Tóm Tắt Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng cốt sợi thủy tinh phân tán đến khả năng chống mỏi và chống lún vệt bánh xe của bê tông asphalt trong điều kiện Việt Nam

1


1. Đặt vấn đề
Mng bê tông asphalt chim t trng ln trong mng ô tô trên th gii và  Vit Nam do
nhm v: chng khai thác, giá thành và m thun li trong thi công. Theo s liu thng
kê, hng s chiu dài ng cao tc trên th gii, 72% tng ching cao tc  
80% tng chiu dài mng  Vit Nam s dng kt cu mng bê tông asphalt [18].
Các tiêu chun ca th gii và tiêu chun Vinh v c tính ca bê tông asphalt làm mt
i ng ca nhi và ti trng, hai v cn b sung và xem xét: kh ng lún và
chu mi ca bê tông asphalt. Thông qua thí nghim lún vt bánh xe, chii s t
tác dng ca ti trc xnh. Thông qua thí nghim mi, tui th mi và cc tính mi
ca vt liu nh. T nhng kt qu thí nghi h ng lún và chng
mi ca vt liu làm mng ô tô, phc v cho quá trình thit k và thi công.
 nâng cao chng bê tông asphalt, hin nay trên th giba ng:
+ S dng bitum ci tin
+ u chnh cp phi phù hp vi m dng và s dng ct liu chng cao
+ Ci tin thành phn hn hp bê tông asphalt bng vt liu ng
Các loi si gia cng trong bê tông asphalt rng, i Cellulose, si cácbon, si thy tinh, si
Polypropylene, si khoáng,  Nghiên cu ca Lun án tp trung vào vic xem xét ng si thy
n kh ng mi và chng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt.
Trên th gii, t nha th k c ng si c nghiên cu
[51]n nay nghiên ci toàn din và kt qu thy rng vt liu này làm vic tu kin
i. V t ra là ct si thy tinh có ci thic tính chng mi và chng lún
cho vt liu bê tông asphalt nóng u kin Vit Nam hay không? Cn phc nghiên cu, thc
nghi có câu tr li.
Do v tài Nghiên cứu ảnh hưởng cốt sợi thủy tinh phân tán đến khả năng chống mỏi và chống lún
vệt bánh xe của bê tông asphalt trong điều kiện Việt Nam là cn thit và có tính thi s.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cn c tính chng lún vt bánh xe, c tính chu mi ca bê tông asphalt cht ri
nóng (HMA);

- La chn vt liu, thit k thành phn cu to ca ng si thy tinh (G-FRAC)
 ci thin c tính chu mi và chng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt;
- Nghiên cu thc nghim h  ci thin c tính chng lún vt bánh xe ca G-FRAC,
ng cng si thng ti kh ng lún vt bánh xe;
- Nghiên cu thc nghim ánh giá kh  ci thin c tính chu mi ca G-FRAC, ng ca
ng si thn c tính này.
3. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cu tp trung các v sau:
- Kh chng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt cht nóng ng si thy tinh phân tán (G-
FRAC);
- Kh ng mi ca G-FRAC;
4. Cấu trúc của luận án
Gm phn m u, tip theo là bn kt lun, kin ngh, d king nghiên cu tip theo,
danh mc tài liu tham kho. C th 
t v nghiên cu
ng quan
Si thy tinh và kh ng si thy tinh trong bê tông asphalt
u kh chng lún vt bánh xe cng si thy tinh
Nghiên cu kh chng mi cng si thy tinh
Kt lun, kin ngh và d king nghiên cu tip theo.
Tài liu tham kho
2

5. Những đóng góp của đề tài l
- Pc ng ca ct si thy tinh phân tán ci thic tính chng mi và chng lún
vt bánh ca bê tông asphalt cht nóng;
- Phân tích và la chc mô hình thí nghim mi và lún vt bánh xe ca bê tông asphalta
chn loi ct si thy tinh phù h ng bê tông asphalt;
-  xut công thc hn hp bê tông asphalt cht nóng ging si thy tinh phân tán vi hàm
ng si tt nht 0,3%, s dng bitum PMBIII và bitum 40- ng hiu qu

 ng mi và chng lún vt bánh ca bê tông asphalt ct si thy tinh phân tán vi
bê tông asphalt i chng vi 2 loi bitum PMBIII và 40-50;
- c tính mi ca bê tông asphalt c tính mi ca bê
tông asphalt 40/50 tùy thung si thy tinh 0%; 0.1%; 0.3%; 0.5% t thí nghim un
mng ch ng sut.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Bê tông asphalt ri nóng là vt li xây dng lp mng ô tô. Trong quá trình khai thác dài hn,
lp bê tông asphalt trong kt cu mng có th b phá hoi do mi và xut hin các bin dng không hi
phc (lún vt bánh xe). Các v này ng ln tui th và an toàn khai thác. Vì v 
ng hai tính cht trên có th s dng bin pháp ci tin chng
nghiên cu s dng ct si phân tán. Mt s nghiên cu trên th gic tính ca bê tông
asphalt khi s dng si các bon, si polyester, si amiang và si thy tinh theo các ch tiêu k thut thu
c các kt qu tt.
c và thc ti
stông asphalt sa ng 40/50 liên quan n
dng không hi phc. Lung si thy tinh phân tán cho bê tông asphalt cht
ri nóng s dng bitum 40/50 và bitum polymer vi hàm mc tiêu là chu k mi khi khng ch ng sut và
chiu sâu v lún bánh xe. Lun án góp pha ct si thy tinh phân tán vng
t n 0,5% trong bê tông asphalt ri nóng. Lun án làm phong phú thêm các kin thc lý thuyt và
thc nghim v  gia ng ct si phân tán trong bê tông asphalt ri nóng và là tài liu tham kho tt
cho nhng nhà nghiên cu v v trên.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan đặc tính kháng lún vệt bánh xe và kháng mỏi của bê tông asphalt trong xây dựng
mặt đƣờng ô tô
1.1.1 Các vấn đề chung
1.1.1.1 
1.1.1.2 Khái niệm và phân loại bê tông asphalt
1.1.2 Đặc tính kháng lún vệt bánh xe của bê tông asphalt
1.1.2.1 Giới thiệu chung
Lún v    c gi là bin dng không hi phc là mt hi ng ca m ng bê tông

asphalt. Nguyên nhân ca nó là:
- S gim th tích ca bê tông asphalt do tác dm nén ca bánh xe;
- ng sut ct i tác dng lp li ca ti trng  n.
 hình thành phát trin ca hing lún vt bánh xe có th ng hp [14] :
- ng hp th nht, lún vt bánh xe xut hin ch trong lp vt liu bê tông asphalt, ng sut ct
t xut hin trong lp vt liu bê tông asphalt l chu ct t ca vt liu.
- ng hp th hai, bin dng gây ra lún vt bánh xe ch yu xy ra trong lp nn và l
là xy ra trong lp bê tông asphalt.
 c tính này ca bê tông asphalt, i ta có th s dng các dng thí nghim mô phng kh
u lún ca mu vt lii táng ca ti trng bánh xe ngoài thc t. Có nhiu tiêu chun 
AASHTO T324; BS EN 12697-22:2004.
1.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính kháng lún vệt bánh xe:
- Ct liu
3

- Bitum
- Bt khoáng
- Ti trng
- Nhi cao
 ng nhi i t 46
o
n 82
o
C [2], mng HMA ng xut hin tình trng tri lún.

, d
o
C. T
 Hình 1-1.

Hình 1-1 

- c
1.1.3 Đặc tính kháng mỏi của bê tông asphalt
1.1.3.1 Giới thiệu chung
Bn cht hing mi là s suy gi bn ca vt lii tác dng ca ti trng trùng phi tác
dng ca ti tru các vt nt vi mô xut hin trong vt liu. Dn dn, các vt nt vi mô phát trin,
liên kt và hình thành vt nt ln gây suy gi, phá hoi mng.
 c tính mi ca bê tông asphalt i ta tin hành hai nhóm thí nghim chính: nhóm thc
nghim hing và nhóm thí nghim trong phòng.
Nhóm thí nghim hing
Nhóm trong phòng thí nghim có th chia làm 3 loi ln:
- Thí nghim un (hai, ba, bn m);
- Thí nghim kéo nén (trc tip hoc gián tip);
- Thí nghit.
Hai dng thí nghim c s dng:
- Thí nghim khng ch bin dng;
- Thí nghim khng ch ng sut.
1.1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính mỏi của bê tông asphalt
 Nhiệt độ
- Thí nghim khng ch ng sut
Vi thí nghim mi khng ch ng sut, nhiu nghiên cu thy rng tui th mi gi 
lên [65]. Trong mt vài nghiên cu, phân tích nhng thí nghim mi khng ch ng sut ch ra rng, khi th
hin tui th mi theo s i ca bin dc tính mi là duy nht không b nh
ng ca yu t nhi khi nhi thí nghim trong khong t -10
o
n 20
o
C. [80] (Hình 1-2).
Tuổi thọ mỏi N (chu kì)

Biến dạng ban đầu (m/m)

Hình 1-2 [80]
4

n ng ca nhi ti v trí phá hy trong thí nghim mm
mi khng ch ng sutng kính ca mu tr tròn [52]. Kt qu ch ra rng  0°C, v trí
vt phá hy nm  màng bitum hoc thm chí là ct li nhng hp vt liu kém dính. Còn 
20°C, v trí nt mi nm  b mt tip xúc cbitum.
- Nhi thp
Bê tông asphalt là mt loi vt liu nhy cm vi nhi.  nhi thp t - 10
o
n - 46
o
C [2], bitum
trong hn hp bê tông asphalt b hóa cng khin cho ct liu d b bong bt khi cht kt dính asphalt. Gây
nên hing gy v ca lp bê tông asphalt mng.
Bi nhi thp nht ca mng th hin trên Hình 1-3.  l ng nhi
th nghiên cu tui th mi ca mng bê tông asphalt. Theo phân vùng khí hu ca Vit Nam, các
khu vc khác nhau có th ng nhi thc) ho
min Nam Trung B và Nam B).

Hình 1-3 N

 Tần số tác dụng lực
Yu t tn s tác dng lc c nghiên ci nhi. Nghiên cu ca Doan ch ra rng khi tn
s tác dng lc i th mi gim vi thí nghim khng ch bin dng i thí nghim khng
ch ng sut [80]
 Hình dạng mẫu
 Thời gian nghỉ tác dụng lực

Hai d tác dng tc s dng trong các thí nghim có thi gian ch:
- Tác dng nhiu chu kì ti liên ti gian ngh ch dài;
- Tác dc, sau mu có khong ngh và lp li nhiu ln.
Các kt qu nghiên cu cho thy rng tui th mi ci gian ngh ch
trong các thí nghim mi [28], [80]. Tuy nhiên thi gian ngh ch ó gii hn hiu qu. Vt qua
khong gii hi gian ngh tui th mi ca vt liu. Thi gian ngh ch gp
10 ln thi gian tác dng lc c lng thí nghitui th mi ca bê tông asphalt [21].
 Bitum
Nhìn chung, s dng các loi bitum polyme, bitum ci tin s tui th mi ca bê tông asphalt.
 Cốt liệu và bột khoáng
Kt qu nghiên cu ca mt s tác gi [27] cho rng hình dng ct liu c tính mi ca bê
tông asphalt. Kim ch ra rng tính dính bám ca bitum và ct liu có c tính mi ca bê
tông asphalt [52]. Mt khác bê tông asphalt s dng cp phn có tui th mi bê
tông asphalt s dng cp phi liên tc [60]
bitum, n ti mng bt khoáng thit k cho sc
kháng mi [83]ng này khong t 7-i vi hn hbitum s dng làm lp móng (GB -
Grave Bitume)  Pháp.
1.2 Các nghiên cứu về biện pháp cải thiện đặc tính kháng lún vệt bánh xe và đặc tính chịu mỏi của
bê tông asphalt trên thế giới và ở Việt Nam
 ci thin c tính lún vt bánh xe và c tính mi ca bê tông asphalt cht ri nóng, hin nay th gii nói
chung và  Vit Nam  dng theo ba ng:
- u chnh cp phi phù hp vi ms dng và s dng ct liu chng cao;
5

- Ci tin thành phn hn hp bng vt ling;
- S dng bitum ci tin.
Lun án tng ci tin bng vt ling và s dng bitum ci tin.
1.2.1 Sử dụng sợi gia cƣờng
Trên th gii, mt trong nhng bin pháp ci tin thành phn ch to hu hiu nh nâng cao chng
ca bê tông asphalt là bing si trong bê tông asphalt. c nghiên cu

t nha th k c [51] và c nghiên cu s dng  nhi, Nht
Bn, Hàn Quc, Trung Qu
- Bê tông asphalt gia ng si thy tinh (Glass fiber)
- Bê tông asphalt ng si cacbon
- Bê tông asphalt ng si polypropylen
- Bê tông asphalt s dng si Cellulose phân tán
- Bê tông asphalt ng si polypropylen
- Bê tông asphalt ng si polyester
1.2.2 Sử dụng bitum cải tiến
Bitum là cht kt dính to tính  - nht cho bê tông asphalt. Mt s i tin bitum c trình

- Bitum polime
- Bium ci tin bnh
- Bitum ci tin bng cách cho thêm cao su
- Bitum ci tin bng cách cho thêm cao su do nhit
1.3 Xác định vấn đề nghiên cứu
Các bin pháp ci thic tính lún vt bánh xe c tính mi cc phân tích và
 phn 1.2. Nhìn chung bin pháp gia cng si phân tán là mt trong nhng bin pháp hu hiu
 ci thin kh c ca bê tông asphalt.
Vic nghiên cu mi ch  u, các nghiên cu v bê tông asphalt cht ri nóng s dng ct
si thy tinh còn hn ch, kh i thic tính chng lún vt bánh xe  c
có nghiên cu nào v kh i thic tính chu mi cng si thy tinh và
 cp n ng ca u kin nhii  Vit Nam. Nghiên cu ng ct
si thn kh ng mi và chng lún vt bánh xe cu kin
Vit Namlà cn thit và có tính thi s.
1.4 Mục tiêu nghiên cứu
- nh thành phn cu to ca bê tông asphalt cht ri nóng ng si thy tinh G-FRAC s
dng si 0%; 0,1%; 0,3%; 0,5%;
- Nghiên cu kh chng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt cht rng si thy
tinh phân tán;

- Nghiên cu kh chng mi ca bê tông asphalt cht ri nóng ng si thy tinh phân tán;
- ng ca ng si thy tinh, bitum polymer PMBIII ng
mác 40-n kh ng lún vt bánh xe và chng mi ca bê tông asphalt cht ri nóng.
1.5 Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cu lý thuyt v bn chc tính si thy tinh và G-FRAC; vai trò ca si thy tinh
ng bê tông asphalt;
- Nghiên cu thc nghinh công thc thành phn ca G-FRAC trong phòng thí nghim  Vit
Nam;
- Nghiên cu thc nghim kh  chng lún vt bánh xe và kh  chng mi ca G-
FRAC u kin ca Vit Nam.

6


CHƢƠNG 2. SỢI THỦY TINH VÀ KHẢ NĂNG GIA CƢỜNG SỢI THỦY TINH TRONG BÊ
TÔNG ASPHALT

2.1 Các nghiên cứu cơ bản về sợi thủy tinh và ứng dụng của sợi thủy tinh để gia cƣờng bê tông
asphalt
2.1.1 Khái niệm và phân loại sợi thủy tinh
2.1.1.1 Khái niệm
Si thy tinh là mt trong nhng vt liu c ng dng nhiu trong công ngh mi  nhng ngành công
nghip khác nhau, c sn xut t mt ngun nguyên liu sn có. Tt c các loi si thu có
ngun gc t silica.
2.1.1.2 Quá trình hình thành sợi
t cách to sn hình, ngoài ra còn mt s cách to si khác bng bi quay ly tâm vi thy tinh
y.
2.1.1.3 Phân loại sợi thủy tinh
Theo phân loi ca [23] si thBng 2-1:
2-1 

Loi si
n
E - Glass
Dn kém
S - Glass
 bc cao
C - Glass
nh vi các cht hóa hc
M - Glass
 cng cao
A - Glass
ng alkali ln
D - Glass
n bn vng
Si thng ch yu là loi E  Glass, C-c ng dng nhiu trong công ngh lc,
cách nhit, ng trong vi công nghip  (xem Hình 2-1)
.
Hình 2-1 C-Glass
Si thc bic chia thành mt s lo- Glass, D - Glass, A- Glass, ECR 
Glass, si siêu tinh khit silic, si rng và si trilobal. Các loi si thc bic la chn s
dng cho nhng mc bin hiu qu kinh t.
2.1.2 Các đặc điểm và tính chất cơ bản của sợi thủy tinh để ứng dụng trong xây dựng công trình
giao thông
y yêu cu ca sng trong bê tông asphalt là loi si có kh nh v mt hóa hc và
lý hng cht kt dính asphalt và bê tông asphalt,  dãn n vì nhit thp, kh 
dính cao trong c t thng cng
bên ngoài.
2.1.3 Đề xuất loại sợi thủy tinh sử dụng trong nghiên cứu
Trong khuôn kh lun án, si thng loi C-Glass c la chn nghiên cu.
7

2.2 Vai trò sợi thủy tinh trong bê tông asphalt theo một số nghiên cứu trên thế giới
2.2.1 Vai trò sợi thủy tinh
2.2.1.1 Về mặt hóa học
Nhìn chung các loi si thy tinh rt nh vi các cht hóa hc. Trong khuôn kh lun án, si thy tinh s
dng là loi C-Glass, si th nh hóa hc rt cao, ng trong bê tông asphalt không
i tính cht hóa hc ca bitum [23].
2.2.1.2 Về mặt lý học
ng s  chu kéo cao s  ca hn hp bê tông asphalt. V lý
thuyt, ng sut s truyn sang s cao, làm gim ng sut lên ph yt
liên kt asphalt [59]. p tc nghiên cu vai trò ca si th
b   bn mi ca G-     ng si thy tinh v  ng t
0,175%  0,375% theo khng hn hp HMA [58]. Si thy tinh có kh  nh cho cht kt
c biu kin nhi ng giao thông la si có cu trúc
mi ba chiu trong hn hp asphalt nên nó ng cho b khung giúp chng li lc ct và gim
kh  chy ca hn hp asphalt [49][55].

Hình 2-2 -49]
Nhm trên th hin rõ rng si th l st quá 0,3%
thì các giá tr này li gim xung. Nghiên cu này [55] cho thy rng si thng
hng si.

Hình 2-3


Hình 2-4
[55]

Sc coi ln trong khi cht liên kt asphalt là pha nn.
Si s có kh u mt phn ng sut trong hn hp composite mà pha nn là asphalt. Si trong pha

nc mô t theo dng  t) Hình 2-5.  s λ t l si
b t khi làm vic vi pha nn asphalt trong HMA. H s λ càng ln thì phn si không tham gia làm vic
càng ln. Trong nghiên cu này, ng x trong bê tông asphalt ca bn loi si khác nhau có cùng chiu dài
12mm  c mô hình hóa theo d : si thy tinh, si nylon, si polypropylene và si
polyester. Kt qu nghiên cu cho thy si thy tinh cho hiu qu ng bê tông asphalt là cao nht.
8


Hình 2-5  [44]
Mt khác, h thng si phân tán to nên mi cu trúc ba chiu trong bê tông asphalt [35]
nh cc bit hình thành nên b ng cho các ht ct liu chng li lc
ct, hn ch dch chuyn các ht ct liu, t m kh n dng ci tác dng
lc bánh xe, ci thin s suy gi ci thin c tính mi ca bê tông asphalt.
2.2.2 Một số yếu tố ảnh hƣởng đến vai trò của sợi thủy tinh
2.2.2.1 Mức độ phân tán
2.2.2.2 Đường kính và chiều dài sợi
Chiu dài sng ph thung kính ln nht ca ct liu [59]. Chiu dài si s dng trong
i trong mt khong rt ln t c 10
-2
n vài chc mm [35], [44],
[49], [55].
Trong lun án này, si thc trn th n khô vi ba chiu dài si khác nhau là
10mm, 20mm, 30mm. Hn hp vt liu s dng si thy tinh chiu dài 30mm xut hin mt s búi si (xem
Hình 2-6, Hình 2-7, và Hình 2-8).

Hình 2-6 

Hình 2-7 

Hình 2-8 

 l chiu dài sng kính si ln cho hiu qu mi ca
si phân tán trong bê tông asphalt càng cao [42]. Tuy nhiên chiu dài si b khng ch bi kh c
tru trong hn hp vt liu. u dài si thy tinh c la chn  ng bê tông
asphalt trong các mu th ca lun án.
2.3 Nghiên cứu thực nghiệm tính chất của sợi thủy tinh dự kiến sử dụng trong nghiên cứu
2.3.1 Tính chất lý học của sợi thủy tinh
Thí nghing kính sm s si trong mt tao si thc nghiên cu sinh thc hin 
Vin Dt may da giy và Trung tâm Thí nghim vt liu Dt may da gii hc Bách khoa Hà
ni.Thí nghim phân tích các thành phn nguyên t có trong si thc nghiên cu sinh thc hin 
Phòng Thí nghim Siêu cu trúc công ngh nano y sinh thuc Vin V sinh Dch t TW s 1 Yersin Hà ni.
- ng kính si thy tinh

Hình 2-9 
2-2 
Mu si thy tinh
Mu 1
Mu 2
Mu 3
Mu 4
Mu 5
TB
ng kính si (mm)
0.02
0.015
0.02
0.018
0.02
0.018
9

2.3.2 Tính chất cơ học của sợi thủy tinh
Thí nghinh lc  t ca si thy tinh theo tiêu chun ASTM D 2256-02 [24],
nghiên cu sinh thc hin ti phòng thí nghim Vin D   i hc Bách khoa Hà ni.
Bng 2-3 Kt qu  b i ca si thy tinh
Mu si thy tinh

T mu 1
T mu 2
T mu 3
Trung bình
Lc t 1 tao si (F)
N
21, 7
23, 6
18, 8
21,4
 t (e)
mm
2,00
2,23
1,95
2,06
 i
%
0,80
0,89
0,78
0,83
i
MPa

30.431
29.571
25.349
28.450
2.3.3 Hình thái sợi thủy tinh
Hình thái b mt ca si thy tinh và thành phn hóa hc ch yu p
bng máy quang ph EDX (Energy-dispersive X-ray).



Hình 2-10500 

CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG LÚN VỆT BÁNH XE CỦA BÊ TÔNG
ASPHALT CHẶT RẢI NÓNG GIA CƢỜNG SỢI THỦY TINH (G-FRAC)
3.1 Thiết kế thành phần G-FRAC
3.1.1 Trình tự thiết kế
Các loi bê tông asphalt s dng trong nghiên cu s ng si thy tinh vng: 0% ;
0,1% ; 0,3% ; 0,5% theo khng hn hp vt lic chia thành 2 nhóm :
Nhóm th nhng si thy tinh (Glass Fiber reinforced asphalt concrete G-FRAC)
s dng bitum polyme PMBIII: G-FRAC PMBIII
Nhóm th ng si thy tinh s dng mác 40-50: G-FRAC 40-50
 3-1G-FRAC 
STT
Nhóm bê tông
Loi bitum
Ký hiu G-FRAC
ng si thy
tinh (%)
1
G-FRAC PMBIII

PMBIII
B0PMB
0%
2
B1PMB
0,1%
3
B3PMB
0,3%
4
B5PMB
0,5%
5
G-FRAC 40-50
Bitum 40-50
B0TT
0%
6
B1TT
0,1%
7
B3TT
0,3%
8
B5TT
0,5%

3.1.2 Lựa chọn vật liệu thành phần
3.1.2.1 Cốt liệu lớn
Các yêu cu k thut ca ct liu ln hay gsau khi kim tra chtha mãn các yêu cu

ca tiêu chun 22TCN 356-06 [5] dùng cho G-FRAC PMBIII và TCVN 8819-2011 [9] dùng cho G-FRAC
40-50
3.1.2.2 Cốt liệu nhỏ
Các yêu cu k thut ca ct liu nh hay gi là cát sau khi kim tra chtha mãn theo 22TCN
356-06 dùng cho G-FRAC PMBIII, TCVN 8819-2011 dùng cho G-FRAC 40-50
10

3.1.2.3 Bột khoáng
Bt khoáng s dng trong nghiên cu có ngun gc c khai thác  Ph Lý-Hà Nam. Các yêu cu
k thut ca bt khoáng sau khi kim tra chtha mãn theo 22TCN 356-06 dùng cho G-FRAC
PMBIII và TCVN 8819-2011 dùng cho G-FRAC 40-50. Chi tit kt qu xem Ph lc1-Kt qu thí nghim
các yêu cu k thut ca vt liu ch to
3.1.2.4 Chất kết dính
Bitum polyme PMBIII: Bitum polyme PMBIII s dng sau khi kim tra chtho mãn các yêu cu
k thut ca Tiêu chun bitum polymer 22 TCN 319-04 [6].
Bitum 40-50: Loi bitum th hai c s dng mác 40-50. Loi bitum này mc
khuyn ngh áp dng ti u lý do khác nhau nên hc nghiên
cu áp dng nhiu  nc ta hin nay. Vic la chn loi bitum 40- nghiên cu có tính thi s, nhm
c các thông tin v hiu qu s dng loi bitum 40-50 này thông qua kt qu thí nghim lún vt
bánh xe, thí nghim mi cng si thy tinh phân.
3.1.2.5 Sợi
Si thy tinh s dng trong nghiên cu là loi si thng C-Glass, chiu dài sc ct
t cun si ln. Mt s ch  yu ca si thc thí nghim ti Vin Di hc
Bách Khoa theo tiêu chun [24]c thng kê trong Bng 3-2.

3-2  
c tính
Si Thy tinh
ng kính si (mm)
0,018

Chiu dài si (mm)
20
T l ching kính si
20/0,018
i (MPa)
25000
Nhi nóng ch C)
>1000

3.1.3 Thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt
3.1.3.1 Thiết kế tỷ lệ phối trộn cốt liệu
T l phi trn các ct liu thành phc tính toán và kim tra theo 22TCN 356-06 và TCVN 8819-2011.
Trên Hình 3-1 
22TCN 356-06 cho nhóm bê tông polime G-FRAC PMBIII và TCVN 8819-2011cho
-FRAC 40-50.


Hình 3-1
3.1.3.2 Đầm mẫu Marshall
Thit b m mu Marshall, dng c thí nghim, trình t m mnh ti tiêu chun TCVN
8820-2011.
3.1.3.3 Thí nghiệm và tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của G-FRAC:
 Thí nghiệm và tính toán các chỉ tiêu đặc tính thể tích
 Thí nghiệm các đặc trƣng cơ học Marshall:
11

3.1.3.4 Thiết lập đồ thị quan hệ giữa hàm lượng bitum và các chỉ tiêu liên quan
 các kt qu thí nghinh  trên, v  th quan h c
hoành biu th n); trc tung biu th các giá tr ng:
+  nh Marshall - ng bitum;

+  do - ng bitum;
+  r - ng bitum;
+  rng ct liu - ng bitum;
+  rng ly bitum - ng bitum;
+ Khng th tích ca G-FRAC - ng bitum.
3.1.3.5 Lựa chọn hàm lượng bitum
c chn sao cho tho mãn tt c các ch tiêu yêu cu ca hn hp
3.1.3.6 Kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật sau khi đã thiết kế thành phần hỗn hợp
Sau khi thit k  cho 8 loi G-FRAC, nghiên cu sinh tin hành ch b tám t mu
ng vi 8 loi G-FRAC, mi t ba m kim tra các ch tiêu k thut theo 22 TCN 356-06 cho G-
FRAC PMBIII và theo TCVN 8819-2011 cho G-FRAC 40-50.
3.1.4 Nghiên cứu thực nghiệm
3.1.4.1 Kế hoạch thực nghiệm
K hoch thc nghinh khong bitum hp lý n -3.
3-3 
Loi bê tông
Loi
bitum
Ch tiêu thí nghim
S ng
mu
Ghi chú
G-FRAC PMBIII
PMBIII
nh t trng ca
bitum
3

G-FRAC 40-50
40-50

nh t trng ca
bitum
3

G-FRAC PMBIII
và G-FRAC 40-50

nh t trng ca ct
liu
3


G-FRAC PMBIII

PMBIII
nh t trng ln nht
ca G-FRAC  trng thái
ri
60
3 mu (1 t mu) x 4 công thc bê
ng bitum (4% ;
4,5% ; 5% ; 5,5% ; 6%)
nh t trng khi
(khng th tích) ca
mu G-FRAC m
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
 

do Marshall
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
G-FRAC
40-50
40-50
nh t trng ln nht
ca G-FRAC  trng thái
ri
60
3 mu (1 t mu) x 4 công thc bê
ng bitum (4% ;
4,5% ; 5% ; 5,5% ; 6%)
nh t trng khi
(khng th tích) ca
mu G-FRAC m
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
 
do Marshall
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
Tng s mu
369

K hoch thc nghi kim tra yêu cu k thut ca G-c th hin  Bng 3-4
3-4 G-FRAC
Loi bê tông
Loi
bitum
Ch tiêu thí nghim
S ng
mu
Ghi chú
12

Loi bê tông
Loi
bitum
Ch tiêu thí nghim
S ng
mu
Ghi chú
G-FRAC
PMBIII
PMBIII
nh t trng ln nht ca
G-FRAC  trng thái ri
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
nh t trng khi (khi
ng th tích) ca mu G-

FRAC m
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
  do
Marshall
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k

 nh còn li
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
G-FRAC 40-50
40-50
nh t trng ln nht ca
G-FRAC  trng thái ri
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
nh t trng khi (khi
ng th tích) ca mu G-
FRAC m
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
  do
Marshall
12

3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
 nh còn li
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
Tng s mu
96


3.1.4.2 Kết quả thí nghiệm
 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm lựa chọn hàm lƣợng bitum cho G-FRAC
ng hp kt qu thí nghim.
Kt qu la chng bitum cho tng loi G-FRAC c tng kt trong
Bng 3-5
3-5 
ng si, %
Loi bê tông
Ký hiu G-FRAC
ng bitum la
chn B
lc
, %
0,0
G-FRAC PMBIII
B0PMB
4,8
0,1
B1PMB
4,9

0,3
B3PMB
5,0
0,5
B5PMB
5,2
0,0
G-FRAC 40-50
B0TT
4,8
0,1
B1TT
4,9
0,3
B3TT
5,0
0,5
B5TT
5,2
 Kết quả kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật sau khi đã thiết kế thành phần hỗn hợp
ng hp kt qu thí nghim kim tra các yêu cu k thut ca G-FRAC.
Kt qu thí nghim kim tra các yêu cu k thut vi nhóm G-FRAC c th hin trên Bng 3-6
3-6 G-FRAC PMBIII
Hàm
ng
si, %
Loi bê
tông
Hàm
ng

bitum,
%
 nh
Marshall, kN
 do
Marshall, mm
 r
 rng hn
hpVLK, %

giá
22
TCN
356-
06
Kt qu
TN
22
TCN
356-
06
Kt
qu
TN
22 TCN
356-06
Kt
qu
TN
22

TCN
356-
06
Kt qu
TN
0,0
B0PMB
4,8

14,41
3-6
3,44
3-6
3,83
≥14
15,13
t
0,1
B1PMB
4,9
15,32
3,50
3,86
15,06
t
0,3
B3PMB
5,0
16,37
3,67

4,33
14,93
t
0,5
B5PMB
5,2
18,17
4,04
4,37
15,29
t

13

Kt qu thí nghim vi nhóm G-FRAC 40-50 c th hin trên Bng 3-7

3-7 G-FRAC 40-50
Hàm
ng
si, %
Loi bê
tông
Hàm
ng
bitum,
%
 nh
Marshall, kN
 do Marshall,
mm

 r
 rng hn
hpVLK, %

giá
TCVN
8819:20
11
Kt qu
TN
TCVN
8819:20
11
Kt
qu
TN
TCVN
8819:20
11
Kt
qu
TN
TCVN
8819:
2011
Kt qu
TN
0,0
B0TT
4,8

≥8
11,52
2-4
3,18
3-6
3,45
≥14
14,56
t
0,1
B1TT
4,9
11,68
3,15
3,54
14,81
t
0,3
B3TT
5,0
12,57
3,67
3,56
14,89
t
0,5
B5TT
5,2
10,34
3,26

3,91
15,76
t
3.1.5 Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm
3.1.5.1 Hàm lượng bitum lựa chọn (B
lc
)
 HMA (xem
Hình 3-2 là do hing hp th bitum vào si [47]. a, s có mt ca si thy tinh 
din b mt ca hn hp, dn cng bitum nh bao ph b mt si [67].


Hình 3-2.    G-FRAC
3.1.5.2 Độ rỗng dư (VA)
Kt qu thí nghim cho th rA ca c hai nhóm G-FRAC s dng PMBIII và bitum 40-u
i vào hn hp tc ding s (hình 3-3 và hình 3-
4). St loi ct liu mn trong hn hn ch các ht ct liu lp xúc
nhau, tác dc gi là hiu t khác do B
lc
ca các G-FRAC
nguyên nhân gây ra VA  ru ln quá s gây n cht
kt dính asphalt bc ct lic li, giá tr này nh quá có th  do và chy bitum.

Hình 3-3 Quan h gi  r   
ng si ca G-FRAC

Hình 3-4 
-FRAC

3.1.5.3 Độ ổn định Marshall (MS) và độ dẻo Marshall (FV)

Kt qu thí nghim cho th nh Marshall (MS) ca c hai nhóm G-FRAC ng
ng si (Error! Reference source not found.).
 do Marshall (FV) ca hn hi. S a MS và FV s ci thin tính do
dai và kh u ti trng ca G-FRAC. S c ct nt xut hin trong bê
 bn hn hp, gim s hình thành và phát trin ca vt n c gi
t n[53]. Ngoài ra, si còn to nên hiu ng mi làm nh
14

 bn HMAC nh các phân tích SEM (Scannning Electron Microscopy) [34]a, nh tính
hp th asphalt [67], si có th ci thin tính nht và tính dính ca asphalt [47].
3.2 Nghiên cứu khả năng chống lún vệt bánh xe của G-FRAC
3.2.1 Thí nghiệm lún vệt bánh xe (Wheel Tracking Test)
3.2.1.1 Phương pháp thí nghiệm
Trong nghiên cc s dng  nh chiu sâu lún vt bánh xe.
3.2.1.2 Mục đích thí nghiệm:
- nh chiu sâu lún vt bánh xe theo s t tác dng ca bánh xe
- ng chiu sâu lún vt bánh xe ti tác dng ca chu k bánh xe
(mm/h)
3.2.1.3 Tiêu chuẩn và thiết bị thí nghiệm
Tiêu chun thí nghim Lún vt bánh xe BS EN 12697-22-2004[31].
Lun án s dng thit b thí nghim Wheel-Tracking - Cooper trong bung khí hu. Các thông s u vào
ca thí nghi
- S t tác dng ti trng ln nht: t (30.000 chu k);
- T a bánh xe: 26,5±1,0 vòng/60s.
- Ti trng bánh xe: 700±10N
- Nhi thí nghim: 60
o
C
3.2.1.4 Quá trình thí nghiệm :
u theo tám công thc bê tông asphalt ng si thy tinh c 300mm×300mm×50mm

b 
Tin hành thí nghim
Thí nghinh vt hn lún bánh xe bng thit b Wheel tracking, loi nh model A trong bung khí
hHình 3-5 vi s t tác dng là 60.t

Hình 3-5mm×300mm×50mm
 sâu vt lún là chênh lch chuyn v theo ching t giá tr u r
0
n s c r
30000.

3.2.1.5 Nghiên cứu thực nghiệm
 Loại bê tông asphalt thí nghiệm
Tám loi G-FRAC chia thành 2 nhóm, chi tit xem Bng 3-1
Nhóm G-FRAC PMBIII : B0PMB, B1PMB, B3PMB, B5PMB,
Nhóm G-FRAC 40-50 : B0TT, B1TT, B3TT, B5TT
 Kế hoạch thí nghiệm
Nghiên cu sinh n hành thí nghim Lún vt bánh xe trên 24 mu G-FRAC theo tiêu chun BS EN
12697-22-2004. Mi loi G-FRAC, làm thí nghim 3 mu và ly kt qu trung bình ca 3 mu. K hoch
thc nghim th hin trên Bng 3-8
3-8 
Loi bê tông
Ký hiu Bê tông
Ch tiêu thí nghim
S ng mu
Ghi chú
G-FRAC
PMBIII
B0PMB
nh chiu sâu vt lún

ti 60.000 t (30.000
chu k)
3
t = 1 chu
k
B1PMB
3
B3PMB
3
B5PMB
3
G-FRAC 40-
B0TT
3
15

50
B1TT
3
B3TT
3
B5TT
3
 Kết quả thí nghiệm
3-9 
STT
Loi Bê
tông
Hàm
ng

si
Loi
bitum
Chiu sâu
lún 
 t
(mm)
Chiu sâu
lún 
 t
(mm)
Chiu sâu
lún 
 t
(mm)
H s
bin sai
(%)
ng
dn thit
k
VicRoads
2012
1
B0PMB
0%
PMBIII
1,83
2,29
2,54

7%
 6mm
2
B1PMB
0,1%
1,42
1,96
2,27
3%
3
B3PMB
0,3%
1,32
1,71
1,9
7%
4
B5PMB
0,5%
1,36
1,8
2,03
4%
5
B0TT
0%
40-50
4,35
6,53
7,94

5%

6
B1TT
0,1%
3,92
5,36
6,48
4%
7
B3TT
0,3%
3,39
4,17
4,81
7%
8
B5TT
0,5%
3,67
4,96
5,93
4%
3.2.2 Phân tích đánh giá khả năng chống lún vệt bánh xe
3.2.2.1 Chiều sâu lún vệt bánh xe
Kt qu là giá tr trung bình ca 3 mu th trong 1 t mng.


Hình 3-6 à
-FRAC PMBIII

Hình 3-7 
-FRAC 40-50

ng dn thit k ca VicRoad, chiu sâu lún vt bánh xe ln nht cho phép ca bê tông asphalt s
d kim lún 40-50 và bitum ci tin lt là 9mm và 6mm [43y, tt c các mu
th nghiu có chiu sâu lún nh  nh trong tiêu chun này.  t l ng si thy
tinh 0,3% theo khng hn hp HMA, chiu sâu lún vt bánh xe là nh nht: 4,81mm; 1,9mm bng
53%; 32% so vi chun chic khng ch ng dn thit k bê tông asphalt ca Úc.
Theo các nghiên cu trên th gii, kh i thin chiu sâu lún vt bánh xe ca bê tông asphalt gia
ng si phân tán nm trong khong t 7,4-37,2ng si thng 0,3%
i thic 20% so vi mi chng không si [55]. Bê tông asphalt cht ri nóng ng si
cellulose, si polyester, sã ci thin lt là 12%, 14%, 24% so vi mi chng không si
[74]. Theo nghiên cu c u sâu lún vt bánh xe ca bê tông asphalt ri nóng gia
ng sc ci thin t 7,4-37,2% [29]. Kt qu nghiên cu ca nghiên cu sinh, bê
ng 0,3% si thy tinh cho chiu sâu lún bánh xe nh nht, kh i thin ln nht là
39,4%.
3.2.2.2 Xu hướng lún vệt bánh xe
ng phát trin chiu sâu lún vt bánh xe theo s chu k tác dng ti trng ca G-FRAC PMBIII và G-
FRAC 40-c th hin trên Hình 3-8.
16


Hình 3-8 G-FRAC PMBIII và G-FRAC 40-50
Ta thng lún vn.
- n 1
Cáng cong cho thy chiu sâu vt nhanh trong phu tiên cn 1 (5000 chu k
tác du tiên). Theo [31], mu thí nghic ch to v r7% ± 2%, trong nghiên cu
này, các mu thí nghi rà ng v rc t ca mng

ngay sau khi lu lèn.  n 1(0-5.000 chu k) có th gii thích mt phn do hn
hp cht li i tác dng ca áp lc thng ca bánh xe so v ru. a, bê tông
asphalt có tính do nht, bin di nhanh trong khong thu ca s i ti trng.
- n 2
T sau 5.000 chu k tr  RD gi rõ rt dc cng lún th hin m u
 nh ca hn hp vt li dc càng l nh ca vt lii tác dng ti
trng càng thn 2 ca quá trình lún vt bánh xe.
3.2.2.3 Ảnh hưởng của sợi thủy tinh đến chiều sâu lún vệt bánh xe
Có th nhn xét rng, khi chiu sâu lún càng nh tc là kh ng lún vt bánh xe ca G-FRAC càng
l có th ng hóa kh ng bin du  chng lún vt bánh xe ta gi h s k
KLi
 h
s kháng lún vc tính bng phm chiu sâu lún ca các mu G-FRAC ng si
vi mi chng.
H s k
KLi
nh cho tng G-FRAC  :
k
Kli
= (3.1)

T :
RD
Bo
: chiu sâu lún vt bánh ca mi chng, mm;
RD
Bi
: chiu sâu lún vt bánh ca mu bê tông có ng si, mm;
i ng si, %.

Hình 3-9 
KLi

Hình 3-9 cho thy ng vng si thng là 0,3%, h s ci thin lún vt bánh xe là cao
nht. Các kt qu cho thy RD ging s n 0,3% - kh ng vt hn lún
p tc b sung sn 0,5% thì kh ng vt hn lún bánh xe li gim -giá
tr RD 
17

 phân tích v ng này có th t s lp lun v m ca si:
RD gim (kh g) khi s m ca si thy tinh là:
+ Si nm trong pha asphalt s hút các cht bão hòa  có khng phân t nh - c
tính hp th b mt ca si thin tính dính bám b mt cng tính n
i tác dng ca nhit, vì v bn liên kt gia asphalt và các ht ct liu [36].
+ H thng si to nên mi cu trúc ba chiu trong bê tông asphalt nh ca pha
c bit hình thành nên b ng cho các ht ct liu chng li lc ct, hn
ch dch chuyn các ht ct liu.
RD  ng lún gim) khi s m ca si thy tinh trong bê
tông asphalt là:
+ L rng s rn là nguyên nhân
u tiên ng rõ rt ti s RD c bin 1. Zhao và các cng s [79] 
t la RD  rng tng th (VTM) cRD và
VTM là quan h bc 1 tuyn tính.
Do ng bitum thit k là nguyên nhân th hai.
+ Bng 3-5 cho thng sc tng bitum s làm
n dng do ca HMA  nhi ng bitum tha trong hn hp có th làm gim
ni ma sát gia các ht ct liu và dn tn du  RD ci tác dng ca
bánh xe và nhi.
3.2.2.4 Ảnh hưởng của bitum đến chiều sâu lún vệt bánh xe
Nhìn trên Hình 3-8i vi nhóm G-FRAC 40-50, t RD có gi

vi nhóm G-FRAC  dc lng này càng rõ rt  nhng chu k tác dng ti ln
sau 15.000 chu ku này chng t G-FRAC  nh t ng chng bin
du tG-FRAC 40-c bit khi s t ti trng tác dng ln. P
sau: PMB III là mt loi bitum ci tin, trong thành phn có b sung ch i và n
nh nhit ca bitum. Nhi hóa mm ca PMB III là 87
o
n ca bitum 40-50 ch là 52,5
o
C Do
HMA s dng PMB III s nh vi nhi u sâu vi HMA s dng
bitum 40-50 trong mng hp có si hay không có si.

CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG MỎI CỦA BÊ TÔNG ASPHALT CHẶT RẢI
NÓNG GIA CƢỜNG SỢI THỦY TINH (G-FRAC )
4.1 Thí nghiệm mỏi
4.1.1 Mô hình thí nghiệm
- Thí nghim khng ch ng sut;


Hình 4-1[38]
Trong nghiên cu này, thí nghic thc hin theo dng tác dng lc hay c nh ng sut.
 Nguyên tc thí nghim
Nguyên tc thí nghim mi là tác dng ti trng hình sin liên tc lên mu dm. C ca
ti trng trùng phc trong thí nghim mi phi nh  phá hy ca vt liu. Nu không, thí
nghim s không còn là mi thc s mà thiên v thí nghim phá hy.
18

4.1.2 Mục đích thí nghiệm
- nh tui th mi ca tng loi vt liu;
-  phng;

-  lch pha gia ng sut và bin dng.
4.1.3 Tiêu chuẩn và thiết bị thí nghiệm
 Tiêu chuẩn thí nghiệm:
Lun án s dng Tiêu chun thí nghim mi cBS EN 12697-24-2004 [30].
 Thiết bị thí nghiệm
Trong nghiên cu này, thí nghim  i thin c tính mi ca G-FRAC c thc hin
trên thit b un mi bm Cooper CRT-SA4PT-BB (Stand Alone Four Point Bending Beam Machine).
 Thông số đầu vào của thí nghiệm
4-1 Cá
u
nh sau 100 chu k
Mc suy gi nh tui th mi (j %)
50
Nhi (
o
C)
10
Tn s (Hz)
10
ng sut khng ch
1,2MPa; 1,4MPa; 1,6MPa
4.1.4 Quá trình thí nghiệm
- Ch b mu hình tm kích c 400mm × 300mm × 50mm;
- Nén mu tm bng thit b );
- Ct mu dc 400mm × 50mm × 50mm t mu tm;
- Thí nghim mi (xem Hình 4-2 và Hình 4-4) c thc hin theo quá trình sau:

Hình 4-2 [30]
1: Lc tác dng (Applied load) 4: Kp mu (Specimen clamp)
2: Phn lc (Reaction)  võng dm (Deflection)

3: Mu dm (Beam specimen) 6: V v u (Return to original position)
Mu dm, hai kp mu ngoài và hai kp mt trên b truyn lc. Mu dm s c chuyn
ng dng hình sin vi tn s la chn f = 10Hz. Lc tác dng thông qua hai kp mu bên trong (v trí 1
trong mô hình thí nghim mi Hình 4-2). Ch  gia ti là không ch ng sut s m bo bi thit b
theo dõi khng ch lc.
ng sut, bin d ch pha gia ng sut và bin dng s  tác dng ti và s
p sau n=100 chu k cnh  chu k th 100, tui th mi N
f
nh
 cng git na so v cu.

Hình 4-3 

Hình 4-4 
19

4.1.5 Nghiên cứu thực nghiệm
4.1.5.1 Kế hoạch thí nghiệm
Tin hành thí nghim 72 mu G-FRAC ng vi ba mc ng sut  nhi 10
o
C, tn s 10Hz theo tiêu
chun BS EN 12697-24 [30]. Mi loi G-FRAC, làm thí nghim 3 mu và ly kt qu trung bình ca 3 mu.
K hoch thc nghiBng 4-2
4-2 
Loi bê tông
Ký hiu Bê tông
Ch tiêu thí nghim
S ng mu
Ghi chú
G-FRAC PMBIII

B0PMB
nh tui th
mi
9
3 mu (1 t mu) x 3
mc ng sut
B1PMB
9
B3PMB
9
B5PMB
9
G-FRAC 40-50
B0TT
nh tui th
mi
9
3 mu (1 t mu) x 3
mc ng sut
B1TT
9
B3TT
9
B5TT
9
Kt qu thí nghim


Bng 4-3 thng kê kt qu tui th mi ca tám loi G-FRAC ti ba mc ng sut :

4-3 G-FRAC
Loi Bê
tông
Hàm
ng
si (%)
Loi bê tông asphalt gia
ng si thy tinh
Tui th mi (Nf)
ti mc ng sut
1,2 Mpa
Tui th mi
(Nf) ti mc
ng sut 1,4
Mpa
Tui th mi
(Nf) ti mc
ng sut 1,6
Mpa
B0PMB
0%
G-FRAC-PMBIII
158.000
117.000
35.500
B1PMB
0,1%
235.000
151.000

50.500
B3PMB
0,3%
1.362.500
239.000
192.500
B5PMB
0,5%
4.304.000
3.587.000
1.535.500
B0TT
0%
G-FRAC 40-50
32.500
24.000
17.000
B1TT
0,1%
96.000
46.500
35.000
B3TT
0,3%
245.500
54.000
45.500
B5TT
0,5%
291.000

73.000
47.500
4.2 Phân tích đánh giá khả năng chống mỏi của G-FRAC
4.2.1 Tuổi thọ mỏi
Hi  c kháng mi ca vt liu có rt nhi  u này, hai
c la chn s d nh tui th m 
ng.
Kt qu trên hình 4-5 và hình 4-6 là tui th m n.

Hình 4-5 -FRAC PMBIII theo


Hình 4-6 -FRAC 40-50 theo
p
20


Theo kt qu thí nghim, ng si thng ít nhng sng
(0,1%) thì tác dng ca sn tui th m (1,2  2,1ln). Tuy nhiên, khi t l 
0,3% và 0,5%, kh  chu mi ca G-FRAC ci thin lên rõ rt so vi mi chng (2,0 - 43 ln). Xu
i c hai nhóm bê tông asphalt polyme G-FRAC PMBIII ng G-
FRAC 40-50. c gii thích bi vai trò ca si thy tinh trong bê tông asphalt:
+ Si có kh  bn liên kt gia cht kt dính asphalt và các ht ct liu. H thng si to
nên mi cu trúc ba chiu trong bê tông asphalt giúp gi nh cho các ht ct lii tác dng
ca loi lc.
+ Ngoài ra, mng i s khung cùng tham gia chu lc vi HMA : phân b
u ng sut tp trung xut hin tnh vt nt trong pha asphalt và truyn ng sut sang các si. Vì vy,
ng sut tp trung ti các vt nt gi i tác dng ca ti trng bên ngoài.
Nhc tính trên ca si có th hn ch s xut hin các vt nm s lan
truyn vt nt do bê tông b mng, suy gii tác dng ca ti trng trùng phc.

4.2.2 Mô đun phức động và sự suy giảm độ cứng
Có th nhn thy rõ r ln cphng gim dn theo s chu kì ti tác dng. n
ca thí nghim mc phân bit rõ ràng trong thí nghim này.

2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
0 10000 20000 30000 40000 50000
Độ cứng |E
*
| (MPa)
Số chu kì N
Giai đoạn (GĐ) II
Giai đoạn III
GĐ I
50% E
0
N
f50
Thí nghiệm B1TT-II

Hình 4-7-II
Trong thí nghim mi, phng ca vt liu |E

*
| gim dn theo s ln tác dng ti lên mu N. Giá
tr phng 
(4.1)

|E
*
| phng ca vt liu
σ
0
:  ng suu
ɛ
0
:  bin du
Dù tác dng ti theo lc hay chuyn v, s gi cng ca vt liu có th chia làm ba n (Hình
4-7):
-  cng ca vt liu gim nhanh. Theo Benedetto và các cng s,
a vt liu gim không ch do tác dng mi ca ti trng trùng phc
mà nguyên nhân chính là các hing ph: hing xúc bin, phi tuyn và t nóng lên ca vt
liu [40]. Các vt nt vi mô bu xut hin này.
- n mi): T gi chu kì ti tác du.
n này, các vt nt vi mô phát trin trong toàn b vùng tác dng ti ca mu.
- n phá hy): Các vt nt vi mô phát trin và tp hp li to thành vt nt ln
 tp trung ng sut ti các vùng b phá hoi và s xut hin các vt nt ln gây nên s gim
 cng và phá hy mu.
21


Giá tr i t 4320 n 9700 MPa.
4-4G-FRAC 

Vt liu
c ng (MPa)
H s bin sai (%)
B0PMB
6145
3%
B1PMB
5767
9%
B3PMB
4320
7%
B5PMB
9685
9%
B0TT
6489
4%
B1TT
5488
14%
B3TT
5304
7%
B5TT
8795
13%
Tui th mi n thnh là s ln ti trng tác dng ng v
gim c cu E
0

ca mu, kí hiu là N
f50
.
4.2.3 Độ lệch pha ứng suất biến dạng
 lch pha ng sut bin dng  cùng v l
nht tuyn tính ca vt liu bê tông asphalt. S i giá tr  trong thí nghim mc th hin trên
Hình 4-8. Giá tr  có th thm mi.

0
5
10
15
20
25
0 10000 20000 30000 40000 50000
 (độ)
Số chu kì N
Thí nghiệm B1TT-II

Hình 4-8 -II
4-5G-FRAC 
Vt liu
Loi G-FRAC
 lch pha ng sut
bin d)
 lch chu)
B0PMB
G-FRAC-PMBIII
17,3
±0,9

B1PMB
17,2
±1,9
B3PMB
15,2
±1,1
B5PMB
18,8
±1,2
B0TT
G-FRAC 40-50
15,5
±1,1
B1TT
14,9
±0,7
B3TT
12,4
±0,8
B5TT
9,5
±0,3
Hin nay, các giá tr    i ph    lch pha ca bê tông asphalt còn khá ít (do thí
nghim)  Vit Nam. Các giá tr c thông qua thí nghim un mi có giá tr tham kho lc bit
có th dùng trong mt vài tính toán kt cu mng m t ca vt liu HMA.
4.2.4 Đặc tính mỏi của vật liệu
c tính mi có dng thng trong h t logarit có dng
N = A 
(-B)
. (4.2)

A và B là các thông s ca vt liu.
Hình 4-9 và hình 4-10 là tng hc tính mi ca các vt liu HMA thí nghim trong nghiên
cu có giá tr R
2
khá cao (t 0,85 tr lên).
22


Hình 4-9
-50

Hình 4-10


c tính mi có dng N = A 
(-B)
ng thng trong h
t logarit vi A và B là các thông s ca vt liu.
4-6  các G-FRAC 
o
C, 10Hz)
STT
Loi vt liu
A
B
R
2

1
B0TT

49611
2,245
0,9939
2
B1TT
172858
3,538
0,9583
3
B3TT
602596
5,961
0,8556
4
B5TT
818412
6,369
0,9372
5
B0PMB
372427
4,121
0,8668
6
B1PMB
692570
5,282
0,9227
7
B3PMB

4E+06
6,917
0,8616
8
B5PMB
9E+06
3,521
0,8494
Giá tr  dc cc tính mi B th hi nhy cm mi ca vt liu. Giá tr này càng ln thì khi
i ng sut, tui th mi ca vt lii càng nhiu.

Hình 4-11


Hình 4-12
-FRAC- 40-50

Nhìn trên Hình 4-11 và Hình 4-12, dc tính mi ca mt loi bê tông asphalt nhnh nào
:
-
Ti mt mc ng sut σ
1
ng vi ti trng tác dng P
1
c giá tr tui th mi N
f1
- Ti mt mc ng sut σ
2
ng vi ti trng tác dng P
2

c giá tr tui th mi
N
f2


4.2.5 Ảnh hƣởng của sợi thủy tinh đến tuổi thọ mỏi của bê tông asphalt thí nghiệm
Có th nhn thy rng si th mi ca bê tông asphalt ti tt c 3
mc ng sut thí nghim và cho c hai loi s dng bitum ng và s dng bitum polyme. Tuy nhiên,
m loi bitum là khác nhau. Vi G-FRAC 40-ng s n 0,3%
tui th mp tn 0,5%, m i th mi chm dn. y, vi
nhóm G-FRAC 40-50, trong khong si kho sát, 0ng si thy tinh ng
23

0,3% là hiu qu nht. i vi G-FRAC-PMc li, tui th m
ng s

Hình 4-13
 G-FRAC- PMBIII

Hình 4-14


4.2.6 Ảnh hƣởng của loại bitum đến tuổi thọ mỏi
T s gia tui th mi ca G-FRAC-PMBIII vi G-FRAC 40-50 ti cùng mt mc ng sut và mt mc
ng si s dng trong hn hp, t s này luôn lng t G-FRAC-PMBIII  t
tr mi so vi G-FRAC 40-50.

KT LUN VÀ KIN NGH
1. Kết luận
1.1 Thit k thành phn cu to ca tám loi G-FRAC s dng mác

40-50 vng si ti các t l là 0,1%; 0,3%; 0,5%.
1.2 Tám loc nghiên cu chng lún vt bánh xe và chng mi thông qua 2 thí nghim lún
vt bánh xe và thí nghim un mm khng ch ng sut. c tính mi ca
bê tông asphalt c tính mi ca bê tông 40/50 tùy thung si thy tinh
0%; 0.1%; 0.3%; 0.5% t thí nghim mi
1.3 Kh ng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt cht nóng ng si thi
thin rõ ràng, m ci thi
- S dng hai loi bitum 40-50 và PMBIII trong bê tông asphalt  ng si thy tinh vi t l
0,3% theo khng hn hp HMA cho chiu sâu lún vt bánh xe là nh nht lt là: 4,81mm;
1,90mm bng 53%; 32% so vi chun chic khng ch ng dn thit k bê
tông asphalt ca Úc;
- Tr s chiu sâu vt lún bánh xe RD cng si thy tinh s dng bitum 40-50
(G-FRAC 40-50) gim 18,4% - 39,4%; s dng bitum polime PMBIII (G-FRAC PMBIII) gim
10,6% - 25,2% so vi HMA không s dng si;
- H s ci thin chiu sâu lún vt bánh xe ca nhóm G-FRAC s dng bitum 40- n
so vi nhóm bê tông s dng PMB III.
1.4 Kh ng mi ca bê tông asphalt chng si thng rõ
ràng, chi tit th hi
- Mc  ci thin tui th mi i vi nhóm G-FRAC PMBIII  27- 43 ln và vi nhóm G-
FRAC40-ng t 9-3 ln tùy theo mc ng

sut là 1,2MPa và

1,6Mpa;
- Khi s dng bitum polyme PMBIII, hiu qu ci thin tui th mi càng  khi

mc ng sut
càng ln; trong khi s dng bitum 40-50 hiu qu ci thin rõ khi thí nghim  mc ng sut thp;
-  lch pha gia ng sut và bin dng ca G-FRAC-PMBIII ln  ca G-FRAC 40-50;
- Khi s t tác dng ti càng ln, G-FRAC PMB III có  n nh tt 

và có kh  chng lún
vt bánh xe tt  G-FRAC 40-50. Hàm ng si thy tinh gia ng 0,3% là hiu qu nht.
2. Những tồn tại, hạn chế
24

Do hn ch v thit b ti thm thc hin thí nghim nên lun hành thí nghim lún vt bánh
c. Mt khác, do hn ch v kinh phí nên vt ling si thy
tinh mi ch c kim tra kh ng lún vt bánh xe và chng mi trong phòng thí nghi
u kin trn và tri th ngoài hing. Bitum s dng trong nghiên cu có 2 loi là PMBIII và 40-50.
3. Kiến nghị về hƣớng nghiên cứu tiếp theo
3.1 Kin ngh
- Các kt qu nghiên cu v ng si thy tinh 0,3% có th dùng nghiên cu th nghim cho
ng si thy tinh;
- c tính mi tr giúp cho vic thit k kháng mi cho mng s dng HMA gia
ng si thy tinh.
3.2 ng nghiên cu tip theo
Tin hành trn và tri th G-FRAC ngoài hi kho sát vic ng dng công ngh mi trà,
so sánh kt qu hing vi kt qu u trong phòng thí nghim;
- Tin hành nghiên cu ng ca si thng trong HMA khi s dng bitum 60-
70;
- Tin hành nghiên cc tính cng các loi si khác.