còn dƣ,
loại và chất lƣợng vật liệu,..
- Bê tơng nhựa cao su hố (BTNCS) là hỗn hợp BTNC đƣợc chế tạo từ hỗn hợp
cốt liệu đá dăm, cát, bột khoáng với tỷ lệ phối trộn xác định, đƣợc sấy nóng và trộn
đều với nhau, sau đó đƣợc trộn với nhựa đƣờng cao su hoá theo tỷ lệ xác định qua thiết
kế.
- Bột (hạt) cao su biến tính (Crumb Rubber Modifier - CRM) là bột cao su đƣợc
nghiền từ lốp xe cũ, có thể đƣợc biến tính bằng phụ gia hố chất để phù hợp với mục
đích sử dụng.
- Nhựa đƣờng cao su hoá (Rubberized Asphalt - RA): nhựa đƣờng thông thƣờng
đƣợc trộn với cao su biến tính bằng thiết bị trộn chuyên dụng với tỷ lệ bột cao su biến
tính thích hợp.
1.2 CẤU TRÚC BÊ TƠNG NHỰA
BTN là vật liệu có cấu trúc thuộc loại cuội kết nhân tạo, trong đó các cốt liệu đƣợc
kết dính nhau nhờ chất liên kết asphalt.
- Cốt liệu lớn (đá dăm): là bộ khung chịu lực chính và tạo độ nhám cho BTN khi
sử dụng làm lớp mặt.
- Cốt liệu nhỏ (cát nghiền, cát tự nhiên): ngoài chức năng làm tăng độ đặc, nó cịn
làm tăng tỷ diện của vật liệu, do đó làm tăng tính liên kết với nhựa.
- Bột khoáng là một thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông nhựa (BTN).
Khi trộn chung với nhựa đƣờng, thành phần hạt mịn trong bột khống có kích thƣớc
hạt nhỏ hơn chiều dày màng nhựa có tác dụng làm cứng nhựa đƣờng và tạo nên hỗn
hợp asphalt có nhiều tính năng ƣu việt nhƣ tăng bám dính giữa đá và nhựa, tăng độ ổn
định, tăng độ bền trong môi trƣờng ẩm ƣớt, giảm nứt nẻ và đùn trồi,… Thành phần hạt
có kích thƣớc lớn hơn chiều dày màng nhựa thì có tác dụng lắp đầy lỗ rỗng trong

BTN, làm tăng khối lƣợng riêng và độ nén chặt của BTN. Bột khống làm tăng độ
chặt của bê tơng nhựa, làm tăng tỷ diện vật liệu khoáng rất nhiều nên làm tăng lớp vỏ
cấu trúc và nâng cao nhiệt độ hóa mềm, giúp bê tơng nhựa ổn định nhiệt. Bột khống
và nhựa tƣơng tác với nhau tạo thành chất liên kết asphalt, liên kết các cốt liệu lớn và
lấp đầy lỗ rỗng còn lại.

6

- Nhựa có tác dụng bao bọc xung quanh các hạt khống, có 1 phần thẩm thấu vào
trong các mao quản trên bề mặt hạt khoáng, 1 phần tƣơng tác với bề mặt cốt liệu tạo
thành màng xà phòng Can-xi khơng hịa tan, làm tăng đáng kể chất lƣợng và tính bền
vững của các liên kết ở khu vực tiếp xúc giữa nhựa và cốt liệu khoáng và 1 phần có tác
dụng lấp 1 phần lỗ rỗng cịn lại của khung cốt liệu chính.
- Phụ gia: cải thiện 1 số tính chất của BTN trong thi cơng cũng nhƣ khai thác,
nhằm làm cho BTN ổn định hơn.
Có nhiều quan niệm khác nhau về cấu trúc BTN. Theo các yêu cầu sử dụng, có thể
xem BTN là hệ thống gồm 3 cấu tử [10]:
- Một là cấu trúc vi mô ( tế vi) gồm nhựa và bột khoáng tạo thành chất liên kết
asphanls.
- Hai là cấu trúc trung gian gồm cát và chất liên kết asphanlt tạo thành vữa
asphanlt.
- Ba là cấu trúc vĩ mô gồm đá dăm và vữa asphanlt tạo thành hỗn hợp bê tông
nhựa.
1.3 LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CƢỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ ỔN ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ
CỦA BÊ TƠNG NHỰA [10]
Tính chất của hỗn hợp BTN phụ thuộc vào cấu trúc của nó, hay nói cách khác phụ
thuộc vào tính chất và hàm lƣợng của các thành phần trong hỗn hợp, vào sự phân bố
đều đặn các cỡ hạt và nhựa, chất lƣợng kỹ thuật trong quá trình chế tạo hỗn hợp, đặc
biệt là chế độ nhiệt và độ chặt của hỗn hợp.

Theo Rƣbep L.A. [10], cƣờng độ, độ dẻo và một số tính chất của hỗn hợp BTN
phụ thuộc vào các tính chất cơ học của chất liên kết asphalt, vào lực dính bám ở mặt
tiếp xúc của các pha và độ rỗng của hỗn hợp theo cơng thức:
R

kR
lg p
lg p X
1

max

(1.1)
m

x

Trong đó:
R - cƣờng độ của bê tông nhựa( nén, cắt, kéo);
R* - cƣờng độ của chất liên kết asphalt có thành phần tiêu chuẩn trong điều kiện
nhiệt độ và đầm nén nhất định;
X – tỷ số của trị số [B/BK] trong bêtông nhựa, đối với trị số [B */BK] trong chất
liên kết asphalt có cƣờng độ R* (X luôn luôn lớn hơn 1)
B – hàm lƣợng nhựa trong bêtông nhựa;
B* - hàm lƣợng nhựa (bitum) trong chất liên kết asphalt có cƣờng độ R*;
BK- hàm lƣợng bột khoáng
M - chỉ số lũy thừa, đặc trƣng tính chất dính bám ở mặt phân giới giữa chất liên
kết và bề mặt hạt khoáng vật;

7

pmax- độ chặt lớn nhất có thể đạt đƣợc của cốt liệu khoáng vật của các thành phần
hạt đã cho;
px – độ chặt thực tế của hỗn hợp bê tông nhựa.
Theo Ivanov N.N. [XDMĐ], cƣờng độ của BTN phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố.
  
R2  R1  1 
 2 

n

 v2 
 
 v1 

m

 t1 
 
 t2 

p

(1.2)

Trong đó:
R1, R2 – cƣờng độ của hỗn hợp bê tông nhựa tƣơng ứng với tốc độ biến dạng v 1 v2
với nhiệt độ thí nhiệm t1 t2 (theo độ Kelvin), với chiều dày trung bình của màng nhựa
β1, β2 .

m- chỉ số mũ, đặc trƣng cho mức độ thay đổi cƣờng độ theo biến đổi của tốc độ
biến dạng;
p – chỉ số mũ , đặc trƣng cho mức độ thay đổi cƣờng độ khi nhiệt độ biến thiên 1 o
;
n- chỉ số mũ, đặc trƣng chất lƣợng của hỗn hợp khống ( độ chặt, tính dính bám
của bitum với đá).
1.4 BIẾN DẠNG KHƠNG PHỤC HỒI VÀ HIỆN TƢỢNG LÚN VỆT BÁNH XE
TRONG MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG NHỰA
1.4.1 Biến dạng trong mặt đƣờng BTN
Dƣới tác dụng lặp lại của tải trọng xe chạy, mặt đƣờng BTN tích luỹ biến dạng dƣ
(biến dạng khơng phục hồi) theo thời gian, khi biến dạng dƣ vƣợt quá trị số cho phép,
mặt đƣờng có thể xem bị phá hoại.
Biến dạng dƣ có thể chia thành 3 loại:
- Biến dạng trong toàn bộ kết cấu nền áo đƣờng: là biến dạng lún trong lớp móng
hoặc nền đất khi cƣờng độ khơng đảm bảo, có thể gây nứt trên mặt đƣờng (Hình 1.1).

Hình 1.1. Biến dạng mặt đƣờng do cƣờng độ của lớp móng và nền đất khơng
đảm bảo
- Biến dạng dẻo: biến dạng xuất hiện trong kết cấu bê tông nhựa gần trung tâm khu
vực tác dụng của tải trọng, mặt đƣờng sau khi biến dạng thƣờng hình thành các gờ nhỏ
hai bên khu vực biến dạng (Hình 1.2a).

8

- Biến dạng do tác dụng của tải trọng xe chạy (đầm nén thứ cấp): thƣờng gặp ở
mặt đƣờng bê tông nhựa gần trung tâm khu vực tác dụng của tải trọng (Hình 1.2b).
Đây là kết quả của việc tiếp tục đầm nén trong vật liệu do tác dụng của tải trọng xe
trong quá trình khai thác.

(a)
(b)
Hình 1.2. Hằn lún vệt bánh xe trong mặt đƣờng BTN: (a) do biến dạng cắt và
(b) đầm nén của tải trọng xe chạy
Lún vệt bánh xe trong kết cấu mặt đƣờng BTN là một trƣờng hợp của biến dạng
tích lũy trong mặt đƣờng mềm, thƣờng xảy ra trong 75-100mm (3-4 inches) trên cùng
của mặt đƣờng BTN. Lún vệt bánh xe có thể là một hoặc kết hợp cả ba loại biến dạng
lún nhƣ đã trình bày ở trên, thƣờng do hỗn hợp bê tơng nhựa khơng đủ cƣờng độ
kháng cắt (hình 1.2a) hoặc do đầm nén không đảm bảo độ chặt yêu cầu (hình 1.2b).
Theo Cục đƣờng bộ liên bang Mỹ (FHWA), lún vệt bánh xe đƣợc phân thành 3
mức:
- Thấp: chiều sâu lún từ 6 đến 12.5mm;
- Trung bình: chiều sâu lún từ 12.5mm đến 25mm;
- Cao: chiều sâu lún trên 25mm.
Trong trƣờng hợp mặt đƣờng có độ dốc ngang thơng thƣờng, độ sâu lún vệt bánh
xe cho phép lớn nhất là 12.5mm (0.5 inch). Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt
đƣờng bê tông nhựa TCVN 8819-2011, quy định độ sâu vệt hằn bánh xe thí nghiệm
theo phƣơng pháp HWTD (Hamburg Wheel Tracking Device) sau 10.000 chu kỳ, áp
lực 0.70 MPa, nhiệt độ 50oC không vƣợt quá 12.5mm.
1.4.2 Các giải pháp cải thiện cƣờng độ và tính chất cơ lý BTN
1.4.2.1. Nhóm giải pháp về cốt liệu
a) Đặc trưng cốt liệu (kích cỡ, hình dạng, kích thước hạt)
Trong hỗn hợp BTN, cốt liệu đóng vai trị tạo nên một bộ khung chịu lực tốt để
chống tại tác dụng của tải trọng trùng phục, do đó tính chất và đặc trƣng của cốt liệu
có ảnh hƣởng lớn đến khả năng kháng HLVBX trong hỗn hợp bê tơng nhựa. Cốt liệu
có bề mặt ghồ ghề, góc cạnh thƣờng có cƣờng độ và sức kháng cắt lớn hơn cốt liệu có
bề mặt trơn nhẵn, trịn cạnh, do ma sát và chèn móc tốt giữa các hạt.

9

Nếu cốt liệu có góc nội ma sát càng lớn, hỗn hợp bê tơng nhựa sẽ có cƣờng độ
kháng cắt càng tăng, và do đó, sức kháng vệt hằn bánh xe tăng lên. Do đó, cần nghiên
cứu lựa chọn cốt liệu có hình dạng ghồ ghề, góc cạnh và có thành phần cấp phối hạt
hợp lý để tăng tiếp xúc giữa các hạt với nhau, đồng thời tăng cƣờng kiểm sốt chặt chẽ
các u cầu về độ góc cạnh, hàm lƣợng hạt thoi dẹt, số mặt vỡ, thành phần cấp phối
hạt.
TCVN 8819-2011 qui định độ góc cạnh ≥43% BTNC làm lớp mặt trên và 40% đối
với BTNC làm lớp mặt dƣới.
b) Thiết kế cấp phối
BTN có thành phần cấp phối thay đổi rất rộng, do đó tuỳ theo mục đích sử dụng và
vị trí của từng lớp trong kết cấu mặt đƣờng, cần chọn cấp phối thích hợp. Để cải thiện
cƣờng độ của BTN, thoả mãn điều kiện chịu đƣợc nhiệt, khả năng chống biến dạng lún
vệt bánh xe và có đủ độ nhám cần lƣu ý:
- Thiết kế cấp phối cốt liệu cho hỗn hợp bê tông nhựa theo hƣớng giảm hàm
lƣợng hạt mịn, tăng hàm lƣợng đá dăm (thƣờng từ 50%-60%, thậm chí 65%) nhằm tạo
ra hỗn hợp bê tông nhựa chặt thô để tăng khả năng chống cắt trƣợt.
- Khống chế khoảng độ rỗng dƣ của hỗn hợp bê tông nhựa.
- Sử dụng cát xay thay thế cho cát tự nhiên để chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa, đồng
thời nên giới hạn hàm lƣợng cát tự nhiên trong hỗn hợp khơng q 15% [12].
1.4.2.2. Nhóm giải pháp cải thiện nhựa đƣờng
Sử dụng nhựa đƣờng có khả năng ổn định với nhiệt độ cao (nhựa đƣờng Polymer),
thƣờng sử dụng nhiều nhất là polyme và copolyme.
- Polyme thuần nhất (homopolymere): thƣờng dùng nhƣ polysulfure,
polypropylen, polysiopren, polybuten, polyisobuten.
- Copolyme: đƣợc tạo thành từ việc tổ hợp từ các polyme theo các cấu trúc khác
nhau. Các copolyme thƣờng đƣợc sử dụng hiện nay là Copolyme "Styrene-ButadieneStyrene" (SBS), Copolyme "Styrene-Butadiene" (SB) và Copolyme "Ethylene Vinyl
Acetate" (EVA). Lƣợng Copolyme sử dụng thƣờng trong khoảng 5-7% trọng lƣợng
bitum.
BTN sử dụng nhựa đƣờng Polymer giúp cải thiện tính dính bám của nhựa đƣờng

với cốt liệu, cải thiện tính chất cơ lý của BTN, tăng khả năng chịu mỏi và khả năng
chống biến dạng của BTN.
1.4.2.3. Nhóm giải pháp dùng cốt liệu tổng hợp
Cốt liệu tổng hợp có thể là cốt liệu tổng hợp nhân tạo từ đất sét và phiến thạch nở,
cốt sợi thuỷ tinh hoặc cao su hoạt tính. Các cốt liệu này thƣờng có dung trọng biểu
kiến nhỏ nên có thể trồi lên trong lớp vữa asphalt nóng, làm tăng độ nhám vĩ mơ ở bề
mặt BTN hoặc có độ cứng, độ đàn hồi lớn, biến dạng nhỏ nên có thể cải thiện cƣờng
độ và tính chất của BTN.

10

1.5 BÊ TÔNG NHỰA SỬ DỤNG NHỰA ĐƢỜNG CAO SU HỐ
1.5.1 Giới thiệu
Để cải thiện đặc tính của nhựa đƣờng, thay vì cho vào nhựa đƣờng một polymer
nào đó ở tình trạng ngun thủy, có thể sử dụng hạt cao su tái chế từ cao su tổng hợp
hoặc cao su thiên nhiên để biến tính nhựa đƣờng. Sự pha trộn của hạt cao su với nhựa
đƣờng làm tăng độ cứng của nhựa đƣờng, cải thiện khả năng chống biến dạng lún vệt
bánh xe và nứt của BTN.
Bên cạnh khả năng mang lại những cải thiện cho nhựa đƣờng về mặt cơ lý tƣơng
tự nhƣ các polymer khác, bột cao su tái chế còn đƣợc ghi nhận giúp làm giảm tiếng ồn
do ma sát giữa lốp xe và mặt đƣờng với mức độ giảm đƣợc khoảng 7-9 dB so với mặt
đƣờng nhựa thơng thƣờng. Bột cao su tái chế cịn giúp tăng tính an tồn giao thơng
nhờ vào khả năng làm tăng độ bám giữa lốp xe với mặt đƣờng. Ngoài ra, do tái chế từ
lốp xe phế thải, việc sử dụng bột cao su này trong công nghệ nhựa đƣờng cao su hóa
có ý nghĩa quan trọng về mặt bảo vệ môi trƣờng.
Hạt cao su nghiền từ lốp xe phế thải đƣợc nghiên cứu sử dụng trong công nghệ
xây dựng mặt đƣờng từ cuối những năm 1960, áp dụng đầu tiên cho lớp láng nhựa mặt
đƣờng Phoenix, bang Arizona (Hoa Kỳ) [23]. Hạt cao su nghiền có thể đƣợc sử dụng
nhƣ một chất phụ gia polyme cải thiện đặc tính của nhựa đƣờng (trƣờng hợp sử dụng

công nghệ chế tạo theo quy trình ƣớt) hoặc nhƣ vật liệu thay thế cốt liệu mịn trong hỗn
hợp cấp phối BTN (trƣờng hợp sử dụng cơng nghệ chế tạo theo quy trình khơ).
1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với BTN nhựa cao su hoá [8]
1.5.2.1. Yêu cầu về chất lƣợng vật liệu chế tạo .
- Bột cao su biến tính: Hàm lƣợng bột cao su biến tính đƣợc tính theo % khối
lƣợng nhựa đƣờng thông thƣờng, đƣợc lựa chọn sao cho nhựa đƣờng cao su hóa có các
chỉ tiêu thỏa mãn yêu cầu (bảng 1.3). Hàm lƣợng bột cao su biến tính trong khoảng 1025%, thông thƣờng là 15%.
- Nhựa đƣờng cao su hóa,( bảng 1.3)
- Đá dăm.
- Cát.
- Bột khống
Bảng 1.1: Các chỉ tiêu kỹ thuật của bột cao su biến tính
TT
Chỉ tiêu
Quy định
Phƣơng pháp thử
3
1
Khối lƣợng riêng g/cm
1,10-1,20
Phụ lục A
2
Độ ẩm %
Max. 0,75
ASTM D1864
3
Hàm lƣợng tạp chất kim loại màu ( so Max. 0,01
ASTM D6114
với khối lƣợng kim loại đen), %
(Mục 4.12)

4
Hàm lƣợng tạp chất sợi,%
Max. 0,5
Phụ lục B
5
Hàm lƣợng tạp chất khác ( nhƣ Max. 0,25
Phụ lục C
gỗ,thủy tinh, cát),%

Nghiên Cứu Ử Dụng Hạt Cao Su Nghiền Từ Lốp Xe Phế Thải Cải Thiện Khả Năng Chống Biến Dạng Của Bê Tông Nhựa Sử Dụng Vật Liệu 7740355.Pdf

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về