Thiết kế trạm trộn sản xuất bêtông nhựa công suất 120 tấngiờ theo công nghệ rải nóng

LỜI MỞ ĐẦU
Trong xu thế phát triển xây dựng cơ bản hiện nay Nhà nước ta đã có sự định
hướng với vật liệu và cấu kiện xây dựng cả trong sản xuất lẫn trong lưu thông phân
phối theo cơ chế thị trường có sự quản lý của Nhà nước. Nhận thức rõ được tầm
quan trọng của việc phát triển cơ sở hạ tầng, đặc biệt là mạng lưới giao thông, Đảng
và Nhà nước ta luôn quan tâm đầu tư cho cơ sở hạ tầng giao thông nhằm thúc đẩy
sự giao lưu kinh tế của đất nước nói riêng, hòa nhập nhanh chóng và sâu rộng với
nền kinh tế của các nước khác trong khu vực và trên thế giới nói chung. Trong
những năm qua, với tốc độ phát triển kinh tế cao, Đà Nẵng đã và đang phấn đấu
thành một đầu tàu kinh tế của cả miền Trung và Tây Nguyên. Việc xây dựng các
tuyến giao thông luôn được đặt lên hàng đầu, các tuyến đường mới mở, đang thi
công hoặc nâng cấp, các dự án giao thông lớn như đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng
Ngãi, đường băng sân bay quốc tế Đà Nẵng, Quốc lộ 1A...
Với tốc độ như thế, đòi hỏi phải có một nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định và
chất lượng. Bê tông nhựa là một phần không thể thiếu của quá trình thi công đường.
Để có một nguồn cung cấp bê tông nhựa phục vụ cho quá trình xây dựng, chúng ta
cần nhanh chóng xây dựng các trạm trộn có đủ công suất, công nghệ tiên tiến và cấp
phối bê tông nhựa hợp lý để có thể cung cấp, phục vụ cho quá trình thi công các
công trình đó.
Bê tông nhựa là hỗn hợp cấp phối được hình thành từ sự phối hợp của nhiều
thành phần cốt liệu khác nhau. Với tác dụng lấp đầy vào các lỗ rỗng của khung cốt
liệu, tạo một sự liên kết, chèn móc tốt giữa các cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ (cát xay và
cát sông) thường được sử dụng trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa. Nhằm mục đích
đi sát với thực tế, nhận thấy được các nhu cầu cần thiết hiện nay và đề xuất một tỷ
lệ lựa chọn tối ưu cho cốt liệu nhỏ trong thiết kế và thi công hỗn hợp bê tông nhựa
rải nóng, nhóm chúng em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế trạm trộn sản xuất
bêtông nhựa công suất 120 tấn/giờ theo công nghệ rải nóng. Nghiên cứu ảnh
hưởng của tỷ lệ Cs/Cx; chất lượng cát xay đến các tính chất cơ lý của bê tông
nhựa và hàm lượng nhựa tối ưu”.
Đồ án tốt nghiệp là học phần cuối cùng trong chương trình đào tạo của trường
Đại học Bách khoa Đà Nẵng, đây là đồ án thể hiện kiến thức tổng hợp và sự ứng

dụng vào thực tế, đòi hỏi sinh viên phải có sự am hiểu rộng, biết cách tổ chức, thiết
kế, tính toán khoa học và khả năng phân tích thị trường. Qua nhiệm vụ đồ án tốt
nghiệp, chúng em đã thể hiện được cách thức đầu tư xây dựng, công nghệ sản xuất
và đánh giá tình hình kinh tế của trạm trộn. Đây là tiền đề giúp cho chúng em có
khả năng làm việc sau khi tốt nghiệp ra trường.
1


Chúng em chân thành kính cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô giáo
Th.S Nguyễn Thị Tuyết An, cùng các thầy, cô giáo trong Bộ môn Vật liệu xây
dựng, khoa Xây dựng Cầu đường, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng và các bạn
đã góp ý, bổ sung giúp chúng em hoàn thành tốt đồ án này. Chúng em ghi nhận sâu
sắc công lao to lớn của quý thầy cô, người đã thắp lên ngọn lửa tri thức và nhân
cách của chúng em. Chúng em kính chúc quý thầy cô sức khỏe dồi dào, tràn ngập
hạnh phúc và tiếp tục giảng dạy lớp lớp thế hệ học trò để xã hội có đội ngũ tri thức
hùng mạnh và ngày càng phát triển.
Bản thân chúng em đã cố gắng nỗ lực, tìm tòi, học hỏi, cố gắng vận dụng các
kiến thức đã có, bám sát các tiêu chuẩn thiết kế và thi công hiện hành. Nhưng do
kiến thức còn non yếu, kinh nghiệm chưa nhiều và thời gian hạn hẹp, chắc rằng đồ
án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong các thầy cô, các bạn đóng
góp ý kiến để bản thân chúng em chỉnh sửa và hoàn thiện hơn.
Đà Nẵng, tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Võ Tấn Vinh

Phạm Tấn Đạo

MỤC LỤC
2

..........................................219

3


DANH MỤC CÁC BẢNG
PHẦN 1
Bảng 1.1. Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt (BTNC)
TCVN 8819-2011…………………………………………………………………………

Bảng 1.2. Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng (BTNR)
TCVN 8819-2011………………………………………………………………………. . .

Bảng 2.1. Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm...................................................
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho cát...................................................... ...
Bảng 2.3. Các yêu cầu đối với bột khoáng.....................................................................
Bảng 2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của bitum...........................................................
Bảng 4.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt (BTNC)..................
Bảng 4.2. Cấp phối chuẩn dành cho BTNC 19-TCVN 8819-2011..........................
Bảng 4.3. Cấp phối chuẩn dành cho BTNC 12.5-TCVN 8819-2011.......................
Bảng 4.4. Cấp phối chuẩn dành cho BTNC 9.5-TCVN 8819-2011.........................54
Bảng 4.5. Bảng tổng hợp cấp phối...........................................................................
Bảng 5.1. Thống kê khối lượng cho từng loại sản phẩm yêu cầu ..............................
Bảng 5.2. Hao hụt (%) tại các thiết bị.........................................................................
Bảng 5.3. Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 19...........................................
Bảng 5.4. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm..........................................
Bảng 5.5. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát..............................................66
Bảng 5.6. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng.....................................
Bảng 5.7. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa...............................................67

Bảng 5.8. Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 12.5................................... ...67
Bảng 5.9. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm..........................................74
Bảng 5.10. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát..............................................74
Bảng 5.11. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng..................................75
Bảng 5.12. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa............................................76
Bảng 5.13. Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 9.5.................................... ...76
Bảng 5.14. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm........................................
Bảng 5.15. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát................................................
Bảng 5.16 : Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng...................................
Bảng 5.17. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa.............................................
Bảng 5.18. Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC1............................................
Bảng 5.19. Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC1............................................
4


Bảng 5.20. Tổng hợp CBVC cho tuyến cát – DC1...................................................
Bảng 5.21 : Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng...................................
Bảng 5.22. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa.............................................
Bảng 5.23. Hao hụt (%) tại các thiết bị........................................................................
Bảng 5.24. Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 19..........................................
Bảng 5.25. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm........................................
Bảng 5.26. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát...............................................
Bảng 5.27. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng...................................
Bảng 5.28. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa.............................................
Bảng 5.29. Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp BTNC 12.5....................................
Bảng 5.30. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm.......................................
Bảng 5.31. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát...............................................
Bảng 5.32. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng..................................
Bảng 5.33. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa...........................................
Bảng 5.34. Phần trăm các cấu tử trong hỗn hợp cốt liệu BTNC 9.5.........................

Bảng 5.35. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến đá dăm......................................
Bảng 5.36. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến cát..............................................
Bảng 5.37. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng.................................119
Bảng 5.38. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa........................................... 120
Bảng 5.39.Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC2...........................................120
Bảng 5.40.Tổng hợp CBVC cho tuyến đá dăm – DC2...........................................121
Bảng 5.41.Tổng hợp CBVC cho tuyến cát – DC2..................................................
Bảng 5.42. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến bột khoáng – DC2......................
Bảng 5.43. Thống kê cân bằng vật chất cho tuyến nhựa – DC2................................
Bảng 6.1. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19...............................
Bảng 6.2. Thông số kỹ thuật máy xúc lật LW300F.................................................
Bảng 6.3. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19................................
Bảng 6.4. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19................................
Bảng 6.5. Thông số kỹ thuật băng tải SBM...................................................................
Bảng 6.6. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19................................
Bảng 6.7. Thông số kỹ thuật băng tải SBM...................................................................
Bảng 6.8. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19................................
Bảng 6.9. Thông số kỹ thuật sàng rung...................................................................133
Bảng 6.10. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................134
5


Bảng 6.11. Thông số kỹ thuật băng tải SBM..........................................................134
Bảng 6.12. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................135
Bảng 6.13. Thông số kỹ thuật của tang sấy............................................................135
Bảng 6.14. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................136
Bảng 6.15. Thông số kỹ thuật gầu nâng..................................................................136
Bảng 6.16. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................137
Bảng 6.17. Thông số kỹ thuật sàng rung.................................................................138
Bảng 6.18. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................138

Bảng 6.19. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................140
Bảng 6.20. Thông số kỹ thuật của cân điện tử........................................................140
Bảng 6.21. Lượng vật liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................140
Bảng 6.22. Thông số kỹ thuật của máy trộn...........................................................141
Bảng 6.23. Thông số kỹ thuật gầu nâng..................................................................142
Bảng 6.24. Thông số kỹ thuật của cân điện tử........................................................144
Bảng 6.25. Thông số máy bơm Astralpool 25461..................................................144
Bảng 6.26. Thông số kỹ thuật băng tải SBM .........................................................146
Bảng 6.27. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................149
Bảng 6.28. Thông số kỹ thuật băng tải SBM..........................................................150
Bảng 6.29. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................151
Bảng 6.30. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................152
Bảng 6.31. Thông số kỹ thuật của cân điện tử........................................................152
Bảng 6.32. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................152
Bảng 6.33. Thông số kỹ thuật băng tải SBM............................................. ............153
Bảng 6.34. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................154
Bảng 6.35. Thông số kỹ thuật sàng rung.................................................................155
Bảng 6.36. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................155
Bảng 6.37. Thông số kỹ thuật băng tải SBM..........................................................156
Bảng 6.38. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................156
Bảng 6.39. Thông số kỹ thuật của tang sấy.............................................................156
Bảng 6.40. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19.............................157
Bảng 6.41. Thông số kỹ thuật gầu nâng........................ .........................................158
Bảng 6.42. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19............................ 158
Bảng 6.43. Thông số kỹ thuật sàng rung............................................... ................ 159
6


Bảng 6.44. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19............................ 160
Bảng 6.45. Lượng cốt liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19............................ 161

Bảng 6.46. Thông số kỹ thuật của cân điện tử....................................................... 161
Bảng 6.47. Lượng vật liệu cần dùng trong 1 giờ của BTNC 19............................ 162
Bảng 6.48. Thông số kỹ thuật của máy trộn.......................................................... 162
Bảng 6.49. Thông số kỹ thuật gầu nâng................................................................. 163
Bảng 6.50. Thông số kỹ thuật của cân điện tử........................................................165
Bảng 6.51. Thông số máy bơm Astralpool 25461..................................................165
Bảng 7.1. Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO..............................................................168
Bảng 7.2. Bảng thành phần chất cháy của dầu mazut........................... .................170
Bảng 7.3. Kết quả cân bằng nhiệt tang sấy.............................................................177
Bảng 8.1. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phần kiến trúc trạm trộn……………..… .178
Bảng 8.2. Bảng thống kê vốn đầu tư trang thiết bị ………………….……….…. .180
Bảng 8.3. Thống kê vốn xây lắp………………………………………………… .182
Bảng 8.4. Tổng hợp nguyên vật liệu sử dụng cho toàn trạm trộn ………… …..…183
Bảng 8.5. Giá thành nguyên vật liệu của BTNC19 DC1 …………………….… ..184
Bảng 8.6. Giá thành nguyên vật liệu của BTNC12.5 DC1……………………. …184
Bảng 8.7. Giá thành nguyên vật liệu của BTNC9.5 DC1……….…………… …. 184
Bảng 8.8. Giá thành nguyên vật liệu BTNC19 DC2 ………………………….….185
Bảng 8.9. Giá thành nguyên vật liệu BTNC12.5 DC2 …………….……………..185
Bảng 8.10. Giá thành nguyên vật liệu BTNC9.5 DC2 ………………….………..186
Bảng 8.11. Năng suất từng sản phẩm của trạm trộn ……………………….… ….186
Bảng 8.12. Giá thành nguyên vật liệu cho từng sản phẩm ……………….………186
Bảng 8.13.Giá điện cho từng sản phẩm ……………………………………… ….187
Bảng 8.14. Giá thành bê tông nhựa …………………………...………………….189
Bảng 8.15. Xác định mức lãi của nhà máy trong năm ……………………...……190
PHẦN 2
Bảng 1.1. So sánh cát sông và cát xay....................................................................195
Bảng 2.1. Khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ hút nước của cát sông..........198
Bảng 2.2. Khối lượng riêng của cát xay..................................................................198
Bảng 2.3. Khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ hút nước
độ hao mòn đá dăm.................................................................................................199

Bảng 2.4. Độ ẩm của bột khoáng............................................................................201
Bảng 2.5. Giới hạn chảy, giới hạn dẻo của bột khoáng..........................................202
Bảng 2.6. Độ kéo dài mẫu bitum..............................................................................203
Bảng 2.7. Độ kéo dài mẫu bitum..............................................................................204
7


Bảng 2.8. Nhiệt hóa mềm của bitum.......................................................................205
Bảng 3.1. Yêu cầu cấp phối hạt thep TCVN 8819-2011........................................206
Bảng 3.2. Cấp phối 5 thành phần bê tông nhựa khác nhau.....................................207
Bảng 3.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt Dmax19 (BTNC19)
……………………………………………..…………………………...................207
Bảng 3.4. Kích thước mẫu......................................................................................208
Bảng3.5. Khối lượng thể tích bê tông nhựa............................................................209
Bảng 3.6. Hệ số hiệu chỉnh độ ổn định Marshall....................................................211
Bảng 3.7. Biến dạng dẻo và độ bền Marshall.........................................................211
Bảng 3.8. Tỷ trọng lớn nhất, KLR..........................................................................212
Bảng 3.9. Độ rỗng dư của bê tông nhựa..................................................................213
Bảng 3.10. Độ rỗng khung cốt liệu trong bê tông nhựa..........................................214
Bảng 3.11. Độ góc cạnh của cát..............................................................................215
DANH MỤC CÁC HÌNH
PHẦN 1
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo kết cấu nền áo đường ........................................................
Hình 3.1. Vị trí dự định xây dựng trạm trộn
Hình 4.1. Sơ đồ cấu tạo trạm trộn chu kỳ sấy nóng gián tiếp…………………….......
Hinh 4.2. Sơ đồ trạm trộn liên tục theo công nghệ Turbin
Hình 4.3. Sơ đồ công nghệ trạm trộn theo DC1…………………………………........
Hình 4.4. Sơ đồ công nghệ trạm trộn theo DC2……………………………...…….....
Hình 6.1. Xe xúc lật…………………………………………………………… …128
Hình 6.2. Bunke chứa cốt liệu.................................................................................

Hình 6.3. Băng tải chung.........................................................................................
Hình 6.4. Bunke chứa cốt liệu nóng........................................................................
Hình 6.5. Máy trộn bê tông nhựa SPECO-Hàn Quốc ............................................
Hình 6.6. Phễu chứa bột khoáng................................................................................... .
Hình 6.7. Bunke chứa cốt liệu của kho....................................................................
Hình 6.8. Băng tải ...................................................................................................
Hình 6.9. Bunke chứa cốt liệu.................................................................................
Hình 6.10. Băng tải chung.......................................................................................
Hình 6.11. Bunke chứa cốt liệu nóng......................................................................
Hình 6.12. Máy trộn Bê tông nhựa SPECO-Hàn Quốc ..........................................
Hình 6.13. Phễu chứa bột khoáng..................................................................................
PHẦN 2
Hình 1.1. Mối tương quan giữa độ góc cạnh của cát sông và cát xay.....................
8


Hình 1.2. Phương pháp AIMS (Aggregate Imaging System)
xác định độ góc cạnh của cốt liệu............................................................................
Hình 2.2. Dụng cụ Casagrande để xác định giới hạn chảy...............................
Hình 2.3. Tấm gạt tạo rãnh.......................................................................................202
Hình 2.3. Biểu đồ mối quan hệ độ ẩm- số búa........................................................203
Hình 2.4 . Khuôn tạo mẫu .....................................................................................203
Hình 2.5. Dụng cụ đo độ kéo dài ( khi chưa kéo)...................................................203
Hình 2.6. Dụng cụ đo độ kim lún ………………………………………………...204
Hình 2.7. Dụng cụ vòng và hòn bi …………………………………………… ….204
Hình 3.1. Đồng hồ đo biến dạng.............................................................................210
Hình 3.2. Máy nén Marshall...................................................................................210
Hình 3.3. Biểu đồ mối liên hệ độ góc cạnh-tỷ lệ cát sông/cát xay.........................215
Hình 3.4. Bộ dụng cụ thí nghiệm……………………...………………………… 215
Hình 3.5. Biểu đồ mối liên hệ độ dẻo-tỷ lệ cát sông/cát xay..................................216

Hình 3.6. Biểu đồ mối liên hệ giữa độ ổn định-tỷ lệ cát sông/cát xay....................216
Hình 3.7. Biểu đồ mối liên hệ khối lượng thể tích-tỷ lệ cát sông/cát xay...............216
Hình 3.8. Biểu đồ mối liên hệ độ rỗng dư-tỷ lệ cát sông/cát xay............................217

9


PHẦN I:

THIẾT KẾ TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NHỰA NÓNG
CÔNG SUẤT 120 TẤN/H

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÊ TÔNG NHỰA

1.1. Giới thiệu chung về bê tông nhựa nóng
1.1.1. Khái niệm
1.1.1.1 Khái niệm về hỗn hợp bê tông nhựa nóng
Hỗn hợp bê tông nhựa là hỗn hợp gồm: cốt liệu lớn (đá dăm các cỡ), cốt liệu
nhỏ (cát sông, cát nghiền, bột khoáng) và chất kết dính hữu cơ (bitum) được phối
hợp theo tỷ lệ hợp lý, nhào trộn đồng đều ở điều kiện thích hợp thành một hỗn hợp
đồng nhất.
1.1.1.2. Khái niệm bê tông nhựa
Bê tông nhựa (bê tông asphalt hay asphalt bê tông) là vật liệu đá nhân tạo,
thành phần cấu trúc gồm: cốt liệu lớn (đá dăm các cỡ), cốt liệu nhỏ (cát sông, cát
xay) và đá chất kết dính asphalt bột khoáng (chất kết dính hữu cơ kết hợp bột
khoáng) ở trạng thái rắn được làm đặc và rắn chắc từ hỗn hợp bê tông nhựa. Bê
tông nhựa là vật liệu chủ yếu dùng trong xây dựng mặt đường.
Bê tông nhựa nóng (Hot mix asphalt, HMA) được sản xuất bằng cách đốt nóng

nhựa đường để tăng cường độ nhớt và rang khô vật liệu để loại hết hơi ẩm trước khi
trộn. Việc trộn được thực hiện thông thường với cốt liệu trên 150 0C kết hợp với
nhựa thường 40/50 hoặc 60/70 và trên 166oC khi dùng nhựa polime. Việc thảm và
lu lèn phải được thực hiện khi bê tông nhựa còn nóng.
Ưu điểm của bê tông nhựa:
-

Sử dụng vật liệu đá thiên nhiên.
Sử dụng chất kết dính hữu cơ, có khả năng liên kết ở dạng màng mỏng.
Công nghệ chế tạo tương đối đơn giản.
Có khả năng chịu lực tốt, có tính đàn hồi.
Bền trong môi trường axit vô cơ.
Ít bụi, ít phát sinh tiếng ồn, ít bị bào mòn.

Tuy nhiên, bê tông nhựa kém bền trong môi trường có các dung môi hữu cơ,
nhanh già hóa và nhạy cảm với nhiệt nhiệt nên dễ mất tính ổn định.
1.1.1.3. Vai trò của bê tông nhựa trong xây dựng công trình giao thông
Cùng với sự phát triển ngày một nhanh chóng của các công trình giao thông
(quốc lộ, đường đô thị…), bê tông nhựa cũng được sử dụng ngày một rộng rãi và
trở nên phổ biến. Bê tông nhựa phù hợp với mọi cấp đường, có thể được dùng làm
lớp móng, lớp liên kết hay lớp mặt, được dùng phổ biến trong thi công đường bộ,

10


sân bay, bến bãi.... Chất lượng khai thác cũng như tuổi thọ của các công trình đường
giao thông phụ thuộc rất lớn vào chất lượng của bê tông nhựa.
1.1.1.4. Vai trò của các thành phần trong bê tông nhựa
- Cốt liệu lớn :

+ Là bộ khung chịu lực chính, giúp bê tông nhựa có khả năng chịu được tác
dụng của ngoại lực và tạo nên một độ nhám cần thiết cho mặt đường bêtông nhựa.
+ Tăng khối lượng hỗn hợp, giảm giá thành sản xuất.
- Cốt liệu nhỏ: làm tăng độ đặc, lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt của sườn đá dăm,

cùng tham gia chịu lực, góp phần làm giảm nhựa và bột khoáng. Cát xay –
ngoài chức năng làm tăng độ đặc, nó còn tăng tỷ diện của vật liệu, do đó làm
tăng tính liên kết với nhựa đường.
- Bột khoáng :
+ Tăng độ đặc của bê tông nhựa, lấp lỗ rỗng.
+ Tăng tỷ diện vật liệu khoáng rất nhiều nên làm tăng lớp vỏ cấu trúc và
nâng cao nhiệt độ hóa mềm, giúp bê tông nhựa ổn định nhiệt.
+ Bột khoáng và nhựa tương tác với nhau tạo thành chất liên kết asphalt, liên
kết các cốt liệu lớn và lấp đầy lỗ rỗng còn lại.
- Chất kết dính hữa cơ (bitum ):

+ Tạo độ dẻo cho hỗn hợp bê tông nhựa.
+ Liên kết các vật liệu khoáng rời rạc lại thành một khối đồng nhất.
+ Tăng độ đặc của bê tông nhựa.
+ Tăng khả năng bền nước cho vật liệu khoáng.
+ Tạo ra khả năng đàn hồi cho bê tông nhựa.
+ Là vật liệu kém ổn định nhiệt. Khi nhiệt độ cao, độ nhớt giảm, mặt đường
mềm, dẻo. Khi nhiệt độ thấp, chuyển sang trạng thái rắn mặt đường trở nên giòn, dễ
nứt gãy.
1.1.2. Phân loại bê tông nhựa
Bê tông nhựa là vật liệu khoáng - bitum có chất lượng cao. Ngoài ra, còn có các
loại hỗn hợp khác như: vật liệu đá nhựa macadam, đá nhựa cấp phối đặc, đá nhựa
cường độ cao, đá nhựa hạt mịn (vữa asphalt), hỗn hợp tạo nhám, đá nhựa thấm
nước. Sự khác nhau cơ bản giữa hỗn hợp asphalt và đá nhựa là cấp phối của hỗn
hợp. Cấp phối cốt liệu trong asphalt thường bao gồm cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ và

bột đá. Trong các hỗn hợp đá nhựa thường ít sử dụng bột đá. Các hỗn hợp tạo nhám
và đá nhựa thấm nước thường sử dụng các cấp phối gián đoạn.

11


Bê tông nhựa còn có thể được chế tạo từ các loại bitum polyme hoặc các loại
nhũ tương bitum. Cường độ của bê tông nhựa thay đổi từ (1÷15) Mpa và phụ thuộc
vào nhiệt độ. Theo tiêu chuẩn TCVN 8819 - 2011 của Bộ Giao Thông Vận Tải, bê
tông nhựa có thể được phân loại như sau :
1.1.2.1. Theo độ rỗng dư
Theo độ rỗng dư, bê tông nhựa được phân ra 2 loại:
- Bê tông nhựa chặt (viết tắt là BTNC): có độ rỗng dư từ (3÷6) %, dùng làm

lớp mặt trên và lớp mặt dưới. Trong thành phần hỗn hợp bắt buộc phải có bột
khoáng.
- Bê tông nhựa rỗng (viết tắt là BTNR): có độ rỗng dư từ (7÷12) % và chỉ
dùng làm lớp móng.
1.2.1.2. Theo đặc tính của cấp phối hỗn hợp vật liệu
Theo đặc tính của cấp phối cốt liệu, bê tông nhựa được phân thành các loại:
- Bê tông nhựa có cấp phối chặt (dense graded mix).
- Bê tông nhựa có cấp phối gián đoạn (gap graded mix).
- Bê tông nhựa có cấp phối hở (open graded mix).

1.2.1.3. Theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường
Theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường, bê tông nhựa thường được
phân thành các loại:
Bê tông nhựa có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt: sử dụng cho đường ô
tô cấp cao, đường cao tốc, các đoạn đường nguy hiểm. Lớp bê tông nhựa này được
phủ trên mặt bê tông nhựa, ngay sau khi thi công các lớp bê tông nhựa phía dưới

hoặc được phủ sau này, khi nâng cấp mặt đường.
- Bê tông nhựa dùng làm lớp mặt (surface course mixture), bao gồm:

+ Bê tông nhựa dùng làm lớp mặt trên (wearing course mixture): thường sử
dụng bê tông nhựa chặt.
+ Bê tông nhựa dùng làm lớp mặt dưới (binder course mixture): thường sử
dụng bê tông nhựa chặt.
- Bê tông nhựa dùng làm lớp móng (base course mixture): loại bê tông nhựa

chặt và bê tông nhựa rỗng đều có thể sử dụng làm lớp móng. Bê tông nhựa
rỗng có giá thành thấp hơn do không cần sử dụng bột khoáng và hàm lượng
nhựa thấp hơn so với bê tông nhựa chặt.
- Bê tông nhựa cát (sand-asphalt mixture): sử dụng làm lớp mặt tại khu vực có
tải trọng xe không lớn, vỉa hè, làn dành cho xe đạp, xe thô sơ. Có thể sử dụng
để làm một lớp bù vênh mỏng trước khi rải lớp bê tông nhựa lên trên. Cốt

12


liệu sử dụng cho bê tông nhựa cát là cát nghiền, cát tự nhiên hoặc hỗn hợp
của hai loại cát này.
1.1.2.4. Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh định
a. Bê tông nhựa chặt
Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh định của bê tông nhựa chặt, được phân ra 4 loại:
Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định là 9.5 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 12.5 mm), viết tắt là BTNC 9.5.
- Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định là 12.5 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 19 mm), viết tắt là BTNC 12.5.
- Bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định là 19 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 25 mm), viết tắt là BTNC 19.

- Bê tông nhựa cát có cỡ hạt lớn nhất danh định là 4.75 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 9.5 mm), viết tắt là BTNC 4.75.
Giới hạn về thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu ( thí nghiệm theo TCVN
7572 - 2 : 2006) và phạm vi áp dụng của các loại BTNC quy định tại Bảng 1.
-

Bảng 1.1: Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt (BTNC)
TCVN 8819-2011
Quy định
1. Cỡ hạt lớn nhất danh
định, mm
2. Cỡ mắt sàng vuông,
mm
25
19
12.5
9.5
4.75
2.36
1.18
0.60
0.30
0.15
0.075
3.Hàm lượng nhựa
đường tham khảo, %
khối lượng hỗn hợp bê
tông nhựa

BTNC 9.5

BTNC 12.5

BTNC19

BTNC 4.75

9.5

12.5

19

4.75

Lượng lọt qua sàng, % khối lượng
100
90÷100
55÷80
36÷63
25÷45
17÷33
12÷25
9÷17
6÷10

100
90÷100
74÷89
48÷71

30÷55
21÷40
15÷31
11÷22
8÷15
6÷10

100
90÷100
71÷86
58÷78
36÷61
25÷45
17÷33
12÷25
8÷17
6÷12
5÷8

100
80÷100
65÷82
45÷65
30÷50
20÷36
15÷25
8÷12

5.2÷6.2

5.0÷6.0

4.8÷5.8

6.0÷7.5

13


4. Chiều dày lớp bê tông
nhựa hợp lý (sau khi lu
lèn), cm

5. Phạm vi nên áp dụng

4÷5

5÷7

Lớp mặt
trên

Lớp mặt trên
hoặc lớp mặt
dưới

6÷8

3÷5

Lớp mặt
dưới

Vỉa hè, làm
dành cho xe
đạp, xe thô
sơ

b. Bê tông nhựa rỗng
Theo kích cỡ hạt lớn nhất danh định của bê tông nhựa rỗng, được phân ra 3
loại:
Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh định là 19 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 25 mm), viết tắt là BTNR 19.
- Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh định là 25 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 37.5 mm), viết tắt là BTNR 25.
- Bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt lớn nhất danh định là 37.5 (mm) (và cỡ hạt lớn
nhất là 50 mm), viết tắt là BTNR 37.5.
Giới hạn về thành phần cấp phối hỗn hợp cốt liệu (thí nghiệm theo TCVN 7572
- 2 : 2006) và phạm vi áp dụng của các loại BTNR quy định tại Bảng 1.2.
-

Bảng 1.2: Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng (BTNR)
TCVN 8819-2011
Quy định
1. Cỡ hạt lớn nhất danh định, mm
2. Cỡ mắt sàng vuông, mm
50
37.5
25
19

12.5
9.5
4.75
2.36
1.18
0.60
0.30
0.15
0.075
3.Hàm lượng nhựa đường tham

BTNR 19
BTNR 25
BTNR 37.5
19
25
37.5
Lượng lọt qua sàng, % khối lượng
100
100
90÷100
100
90÷100
90÷100
40÷70
40÷70
40÷70
18÷48
15÷39
10÷34

6÷29
2÷18
1÷17
0÷14
0÷10
0÷10
0÷8
4.0÷5.0
3.5÷4.5
3.0÷4.0
14


khảo, % khối lượng hỗn hợp bê
tông nhựa
4. Chiều dày lớp bê tông nhựa hợp
lý (sau khi lu lèn), cm
5. Phạm vi nên áp dụng

8÷10

10÷12

12÷16

Lớp móng
trên

Lớp móng

Lớp móng

1.1.3. Cấu trúc bê tông nhựa
Bê tông nhựa là một loại vật liệu xây dựng có cấu trúc thuộc loại cuội kết nhân
tạo, trong đó cốt liệu khoáng vật được kết dính lại với nhau nhờ chất liên kết
asphalt. Đây là một hệ phân tán không đồng nhất, có mặt phân tán giữa pha phân
tán (cốt liệu) và môi trường phân tán (nhựa).
Tùy theo đặc tính liên kết giữa các hạt tiếp xúc nhau và các yếu tố bên ngoài
(nhiệt độ) mà cấu trúc bê tông nhựa có dạng đông tụ hay ngưng tụ:
- Khi nhiệt độ tăng : Cấu trúc đông tụ → Ngưng tụ
- Khi nhiệt độ giảm: Cấu trúc ngưng tụ → Đông tụ

Do đó, cấu trúc bê tông nhựa có thể xem ở trạng thái cân bằng động.
•

Cấu trúc của bitum và vật liệu khoáng được hình thành do :
- Liên kết vật lý: do bề mặt vật liệu khoáng hấp phụ bitum lỏng và quá trình
bitum khuếch tán có chọn lọc vào bề mặt vật liệu khoáng tạo ra 3 vùng bitum
trên bề mặt:
+ Vùng bitum hấp phụ giàu asphalt.
+ Vùng bitum được cấu trúc hóa định hướng các nhóm nhựa phân cực.
+ Vùng bitum tự do.
- Liên kết hóa học: thành phần axit asphalt trong bitum và các ion dương trong

vật liệu khoáng dạng bazơ → Liên kết này bền hơn rất nhiều lần so với liên
kết vật lý.
Có thể phân loại cấu trúc bê tông nhựa theo các cách sau :
Theo mô hình 2 pha :

•

- Pha rắn: Cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, bột khoáng.
- Pha dẻo: Bitum.

Theo mô hình đơn giản :
- Khung sườn: cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ.
- Chất kết dính: bitum và bột khoáng.
• Theo mô hình 3 cấu tử:
- Cấu trúc vi mô: bitum và bột khoáng tạo thành chất kết dính asphalt.
- Cấu trúc trung gian: cát và chất kết dính atphalt tạo thành vữa asphalt.
- Cấu trúc vĩ mô: đá dăm và vữa asphalt tạo thành bê tông asphalt.
15


•

Theo tỷ lệ giữa các thành phần vật liệu, cấu trúc bê tông nhựa được chia làm 2
loại :
- Cấu trúc có khung: hệ số lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt của bộ khung và đá
dăm bằng chất liên kết asphalt là nhỏ hơn 1. Chất liên kết asphalt không dễ
dàng chuyển động, những hạt đá dăm và cát tiếp xúc với nhau trực tiếp qua
lớp cứng bitum tạo cấu trúc. Đá dăm không chuyển động cùng với vữa
asphalt ( bột khoáng : 4 ÷ 14 %; bitum : 5÷7 %). Sự có mặt của khung cứng
làm tăng độ ổng định động của lớp phủ mặt đường.
- Cấu trúc không có khung: hệ số lấp đầy lỗ rỗng của bộ khung cát và đá dăm
là lớn hơn 1. Đá dăm và cát chuyển động do lượng thừa của chất kết dính
asphalt. Cường độ và độ dính kết của cấu trúc này giảm khi chịu nhiệt, làm
cho lớp phủ mặt đường bị biến dạng dẻo.

Cấu trúc tối ưu của bê tông nhựa phụ thuộc vào: thành phần chất lượng vật liệu,

công nghệ sản xuất và việc lựa chọn thành phần hỗn hợp bê tông nhựa.
1.1.4. Các yêu cầu chung đối với bê tông nhựa
Bê tông nhựa là một loại vật liệu đặc biệt với các tính chất thay đổi nhiều theo
nhiệt độ của môi trường và theo mùa. Vào mùa hè nhiệt độ bê tông trong lớp phủ
mặt đường có thể đạt (50÷60) 0C, cường độ chỉ còn (1÷1.5) MPa, bê tông nhựa trở
nên dẻo và có thể bị chảy. Về mùa đông, cường độ đạt từ (10÷15) MPa, bê tông
nhựa trở nên đàn hồi thậm chí có thể dòn.
Trong cả năm, mức độ tải trọng chuyển động trên mặt đường là không đổi. Như
vậy, việc thiết kế thành phần bê tông, thiết kế kết cấu mặt đường, thiết kế công nghệ
thi công là một bài toán rất là phức tạp để đảm bảo yêu cầu thay đổi trạng thái ứng
suất biến dạng trong các điều kiện thay đổi nhiệt độ khác nhau. Bài toán đó được
giải quyết bằng cách lựa chọn dạng, kiểu, vật liệu, kết cấu mặt đường hợp lý có xét
đến sự phù hợp giữa điều kiện vận tải và khí hậu. Bê tông nhựa cần đảm bảo các
yêu cầu về cường độ, độ ổn định, biến dạng ở nhiệt độ cao và chống lại sự phá hoại
do nứt ở nhiệt độ thấp. Khi đảm bảo được các yếu tố trên bê tông nhựa có thể đạt
tuổi thọ từ 15 đến 20 năm.
1.1.5. Kết cấu mặt đường bê tông nhựa
Kết cấu mặt đường ô tô chủ yếu gồm một số lớp: lớp mặt, móng và lớp nền
móng.
Kết cấu mặt đường có khả năng phân bố hiệu quả tải trọng xe, đảm bảo khả
năng chịu tải, tuổi thọ chi phí đầu tư xây dựng và bảo dưỡng hợp lý. Kết cấu mặt
đường được thiết kế để đảm bảo dưới tác dụng của tải trọng xe ứng suất trên mặt
đường và nền đường không vượt quá các giới hạn cho phép.
16


Ngày nay, tải trọng trục xe thiết kế thường từ (10÷13) tấn, trong tương lai có thể
lên đến 15 tấn. Tải trọng của máy bay có thể phát triển trên 25 tấn. Các tác động của
môi trường như độ ẩm, lượng mưa, mực nước ngầm, các điều kiện khí hậu cũng ảnh
hưởng lớn đến chất lượng mặt đường.

Lớp mặt đường thường bao gồm 2 lớp: lớp trên thường được gọi là lớp áo (lớp
mặt). Lớp này thường sử dụng bê tông nhựa đặc hạt nhỏ. Lớp dưới thường sử dụng
bê tông nhựa rải nóng hoặc ấm rỗng và hạt lớn. Lớp trên của mặt đường phải đảm
bảo khả năng chống lại biến dạng dưới tác dụng của tải trọng xe, không thấm nước
để bảo vệ lớp dưới của mặt đường. Trong những con đường đặc biệt có thể sử dụng
các lớp đá bitum rỗng thấm nước hoặc các lớp mattít nhựa cứng.

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo kết cấu nền áo đường
Mặt đường bê tông nhựa là loại mặt đường chính trong giao thông đô thị, ngoài
đô thị, đường cao tốc và đường nhiều xe chạy.
Lớp móng là bộ phận kết cấu chính trong kết cấu mặt đường để phân bố tải
trọng đảm bảo các lớp dưới không bị quá tải. Đây là lớp chịu lực chính, có khả năng
chống lại biến dạng dư và sự nứt gãy do mỏi và ứng suất phát sinh do chênh lệch
nhiệt độ. Lớp móng có thể chia ra làm 2 lớp: lớp móng trên và lớp móng dưới (lớp
cấp phối đá dăm tiêu chuẩn). Lớp móng trên thường sử dụng các vật liệu dính kết,
lớp móng dưới sử dụng vật liệu có gia cường. Các vật liệu dính kết bao gồm bê tông
nhựa có độ rỗng cao, vật liệu khoáng – bitum, các vật liệu đá hoặc nền móng được
gia cường bằng chất dính kết vô cơ. Lớp gia cường gồm đá dăm, cát, vật liệu
khoáng từ các đồi hoặc các sản phẩm chất thải công nghiệp. Tầng móng cũng có thể
sử dụng các loại bê tông nghèo.
Lớp nền móng của kết cấu mặt đường cơ bản gồm 2 lớp: lớp nền trên thường
bằng vật liệu hạt có chất lượng tốt, lớp nền dưới là đất tự nhiên hoặc đất đã được
gia cố nhằm tạo lập lớp mặt tốt của nền đường. Đôi khi cũng bổ sung một số lớp:
lớp phủ nền có thể bằng đất tự nhiên hoặc cốt liệu hạt thô được gia cố vôi và xi
17


măng. Lớp thoát nước tự do để tạo thành một lớp thoát nước ra khỏi mặt đường
bằng độ dốc ngang lớp này có thể dùng cát với tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo.
Chú ý: Không phải khi nào kết cấu áo đường cũng có đủ tất cả các lớp như sơ

đồ cấu tạo trên mà tùy thuộc vào yêu cầu xe chạy, loại áo đường, cấp đường, điều
kiện cụ thể ở khu vực xây dựng mà cấu tạo hợp lý.

18


CHƯƠNG 2:

VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NHỰA

2.1. Cốt liệu
Cốt liệu đóng vai trò rất quan trọng trong hỗn hợp bê tông nhựa. Nó chiếm khoảng
92% đến 96% tổng khối lượng vật liệu trong bê tông nhựa và chiếm khoảng trên 30%
giá thành của kết cấu mặt đường. Vì vậy, nó ảnh hưởng khá nhiều tới giá thành xây
dựng. Cốt liệu dùng cho bê tông nhựa bao gồm các thành phần chủ yếu sau:
Cốt liệu lớn (đá dăm): bao gồm các cỡ đá dăm phù hợp với yêu cầu của cấp
phối thiết kế, được khai thác từ các mỏ đá.
- Cốt liệu nhỏ (cát): cát dùng cho bê tông nhựa gồm 2 loại là cát sông và cát
xay.
+ Cát sông: được khai thác ở các con sông có trữ lượng lớn.
+ Cát xay: được mua từ các trạm nghiền sàng đá.
- Cốt liệu mịn (bột khoáng).
-

2.1.1. Đá dăm
2.1.1.1. Vai trò
Đá dăm đóng vai trò làm khung cốt liệu chủ yếu, tạo cho bê tông nhựa chịu
được tác dụng của ngoại lực và tạo độ nhám cần thiết trên bề mặt của mặt đường.
Chất lượng của đá dăm hay sỏi (cường độ, tính đồng nhất, hình dạng, trạng thái bề
mặt, thành phần khoáng vật,…) có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bê tông

asphalt.
Các chỉ tiêu chất lượng của đá dăm hay sỏi để chế tạo bê tông asphalt cũng
được xác định như khi chế tạo bê tông xi măng nặng. Đá dăm dùng để chế tạo bê
tông asphalt có thể là đá dăm sản xuất từ đá thiên nhiên, đá dăm chế tạo từ cuội,
cũng như đá dăm chế tạo từ xỉ lò cao, nhưng phải phù hợp với các yêu cầu của quy
phạm. Không cho phép dùng đá dăm chế tạo từ đá vôi sét, sa thạch sét và phiến
thạch sét. Thành phần hạt của đá dăm hay sỏi được phân ra ba nhóm (20÷ 40) mm;
(10÷20) mm và (5÷10) mm.
Đá dăm cần phải liên kết tốt với bitum. Về mặt này thì các loại đá vôi, đôlômit,
tốt hơn các loại đá axit. Nếu dùng loại đá liên kết kém với bitum phải gia công đá
bằng chất phụ gia hoạt tính như vôi, xi măng hoặc cho thêm chất phụ gia hoạt động
bề mặt vào bitum. Đá cần phải, sạch lượng ngậm chất bẩn không được lớn hơn 1%
theo khối lượng.
2.1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật
Đá dăm được nghiền từ đá tảng, đá núi. Không được dùng đá xay từ đá mác nơ,
sa thạch, diệp thạch sét.
Riêng với BTNR được dùng cuội sỏi nghiền vỡ, nhưng không được quá 20%
19


khối lượng là cuội sỏi gốc silic.
Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm dùng làm cho bê tông nhựa phải thỏa mãn các
yêu cầu quy định tại Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm
Các chỉ tiêu

Quy định
BTNC
BTNR
Lớp mặt Lớp mặt Các lớp

trên
dười
móng

Phương pháp
thử

1. Cường độ nén của đá gốc,
Mpa
- Đá mắc ma, biến chất
- Đá trầm tích

TCVN 7572-10:
2006 (căn cứ
chứng chỉ thí
≥ 100
≥ 80
≥ 80
nghiệm kiểm tra
≥ 80
≥ 60
≥ 60
của nơi sản xuất
đá dăm sử dụng
cho công trình)
2. Độ hao mòn khi va đập trong
TCVN 7572-12:
≤ 28
≤ 35
≤ 40

máy Los Angeles, %
2006
3. Hàm lượng hạt thoi dẹt (tỷ lệ
TCVN 7572-13:
≤ 15
≤ 15
≤ 20
1/3)(*), %
2006
4. Hàm lượng hạt mềm yếu, phong
TCVN 7572-17:
< 10
< 10
< 15
hóa, %
2006
5. Hàm lượng hạt cuội sỏi bị
TCVN 7572-18:
≥ 80
đập vỡ (ít nhất là 2 mặt vỡ), %
2006
6. Độ nén dập của cuội sỏi được
TCVN 7572-18:
≤ 14
xay vỡ, %
2006
7. Hàm lượng chung bụi, bùn,
TCVN 7572-11:
≤2
≤2

≤2
sét, %
2006
8. Hàm lượng sét cục, %
≤ 0.25
≤ 0.25
≤ 0.25
TCVN 7572-8:
2006
9. Độ dính bám của đá với nhựa ≥ cấp 3
≥ cấp 3 ≥ cấp 3
TCVN 7504:
(**)
đường , cấp
2005
(*)
: Sử dụng sàng mắt vuông với các kích cỡ ≥ 4.75 mm theo quy định tại Bảng 1,
Bảng 2 để xác định hàm lượng thoi dẹt.
(**)
: Trường hợp nguồn đá dăm sử dụng để chế tạo bê tông nhựa có độ dính bám với
nhựa đường nhỏ hơn cấp 3, cần thiết phải xem xét các giải pháp, hoặc sử dụng chất
phụ gia tăng khả năng dính bám (xi măng, vôi, phụ gia hóa học) hoặc sử dụng đá
dăm từ nguồn khác đảm bảo độ dính bám. Việc lựa chọn giải pháp nào do Tư vấn
giám sát quyết định.
2.1.2. Cát
20


2.1.2.1. Vai trò
Cát có vai trò lấp các lỗ rỗng giữa các hạt của sườn đá dăm, làm tăng độ ổn

định của sườn và cùng với đá dăm tạo thành cốt liệu khoáng vật của bê tông nhựa.
Ngoài ra, cát trong bê tông nhựa còn có tác dụng làm giảm bớt lượng nhựa và bột
khoáng cần thiết để lấp đầy các lỗ rỗng, nhờ đó làm giảm giá thành nguyên vật liệu
sử dụng (vì nhựa và bột khoáng đều là những nguyên vật liệu đắt tiền).
2.1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật
Cát dùng để chế tạo bê tông nhựa là cát thiên nhiên, cát xay hoặc hỗn hợp cát
thiên nhiên và cát xay.
Cát thiên nhiên không được lẫn tạp chất hữu cơ (gỗ, than...). Đối với cát thiên
nhiên chỉ dùng cát lớn và cát vừa. Nếu không có cát lớn có thể dùng cát hạt nhỏ
theo nguyên tắc cấp phối không liên tục. Cát cần sạch, hàm lượng bụi, sét không
được lớn hơn 3%.
Cát xay phải được nghiền từ đá có cường độ nén không nhỏ hơn cường độ nén
của đá dùng để sản xuất ra đá dăm.
Cát sử dụng cho bê tông nhưa cát (BTNC 4.75) phải có hàm lượng nằm giữa
hai cỡ sàng 4.75 mm – 1.18 mm không dưới 18%.
Các chỉ tiêu cơ lý của cát phải thỏa mãn yêu cầu quy định tại Bảng 2.2.
Bảng 2.2: Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho cát
Chỉ tiêu
1. Mô đun độ lớn (Mk)
2. Hệ số đương lượng cát (ES), %
- Cát thiên nhiên
- Cát xay
3. Hàm lượng chung bụi, bùn, sét, %
4. Hàm lượng sét cục, %

Quy định
≥2

Phương pháp thử
TCVN 7572-2: 2006

≥ 80

ASSHTO 176

≥ 50
≤3
≤ 0.5

TCVN 7572-8: 2006
TCVN 7572-8: 2006

≥ 43

TCVN 7572-8: 2006

5. Độ góc cạnh của cát (độ rỗng của cát ở

trạng thái chưa đầm nén), %
- BTNC làm lớp mặt trên
- BTNC làm lớp mặt dưới

≥ 40

2.1.3. Nhựa đường (bitum)

21


2.1.3.1. Vai trò

Nhựa đường là chất liên kết chủ yếu dùng để kết dính các cốt liệu khoáng vật
lại với nhau thành một khối thống nhất. Tỷ lệ và tính chất của nhựa ảnh hưởng rất
nhiều đến khả năng ổn định nhiệt và các tính chất cơ lý khác của bê tông nhựa.
2.1.3.2. Yêu cầu kỹ thuật
Nhựa đường thường dùng để chế tạo bê tông nhựa là loại nhựa đường đặc, gốc
dầu mỏ thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật quy định tại TCVN 7493-2005.
Nhựa đường 60/70 rất thích hợp để chế tạo các loại BTNC và BTNR. Nhựa
đường 85/100 rất thích hợp chế tạo BTNC 4.75.
Bảng 2.3: Các chỉ tiêu chất lượng của bitum
Tên chỉ tiêu

Mác theo độ kim lún
40 – 50
60 – 70
85 - 100
Min Max Min Max Min Max

Độ kim lún ở 25 0C, 0,1
40
mm, 5 giây
Độ kéo dài ở 25 0C, 5
80
cm/phút, cm
Điểm hóa mềm (dụng
49
cụ vòng và bi), 0C
Điểm chớp cháy (cốc
232
mở Cleveland), 0C
Tổn thất khối lượng sau

gia nhiệt 5 giờ, 163 0C, −
%
Tỷ lệ độ kim lún sau gia
nhiệt 5 giờ, 163 0C so 80
với ban đầu, %
Độ hòa tan trong
99
tricloetylen, %

60

70

85

100

−

100

−

100

−

−

46

−

43

−

−

232

−

230

−

0,5

−

0,5

−

0,8

TCVN
7499:2005

−

75

−

75

−

TCVN
7495:2005

−

99

−

99

−

1.00 – 1.05

Độ nhớt động học ở
1350C

Báo cáo

−

TCVN
7495:2005
TCVN
7496:2005
TCVN
7497:2005
TCVN
7498:2005

50

Khối lượng riêng, g/cm 3

mm2/s (cSt)
Hàm lượng paraphin, %
khối lượng

Phương
pháp thử

2.2

−

2.2

TCVN
7500:2005

TCVN
7501:2005
TCVN
7502:2005

−

2.2

TCVN
7503:2005
22


Cấp
Cấp
Cấp
TCVN
−
−
−
3
3
3
7504:2005
0
1) Nếu không tiến hành được phép thử ở nhiệt độ 25 C thì cho phép tiến hành
phép thử ở 15 0C.
Ngoài ra, còn có các loại nhựa khác cũng được sử dụng để chế tạo bê tông nhựa
như: nhựa đường polyme, nhựa đường nhũ tương, nhựa đường MC,….Chúng là các

chế phẩm của nhựa đường ở dạng lỏng, chứa trong các thùng phuy hay vận chuyển
bằng các xe bồn.
Độ dính bám với đá

2.1.4. Bột khoáng
2.1.4.1. Vai trò
Bột khoáng là thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông nhựa. Nó không
những lắp đầy lỗ rỗng giữa các loại cốt liệu lớn và nhỏ (cát, đá dăm hay sỏi), làm
tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitum
trên mặt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên, cường
độ và độ bền nước của bê tông nhựa cũng tăng lên.
Bột khoáng có tỷ diện tích bề mặt rất lớn, vào khoảng (250÷300) m 2/kg, nó có
ái lực mạnh với nhựa, biến nhựa từ trạng thái khối, giọt thành trạng thái màng
mỏng, bao bọc các hạt khoáng vật. Nó có tác dụng như một chất phụ gia làm cho
nhựa tăng thêm độ nhớt, tăng khả năng dính kết và tăng tính ổn định nhiệt.
Khi trộn với bitum trong hỗn hợp bê tông nhựa, bột khoáng cần tạo nên một lớp
hoạt tính, ổn định nước. Mối quan hệ vật lý, hóa học giữa bề mặt hạt bột khoáng và
bitum làm tăng cường độ của bê tông nhựa, nhưng cũng làm tăng tính dòn của nó.
Vì vậy, lượng bột khoáng trong bê tông nhựa chỉ được dùng trong một giới hạn nhất
định để tránh làm tăng tốc độ hóa già của bitum trong bê tông nhựa.
2.1.4.2. Yêu cầu kỹ thuật
Bột khoáng là sản phẩm được nghiền từ đá các-bô-nát (đá vôi canxit,
đolomit...) có cường độ nén của đá gốc lớn hơn 20 (Mpa), từ xỉ bazo của lò luyện
kim hoặc là xi măng.
Đá các-bô-nát dùng sản xuất bột khoáng phải sạch, không được lẫn tạp chất
hữu cơ, hàm lượng chung bụi bùn sét không quá 5%. Bột khoáng cần phải khô, xốp
khi trộn với bitum không được vón cục, có khả năng hút bitum tốt và phải thỏa mãn
các yêu cầu sau: độ rỗng khi lèn chặt dưới tải trọng 400 (daN/cm 2) đối với tro, bụi
xi măng, xỉ, không được lớn hơn 45%, còn đối với loại bột đá đặc chắc thì không
lớn hơn 40%.

Các chỉ tiêu của bột khoáng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định tại Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Các yêu cầu đối với bột khoáng
23


Chỉ tiêu

Quy định

Phương pháp thử

+ 0.60 mm

100

TCVN 7572-2: 2006

+ 0.30 mm

95÷100

+ 0.075 mm

70÷100

1. Thành phần hạt (lượng lọt sàng qua các cỡ
sàng mắt vuông), %

2. Độ ẩm, %

≤ 1.0

3. Chỉ số dẻo của bột khoáng nghiền từ đá cácbô-nát, (*) %

≤ 4.0

TCVN 7572-7: 2006
TCVN 4197: 1995

(*): Xác đinh giới hạn chảy theo phương pháp Casagrande. Sử dụng phần bột khoáng lọt
qua sàng lưới mắt vuông kích cỡ 0.425 mm để thí nghiệm giới hạn chảy, giới hạn dẻo

2.1.5. Phụ gia: ( Nếu cần)
Phụ gia nhằm giúp cải thiện các tính chất của vật liệu và nâng cao chất lượng
của bê tông nhựa như:
- Nâng cao tính dính bám nhựa – đá.
- Nâng cao chất lượng của bê tông nhựa: tăng tính ổn định nhiệt, ẩm.
- Giúp nhựa bọc đều các viên đá, tạo thuận lợi trong quá trình thi công (dễ vận
chuyển, rãi và lu lèn…).
- Làm cho mặt đường nhanh hình thành cường độ, giảm tính hóa già.
Ngoài ra, phụ gia có thể là các chất phụ gia kích động bề mặt (như vôi, xi
măng...): gia công trước bề mặt của vật liệu khoáng loại axit, hoặc để cải thiện quá
trình công nghệ chế tạo hỗn hợp nhựa khi vật liệu còn ẩm.
CHƯƠNG 3 :

LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM TRẠM TRỘN

3.1. Yêu cầu về địa điểm xây dựng
- Phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu để thuận lợi và chủ động cho quá trình

cung cấp vật liệu nhằm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.
- Địa hình phải bằng phẳng thuận lợi cho việc thi công trạm, vận chuyển
nguyên liệu đến trạm trộn và vận chuyển sản phẩm đến nơi thi công được dễ
dàng.
- Khu vực đặt trạm trộn phải xa khu dân cư để hạn chế vấn đề ô nhiễm do trạm
trộn gây ra.
- Trạm trộn phải gần các tuyến giao thông đặc biệt là các tuyến đường chính
để thuận lợi cho quá trình vận chuyển.
3.2. Các phương án chọn địa điểm
3.2.1. Sơ lược về thành phố Đà Nẵng và nhu cầu về bê tông nhựa ở thành phố
Đà Nẵng
24


Đà Nẵng là một thành phố thuộc vùng Nam Trung Bộ, Việt Nam. Đây là trung
tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục và công nghệ lớn của khu vực miền Trung – Tây
Nguyên. Đà Nẵng hiện là một trong 17 đô thị loại 1 và đồng thời là một trong 5
thành phố trực thuộc Trung ương ở Việt Nam.
Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, có vị trí trọng yếu cả
về kinh tế - xã hội và quốc phòng, an ninh, là đầu mối giao thông quan trọng về
đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không. Ngoài ra, Đà Nẵng còn
nằm trên trục giao thông Bắc - Nam về đường bộ, đường sắt, đường biển và đường
hàng không, là một trong những cửa ngõ quan trọng ra biển của Tây Nguyên và các
nước Lào, đông bắc Campuchia, Thái Lan và Myanma.
Hệ thống giao thông đường bộ của thành phố Đà Nẵng tương đối phát triển. Từ
năm 1996, với 97 đường phố có tổng chiều dài 299 973 km thì đến cuối năm 2010
thành phố Đà Nẵng có 1 002 đường phố với tổng chiều dài 848 473km, đa số là
đường bê tông nhựa, chất lượng mặt đường tương đối tốt. Trung bình mỗi năm hoàn
thành xây dựng đưa vào khai thác, sử dụng 39.2 km/năm. Mật độ đường đạt 4.72
km/km2.

Theo định hướng phát triển kết cấu hạ tầng giao thông thành phố đến năm
2020, tầm nhìn đến năm 2030 thúc đẩy triển khai các dự án trên hoặc đi qua địa bàn
như đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi, đường Hồ Chí Minh đoạn La Sơn – Túy
Loan. Trong những năm đến dự kiến sẽ hoàn thành nâng cấp, cải tạo 1 số tuyến
vành đai phía Nam thành phố để hoàn thành hệ thống đường vành đai của thành
phố… Xây dựng giao cắt khác mức tại một số nút giao thông có lưu lượng lớn.
Nâng cấp các tuyến đường tỉnh ĐT601, ĐT604, xây dựng đường và cầu trên
tuyến Cầu Đỏ - Cẩm Chánh – biển, phát triển giao thông nông thôn huyện Hoà
Vang đạt tiêu chuẩn nông thôn mới nhằm từng bước đảm bảo giao thông thông suốt
quanh năm, đặc biệt là trong mùa mưa, bão... Do đó, có thể khẳng định rằng nhu
cầu bê tông nhựa ngày càng lớn ở thành phố Đà Nẵng, nhiệm vụ đặt ra cần phải
nâng cao tay nghề, trình độ khoa học kỹ thuật cũng như chất lượng bê tông nhựa để
thực hiện tốt những định hướng đã đề ra.
3.2.2. Các địa điểm lựa chọn
Địa điểm 1: Khu công nghiệp Hòa Khánh - Đà Nẵng
Ưu điểm :
- Chưa có trạm trộn bê tông nhựa nóng được xây dựng gần khu vực dự án.


25