Chuyên đề kinh nghiệm thiết kế và giám sát chất lượng bê tông nhựa nóng của tiến sĩ Nguyễn Quang Phúc

KINH NGHIỆM THIẾT KẾ VÀ GIÁM SÁT

CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG NHỰA NÓNG


NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TS. NGUYỄN
QUANG PHÚC

ThS. LƯƠNG
XUÂN CHIỂU

PHÓ TRƯỞNG KHOA
CÔNG TRÌNH – GVC
BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ
098 557 8929

TRƯỞNG PHÒNG
THÍ NGHIỆM-KIỂM
ĐỊNH TRỌNG ĐIỂM
UTC-CIENCO4


TS. NGUYỄN QUANG PHÚC

2


PHÂN LOẠI BÊ TÔNG NHỰA NÓNG
Cấp phối 1/2 rỗng

(1/2 hở)

Cấp phối chặt
Loại hỗn hợp

Cấp phối
gián đoạn

Cấp phối liên tục
BTNC

ATB

MA

SMA

ATB37,5

1. Hạt rất lớn
2. Hạt lớn

4. Hạt nhỏ

BTNC25
BTNC19
BTNC12,5
BTNC9,5

5. Cát

BTNC4,75

3. Hạt trung

Độ rỗng dư thiết kế (%)

ATB31,5
ATB25

3-6

MA12,5
MA9,5

SMA19
SMA12,5
SMA9,5

BTNR
(VN)

Đá dăm
đen AM

Cấp phối rỗng
(cấp phối hở)

Cỡ hạt lớn
Cỡ hạt lớn

nhất
danh
Cấp phối gián đoạn
nhất (mm)
định (mm)
OGFC
ATPB

BTNR37,5

ATPB37,5
ATPB31,5

BTNR25
BTNR19

ATPB25
AM19
AM12,5 OGFC12,5
AM9,5 OGFC9,5

MA4,75
≤2

3-4

6-12

37,5
31,5

31,5
25
19
12,5
9,5

50
37,5
37,5
31,5
25
19
12,5

4,75

9,5

≥18

CHỈ ĐỀ CẬP ĐẾN BÊ TÔNG NHỰA RẢI NÓNG, CẤP PHỐI
CHẶT LÀM LỚP MẶT VÀ MÓNG TRÊN

3


NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
1. CÁC QUY TRÌNH, QUY ĐỊNH KỸ THUẬT MỚI VỀ BTN
2. KINH NGHIỆM CÔNG TÁC LỰA CHỌN VẬT LIỆU

3. KINH NGHIỆM THIẾT KẾ HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA

BTN

4. KINH NGHIỆM GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG

5. QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH THI CÔNG BÊ TÔNG NHỰA
6. THỰC TẾ VÀ THẢO LUẬN TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM

4


PHẦN THỨ 1
GIỚI THIỆU CÁC QUY TRÌNH, QUY ĐỊNH
KỸ THUẬT MỚI VỀ BTN
1. Quyết định 858/QĐ-BGTVT, ngày 26/3/2014 Ban hành
Hướng dẫn áp dụng hệ thống các tiêu chuẩn kỹ thuật
hiện hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế
và thi công mặt đường bê tông nhựa nóng đối với các
tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn
2. Quyết định số 1617/QĐ-BGTVT, ngày 29/4/2014 về việc
Ban hành Quy định kỹ thuật về phương pháp thẻ độ sâu
vệt hằn bánh xe của bê tông nhựa xác định bằng thiết bị
Wheel tracking
3. Thông tư số 27/2014/TT-BGTVT, ngày 28/7/2014 quy định
về quản lý chất lượng vật liệu nhựa đường sử dụng trong
xây dựng công trình giao thông
5

I. QUYẾT ĐỊNH 858/QĐ-BGTVT

6


HƯ HỎNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM
Nguyên nhân chính theo báo cáo của Cục QLXD

Khách Quan

Chủ quan

Tải Trọng

Công tác thiết
kế, áp dụng
TC chưa đúng

Nhiệt Độ

Chất lượng thi
công, và kiểm
soát thi công
chưa tốt

7


HƯ HỎNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM
Định hướng nghiên cứu khắc phục

Chất kết dính: Nhựa cải tính, phụ
gia cho hỗn hợp ...

Nghiên cứu
áp dụng các
loại vật liệu,
kết cấu mới

Mục tiêu:
nâng cao
khả năng
cao chất
lượng mặt
đường BTN

Cốt liệu: Loại hình cấp phối # cấp
phối chặt như (SMA ..), phụ gia gia
cường ...

Loại hình kết cấu mới: Móng cứng,
nửa cứng, liên hợp ...

Nâng cao chất
lượng công tác
quản lý thiết kế
và thi công mặt
đường BTN

Hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn,
quy trình thiết kế, thi công mặt

đường BTN

.....
Nâng cao hiệu quả áp dụng hệ
thống TC của công tác thiết kế, thi
công mặt đường BTN
8


PHẠM VI ÁP DỤNG
Thiết kế & thi công kết cấu mặt đường BTN
nóng:
- Đường cấp III trở lên TCVN4054-2005; Đường
cao tốc TCVN5729-2012
- Quy mô giao thông lớn: Ne≥5.106 trục; Xe tải, xe
khách N≥1500 xe/ngày đêm.làn xe
- Độ dốc dọc lớn hơn 4%; Siêu cao lớn.
9


THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MẶT ĐƯỜNG
1. Tuân thủ các nguyên tắc thiết kế cấu tạo
2. Hạn chế xuất hiện sớm vệt hằn bánh xe
3. Sử dụng các lớp BTN hạt trung nhiều đá dăm
làm các lớp mặt: BTNCT12,5; BTNCT19
4. Lớp móng trên: Toàn khối ATB25, CTB5-6%
5. Lớp móng dưới: CTB4%, CPĐD1, hạn chế
dùng CPĐD2, không dùng CPTN

10

THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
Bố trí kết cấu tầng mặt BTN
 Tùy theo quy mô giao thông,
tầng mặt BTN có thể bố trí
thành 2 hoặc 3 lớp. Tổng bề
dầy tầng mặt BTN cần tuân thủ
các quy định ở 2.2.9 của
22TCN-211:06. Đối với BTNC
12,5 sử dụng làm lớp mặt trên
của tầng mặt. Đối với lớp
BTNC 19 có thể sử dụng làm
lớp mặt trên (khi có lớp tạo
nhám), lớp giữa trong trường
hợp tầng mặt gồm ba lớp và
lớp dưới khi tầng mặt gồm 2
lớp. Đối với BTNC 25 chỉ sử
dụng làm lớp dưới cùng của
tầng mặt.

1. Lớp tạo nhám
BTNC12.5; BTNC19
2. Lớp BTNC19
(Hoặc BTNC25)
3. BTNC25

4. Móng đường

11

CỠ HẠT DANH ĐỊNH THIẾT KẾ

12


VẬT LIỆU VÀ THIẾT KẾ HỖN HỢP
1. Các lớp BTN: BTNCT12,5; BTNCT19; ATB25
Đảm bảo chỉ tiêu vệt hằn lún bánh xe
- Hàm lượng đá dăm ≥4,75mm chiếm >50%;
- Các sàng khống chế
Loại BTNC

Cỡ sàng vuông
khống chế (mm)

Lượng % lọt qua cỡ
sàng khống chế

BTNC 25

4,75

<40% (>50% đá dăm)

BTNC 19

4,75

<45% (>50% đá dăm)

BTNC 12,5

2,36

<38%

- Độ rỗng 4-6%; Độ dẻo 1,5~4,0; Độ ổn định còn lại
phải ≥ 80%; VMA ≥ 12-15%; VFA = 65-75%;
13


Theo Superpave – Mỹ
The definition of fine and coarse mixtures used in AASHTO M 323 is
summarized in Table 7-4. For each nominal maximum aggregate size, a
primary control sieve has been identified. If the percent passing the primary
control sieve is equal to or greater than the specified value in Table 7-4, the
mixture classifies as a fine mixture; otherwise it classifies as a coarse
mixture.

14


CẤP PHỐI HỖN HỢP
Loại BTNC
1. Cỡ hạt lớn nhất danh định ,mm
2. Cỡ sàng vuông, mm
31,5
25

19
12,5
9,5
4,75
2,36
1,18
0,60
0,30
0,15
0,075
3. Chiều dày thích hợp, mm (sau khi lu lèn)

4. Phạm vi nên sử dụng
TS. NGUYỄN QUANG PHÚC

BTNC 12,5

BTNC 19

BTNC 25

12,5

19

25

Lượng lọt sàng, % khối lượng

100

90-100
(74-90)
74-89
(60-80)
48-71
(34-62)
30-55
(20-48)
21-40
(13-36)
15-31
(9-26)
11-22
(7-18)
8-15
(5-14)
6-10
(4-8)

100
90-100
71-86
(60-78)
58-78
(50-72)
36-61
(25-56)
25-45
(16-44)
17-33

(12-33)
12-25
(8-24)
8-17
(5-17)
6-12
(4-13)
5-8
(3-7)

5-7

6-8

Lớp mặt trên

100
90-100
75-90
55-74
45-65
24-52
16-42
12-33
8-24
5-17
4-13
3-7
8-12

- Lớp mặt trên.
- Lớp mặt dưới, khi tầng mặt
- Lớp mặt giữa, khi tầng mặt gồm gồm 2 lớp BTNC với lớp mặt
3 lớp BTN.
trên là BTNC 19.
- Lớp mặt dưới, khi tầng mặt gồm - Lớp mặt dưới khi tầng mặt
2 lớp BTN.
gồm 3 lớp BTN

15


Cấp phối BTNCT12,5

16


Cấp phối BTNCT19

17


Cấp phối BTNCT25(ATB25)

18


Yêu cầu vật liệu BTN nóng
 Loại nhựa: 40/50; Polyme; PG76-10; PG70-10; 60/70
Trường hợp sử dụng mác 60-70 cần chọn nhựa có độ kim lún

(ở 250C, 5 giây) ≤61 (0,1mm) và nhiệt độ hóa mềm ≥ 490C
 Đá dăm:
 Hạt mềm yếu ≤3% lớp mặt trên cùng; ≤5% các lớp dưới
 Thoi dẹt: hạt ≥9,5mm ≤12% lớp trên cùng; và ≤ 15% với
các lớp BTNC phía dưới; hạt <9,5mm là 18% và 20%.
 Dính bám đá nhựa ≥ cấp 4 Phụ gia tăng dính bám
 Cát nghiền; cát tự nhiên Mk ≥ 2
 Bột khoáng đá vôi có CaCO3 ≥80%. Hạn chế bụi thu hồi
 Cấp phối hạt: Đường cong chữ S
 Hàm lượng nhựa: Hơi ít hơn TCVN8819-2011
19


Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Đá dăm :
Phải đạt các yêu cầu chất lượng quy định ở 5.1 TCVN8819:2011.

3%

5%

≥ cấp 4

20


Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Đá dăm :
 Hàm lượng hạt mềm yếu phong hóa không được vượt quá 3% khi dùng
cho BTNC lớp mặt trên cùng và không được quá 5% đối với các lớp mặt

dưới cũng như BTNR làm lớp móng.
 Hàm lượng hạt thoi dẹt (%) đối với các lớp ngoài việc phải tuân thủ các
yêu cầu ở bảng 5 TCVN 8819:2011 còn phải khống chế hàm lượng hạt
thoi dẹt đối với cỡ hạt ≥9,5mm không được quá 12% đối với lớp BTNC
trên cùng và không được quá 15% với các lớp BTNC phía dưới; đối với
các cỡ hạt <9,5mm tương ứng là 18% và 20%.
 Độ dính bám của đá dăm với nhựa xác định theo TCVN7504:2005 phải
đạt ≥3 và nên đạt ≥ cấp 4.

21


Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Cát :
 Cát phải đạt các yêu cầu chất lượng như ở bảng 6 TCVN8819:2011.
 Nếu dùng cát thiên nhiên phải sử dụng cát hạt thô hoặc cát hạt vừa có mô
đun độ lơn Mk ≥ 2 với thành phần hạt như ở bảng 4 dưới đây:
Kích thước lỗ sàng,
mm
9,5
4,75
2,36
1,18
0,6
0,3
0,15
0,075

Tỷ lệ % khối lượng lọt qua sàng
Cát hạt thô

Cát hạt vừa
100
100
90-100
90-100
65-95
75-90
35-65
50-90
15-30
30-60
5-20
8-30
0-10
0-10
0-5
0-5

 Cát nghiền phải có thành phần hạt như bảng 5 dưới đây:
Loại
cát
To
Vừa

Tỷ lệ % khối lượng lọt qua sàng (mm), theo phương pháp rửa
9,5
4,75
2,36
1,18
0,60

0,30
0,15
0,075
100
90-100 60-90 40-75 20-55
7-40
2-20
0-10
100
80-100 50-80 25-60
8-45
0-25
0-15

22


Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Bột khoáng:

 Bột khoáng phải đạt các chỉ tiêu quy định ở bảng 7 TCVN
8819:2011.
 Nếu bột khoáng thu hồi từ trạm trộn đạt được các chỉ tiêu
quy định ở bảng 7 TCVN 8819:2011 thì được tận dụng một
phần thay thế cho bột khoáng nghiền nhưng mỗi mẻ trộn
lượng bột khoáng tận dụng này không được quá 25% tổng
lượng bột khoáng trong hỗn hợp bê tông nhựa thiết kế.

23

Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu của BTN

1,5~4,0
≥ 80%
4,0~6,0%

24


Yêu cầu vật liệu BTN nóng
Độ rỗng dư thiết
kế (%)

Loại BTNC thô có cỡ hạt
lớn nhất danh định, mm

Độ rỗng cốt liệu yêu
cầu

4%

12,5
19,0
25,0

≥13,5
≥13,0
≥12,0

5%

12,5
19,0
25,0

≥14,5
≥14,0
≥13,0

6%

12,5
19,0
25,0

≥15,5
≥15,0
≥14,0

25