Nghiên cứu vật liệu chế tạo và thành phần, tính chất của bê tông asphalt nóng ở nước CHDCND lào tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẠI
====000====

THONGĐA SINGHANINH

NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG
ASPHALT NÓNG Ở NƢỚC CHDCND LÀO

Chuyên ngành: xây dựng đƣờng ôtô và đƣờng thành phố
Mã số

: 62.58.02.05

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2017


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào, có truyền thống lịch sử dựng nước và giữ nước lâu
đời. Sau Khi giải phóng và thành lập nước CHDCND Lào và ngày 2/12/1975, đi đôi với việc khắc
phục hậu qủa chiến tranh và phát triển kinh tế - xã hội trong toàn quốc Đảng và Nhà nước Lào đã chủ
trương phát triển giao thông đường bộ, lấy giao thông đường bộ đi trước một bước.
Trong quá trình chuyển sang kinh tế thị trường và mở rộng hợp tác bên ngoài, Đảng và Nhà
nước Lào lấy giao thông đường bộ làm mũi nhọn cho sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, coi việc
khôi phục và phát triển giao thông đường bộ là một trong các biện pháp cơ bản nhằm nối liền giữa sản
xuất tiêu thụ, tạo điều kiện cho sản xuất hàng hoá phát triển, mở rộng thị trường trong và ngoài nước.
Nước CHDCND Lào cũng tương tự như Việt Nam, đang đẩy mạnh công cuộc phát triển kinh
tế để xây dựng một xã hội phồn vinh. Giao thông vận tải, trong đó có ngành xây dựng đường ô tô được

ưu tiên phát triển. Để xây dựng các con đường có chất lượng và tuổi thọ cao đòi hỏi phải giải quyết
hàng loạt các vấn đề kỹ thuật. Một trong những vấn đề chính là vật liệu chế tạo và thành phần, tính
chất của bê tông Asphalt nóng ở Nước CHDCND Lào.
Hiện nay ở Lào mặt đường bê tông Asphalt là loại mặt đường đang được Bộ Giao thông Vận
tải Lào quan tâm và áp dụng rất phổ biến. Nhưng công tác thiết kế, thi công và công tác quản lý chất
lượng mặt đường bê tông Asphalt chưa được tốt, cho nên nó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng công
trình khi đưa vào sử dụng như: có hiện tượng nứt, hiện tượng lún, bong trót lớp mặt... Vì vậy, rất cần
thiết phải có biện pháp thiết kế, thi công và công tác quản lý chất lượng mặt đường bê tông Asphalt
hợp lý sẽ góp phần để đường bê tông Asphalt phát triển. Chính vì vậy Nhà Nước CHDCND Lào cử tôi
sang đây làm nghiên cứu sinh với đề tài : “Nghiên cứu vật liệu chế tạo và thành phần, tính chất của
bê tông Asphalt nóng ở Nước CHDCND Lào’’.
2. Mục đích nghiên cứu
Luận án nghiên cứu và phân tích các hiện trạng của các công trình bê tông Asphalt tại Lào
thông qua khảo sát và tìm hiểu tại các cơ quan quản lý đường trung ương, địa phương và tìm hiểu các
vấn đề lý thuyết về tính toán thiết kế các công trình bê tông Asphalt để đề nghị phương pháp thiết kế
mặt đường bê tông Asphalt cho Lào.
Trên cơ sở đối chiếu lý thuyết và thực tiễn để lựa chọn đề xuất phương pháp thiết kế hợp lý sử
dụng cho các công trình trên đường ô tô ở Lào và xây dựng một số giải pháp thiết kế mẫu phù hợp
cho Lào và Nghiên cứu về công nghệ và quản lý chất lượng mặt đường bê tông Asphalt cho Lào.
3. Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu hiện trạng đường bê tông Asphalt làm đường ở Lào.
- Nghiên cứu thí nghiệm các tính chất cơ lý của bê tông Asphalt.
- Nghiên cứu phương pháp thiết kế theo AASHTO, thí nghiệm tại Lào.
- Nghiên cứu thí nghiệm các tính năng và chất lượng của xi măng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:
Phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.


5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của kết quá nghiên cứu là khảng định với các vật liệu hiện có ở

nước CHDCND Lào hoàn toàn có thế chế tạo được bê tông Asphalt dung trong xây dựng đường ô tô
đồng thời đã thiết kế thử nghiệm thành công loại bê tông Asphalt chắt rải nóng dung trong xây dựng
đường ô tô ở nước CHDCND Lào dựa theo TCVN 8820:2011.
Kết quá nghiên cứu của luận án có thể coi là tài liệu tham khảo tốt cho việc ứng dung vật liệu
bê tông Asphalt nóng ở nước CHDCND Lào, cần thiết cho sự phát triển hệ thong đường ở Lào.
6. Bố cục luận án:
Nội dung luận án gồm có 4 chương, mục lục, mở đầu, kết luận, kiến nghị và tài liệu tham
khảo.
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ASPHALT Ở LÀO VÀ THẾ GIỚI
1.1. Khái niệm chung bê tông asphalt.
Bê tông Asphalt hoặc bê tông nhựa là một loại sản phẩm quan trọng của bitum và cốt liệu, bột
khoáng được sử dụng nhiều nhất làm vật liệu xây dựng mặt đường ở trên thế giớ. Bê tông asphalt được
chế tạo bằng phương pháp nhào trộn bitum với các hỗn hợp cột liệu khác như đá dăm, cát, bột khoáng
có kích thước khác nhau tùy theo yêu cầu của từng loại sản phẩm. Asphalt bê tông được sử dụng chủ
yếu làm kết cấu mặt đường mềm.
1.2. Phân loại bê tông asphalt
Hỗn hợp bê tông asphalt và bê tông asphalt được phân loại theo các đặc điểm sau:
Theo nhiệt độ thi công: độ rỗng phần ra nhiều lại và chủ yếu nghiên cứu bê tông Asphalt nóng và
đặc. Niệt độ khí rải >145oC, độ rỗng du từ 3-5%.
1.3. Cấu trúc của bê tông asphalt
Tính chất vật lý, cơ học của bê tông asphalt phụ thuộc vào chất lượng, tỷ lệ thành phần các vật liệu
chế tạo và cấu trúc của bê tông
Cấu trúc bê tông asphalt được chia ra làm 3 loại: có khung, bán khung và không có khung. Thành
phần bê tông Asphalt nóng được thiết kế theo cấu trúc khung với hàm lượng cốt liệu lớn. Hàm lượng
bitum theo khối lượng hỗn hợp chỉ từ 4.5-6.5%
Khi trộn vật liệu khoáng với bitum trên bề mặt của hạt đá dăm, cát và bột khoáng được phủ
một lớp mỏng bitum. Cấu trúc và tính chất của lớp phủ đó ảnh hưởng đến tính chất và chất lượng của
bê tông asphalt. Sự liên kết giữa vật liệu khoáng và lớp màng mỏng của bitum được hình thành nhờ
các quá trình vật lý và hoá học phức tạp.

1.4. Tính chất của bê tông asphalt.
- Các tính chất của bê tông Asphalt
Các tính chất của hỗn hợp bê tông asphalt và bê tông asphalt đã đầm nén làm mặt đường bao gồm
tính chất liên quan đến đặc tính thể tích và tính chất cơ học. Chất lượng (độ ổn định) của bê tông
asphalt phụ thuộc vào cường độ nén, khả năng chịu uốn và mức độ đầm chặt khi thi công.
Độ ổn định và độ dẻo Marshall (Các chỉ tiêu cơ học từ các tính chất này được sử dụng cho
phương pháp thiết kế Marshall (22TCN 62-84, AASHTO T245))
Độ ổn định Marshall: là giá trị lực lớn nhất tác dụng lên mẫu tại thời điểm mẫu bị phá hoại
(S), đơn vị KN.
Độ dẻo Marshall: là giá trị biến dạng lún của mẫu thí nghiệm tại thời điểm mẫu bị phá hoại
(F), đơn vị mm.


Hình 1.1: Thí nghiệm xác định độ ổn định, độ dẻo Marshall
Bảng 1.1: Độ ổn định, độ dẻo với bê tông Asphalt thiết kế theo Marshall
Giao thông nhẹ
Giao thông vừa
Giao thông nặng
Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu

Lớp mặt &

Lớp mặt & Móng

Lớp mặt & Móng

của hỗn hợp bê tông Asphalt

Móng trên

trên

trên

theo Marshall
Số lần đầm nén
Độ ổn định
(Stability), KN
Độ dẻo, mm

Min

Max

Min

Max

Min

Max

Lào
AASHTO
T245

35 x 2

50 x 2

75 x 2

75 x 2

3,4

5,5

8,0

10

3,2

7,2

3,2

6,4

2

4

2,0-3.5

Cường độ chịu nén, tính ổn định nước và ổn định nhiệt của bê tông asphalt (các chỉ tiêu cơ học từ
các tính chất này phục vụ cho phương pháp thiết kế của Liên bang Nga, 22TCN 249-98)
Cường độ chịu kéo gián tiếp (ép chẻ), cường độ chịu cắt (các chỉ tiêu cơ học từ các tính chất
này phục vụ cho phương pháp thiết kế Super Pave)

1.4.2. Các chỉ tiêu cơ học phục vụ thiết kế kết cấu mặt đường
Mô đun đàn hồi (22TCN211-2006)
Mô đun đàn hồi của bê tông asphalt được xác định bằng thí nghiệm trên mẫu hình trụ tròn có
chiều cao bằng một nửa hoặc bằng đường kính (thường sử dụng mẫu có kích thước D = H = 10cm)
theo mô hình nén dọc trục nở hông tự do, gia tải bằng tải trọng tĩnh và bảo dưỡng mẫu ở các điều kiện
khác nhau tuỳ theo yêu cầu thí nghiệm:
Lực dính đơn vị và góc nội ma sát (22TCN 211-2006)
Thí nghiệm được thực hiện trên mẫu hình trụ tròn đường kính 30 cm chế bị bằng cách gia lực
tĩnh hoặc từ mẫu khoan mặt đường.
Thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ 10-150C trên máy cắt phẳng với tốc độ cắt 0.1cm/phút
trên ít nhất là 3 mẫu giống nhau tương ứng với những áp lực thẳng đứng (p) khác nhau (tải trọng lớn
nhất không vượt quá ứng suất có thể xảy ra trong kết cấu mặt đường).
Cường độ kéo uốn giới hạn (22TCN 211-06)
Thí nghiệm được thực hiện trên mẫu dầm có kích cỡ không nhỏ hơn 4x4x16 (cm), chế tạo
trong phòng bằng cách gia tải trọng
tĩnh có độ lớn 300daN/cm2 hoặc cắt mẫu dầm từ mặt đường (Hình
P
1.2).
h

b

Hình 1.2: Mô hình thí nghiệm cường độ kéo uốn
1.4.3. Cường độ ép chẻ (22TCN 211-93, ASTM D4123, Tiêu chuẩn Trung Quốc, Tiêu chuẩn Liên
Bang Nga)


Thí nghiệm này phục vụ cho tính toán cường độ chịu kéo uốn giới hạn của bê tông asphalt theo công
thức Rku = K Rech (với K là hệ số tương quan thực nghiệm) phục vụ thiết kế kết cấu mặt đường theo
22TCN 211-06.

1.4.4 Xác định biến dạng vĩnh cửu- vệt hằn lún bánh xe
Các thí nghiệm mô phỏng được sử dụng để thí nghiệm các đặc trưng biến dạng vĩnh cửu (vệt
hằn bánh xe), nứt mỏi và nứt do nhiệt độ thấp của vật liệu bê tông asphalt.
Các thiết bị thí nghiệm mô phỏng thường có kiểu mô phỏng vệt bánh xe LWT (Loaded wheel
tester), và hiện nay trên thế giới có nhiều loại thiết bị thí nghiệm mô phỏng, các loại thiết bị này được
phân thành 2 nhóm:
Thí nghiệm trong phòng;
Thí nghiệm tại hiện trường.
Lùc t¸c dông
èng cao su
¸p lùc cao

MÉu thÝ nghiÖm

Hình 1.3: Nguyên lý thí nghiệm vệt hằn bánh xe trên thiết bị APA
1.4.5 Thí nghiệm mỏi
Thí nghiệm được thực hiện với tải trọng bánh xe tác dụng là 1113N. Trong thí nghiệm này,
các bánh xe tác dụng trực tiếp lên mẫu (không sử dụng các ống cao su).
Kết quả thí nghiệm là số chu kỳ tác dụng của bánh xe làm cho mẫu bị phá hoại sẽ được sử
dụng để thiết kế kết cấu mặt đường hoặc tính toán tuổi thọ mỏi của bê tông asphalt.
1113 N

MÉu thÝ nghiÖm

Hình 1.4. Mô hình thí nghiệm mỏi

Hình 1.5: Bộ phận gia tải thí nghiệm mỏi trên thiết bị APA
1.4.6 Các tính chất liên quan đến đặc tính thể tích của hỗn hợp bê tông asphalt rải mặt đƣờng
1.4.6.1. Các định nghĩa
Cốt liệu khoáng có chứa các lỗ nhỏ li ti và có khả năng thấm nước cũng như thấm bitum với

các mức độ khác nhau. Tỷ lệ phần trăm về độ thấm nước/ độ thấm của bitum vào cốt liệu đá là khác
nhau đối với từng loại cốt liệu. Có 3 phương pháp xác định tỷ trọng của cốt liệu được quan tâm đó là:
tỷ trọng khối ASTM, tỷ trọng biểu kiến ASTM và tỷ trọng có hiệu. Sự khác nhau giữa các tỷ trọng này
xuất phát từ những định nghĩa khác nhau về thể tích cốt liệu.
1.4.6.2. Phân tích hỗn hợp bê tông asphalt sau khi đầm nén
1.4.6.2.1. Các chỉ tiêu xác định qua thí nghiệm
1. Xác định tỷ trọng của cốt liệu thô (AASHTO T85 hoặc ASTM C127) và của cốt liệu mịn
(AASHTO T84 hoặc ASTM C128).
2. Xác định tỷ trọng của bitum (AASHTO T228 hoặc ASTM D70) và của bột khoáng (AASHTO
T100 hoặc ASTM D854).


3. Tính toán tỷ trọng biểu kiến của cốt liệu trong hỗn hợp.
4. Xác định tỷ trọng khối của hỗn hợp ở trạng thái rời.
5. Xác định tỷ trọng khối của hỗn hợp khi đã được lu lèn (theo ASTM hoặc ASTM D2726).
1.4.6.2.2. Các chỉ tiêu xác định qua tính toán
1. Tính toán tỷ trọng có hiệu của hỗn hợp cốt liệu với các hàm lượng bitum.
2. Tính toán tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp ở các hàm lượng bitum khác nhau.
3. Tính toán khả năng hấp thụ bitum của cốt liệu.
4. Tính toán hàm lượng bitum có hiệu trong hỗn hợp.
5.

Tính toán độ rỗng trong vật liệu khoáng.

6.

Tính toán % độ rỗng dư trong hỗn hợp sau khi lu lèn.

7. Tính toán độ rỗng lấp đầy bitum.
1.5. Các phƣơng pháp sản xuất bê tông Asphalt

1.5.1. Trộn bê tông asphalt
1.5.1.1. Phân loại trạm trộn
Trạm trộn chu kỳ (theo từng mẻ) sấy nóng gián tiếp;
Trạm trộn chu kỳ sấy nóng trực tiếp;
Trạm trộn liên tục sấy nóng trực tiếp.
1.6 Thiết kế thành phần bê tông Asphalt nóng.
1.6.1 Khái quát
Một số cách phân loại chính được nêu dưới đây.
-

Phân loại theo cỡ hạt danh định lớn nhất của cốt liệu theo tiêu chuẩn của Viện Asphalt Hoa kỳ
Theo cách phân loại này, bê tông Asphalt thường được phân thành các loại có cỡ hạt danh

định lớn nhất là: 37.5 mm; 25.0mm; 19.0mm; 12.5mm; 9.5mm và 4.75mm (tương ứng với việc phân
loại theo cỡ hạt lớn nhất là 50 mm; 37.5mm; 25.0mm; 19.0mm; 12.5mm và 9.5mm). Trong luận án
chủ yếu nghiên cứu bê tông Asphalt có D = 19mm
1.6.2 Nguyên tắc thiết kế thành phần bê tông Asphalt
Thiết kế thành phần bao gồm: Thiết kế thành phần vật liệu khoáng, lựa chọn hàm lượng bitum tối
ưu và thí nghiệm.
1.6.2.1 Thiết kế hỗn hợp vật liệu khoáng
1.6.2.2 Cơ sở lý thuyết thành phần hạt
Lựa chọn vất liệu khoáng có đồ dặc hợp ly trên cơ sở lý thiết Fuller
1.6.3. Phương pháp thiết kế thành phần bê tông Asphalt
Các phương pháp được áp dụng phổ biến trên thế giới và Việt Nam là:
- Phương pháp theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8820-2011. Dựa trên điều chỉnh phương
pháp Marshall. [32]
- Phương pháp thiết kế Marshall AASHTO T228. Được xác định Viện bê tông Hoa Kỳ
- Phương pháp thiết kế Hveem;
- Phương pháp thiết kế theo Liên bang Nga (Liên xô cũ); ГОСТ9128-2009, [2]
- Phương pháp thiết kế Super Pave. Phương pháp của viện AC Hoa Kỳ

Tại Lào chưa có tiêu chuẩn quốc gia và thiết kế thành phần bê tông
1.7 Đặc điểm điều kiện địa hình và khí hậu ở Lào
- Địa hình

- Khí hậu: khí hậu nhiệt đới gió mùa, với 2 mùa rõ rệt


+ Mùa mưa : bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, nhiệt độ vào khoảng 30oC, mưa khá thường xuyên, một
vài năm thậm chí bị lủ lụt tràn dòng sông Mê Kông.
+ Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 04, ít mưa hơn và nhiệt độ khoảng 15oC, vùng núi có thời điểm là
0oC.

Hình 1.5: Nhiệt độ trong năm

Hình1.6: Lượng mưa trong năm
Lượng mưa trong năm:
1.8. Hệ thống đƣờng ô tô ở Lào và vị trí đặc điểm các đƣờng có lớp mặt bằng bê tông Asphalt.
1.8.1 Giai đoạn trước năm 1975
1.8.2 Giai đoạn các năm 1975-1985
1.8.3 Giai đoạn các năm 1985-2000
1.8.4 Giai đọan năm 2000-2015
Tại Lào các mặt đường bê tông asphalt đã xây dựng chủ yếu tại Thủ đô Viêng Chăn và các đường
quốc lộ (xem bảng 1.4 và 1.6)
Bảng 1.4: Mạng lưới giao thông đường bộ ở Lào.
Mặt đường tính theo hiều dài (Km)
Tổng
Tổng
Loại
chiều
số lượng

Bê tông xi
Bê tông
Vật liệu
đương
dài
tuyến
măng cốt
Nhựa
Đất
asphalt
hạt (đá)
(Km)
đừơng
thép
Quốc lộ
247,7
13
1,8
10,2
158,2
15
Tỉnh lộ
226,8
8
0
0
36,8
186,5
3,6
Đường xã

411,7
38
0
0
33,2
338,7
39,8
Đô thị
547,7
729
7,7
36,2
140,5
239,6
123,7
Huyện
521,1
152
0
0
6,4
330,2
13,5
Chuyên dụng
59,3
28
1
0
2,9
45,9

9,5
Tổng số
2.003.3
968
10,5
46,4
378
1.203,4
365,1
Kết cấu mặt đường rải nhựa 18%, đường cấp phối 74%, đường đất 18%
1.9. Thành phần và một số các tính chất cơ bản của bê tông Asphalt nóng sử dụng tại Lào.
Ở Lào chưa có tiêu chuẩn về bê tông Asphalt. Các dự án đường sử dụng các chỉ tiêu kỹ thuật
cho dự án đường bộ riêng.
1.9.1 Hỗn hợp vật liệu khoáng bê tông Asphalt nóng (HMA) tại Lào.


- Mở đầu
Bê tông Asphalt nóng đã được sử dụng từ năm 2009 - 2010, với chiều dài 539.02 Km.
Ở Lào chưa có tiêu chuẩn về HMA. Trong sử dụng tại tiêu chuẩn , của Mỹ, Trung Quốc, Việt
Nam được ghi ở bảng 3.4, 3.5
Bảng 1.9: Sử dụng tiêu chuẩn AASHTO
12.5
9.5
4.75
2
0.425

Cỡ sàng

19

Lượng lọt sàng

100

Cỡ sàng
Lượng lọt sàng

76/90

64/79

41/56

23/37

7/20

0.8

0.075

5/13

2-8

Bảng 1.10: Sử dụng tiêu chuẩn ASTM và tiêu chuẩn TQ
19
12.5
9.5

4.75
2.36
1.18
0.6
0.3

0.15

0.075

100

7/17

4-9

-

60/82

40/65

30/50

20/40

15/15

10/15

Sử dụng phương pháp Marshall
Tiêu chuẩn kỹ thuật
Thiết kế dự án ký hiệu bê tông Asphalt của các dự án dược ghi ở bảng 3.6
No

Bảng 1.11: Tiêu chuẩn kỹ thuật của hỗn hợp HMA
Tiêu chuẩn HMA
Quy định

1

Độ ổn định kN

7-10

2

Độ dẻo mm

2-4

3

Độ rỗng hỗn hợp %

3-5

4

Lấp đầy bitum VFA %

5

Độ rỗng của vật liệu khoáng VMA, min %

60-70
14

Nhận xét: Trong tiêu chuẩn này chỉ tiêu 1: 7-10kN (Tiêu chuẩn Nga 8kN). Độ rỗng hỗn hợp
quy định 3-5%. Tiêu chuẩn Việt Nam quy định 3-6%
1.9.2 Phân tích HMA tại Lào
Bảng 1.12: Thành phần cấp phối bê tông Asphalt dự án HMA tại Lào
Cỡ sàng
19
12.5
9.5
4.75
2.36 1.18
0.6
0.3
0.15

0.075

1

100

85

75

40

30

19

14

9

6

4

2

100

84

60

49

29

25

18

11.83

6.64

5.58

3

100

87

71

47

29

25

19

15

13

8

4

100

87.7

74.4

52.2

28.8

23

18

12.6

8

4.9

5

100

87

77

60

44.5

30.1

20.2

13.4

9

7.4

6

100

90

81

56

39

31

23

15

11

8

Density line

100

82.8

73.2

53.6

39.1

28.6

21.1

15.5

11.3

8.3

V

100

90

80

52

36

26

18.5

12

8.9

7.7

Spec. Max

100

92

82

65

50

40

35

25

17

9

Spec. Min

90

76

60

40

30

20

15

10

7

4


Hình 1.7: Biểu đồ ảnh hưởng cấp phối hạt
Các cấp phối ở phía trên và duới đường Fuller. Cần chọn chỉ tiêu kỹ thuật hợp lý cho Lào.
Số 1 - Tiêu chuẩn cỡ sàng của dự án VR2 (đường Viêng Chăn số 2)
1

- Tiêu chuẩn cỡ sàng của dự án PHANNA

2

- Tiêu chuẩn cỡ sàng của dự án KSC

3

- Tiêu chuẩn cỡ sàng của dự án SAKAI

4

- Tiêu chuẩn cỡ sàng của dự án VR1, (đường Viêng Chăn số1)

5

- Tiêu chuẩn cỡ sàng của dự án VRA (đường sân bay Viêng Chăn )

6

V - Tiêu chuẩn cỡ sàng của Việt Nam
Kết luận của chƣơng 1

HMA ở Lào sử dụng chủ yếu là đá và cát xay 100%. Cần nghiên cứu xác định ảnh hưởng của hạt
tự nhiên đến tính chất của HMA (khoảng 20%)
Ở Lào chủ yếu dụng xi măng chưa dùng bột đá vôi làm bột khoáng. Cần nghiên cứu xác định ảnh
hưởng của bột đá vôi đến tính chất của HMA
Cấp phối hạt HMA sử dụng cả sàng vuông và sàng tròn thiểu mắt sàng 06; 0.3; 0.15. Cần thống
nhất thành phần hạt theo ASTM có tham khảo tiêu chuẩn Việt Nam.
Các tính năng HMA Lào có nhiệt độ biển động lớn.
Cần xác định phương pháp thiết kế HMA theo hướng dẫn của ASTM và TCVN chương 3)
Tiến hành các thử nghiệm để đưa ra công thức HMA 19 và HMA 12.5 cho mặt đường ô tô ở Lào.
(chương3)
Vật liệu ở Lào phù hợp với việc chế tạo bê tông Asphalt nóng và đặc
Nước CHDCN Lào đã xây dựng được 6121.69 km đường. Cần xây dựng thêm 34.472.12 km
đường
Hiểu biết về bê tông Asphalt ở Lào còn đơn giản thiếu những nghiên cứu về thiết kế thành phần
bê tông asphalt để nâng cao chất lượng bê tông asphalt ở Nước Lào
Hướng nghiên cứu chính của luận án là hoàn thiện phương pháp thiết kế thành phần bê tông
asphalt.
Chƣơng 2
LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG ASPHALT TẠI LÀO
2.1. Yêu cầu cốt liệu cho bê tông asphalt
Cốt liệu đóng vai trò rất quan trọng trong hỗn hợp bê tông asphalt. Nó chiếm khoảng 92 đến
96 % tổng khối lượng vật liệu trong bê tông asphalt và chiếm khoảng trên 30% giá thành của kết cấu
mặt đường. Vì vậy, nó ảnh hưởng khá nhiều tới giá thành của kết cấu mặt đường
2.1.1. Phân loại.
Cốt liệu bao gồm các loại cát, sỏi, đá nghiền, xỉ, hay thành phần vật liệu khoáng khác. Chúng
có thể được nhào trộn với nhau và sử dụng cùng với chất kết dính hữu cơ để tạo thành vật liệu bê tông
asphalt.

2.1.2 Cốt liệu lớn:
-


Ở Lào chủ yếu là đá vôi nghiền. Đường kính hạt từ 19-2.16mm được chia ra các loại: 0-5mm,
5-12mm, 12-19mm được nghiền từ đá vôi
Cấp phối hạt của cốt liệu lớn theo AASHTO T88
Cấp phối hạt dược ghi ở bảng 1

Hinh 2.1: Cấp phối của đá.
2.1.3 Cốt liệu nhỏ:
Cát nghiền (bin3 có cỡ hạt tư 4.75-0.075mm). Thí nghiệm tỷ trọng khối: 2.661 (D19); 2.632
(D12.5). Theo AASHTO T85
Cát nghiền 0-5mm; độ hấp thụ nước: 3.9%, theo cường độ >2.5

Cát xay
Sông
Max
Min
Hình 2.2: Kiểm tra cấp phối của cát theo AASHTO M29
2.1.4 Bột khoáng, xi măng
Ở Lào chủ yếu sử dụng xi măng portland sản xuất nhà máy tại Lào ở tỉnh Viêng Chăn, tỉnh
Khammuen, tỉnh Saravan và nhập khầu từ Thái Lan. Thành phần hạt ghi ở bảng 2.1
Bảng 2.1: Kết quả thí nghiẹm
Cỡ sàng (mm)

0.6

0.3

0.075

Phần % lọt sàng

100

100

90

xi măng

Phần % lọt sàng

100

95

70

min

Phần % lọt sàng

100

100

100

max

2.2 Chất kết dính bitum
Ở Lào chủ yếu sử dụng bitum dầu mỏ, nhập khẩu từ Thái Lan về Việt Nam loại có độ quánh
60/70. Ở Lào chua sử dụng Polyme-bitum (Việt Nam dã dung)
2.2.1 Thành phần hoá học của bitum dầu mỏ.
C = 82 - 88%; S = 0 - 6%;
N = 0.5 - 1%;
H = 8 - 11%; O = 0 – 1.5%.
2.2.2 Các tính chất của bitum quánh xây dựng đường
Các thí nghiệm kiểm tra chất lượng truyền thống đối với bitum quánh xây dựng đường bao
gồm: độ quánh, độ kéo dài, thí nghiệm màng mỏng trong lò, khả năng hoà tan, nhiệt độ hoá mềm,
điểm bốc cháy, khả năng dính bám của bitum với vật liệu khoáng. Các thí nghiệm này làm cơ sở phân
cấp bitum.
Tính quánh (TCVN 7494-2005, AASHTO T49-89, ASTM D5, BS 2000)


Độ kéo dài (TCVN 7496-2005, ASTM D113,T51)
Nhiệt độ hoá mềm và nhiệt độ hoá cứng (TCVN 7497-2005, AASHTO T49-89, ASTM D5, BS 2000)
Tỷ trọng (AASHTO T228-90)
Ở Lào thường sử dựng bitum độ kim lún 60/70.
Một số tính chất khác của bitum
Khối lượng riêng tuỳ theo cấp cấp và nhiệt độ khối lượng riêng biến đổi từ 0.919 đến 1.04
3
g/cm . Với bitum cấp 50-100 khối lượng riêng từ 1.02-1.04g/cm3. Bitum lỏng từ 0.99-1 ở nhiệt độ
1200C; từ 0.943-0.99; ở nhiệt độ 1600C từ 0.92-0.95. Tỷ nhiệt từ 0.40-0.43 cal/g.độC.
Bảng 2.2: Bitum, yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử (TCVN 7493-2005)
Mác theo độ kim lún
TT
Các chỉ tiêu

20-30
40-50
60-70
85-100
120-150
200-300
0
Độ kim lún ở 25 C,
1
20 - 30
40 - 50
60 - 70
85 - 100
120 - 150
200 - 300
0.1mm
Độ kéo dài ở 250C,
2
40
80
100
100
100
100
cm
Nhiệt độ hoá mềm ,
3 0
52
49
46

43
39
35
C
4 Nhiệt độ bắt lửa, 0C
240
232
232
232
230
220
Lượng tổn thất sau
5 khi đun 5 giờ ở
0.2
0.5
0.5
0.8
0.8
1.0
0
163 C, max, %
Tỷ lệ độ kim lún sau
6 khi đun so với ban
80
80
75
75
75
70
đầu, %

Lượng hoà tan trong
7
99
99
99
99
99
99
tricloroethylene, %
Khối lượng riêng,
8
1-1.05
g/cm3
Hàm lượng parafin,
9
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
max, %
10 Độ nhớt ở 1350C, cSt
515
305
285
235
185
150
2.3 Phần tích đặc điểm vật liệu chế tạo bê tông Asphalt nóng tại Lào.

Để chế tạo HMA tại Lại chủ yếu sử dưng đã vôi nghiên cứu tự nhiên có cấp phối đảm bảo và
Mk≥5.
Bitum dầu mỏ quánh làm đường 60/70, thay thế bột đá vôi bằng xi măng, được thí nghiệm theo
chỉ dẫn ở 2.3
2.3.1 Thí nghiệm vật liệu chế tạo
Bảng 2.3: Tổng hợp tiêu chuẩn cho thí nghiệm vật liệu.
Vật liệu

TT

Tiêu chuẩn

1

Bitum AC60/70

AASHTO T53

2

Đá (5-10mm)

AASHTO T85

3

Đá (10-19mm)

AASHTO T85

4

Đá (5-12mm)

AASHTO T112, ASTM C142

5

Cát

AASHTO T176


6

Bột đá (xi măng)

AASHTO T85

Kết luận của chƣơng 2
- Các cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ ở Lào chủ yếu là đá vôi nghiền theo tiêu chuẩn ASTM và
AASHTO. Cấp phối hạt nên theo ASTM D448 và theo AASHTO M79
- Bitum 60-70 của công ty Shell và ESSO có chất lượng tốt.
- Bột khoáng: chủ yếu sử dụng xi măng PC42,5. Cần nghiên cứu hàm lượng xi mănghợp lý
cho bê tông Asphalt.
Cần làm đủ các thí nghiệm về bitum theo tiêu chuẩn AASHTO M20.
CHƢƠNG 3
ĐỂ XUẤT THÀNH PHẦN CẤP PHỐI VẬT LIỆU KHOÁNG, CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƢƠNG
PHÁP THIẾT KẾ HỖN HỢP BÊ TÔNG ASPHALT CHẶT, RẢI NÓNG CHO CHDCND LÀO
3.1 Lựa chọn cấp phối vật liệu khoáng hợp lý cho Lào

3.1.1 Thành phần bê tông Asphalt theo các theo chuẩn.
- Thành phần cấp phối đã sử dựng tại Lào, theo các tiêu chuẩn Việt Nam, Nhật Bản, Mỹ đều dựa
trên đường cấp phối Fuller.
Việt Nam sử dụng cấp phối theo tiêu chuẩn TCVN 8820:2011 Việt Nam xác lấp đường cấp phối
Fuller với D=19mm. Hạ thấp đường cấp phối đó một chút với độ lệch.
Nga sử dụng tiêu chuẩn Гост 9128-2009
Mỹ sử dụng cấp phối theo ASTM 131
Nhật Bản kiến nghị cấp phối ký hiệu NB. Thành phần hạt quy định của cấp phối hạt của 5
quốc gia được ghi ở bảng 3.1 và cấp phối hạt trên hình 3.2
Bảng 3.1: Thành phần hạt cốt liệu theo các tiêu chuẩn Quốc gia
Lượng lọt sàng %
19
12.5
9.5 4.75 2.63
1.18
0.6
0.3
0.15 0.075
100
90
79
62
46
36
26
18
14
9
Lao
90

76
58
37
29
21
14
9
7
4
Dự kiện
95
81
68.5 49.5 37.5
28.5
20
14.5 10.5
6.5
100
86
78
61
45
33
25
17
12
8
VN
90
71

58
36
25
17
12
8
6
5
95
78.5
68
48.5
35
25
18.5 12.5
9
6.5
100
100
100
60
48
37
28
22
16
12
Nga
90
80

70
50
38
28
20
14
10
6
95
90
85
55
43
32.5
24
18
13
9
100
92
80
65
49
41
30
19
15
8
Mỹ
90

76
56
35
23
18
10
5
3
2
95
84
68
50
36
29.5
20
17
9
5
100
84
70
57
44
33
24
18
13
10
NB

90
76
60
43
31
22
16
12
8
5
95
80
65
50
37.5
27.5
20
15
10.5
7.5
3.1.2 Phân tích độ lệch từng cỡ sàng Max, Min theo các tiêu chuẩn
Phân tích hết đến từng cỡ sàng của tiêu chuẩn cấp phối hạt vật liệu khoáng ghi trên hình 3.3


Hình 3.1a Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=0.075mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1b Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=0.15mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1c Biến đối lượng lọt sàng tại đ=0.30mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1d Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=0.60mm theo 5 tiêu chuẩn


Hình 3.1e Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=1.18mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1f Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=2.63mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1g Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=4.75mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1h Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=9.50mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.1i Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=12.50mm theo 5 tiêu chuẩn


Hình 3.1i Biến đổi lượng lọt sàng tại đ=0.30mm theo 5 tiêu chuẩn

Hình 3.2: Biểu đồ độ lệch trung bình theo 5 tiêu chuẩn
3.1.3 Lựa chọn cấp phối hợp lý HMA tại Lào
Từ biểu đồ trên cho thấy độ lệch theo tiêu chuẩn Nhật Bản thấp nhất 8.5%, Mỹ là cao nhất
18.1. Tiêu chuẩn Nga 11.7% và Tiêu chuẩn VN 13.7%. Cấp phối hạt HMA tác giả đề nghị có độ lệch
13.5%.
Bảng 3.2: Thành phần cấp phối hạt kiến nghị cho Lào
19
12.5
9.5
4.75
2.63
1.18
0.60
0.30

Cỡ sàng d
Lọt sàng%

100-90

90-76

79-58

62-37

46-29

36-21

26-14

16-7

0.15

0.075

14-7

9-4

3.2 Các chỉ tiêu cho bê tông Asphalt đặc, rải nóng tại Lào.
để nghị với chỉ tiêu ghi ở bảng 3.3.

Bảng 3.3: Chỉ tiêu HMA theo tiêu chuẩn Lào
Quy định
Chỉ tiêu
1. Số chày đầm

BTNC19

Phương pháp thử

75 x 2

2. Độ ổn định ở 60 C,40 phút, kN

≥ 8.0

AASHTO T53

3. Độ dẻo, mm

2÷4

AASHTO T53

4. Độ ổn định còn lại, %

≥ 75

AASHTO T53

5. Độ rỗng dư, %

3÷5

AASHTO T53

- Cỡ hạt danh định lớn nhất 9.5 mm

≥ 15

AASHTO T149

- Cỡ hạt danh định lớn nhất 12.5 mm

≥ 14

AASHTO T85

- Cỡ hạt danh định lớn nhất 19 mm

≥ 13

AASHTO T85

0

6. Độ rỗng cốt liệu (tương ứng với độ rỗng dư 4%), %

7. Độ sâu vệt hằn bánh xe (phương pháp HWTD-Hamburg
Wheel trakng Device, 10000 chu kỳ, apsl]cj 0.70 MPa, ≥ 12.5
nhiệt độ 50 C, mm

0

AASHTO T324-04


Trong các chỉ tiêu dung Độ rỗng dư 3-5%
3.3. Thiết kế hỗn hợp bê tông Asphalt theo Marshall và Tiêu chuẩn Việt Nam
3.3.1. Mục đích của thiết kế
phương pháp Marshall có cải tiến thành phần cấp phối hạt theo bảng 3.3
3.3.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật quy định theo Marshall
3.6 Hƣớng dẫn thết kế HMA cho Lào
Công tác thiết kế hỗn hợp HMA được chia làm 4 giai đoạn:
3.6.1 Giai đoạn thiết kế sơbộ (Giai đoạn 1)
Thiết kế sơ bộ là xác định chất lượng của các loại cốt liệu sẵn có tại nơi thi công; đối chiếu
với các yêu cầu kỹ thuật có thể sử dụng những cốt liệu này để sản xuất ra HMA đạt yêu cầu về thành
phần hạt và các chỉ tiêu quy định với hỗn hợp HMA. Cần kiểm tra cấp phối cốt liệu theo ASTM D448
và AASHTO M79.
1.

Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu và bitum

2.

Thiết kế thành phần cốt liệu khoáng

Phƣơng pháp giải tích
Giả thiết có 3 cốt liệu có lượng lọt sàng tại mắt sàng bất kỳ là A, B, C. Chúng có tỷ lệ phối hợp
tương ứng là a, b, c (%). Khi đó, công thức đảm bảo hỗn hợp là hợp lý như sau:
P = A.a+B.b+C.c

(3-1)

Trong đó: P - tỷ lệ phần trăm của lượng lọt sàng của hỗn hợp. Yêu cầu P phải nằm trong phạm
vi giới hạn của tiêu chuẩn kỹ thuật:

Pmin
3.

P Pmax

(3-2)

Chuẩn bị mẫu hỗn hợp cốt liệu để đúc mẫu Marshall
Số lượng mẫu cốt liệu cần thiết:
Để đúc mẫu Marshall, xác định tỷ trọng khối của HMA và thí nghiệm Marshall: 15 mẫu (5 tổ
mẫu mỗí tỗ 3 mẫu).
Xác định tỷ trọng lớn nhất của hỗnhợp HMA.

4. Trộn cốt liệu với bitum, đầm mẫu Marshall
Dự đoán hàm lượng nhựa tối ưu
Để thiết kế hỗn hợp HMA, cần phải chế tạo 5 tổ mẫu hỗn hợp HMA với 5 gía trị hàm lượng nhựa
cách nhau 0,5 %.
5. Thí nghiệm và tính toán các chỉ tiêu đặc tính thể tích của hỗn hợp HMA
Các thí nghiệm và các chỉ tiêu tính toán cần thiết liên quan đến đặc tính thể tích phục vụ thiết
kế hỗn hợp HMA.
Tính tỷ trọng khối, tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp cốt
Tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu
Tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu được tính theo công thức sau:
Gsb

Trong đó:

P1
P1
G1

P 2 .... Pn
P2
Pn
....
G2
Gn

(3 - 3)


Gsb – là tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu
P1 P2 . .. Pn - là hàm lượng từng loại cốt liệu, tính theo % của tổng khối lượng hỗn hợp cốt tiêu
G1, G2…Gn – là tỷ trọng khối củatừng loại cốt liệu có trong hỗn hợp cốt liệu
Tỷ trọng biểu kiếncủa hỗn hợp cốt liệu. Tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp cốt liệu được tính
theo công thức sau:
P1
P1
G1

Gsa

P 2 .... Pn
P2
Pn

....
G2
Gn

(3 - 4)

Trong đó:
Gsa – là tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp cốt liệu
P1 P2 . .. Pn - là hàm lượng từng loại cốt liệu, tính theo % của tổng khối lượng hỗn hợp cốt tiêu
G1, G2…Gn – là tỷ trọng biểu kiến củatừng loại cốt liệucótrong hỗn hợp cốt liệu
Xác định tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp HMA
Thí nghiệm xác định 5 gía trị lý trọng lớn nhất của mẫu HMArời ứng với
Pmm
Ps
Pb
Gse
Gb

Gse

(3 - 5)

Hàm lượng nhựa hấp phụ
Tính hàm lượng nhựa hấp phụ được tính theo công thức sau:
Pba 100 x

Gse
Gsb
x Gb
Gsb x Gse

(3(3- -6)6)

Tính hàm lượng nhựa có hiệu
Hàm lượng nhựa có hiệu được tính theo công thức sau:
Pbe

Pb

Pba
x Ps
100

(3 - 7)
(3 - 7)

Tính độ rỗng cốt liệu của hỗn hợp HMA đã đầm
Độ rỗng cốt liệu được tính theo công thức sau:
VMA

100

Gmb x Ps
Gsb

(3 - 8)
(3 - 7)

Tính độ rỗng lấp đầy nhựa của hỗn hợp BTN đã đầm
Độ rỗng lấp đầy nhựa đựơc xác định theo công thức sau:

VFA

100 (VMA Va)
VMA

(3 - 9)
(3 - 8)

3.6.2 Giai đoạn thiết kế hoàn chính (Giai đoạn 2)
Mục đích của giai đoạn thiết kế này là tìm ra thành phần hạt thực của hỗn hợp cốt liệu và hàm
lượng nhựa thực khi sản xuất hỗn hợp HMA tại trạm trộn.
3.6.3 Giai đoạn phê duyệt công thức chế tạo HMA (Giai đoạn 3)
Giai đoạn này bao gồm 5 bước như sau:
Bước 1: Sản xuất thử Trên cơ sở kết quả của giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh, sản xuất
khoảng từ 60 đến 100 tấn hỗn hợp HMA tại trạm trộn.


- Bước 2: Rải thử lấy lượng hỗn hợp HMA vừa trộn thử để rải 1 đoạn dài từ 200 đến 300 m.
- Bươc 3: Kiểm tra hỗn hợp HMA vừa trộn thử (thí nghiệm trong phòng đối vớỉ hỗn hợp sản
xuất tại trạm trộn).
- Bước 4: Kiểm tra hỗn hợp HMA sau khi rải thử ngoài hiện trường.
- Bước 5: Phê duyệt công thức chế tạo HMA.
3.7 Lựa chọn thiết kế cuối cùng
Hỗn hợp Asphalt cuối cùng được lựa chọn (với hàm lượng bitum tối ưu) thường là hỗn hợp kinh
tế nhất thoả mãn tất cả các yêu cầu kỹ thuật.
Hàm lượng bitum thiết kế được chọn sao cho thoả mãn tất cả các đặc tính của hỗn hợp.
Ảnh hưởng của độ rỗng cốt liệu. Nên tránh các hàm lượng bitum nằm ở phía tăng bên phải của
đường cong VMA mà nên chọn ở điểm lân cận phía trái điểm thấp nhất của đường cong để tránh xu
hướng chảy bitum do thừa làm giảm các tiếp xúc giữa các cốt liệu và thậm trí gây vệt bánh xe, bị dồn
đống.

3.8 Tính toán thành phần cốt liệu của HMA theo các tiêu chuẩn thiết kế.
Trên có số vật liệu tại Lào được ghi ở bảng 3.6
Bảng 3.4: Vật liệu chế tạo HMA tại Lào
Cỡ sàng (mm)
19
12.5
9.5
4.75 2.63 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075
Lượng lọt sàng (%)

100-90 90-76 79-58 62-37 46-29 36-21 30-15

16-7

14-7

9-4

Cốt liệu A (10-19), đá1

100

60

18

1

1

1

1

0

0

0

Cốt liệu B (5-10), đá1

100

100

99

22

3

2

2

0

0

0

Cốt liệu C (0-5) Cát xay

100

100

100

99

76

50

32

20

10

4

Cốt liệu Dcát

100

100

100

95

60

30

16

10

5

2

E bột đá

100

100

100

100

100

100

100

100

90

80

Bảng 3.5: Kết quả thiết kế theo dự kiến Lào
19
12.5
9.5
4.75 2.63
1.18
0.60

0.30

0.15

0.075

Cỡ sàng (mm)
Lượng lọt yêu cầu
Lào (%)

100-90 90-76

79-58

62-37 46-29 36-21

30-15

16-7

14-7

9-4

A (10-19)x 0.32

32

17.28

5.76

0.32

0.32

0.32

0.32

0

0

0

B (5-10)x 0.21

21

21

20.79

4.62

0.63

0.42

0.42

0

0

0

C (0-5)x 0.33

33

33

33

32.67 25.08

16.5

10.56

6.6

3.3

1.32

Dcát x 0.08

8

8

8

7.6

4.8

2.4

1.28

0.8

0.4

0.16

E bột đá x 0.06

6

6

6

6

6

6

6

6

5.4

4.8

100

85.28

73.55

25.64

18.58

13.4

9.1

6.28

Tổng hỗn hợp cốt
liệu

51.21 36.83


Hình 3.3: Biểu đồ kiểm tra thành phần hạt HMA.
3.9 Thiết kế theo tiêu chuẩn VN
Bảng 3.6: Vật liệu chế tạo HMA
Cỡ sàng (mm)
19
12.5
9.5
4.75 2.63 1.18 0.60
Lượng lọt yêu cầu
100-90 86-71 78-58 61-36 25-45 17-33 12-25

VN (%)
A (10-19)
100
60
18
1
1
1
1
B (5-10)
100
100
99
22
3
2
2
C (0-5)
100
100
100
99
76
50
32
Dcát tn
100
100
100
95

60
30
16
E bột đá
100
100
100
100
100
100
100
Bảng 3.7: Kết quả thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam
Cỡ sàng (mm)
19
12.5
9.5
4.75 2.63 1.18 0.60
Lượng lọt sàng VN (%) 100-90 86-71 78-58 61-36 45-25 33-17 25-12
A (10-19) x0.35
35.00 18.6 5.40 0.30 0.30 0.30 0.30
B (5-10)x14
14.00 14.00 13.86 3.10 0.42 0.28 0.28
C (0-5)x0.35
35.00 35.00 35.00 34.65 26.6 17.5 11.2
Dcát tn x 0.1
10.00 10.00 10.00 9.50 6.00 3.00 1.60
E bột đá 0.06
6.00
6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00
Tổng hỗn hợp cốt liệu

100
83.6 70.26 53.55 39.32 27.08 19.30

0.30

0.15 0.075

7-16

6-12

5-8

0
0
20
10
100

0
0
10
5
90

0
0
4
2
80

0.30 0.15 0.075
17-8 12-6 8-5
0
0
0
0
0
0
7.00 3.5 1.35
1.00 0.5
0.2
6.00 5.4
4.8
14.00 9.4 6.15

3.10 Thiết kế theo tiêu chuẩn Nga 9128-2009
Bảng 3.8: Kết quả thiết kế theo tiêu chuẩn Nga
Cỡ sang
20
15
10
5
2.5 1.25 0.63 0.315 0.15 0.075
Lượng lọt yêu cầu Nga 9128-2009 100-90 100-80 100-70 60-50 48-38 37-28 28-20 22-14 16-10 12-6
A (10-19)x0.26

26.00 14.04

4.68

0.26 0.26 0.26 0.26

0

0

0

B (5-10)x0.26

26.00 26.00 25.74 5.72 0.78 0.52 0.52

0

0

0

C (0-5)0.40

40.00

40

Dcát tn x0.00

0.00

0.00

0.00

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

E bột đá0.08

8.00

8.00

8.00

8.00 8.00 8.00 8.00 8.00

Tổng hỗn hợp cốt liẹu

100.0 88.04 78.42 53.58 39.44 28.78 21.58 16.00 11.20 8.00

40.00 39.60 30.4 20.00 12.80 8.00 4.00
7.2

1.6
6.40


Hình 3.4. Kết quả thiết kế theo tiêu chuẩn Nga
0.6
0.5
1 Lào

2 Viết Nam
3 Mỹ
4 Nga
5 Nhất Bàn

0.4
0.3

0.2
0.1

0
A+B

C+D

E

Hình 3.5: Kết quả kiểm tra cho thấy hỗn hợp với yêu cầu của dự án và các tiêu chuẩn
Kết luận chƣơng 3
Phương pháp thiết kế thành phần bê tông Asphalt nóng cho Lào sử dụng phương pháp



viện bê tông Hoa Kỳ có điều chỉnh.


Cấp phối hợp cho bê tông Asphalt đặc nóng D = 19mm như sau.

Cỡ sàng (d)

19

12.5

9.5

4.75

2.63

1.18

0.60

0.30

0.15

0.075

Lót sàng (%)

100-90

90-76

79-58

62-37

46-29

36-21

26-14

16-7

14-7

9-4



Trình tự thiết kế theo phương pháp tính toán và thực hiện bao gồm 7 bước.



Kết quả tính toán với phương pháp trên cho thấy bê tông Asphalt sẽ có hàm lượng cốt liệu
lớn nhiều so với tiêu chuẩn và tương đương với tiêu chuẩn Việt Nam.

CHƢƠNG 4
THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO BÊ TÔNG ASPHALT VỚI VẬT LIỆU TẠI LÀO VÀ ẢNH HƢỞNG
LƢỢNG XI MĂNG
4.1 Tổng quát.
Từ thành phần cốt liệu vật liệu ghi ở bảng 4.1, áp dụng thành phần đề nghị ở chươn 3 (mực
3.9). Tiến hành các bước sau:
-

Lựa chọn thành phần vật liệu khoáng sử dụng 3 cấp phối hạt, cáp phối A, B, C và hàm lượng xi

măng sử dụng 5%, 3.5%, 2%, lượng bitum 60/70.
-

Thi nghiệm xác định các đặc tính cơ học cốt liệu thế tích lựa chọn hàm lượng bitum đã nên.

Trên cơ sở kết quả thí nghiệm chọn hàm lượng bitum đã nên.
-

Đánh giá kết quả thiết kế và tính năng bê tông Asphalt so với tiêu chuẩn đề ra ở bảng 3.9.

-

Phân tích ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến các tính năng của bê tông HMA chọn hàm

lượng xi măng cần thiết cho HMA tại Lào.


4.2. Lựa chọn hỗn hợp vật liệu khoáng.
Áp dụng phương pháp đã để nghị ở mục 3.6
Bảng 4.1: Xác định thành phần khoáng 3 hỗn hợp vật liệu khoáng
MIX A
Cốt liệu lớn
Cốt liệu nhỏ
Xi măng
MIX B

60

35

5

MIX C

61,5

35

3,5

D

63

35

2

4.3 Thí nghiệm xác định tính năng cơ học và hàm lƣợng bitum.
Tiến hành chế tạo mẫu thử bê tông Asphalt nóng theo hỗn hợp A, B, C với yêu câu bitum 4.5 6%. Thí nghiệm tỷ trọng khối. Theo kết luận ghi ở bảng 4.2, tỷ trong đó độ ổn định Marshall, độ dẻo.
Tính toán các đặc tính của VMA, VA, VFA theo chỉ dẫn ở mục 3.6 (Hướng dẫn thiết kế HMA cho
Lào)
Bảng 4.2: Độ rỗng cốt liệu nhỏ nhất
Độ rỗng cốt liệu nhỏ nhất,
%

Cỡ hạt danh định lớn nhất

Độ rỗng dư thiết kế, %
mm

in

3,0

4,0

5,0

1.18

No. 16

21.5

22.5

23.5

2.36

No. 8

19.0

20.0

21.0

4.75

No. 4

16.0

17.0

18.0

9.5

3/8

14.0

15.0

16.0

12.5

1/2

13.0

14.0

15.0

19.0

3/4

12.0

13.0

14.0

25.0

1.0

11.0

12.0

13.0

37.5

1.5

10.0

11.0

12.0

5o

2.0

9.5

10.5

11.5

63

2.5

9.0

10.0

11.0

Bảng 4.3: Thí nghiêm và tính toán hỗn hợp bê tông Asphalt nóng theo phƣơng pháp Marshall
5% xi măng (M/X1).


Bảng 4.4: Thí nghiêm và tính toán hỗn hợp bê tông Asphalt nóng theo phƣơng pháp Marshall
3.5% xi măng (M/X2)

Bảng 4.5: Thí nghiêm và tính toán hỗn hợp bê tông Asphalt nóng theo phƣơng pháp Marshall
2% xi măng (M/X3).

Hình 4.1: Kết quả thí nghiệm HMA 5% xi măng (M/X1).

Hình 4.2: Kết quả thí nghiệm HMA 3.5% xi măng(M/X2).


Hình 4.3: Kết quả thí nghiệm HMA 2% xi măng(M/X3).
4.4 Phân tích ảnh hƣởng của hàm lƣợng xi măng đến tính năng HMA.
Tính năng của các loại HMA A, B, C
Bảng 4.6: Tính năng của các loại HMA (A, B, C)
Số thứ tự
Tính năng
A 2% xi măng
B 3.5% xi măng

C 5% xi măng

1

Độ ổn định

10.8

11.30

12.2

2

Độ dẻo

3.67

3.96

3.2

3

Tỷ trọng khối

2.385

2.41

2.386

4

VMA

15.2

14.00

14.1

5

VFA

71.7

72.5

67.8

6

Air void

4.34

3.85

5.59

7

Lượng bitum

5%

5%

5%

Khi lượng xi măng biếu đổ từ 2 - 5% độ ổn định Marshall tăng lên từ 10.8-12.2 KN (Hình 4.5)

Hình 4.4: Quan hệ độ ổn định Marshall

Hình 4.5: Quan hệ tỷ lượng xi măng và độ dẻo


Trên hình 4.6 khối lượng xi măng tang từ 2-5% theo khối lượng hỗn hợp với X = 3.5% độ deo
từ 3.7-3.2 mm

Hình 4.6: Quan hệ lượng xi măng và rỗng hỗn hợp vật liệu khoáng

Hình 4.7: Quan hệ lượng xi măng và VMA

Hình 4.8: Quan hệ lượng xi măng và VFA
Độ rỗng hỗn hợp khóang >14%, hỗn hợp VFA>67.8 hỗn hợp xi măng hợp ly cho 3.5% để độ
rỗng dư Marshall kết quả cao.

Hình 4.9: Quan hệ lượng xi măng và Air Void
Nhận xét kết quả thí nghiệm
trong thiết kế quy định lượng hạt 0.075mm từ 4-9%. Hàm lương xi măng từ 2-5% chỉ là làm
lương của cốt D (hàm lượng bột khoáng. Lượng hat <0.075mm còn nằm ở trng các cts liệu khác). Vì
vậy lượng hạt <0.075mm trong cấp phối biển đổi từ 8.2, 6,81 và 4,58% vẫn nằm trong khoảng từ 49%.
Kết luận chƣơng 4
1. Độ lệch cho các cấp phối như sau: Ri = Lmax - Lmin= 13.2
2. Tiêu chuẩn thành phần cấp phối
Cỡ sàng
Lượng lọt sàng

19

12.5

9.5

100-90 90-76 79-58

4.75

2.63

1.18

0.60

0.30

0.15

0.075

62-37

46-29

36-21

30-15

16-7

14-7

9-4