Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng phụ gia tăng khả năng dính bám đá-nhựa cải thiện chất lượng bê tông nhựa ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
-------------------------------

VŨ NGỌC PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHỤ GIA TĂNG KHẢ NĂNG
DÍNH BÁM ĐÁ-NHỰA CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG
BÊ TƠNG NHỰA Ở VIỆT NAM

Ngành

: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông

Mã số

: 9.58.02.05

Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội, 1- 2019


Cơng trình được hồn thành tại:
Trường Đại học Giao thơng Vận tải

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Quang Phúc
2. GS.TS. Bùi Xuân Cậy

Phản biện 1: ……
Phản biện 2: …….
Phản biện 3: …….

Luận án được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường
họp tại Trường Đại học Giao thơng Vận tải.
Vào hồi…….. giờ,……, ngày…….tháng……. năm 2019

Có thể tìm thấy luận án tại: Trung tâm thơng tin thư viện Trường
Đại học Giao thông vận tải


DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
1.

2.

3.

4.

5.

NCS. Vũ Ngọc Phương, KS. Akihiro Kato (2017). “Phân tích
kết quả hiện trường về hiệu quả của hai loại phụ gia tăng dính
bám đá – nhựa Toughfix và Wetfix Be đối với hỗn hợp bê tơng
nhựa nóng sử dụng đá khu vực Suối Mơ – Đà Nẵng”. Tạp chí
Khoa học Giao thơng Vận tải, tháng 6 năm 2017, ISSN 23540818
PGS.TS. Nguyễn Quang Phúc, Dr. Hiromitsu Nakanishi, Mr.

Akihiro Kato, NCS. Vũ Ngọc Phương, ThS. Lương Xn
Chiểu, KS. Nguyễn Chí Cơng (2017). “Nghiên cứu thực nghiệm
sử dụng phụ gia Tough Fix Hyper tăng độ ổn định nước và
cường độ của bê tông nhựa mặt đường”. Tạp chí Giao thơng
Vận tải, tháng 6 năm 2017, ISSN 2354-0818
ThS. Vũ Ngọc Phương, ThS Nguyễn Lan Anh (2018). “Nghiên
cứu sử dụng phụ gia vơi thủy hóa trong việc cải thiện khả năng
kháng ẩm và chống hằn lún vệt bánh xe của hỗn hợp bê tông
nhựa sử dụng đá granite khu vực miền Trung”. Tạp chí Cầu
đường Việt Nam, số 3 năm 2018, ISSN 1859-459X
ThS. Nguyễn Tuấn Hiển, ThS. Vũ Ngọc Phương, KS. Phạm
Văn Quyền (2018). “Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thí
nghiệm đánh giá độ nhạy ẩm của bê tông nhựa phù hợp với
điều kiện Việt Nam”. Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học
công nghệ năm 2018, Viện Khoa học và Công nghệ GTVT,
ISBN: 978-604-89-5441-3
ThS. Vũ Ngọc Phương, ThS. Nguyễn Thanh Lập, KS. Nguyễn
Văn Chương (2018). “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của một số
loại phụ gia kháng bong tách đá nhựa cho bê tông nhựa sử
dụng cốt liệu dính bám kém của khu vực Miền Trung”. Tuyển
tập báo cáo Hội nghị khoa học công nghệ năm 2018, Viện Khoa
học và Công nghệ GTVT, ISBN: 978-604-89-5441-3.


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề nghiên cứu
Mặt đường bê tông nhựa (BTN) được sử dụng phổ biến trên thế giới và
ở Việt Nam. Đặc điểm chủ yếu của BTN là dễ bị nhạy ẩm, dẫn tới dễ bị

hư hỏng do tác động của nước. Dưới tác động của nước, khả năng dính
bám đá –nhựa, và sau đó là khả năng dính kết trong nội tại màng nhựa
đường trong BTN bị suy giảm, dẫn tới phá hủy tính tồn vẹn của kết cấu
BTN.
Phụ gia tăng dính bám đá-nhựa là một giải pháp hữu hiệu nhằm cải
thiện khả năng dính bám đá-nhựa khi BTN sử dụng cốt liệu dính bám
kém, nhằm giảm thiểu hư hỏng mặt đường BTN do tác động của nước.
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều dẫn tới
mặt đường BTN thường bị phá hoại do tác động của nước. Về cốt liệu
sử dụng cho BTN, có nhiều loại cốt liệu có độ dính bám đá-nhựa kém,
điển hình là tại khu vực Miền Trung dẫn tới khả năng dính bám đá-nhựa
bị suy giảm. Vì vậy đề tài, luận án “Nghiên cứu sử dụng phụ gia tăng
khả năng dính bám đá-nhựa cải thiện chất lượng BTN ở Việt Nam” là
cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục đích nghiên cứu
Xác định được nguyên nhân suy giảm khả năng dính bám đá-nhựa. Đề
xuất được phương pháp thí nghiệm xác định khả năng dính bám đánhựa, xác định độ nhạy ẩm của BTN phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Đánh giá được hiệu quả của các loại phụ gia tăng dính bám cho BTNC
hiện có tại Việt Nam.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về cơ sở khoa học của dính bám đá-nhựa và phụ
gia tăng dính bám; nghiên cứu thực nghiệm đánh giá hiệu quả của các
phụ gia tăng dính bám hiện có tại Việt Nam cho lớp mặt BTNC12.5 (sử
dụng nhựa đường 60/70), là lớp vật liệu đắt tiền nhất, chịu tác dụng trực
tiếp của điều kiện môi trường, tác động của nước và lượng xe lưu thông.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
 Phân tích và nêu bật được bản chất của dính bám đá-nhựa trong hỗn
hợp BTN, suy giảm dính bám đá-nhựa, các giải pháp cải thiện dính bám

2

đá-nhựa và sử dụng phụ gia tăng dính bám.
 Phân tích được vai trị, cơ chế hoạt động của các loại phụ gia tăng
dính bám đá nhựa cho BTN hiện có tại nước ta: Wetfix Be, Toughfix,
Toughfix Hyper, Zycotherm, vơi hydrat.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
 Đề xuất được phương pháp thí nghiệm cần thiết để đánh giá khả
năng dính bám đá-nhựa, và đánh giá hiệu quả của phụ gia tăng dính bám
phù hợp với điều kiện Việt Nam.
 Xác định được hàm lượng tối ưu của một số phụ gia tăng dính bám:
hàm lượng tối ưu của vơi hydrat cho giải pháp xử lý trước với cốt liệu,
hàm lượng tối ưu của Toughfix Hyper.
 Đánh giá được hiệu quả của 6 loại phụ gia tăng dính bám hiện có tại
Việt Nam (Wetfix Be, Toughfix, Toughfix Hyper, Zycotherm, vôi
hydrat và xi măng) cho BTN có sử dụng đá dăm dính bám kém tại mỏ
đá miền Trung.
 Đánh giá được hiệu quả của phụ gia Toughfix trong giai đoạn thi
công trên đoạn đường thuộc Dự án xây dựng đường ô tô cao tốc Đà
Nẵng-Quảng Ngãi; xác định được độ nhạy ẩm của mặt đường BTN sau
3 năm khai thác trên một đoạn đường thuộc QL1A.
5. Cấu trúc của luận án
Đề tài luận án gồm Phần mở đầu,4 chương chính và Phân kết luận, kiến
nghị, danh mục tài liệu tham khảo và Phụ lục kẻm theo.
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ DÍNH BÁM ĐÁ-NHỰA, SUY GIẢM DÍNH BÁM ĐÁNHỰA, CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN DÍNH BÁM ĐÁ- NHỰA VÀ VAI
TRỊ CỦA PHỤ GIA TĂNG DÍNH BÁM

1.1. Dính bám đá-nhựa

Cường độ của BTN được tạo thành bởi các nhân tố:
1). Lực chèn móc và ma sát giữa các hạt cốt liệu, phụ thuộc vào: cường
độ của cốt liệu, đặc tính của cốt liệu (độ góc cạnh, độ nhám bề mặt), tỷ
lệ các cỡ hạt cốt liệu (cấp phối cốt liệu)...
2). Lực dính kết nội tại giữa các phân tử nhựa đường, phụ thuộc chủ yếu
vào đặc tính của nhựa đường.
3) Lực dính bám giữa nhựa đường với bề mặt cốt liệu, hay còn được gọi


3

là lực dính bám đá-nhựa, phụ thuộc vào: đặc tính của nhựa đường; đặc
tính của cốt liệu (thuộc tính khống vật, hóa học, vật lý) và tác động của
nước.
1.2. Suy giảm dính bám đá-nhựa - Bong tách
1.2.1. Nguyên nhân
Nước tồn tại trong hỗn hợp BTN sẽ xâm nhập vào giao diện giữa màng
nhựa đường và bề mặt cốt liệu dẫn đến suy giảm liên kết đá – nhựa, mặt
đường bị hư hỏng do tác động của nước. Hiện tượng này được gọi là
bong tách (stripping).
1.2.2. Nhận dạng hư hỏng mặt đường BTN do bong tách
Có hai dạng hư hỏng BTN do bong tách
1. Bong tách (stripping): bong tách hình thành đầu tiên tại đáy của lớp
BTN nóng phía dưới (lớp móng BTN), sau đó phát triển lên các lớp
BTN phía trên.
2. Bong tróc (raveling): là một trường hợp riêng của bong tách, bong
tróc hình thành đầu tiên trên bề mặt mặt đường BTN, sau đó phát triển
xuống các lớp BTN phía dưới.
1.2.3. Cơ chế hình thành và phát triển bong tách
Có 7 cơ chế hình thành và phát triển bong tách (mechanisms of

stripping) đã được phân tích, bao gồm: 1) Tách màng nhựa, 2) Dịch
chuyển màng nhựa, 3) Nhũ tương hóa tự sinh, 4) Đứt màng nhựa, 5) Áp
lực lỗ rỗng, 6) Xói mịn do thủy lực và 7) Tác động của môi trường. Các
yếu tố gây bong tách này có thể hoạt động độc lập hoặc kết hợp với
nhau gây ra bong tách đá-nhựa.
1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến khả năng dính bám đá-nhựa
1.3.1. Ảnh hưởng của nhựa đường
Chủ yếu là: 1) thuộc tính lưu biến và 2) thuộc tính hóa học.
1.3.2. Ảnh hưởng của cốt liệu
Chủ yếu là: thuộc tính vật lý, thành phần khống và thành phần hóa.
1.3.3. Ảnh hưởng của thiết kế hỗn hợp BTN
Để phòng ngừa nước thấm vào lớp BTN và gây phá hoại do nước, cần
điều chỉnh cấp phối cốt liệu và hàm lượng nhựa sao cho độ rỗng dư thiết
kế đạt được 4%. Độ rỗng dư quá cao làm tăng tính thấm nước, quá thấp
dễ bị lún bánh xe. Thiết kế thiếu nhựa đường sẽ làm cho hỗn hợp BTN


4

dễ nhạy cảm với tác động của nước.
1.3.4. Ảnh hưởng của thời tiết khi thi công lớp BTN
Thời tiết quá lạnh thì độ chặt đầm nén khó đảm bảo, dẫn tới tăng độ
rỗng dư BTN. Nếu độ rỗng dư > 7% thì BTN dễ bị thấm nước, dễ gây
bong tách, hư hỏng cấu trúc BTN.
1.3.5. Ảnh hưởng của khí hậu mơi trường
Khí hậu ẩm ướt, tác động của chu kỳ đóng/tan băng, vùng có nhiệt độ
mơi trường biến động nhiều thì tăng khả năng BTN hư hỏng do nước.
1.3.6. Ảnh hưởng của lưu lượng xe
Dưới tác động của bánh xe chạy khi trời mưa, nước trên mặt đường sẽ bị
ép lại, gây ra áp lực thủy tĩnh làm phá vỡ liên kết đá-nhựa.

1.4. Các giải pháp cải thiện dính bám đá-nhựa, giảm thiểu bong
tách
1.4.1. Giải pháp 1-Lựa chọn cốt liệu
Sử dụng cốt liệu có khả năng dính bám tốt, bề mặt có độ nhám cao, cốt
liệu sạch, khơng bị nhiễm bẩn sét.
1.4.2. Giải pháp 2- Xử lý trước bề mặt cốt liệu
Nhằm cải thiện các đặc tính bề mặt cốt liệu có khả năng dính bám đánhựa thấp bằng cách bao phủ lên một lớp vật liệu có khả năng dính bám
đá-nhựa tốt. Giải pháp xử lý trước bề mặt cốt liệu bằng vơi hydrat là
một ví dụ điển hình cho giải pháp này.
1.4.3. Giải pháp 3-Ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào lớp BTN
Bao gồm các giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu tính thấm của BTN
như lựa chọn độ rỗng dư, cấp phối cốt liệu và chiều dầy lớp BTN phù
hợp. Việc phủ lên bề mặt BTN bằng lớp phủ mỏng như vữa nhựa, láng
nhựa là cần thiết để giảm thiểu tác động của nước xâm nhập vào lớp
BTN.
1.4.4. Giải pháp 4- Sử dụng phụ gia tăng dính bám đá-nhựa
Nhằm cải thiện khả năng chống bong tách, giảm thiểu độ nhạy ẩm của
BTN. Phụ gia tăng dính bám đá-nhựa thường được áp dụng với cốt liệu
có độ dính bám đá-nhựa kém.
Giải pháp 4 chỉ được xem là có hiệu quả khi áp dụng đồng thời với giải
pháp 3.
1.5. Tính năng của phụ gia tăng dính bám


5

1.5.1. Phụ gia vô cơ (dạng rắn)
1) Vôi: Vôi hydrat (Ca(OH)2) (vơi thủy hóa) được sử dụng rộng rãi trên
thế giới. Ngày nay vôi sống (CaO) hầu như không được sử dụng nữa.
Có 2 giải pháp để đưa vơi hydrat vào hỗn hợp BTN: 1) Giải pháp 1: Đưa

vôi hydrat trực tiếp vào thùng trộn BTN và Giải pháp 2: Xử lý trước bề
mặt đá dăm với vôi hydrat, sau đó đưa cốt liệu đã xử lý vào thùng trộn
BTN.
Vơi hydrat có ưu điểm: cải thiện khả năng chống bong tách của BTN do
tác động của ẩm, được xem là loại bột khống hoạt tính, cải thiện khả
năng hóa già của nhựa đường trong BTN, làm tăng độ cứng của vữa
nhựa, dẫn tới cải thiện thuộc tính cơ học của BTN như mô đun đàn hồi,
cường độ, vệt hằn lún bánh xe, nứt mỏi và nứt do nhiệt.
2) Xi măng
Hiện nay nhiều nước trên thế giới khơng cịn sử dụng xi măng để làm
phụ gia tăng dính bám nữa.
1.5.2. Phụ gia hóa học
Phụ gia hóa học (phụ gia hữu cơ) thường có gốc amin, diamin, polymer
và thường ở dạng lỏng.
Ưu điểm: sử dụng với hàm lượng thấp nên cũng có thể giảm chi phí.
Hạn chế: dễ bị suy giảm chất lượng do tác động của nhiệt độ cao.
Có nhiều loại phụ gia hóa học được sử dụng trên thế giới. Tại Việt Nam,
hiện có các loại phụ gia như: Wetfix Be của hãng Akzonobel (Thụy
Điển), Tougfix, Toughfix Hyper của công ty Taiyu Kensetsu (Nhật
Bản).
1.5.3. Phụ gia nano organosilane
Phụ gia nano organosilane phụ gia tăng dính bám dựa trên cơng nghệ
nano. Zycotherm, môt loại phụ gia nano, do hãng Zydex (Ấn Độ) mới
được đưa vào Việt Nam gần đây.
Ưu điểm: sử dụng với hàm lượng thấp, khơng ảnh hưởng đến tính chất
nhựa đường, chịu nhiệt độ cao, khả năng kháng nước tốt.
Hạn chế: công nghệ chế tạo phức tạp hơn so với phụ gia hóa học, chưa
được áp dụng phổ biến, cần có thêm thời gian nghiên cứu đánh giá.
1.6. Cơ chế hoạt động phụ gia tăng dính bám đá – nhựa

6

Phụ gia vô cơ như vôi hydrat: hoạt động bằng cách thay thế các ion âm
trên bề mặt cốt liệu bằng các ion canxi dương, làm tăng khả năng dính
bám giữa nhựa đường với bề mặt cốt liệu. Vôi hydrat cũng phản ứng với
các phân tử có trong nhựa đường (axit cacboxylic) và có trong cốt liệu
(nhóm OH có tính axit) dẫn đến các phân tử đó dễ hấp thụ trên bề mặt
cốt liệu hoặc các phân tử đó ít có khả năng phân ly và liên kết với các
phân tử nước.
Phụ gia hóa học như Wetfix Be, Toughfix, Toughfix Hyper và phụ gia
Zycotherm: thường hoạt động để giảm sức căng bề mặt của nhựa đường,
giúp cho nhựa đường dính bám tốt hơn với cốt liệu, cũng như là truyền
điện tích cho nhựa đường trái dấu với điện tích trên bề mặt cốt liệu. Phụ
gia hóa học có vai trị như cầu nối giữa nhựa đường và bề mặt cốt liệu,
một đầu tương tác với cốt liệu, một đầu tương tác với nhựa đường.
1.7. Các phương pháp thí nghiệm dính bám
Có thể phân thành hai nhóm: 1) Nhóm phương pháp thí nghiệm trên
mẫu hỗn hợp đá-nhựa rời. 2) Nhóm phương pháp thí nghiệm trên mẫu
hỗn hợp đá-nhựa đã đầm nén. Phân tích ưu điểm, hạn chế của hai nhóm
phương pháp thí nghiệm này được chi tiết tại chương 2.
1.8. Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia tăng dính bám trên thế
giới
1.8.1. Hoa Kỳ
Có 44 Bang sử dụng phụ gia chống bong tách (kết quả khảo sát năm
2012), trong đó có 56% các Bang sử dụng phụ gia dạng lỏng, có 44%
các Bang sử dụng phụ gia vơi hydrat.
1.8.2. Châu Âu
Vôi hydrat ngày càng được sử dụng cho BTN tại hầu hết các nước châu
Âu, đặc biệt là Áo, Pháp, Hà Lan, Anh và Thụy Sĩ. Wetfix Be cũng

được sử dụng tại châu âu, nhất là tại thụy điển.
1.8.3. Châu Á
Ấn Độ sử dụng phụ gia hóa dạng lỏng và vơi hydrat. Philipin sử dụng
phụ gia hóa dạng lỏng. Malaisia sử dụng vôi hydrat và Wetfix Be.Trung
quốc sử dụng vôi hydrat và xi măng. Nhật bản sử dụng vôi hydrat, phụ
gia hóa dạng lỏng, Tough Fix, Tough Fix Hyper.
1.9. Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia tăng dính bám tại Việt


7

Nam
Có 6 loại phụ gia tăng dính bám như: vơi hydrat, xi măng, Wetfix Be,
Toughfix, ToughFix Hyper, Zycotherm hiện có tại Việt Nam. Chỉ có
Toughfix Hyper được cơng bố là hợp chất lưỡng tính có khả năng cải
thiện dính bám đối với cả đá granite và đá vôi. Hiện nay mới chỉ có
Wetfix Be và Toughfix được áp dụng cho Dự án xây dựng đường bộ.
Nhìn chung cho đến nay chưa có đề tài, dự án nghiên cứu đánh giá tổng
thể về hiệu quả sử dụng phụ gia tăng dính bám cho BTN được triển
khai. Vôi hydrat được TCVN 8819:2011 cho phép sử dụng, tuy nhiên
chưa có bất kỳ nghiên cứu nào sử dụng vơi hydrat cho BTN.
Có 4 Tiêu chuẩn thí nghiệm dính bám đá-nhựa đã được ban hành, cho
phép áp dụng: 1) TCVN 7504: 2005; 2) TCVN 8860-12:2011; 3) QĐ số
1617 (LVBX) và 4) QĐ số 3287 (Thí nghiệm độ nhạy ẩm theo
AASHTO T283). Cần phân tích đánh giá các phương pháp này và các
phương pháp thí nghiệm trên thế giới để lựa chọn phương pháp phù hợp
với Việt Nam.
1.10. Những vấn đề luận án cần giải quyết
Trên cơ sở phân tích những nghiên cứu ở nước ngồi và trong nước,
luận án tập trung vào một số vấn đề sau:

1. Nghiên cứu cơ sở khoa học, phân tích cơ chế dính bám đá-nhựa, suy
giảm dính bám đá-nhựa và các nhân tố ảnh hưởng đến dính bám đánhựa; phân tích cơ chế hoạt động của các loại phụ gia tăng dính bám.
2. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thí nghiệm kiểm tra đánh giá khả
năng dính bám đá-nhựa phù hợp với điều kiện Việt Nam.
3. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng đánh giá hiệu quả của 6 loại
phụ gia: vôi hydrat, xi măng, Wetfix BE, Toughfix, ToughFix Hyper,
Zycotherm hiện có tại Việt Nam.
4. Nghiên cứu thực nghiệm hiện trường trên một số đoạn đường có sử
dụng phụ gia tăng dính bám cho BTN khu vực miền Trung để đánh giá
độ nhạy ẩm của BTN sau khai thác và hiệu quả của phụ gia.
Chương 2
NGHIÊN CỨU PHÂN TÍNH, ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP
THÍ NGHIỆM KIỂM TRA KHẢ NĂNG DÍNH BÁM ĐÁ-NHỰA PHÙ
HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM


8

2.1. Phân tích các phương pháp thí nghiệm kiểm tra khả năng dính
bám đá-nhựa trên thế giới
2.1.1. Các phương pháp thí nghiệm với hỗn hợp đá-nhựa ở trạng thái
rời
Có 11 phương pháp thí nghiệm được phân tích, đó là: Xanh Methy len,
Bong màng nhựa , Ngâm tĩnh, Ngâm động, Ngâm trong hóa chất, Phản
ứng bề mặt, Nước sơi, Lăn chai, Hấp phụ, Năng lượng bề mặt và Kéo
nhổ bằng khí nén.
2.1.2. Các phương pháp thí nghiệm với hỗn hợp đá-nhựa đã đẩm nén
Có 9 phương pháp thí nghiệm được phân tích, đó là: Nhạy ẩm hơi nước,
Nén mẫu ngâm nước, Tổn thất cường độ Marshall, Đóng băng / tan
băng Texas, Lún vệt bánh xe Hamburg, Lún vệt bánh xe APA, Lottman

nguyên gốc, Lottman cải tiến và Tunnicliff–Root.
2.2. Phân tích lựa chọn phương pháp thí nghiệm dính bám đá-nhựa
phù hợp với điều kiện Việt Nam
2.2.1. Lựa chọn các phương pháp thí nghiệm đưa vào phân tích
Lựa chọn được 4 phương pháp phổ biến áp dụng trên thế giới và 4
phương pháp đang sử dụng tại Việt Nam để phân tích, lựa chọn ra
phương pháp thí nghiệm dính bám phù hợp với Việt Nam (bảng 2.3).
Bảng 2. 3. Các phương pháp thí nghiệm dính bám đá-nhựa phân tích
Phổ biến trên thế giới
Áp dụng tại Việt Nam
ASTM D3625: Ảnh hưởng của TCVN 7504:2005. Bitum-Phương
nước trên mẫu đá bọc nhựa bằng pháp xác định độ dính bám với đá
phương pháp nước sơi.
AASHTO T 283 (hoặc ASTM D AASHTO T 283, áp dụng cho Lớp
4867): Ảnh hưởng của nước đến phủ siêu mỏng tạo nhám
hỗn hợp BTN đã đầm nén.
(LPSMTN) theo QĐ3287
AASHTO T245: Độ ổn định TCVN 8860-12:2011. Bê tơng
Marshall cịn lại của bê tơng nhựa. nhựa - Xác định độ ổn định
Marshall còn lại của bê tơng nhựa.
AASHTO T324: Thí nghiệm QĐ1617. Thí nghiệm LVBX bằng
LVBX bằng thiết bị Hamburg thiết bị Wheel tracking-Phương
(hoặc AASHTO T340- Thí pháp A.
nghiệm LVBX bằng thiết bị
APA).


9

2.2.2. Phân tích lựa chọn phương pháp thí nghiệm với hỗn hợp đánhựa ở trạng thái rời

Có 2 phương pháp để phân tích, cụ thể là TCVN 7504:2005 và ASTM
D3625 (bảng 2.3). Về bản chất thí nghiệm là như nhau, mẫu đá được
bọc nhựa được ngâm trong bình nước sơi để đánh giá. Tuy nhiên TCVN
7504:2005 dễ quan sát bong tách hơn, kết quả thể hiện qua 5 cấp nên dễ
đánh giá hơn, thí nghiệm viên đã có nhiều kinh nghiệm do đã sử dụng
lâu năm.
Qua phân tích, đề xuất sử dụng TCVN 7504:2005 để kiểm tra đánh giá
khả năng dính bám đá-nhựa và hiệu quả của phụ gia tăng dính bám, áp
dụng trong giai đoạn thiết kế thành phần BTN.
2.2.3. Phân tích lựa chọn phương pháp thí nghiệm với hỗn hợp đánhựa ở trạng thái đầm chặt
Do 3 phương pháp thí nghiệm đang áp dụng tại Việt Nam đều dựa vào 3
phương pháp thí nghiệm phổ biến trên thế giới để biên soạn (bảng 2.3)
nên chỉ cần phân tích 3 phương pháp: AASHTO T 283; TCVN 886012:2011 và QĐ1617 để lựa chọn.
- Phương pháp AASHTO T 283 có những ưu điểm, thể hiện qua 5 tiêu
chí đánh giá:
a) Tách biệt rõ ràng được ảnh hưởng của nước đến suy giảm liên
kết đá-nhựa
b) Đánh giá được mức độ suy giảm liên kết đá-nhựa theo thời gian
c) Xem xét được tác động của nước, khí hậu mơi trường đến khả
năng dính bám đá-nhựa.
d) Thiết bị thí nghiệm có giá thành thấp, chế bị mẫu thử đơn giản,
thời gian thí nghiệm ngắn (thời gian thí nghiệm khoảng 10 phút)
e) Số lượng mẫu thử đủ lớn, dễ xử lý thống kế để có độ tin cậy
cao.
- Phương pháp thí nghiệm LVBX tại QĐ1617, khi so sánh với
AASHTO T 283 chỉ đạt được 2 tiêu chí. Hạn chế chủ yếu của phương
pháp LVBX là thiết bị thí nghiệm có giá thành cao, chế bị mẫu thử phức
tạp thời gian thí nghiệm quá dài (khoảng 12 giờ).
- Phương pháp xác định độ ổn định còn lại theo TCVN 8860-12:2011,
khi so sánh với AASHTO T 283 đạt được 3 tiêu chí. Hạn chế chủ yếu

của phương pháp TCVN 8860-12:2011 là độ rỗng dư của mẫu quá nhỏ


10

(khoảng 4%) nên nước khó thấm vào mẫu thử, dẫn đến khó đánh giá
được độ nhạy ẩm.
Qua phân tích, đề xuất sử dụng AASHTO T 283, tuy nhiên đề xuất loại
bỏ bảo dưỡng mẫu thử với chu kỳ đóng băng/tan băng (phân tích tại
mục 2.2.4).
2.2.4. Phân tích loại bỏ việc bảo dưỡng mẫu với chu kỳ đóng băng/tan
băng trong AASHTO T283 cho phù hợp với điều kiện khí hậu Việt
Nam
Việc bảo dưỡng mẫu với chu kỳ đóng băng/tan băng theo AASHTO
T283 nhằm đánh giá tác động bất lợi của nhiệt độ thấp (nhiệt độ âm)
vào mùa đông đến suy giảm dính bám đá-nhựa. Tuy nhiên chế độ bảo
dưỡng này chỉ phù hợp với các nước có khí hậu lạnh, khơng phù hợp
với khu vực có khí hậu ấm như Việt Nam. Điển hình như tiêu chuẩn
ALDOT-361-98 của bang Alabama có khí hậu ấm, cũng khơng quy định
phải ngâm mẫu với chu kỳ đóng-tan băng.
Việt Nam có khí hậu ấm nên nếu áp dụng ngâm mẫu với chu kỳ đóng
băng/ tan băng là quá bất lợi, không phù hợp. Điều này rất quan trọng,
đảm bảo tính đơn giản của thí nghiệm nhưng đồng thời vẫn phù hợp với
điều kiện khai thác của mặt đường Việt Nam.
Vì vậy đề đề xuất sử dụng AASHTO T283, nhưng loại bỏ việc bảo
dưỡng mẫu “ướt” với chu kỳ đóng băng tan băng/tan băng (gọi tắt là
phương pháp AASHTO T283*)..
AASHTO T283* được sử dụng để kiểm tra đánh hiệu quả của phụ gia
tăng dính bám, độ nhạy ẩm của BTN, áp dụng trong các giai đoạn: thiết
kế thành phần BTN, kiểm tra chất lượng thi công BTN và khai thác.

Chương 3
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ
CỦA CÁC PHỤ GIA TĂNG DÍNH BÁM HIỆN CÓ Ở VIỆT NAM

3.1. Nghiên cứu xác định hàm lượng phụ gia vôi hydrat tối ưu để xử
lý trước bề mặt đá dăm nhằm cải thiện khả năng dính bám đá-nhựa
cho BTN
3.1.1. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của phần này là đánh giá hiệu quả của giải pháp sử
dụng vôi hydrat để xử lý trước bề mặt đá dăm nhằm cải thiện khả năng
dính bám đá-nhựa và xác định tỷ lệ vôi hydrat tối ưu.


11

3.1.2. Tóm tắt trình tự tiến hành nghiên cứu thực nghiệm
1) Thiết kế thành phần BTNC12.5 theo QĐ 858. Sau khi hồn thành
cơng tác thiết kế thành phần BTNC12.5 tiến hành thí nghiệm LVBX
theo QĐ 1617-Phương pháp A để có cơ sở chấp thuận kết quả thiết kế.
2) Xử lý trước bề mặt đá vôi và đá granite với tỷ lệ vôi hydrat khác nhau
(theo khối lượng đá dăm) là: 0% (khơng xử lý trước), 0.5, 1.0, 1.5 và
2.0%.
3) Thí nghiệm xác định TSk, TSbh, TSR với các tập mẫu BTNC12.5 đã
xử lý trước bằng vôi hydrat theo AASHTO T283*.
4) Phân tích kết quả thí nghiệm TSk, TSbh, TSR theo AASHTO T283*
của các mẫu 0% (không xử lý trước), 0.5, 1.0, 1.5 và 2.0% để đánh giá
hiệu quả của vôi hydrat và xác định tỷ lệ vôi hydrat tối ưu sử dụng để xử
lý trước bề mặt đá dăm.
5) Thí nghiệm LVBX với BTNC12.5 có tỷ lệ vơi hydrat tối ưu để đánh
giá xem kết luận rút ra sau thí nghiệm LVBX có tương đồng với kết

luận rút ra sau thí nghiệm AASHTO T283* hay khơng.
3.1.3. Thiết kế thành phần hỗn hợp BTNC12.5
Sử dụng 2 loại đá dăm: 1) đá Granite ở mỏ Xuân Long – Thừa thiên
Huế và 2) đá vơi tỉnh Hà Nam, có độ dính bám đạt cấp 3; cát tự nhiên
Sơng Lơ Việt trì; bột khống: Kiện Khê, Hà Nam và nhựa đường 60/70
Shell để thiết kế.
Việc thiết kế thành phần BTNC12.5 theo quy định của QĐ 858.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp BTNC12.5 thiết kế ứng với hai loại đá
dăm thể hiện tại Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của BTNC12.5 thiết kế
Các chỉ tiêu kỹ thuật
BTNC12.5, BTNC12.5,
YCKT
đá granite
đá vôi
(QĐ 858)
Hàm lượng nhựa tối ưu,
4.5
4.6
%
13.99
10.50
Min 8.0
Độ ổn định Marshall, kN
Độ dẻo, mm
Độ rỗng dư, Va %
Độ rỗng cốt liệu VMA,

3.48
4.64

14.40

2.86
4.45
14.68

1,5 ÷ 4
4÷6
Min 14.0 (với


12

Các chỉ tiêu kỹ thuật
%
Độ rỗng lấp đầy nhựa
VFA, %
Độ ổn định còn lại, %
Tỷ trọng khối, g/cm3
LVBX, mm

BTNC12.5,
đá granite

BTNC12.5,
đá vôi

67.75

69.65

92.74
2.38
9,45

94.64
2.47

YCKT
(QĐ 858)
Va=4.5%)
65 - 75
Min 80
Max 12

Nhận xét: Hỗn hợp BTNC12.5 đã thiết kế thỏa mãn quy định của QĐ
858.
3.1.4. Xử lý trước bề mặt đá dăm với vôi hydrat
Sử dụng vơi hydrat của cơng ty Cổ phần hóa chất Minh Đức-Hải Phòng
sản xuất (thỏa mãn quy định của AASHTO M303) để xử lý bề mặt đá
dăm. Việc xử lý bề mặt đá dăm bằng vôi hydrat được tiến hành theo
hướng dẫn của Hiệp hội vôi Châu Âu (EuLA). Tiến hành trộn vôi hydrat
với tỷ lệ là 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5% và 2.0% với hỗn hợp đá dăm đã được
làm ẩm bề mặt, sau đó đưa vào tủ sấy sấy đến khi khối lượng khơng đổi.
3.1.5. Thí nghiệm ảnh hưởng của nước đến hỗn hợp BTN đã đầm nén
Tổng cộng có 54 mẫu thử được chế tạo. Kết quả thí nghiệm thể hiện tại
bảng 3.5.
Bảng 3. 5. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo khi ép chẻ của mẫu
BTNC12.5 với đá vôi, đá granite, tỷ lệ vôi hydrat khác nhau
Đá granite

Đá vơi
Tỷ lệ vơi
TSk
TSbh,
TSR
TSk
TSbh,
TSR
hydrat, %
kPa
kPa
%
kPa
kPa
%
0
782.9
704.1
90
714.9
628.8
88
0.5
783.6
717.2
91.5
1.0
842.3
791.2
93.9

788.2
714.2
90.6
1.5
745.2
682.5
91.6
681.8
604.7
88.7
2.0
670.8
621.0
92.6
649.9
537.6
82.7
Từ kết quả bảng 3.5 có nhận xét sau: Tỷ lệ vôi hydrat tối ưu để xử lý
trước đá granite và đá vôi cho BTNC12.5 là 1.0%.


13

Dựa trên kết quả tại bảng 3.5 để phân tích ANOVA. Qua phân tích cho
thấy kết quả thí nghiệm có ý nghĩa thống kê với hệ số p<<0.05, hệ số
Lack-of-Fit=0.213>0.05 và hệ số xác định điều chỉnh Rđc2=96.32%.
3.1.6. Thí nghiệm LVBX của BTNC12.5 có tỷ lệ vơi hydrat tối ưu là
1.0%
Phụ gia vơi hydrat
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm LVBX

1.0% có xu hướng làm
Loại dá dăm
Giá trị LVBX
tăng khả năng kháng
trung bình (mm)
LVBX
đối
với Đá granit, 0% (khơng xử
9.45
BTNC12.5 sử dụng đá lý vôi hydrat)
Đá granit, xử lý 1% vôi
5.36
granite.
hydrat
3.2. Xác định tỷ lệ phụ gia Toughfix Hyper tối ưu
3.2.1. Mục đích nghiên cứu
Toughfix Hyper (viết tắt là TFH) được cơng bố là có hiệu quả tăng dính
bám cho cả đá gốc axít và cả đá gốc bazơ. Cần thiết nghiên cứu xác định
tỷ lệ TFH tối ưu cho 5 loại đá dăm có nguồn gốc khác nhau.
3.2.2. Thí nghiệm dính bám với nhựa đường
Tiến hành thí nghiệm độ dính bám đá nhựa theo TCVN 7504:2005 với
các mẫu thử có TFH với tỷ lệ khác nhau (0%, 0.1%, 0.15% và 0.2%).
Mỗi loại đá dăm, mỗi tỷ lệ phụ gia TFH cần thí nghiệm 10 mẫu. Kết quả
thí nghiệm độ dính bám đá nhựa thể hiện tại hình 3.13.

Hình 3.13. Biểu đồ độ dính bám đá – nhựa sử dụng TFH


14

Từ hình 3.13 cho thấy: Với hàm phụ gia TFH từ 0÷0.15%, cấp dính bám
của cả 5 loại đá tăng từ 1 đến 2 cấp so với TFH=0%, và có cấp dính
bám cao nhất ở hàm lượng 0.15% TFH. Nhưng khi hàm lượng TFH từ
0.15÷0.2% thì cấp dính bám của đá khơng thay đổi, tức là có xu hướng
khơng tăng khi hàm lượng phụ gia lớn hơn 0.15%. Vì vậy lựa chọn hàm
lượng TFH hợp lý là 0.15% đối với cả 5 loại đá dăm là hợp lý.
3.2.3. Thiết kế thành phần hỗn hợp BTNC12.5
Sử dụng 5 loại đá dăm (đá granite Đà Nẵng, đá granite Đăk Lăk, đá
granite Bình Định, đá granite Hà Tĩnh và đá vôi tỉnh Ninh Bình) để thiết
kế. Việc thiết kế thành phần BTNC12.5 theo quy định của QĐ 858.
Việc thiết kế thành phần BTNC12.5 theo quy định của QĐ 858.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của 5 hỗn hợp BTNC12.5 đã thiết kế theo QĐ 858
thể hiện tại bảng 3.8.
Bảng 3.8. Các chỉ tiêu kỹ thuật của BTNC12.5 ở hàm lượng nhựa tối ưu

Các chỉ tiêu

Mỏ
đá
Bình
Định

Mỏ
đá Hà
Tĩnh

Mỏ
đá
Ninh
Bình

Mỏ
đá
Đăk
Lăk

Mỏ
đá Đà
Nẵng

YCKT
QĐ 858

Hàm
lượng
4.71
4.71
4.49
5.26
4.82
>4.5%
nhựa tối ưu, %
Độ rỗng dư, Va
4.88
4.85
4.84
5.72
4.70
4%-6%
Độ rỗng cốt

14.84 14.52 14.25 16.58 15.01
>13%
liệu, VMA
Độ rỗng lấp đầy
65% ÷
67.11 66.59 66.06 65.48 68.66
nhựa, VFA
75%
HLVBX, mm
11,49 6,41
6,80 14,69 7,31
Max 12
Nhận xét: Riêng BTNC12.5 với đá Đắc Lắc đã thiết kế không thỏa mãn
QĐ 858 do LVBX lớn hơn quy định. Tuy nhiên vẫn sử dụng để nghiên
cứu, xem khi đưa TFH vào thì LVBX có thỏa mãn QĐ 858 hay khơng.
3.2.4. Thí nghiệm ảnh hưởng của nước đến hỗn hợp BTN đã đầm nén
Sử dụng 5 kết quả thiết kế thành phần BTNC12.5 đã xác lập tại mục
3.2.3 với tỷ lệ thành phần (đá dăm, cát, bột khoáng, hàm lượng nhựa) đã
biết để chế tạo các thử BTNC12.5. Tổng cộng có 120 mẫu thử
BTNC12.5.


15

Kết quả thí nghiệm xác định TSkh, TSbh, TSR của các mẫu thử
BTNC12.5 ứng với 5 loại đá dăm, 4 tỷ lệ phụ gia TFH (0%, 0.1%,
0.15% và 0.2%) được thể hiện tại các hình từ hình 3.15 đến hình 3.24.
Nhận xét:
1) TFH có hiệu quả trong việc cải thiện khả năng kháng ẩm (cải thiện độ
dính bám đá-nhựa) cho BTNC12.5 cho cả 5 loại Biểu

đáđồdăm.
tỷ lệ độ bền kéo gián tiếp
95% CI for the Mean

100

Tỷ lệ độ bền kéo (%)

90

91.32

91.38

Nhựa 60/70

Nhựa 60/70+0.1%PG

93.66

92.69

Nhựa 60/70+0.15%PG

Nhựa 60/70+0.2%PG

80
70
60
50

40
30
20
10
0

Individual standard deviations were used to calculate the intervals.

Hình 3.15. TSk và TSbh của mẫu Hình 3.16. TSR của mẫu
BTNC12.5 đá granite Bình Định
BTNC12.5 đá granite Bình Định

Hình 3.17. TSk và TSbh của mẫu Hình 3.18. TSR của mẫu
BTNC12.5 đá granite Đà Nẵng
BTNC12.5 đá granite Đà Nẵng

Hình 3.19. TSk và TSbh của mẫu
BTNC12.5 đá granite Hà Tĩnh

Hình 3.20. TSR của mẫu
BTNC12.5 đá granite Hà Tĩnh


16

Hình 3.21. TSk và TSbh của mẫu Hình 3.22. TSR của mẫu
BTNC12.5 đá granie Đăk Lăk
BTNC12.5 đá granie Đăk Lăk

Hình 3. 23. TSk và TSbh của mẫu Hình 3.24. TSR của mẫu

BTNC12.5 đá vơi Ninh Bình
BTNC12.5 đá vơi Ninh Bình
2) TSbh, TSR của đá granite Bình Định, Đà Nẵng, Hà Tĩnh đạt giá trị
lớn nhất ở hàm lượng 0.15% nên hàm lượng TFh tối ưu cho 3 loại đá
này là 0.15%. Với đá granite Dak Lak và đá vơi Nình Bình TSbh, TSR
đạt giá trị cao nhất ở hàm lượng TFH=0.15%-0.2%, tuy nhiên hiệu quả
khi TFH=0.2% so với TFH=0.15% tăng không đáng kể (khoảng 2%),
nên chọn giá trị tối ưu cho 2 loại đá này là TFH=0.15%. Vậy hàm lượng
TFH tối ưu cho cả 5 loại đá là 0.15%.
3.2.5. Thí nghiệm LVBX của BTNC12.5 có tỷ lệ TFH tối ưu 0.15%
Qua kết quả thí nghiệm LVBX theo QĐ1617-Phương pháp A cho thấy:
1. Phụ gia TFH=0.15% có hiệu quả làm tăng khả năng kháng LVBX đối
với cả đá vôi và đá granite. Nhận xét này cũng tương đồng với nhận xét
đã rút ra từ thí nghiệm với AASHTO T283*.


17

2. Với BTNC12.5 dùng đá
Đak Lak, khi TFH=0,15%
thì LVBX giảm còn là
13.37 mm, mặc dù thấp
hơn 14,69 mm nhưng vẫn
vượt quá giá trị cho phép
nên BTNC12,5 dùng đá
Đak Lak đã thiết kế vẫn
khơng phù hợp.
Hình 3.25. So sánh LVBX của BTNC12.5
có và khơng có TFH=0.15%
3.3. Đánh giá hiệu quả của 6 phụ gia tăng dính bám cho BTNC12.5

sử dụng cốt liệu dính bám kém miền Trung
3.3.1. Mục đích nghiên cứu
So sánh hiệu quả của 6 loại phụ gia: vôi hydrat, xi măng, Wetfix Be,
Toughfix, Toughfix Hyper và Zycotherm hiện có tại Việt Nam trên một
thước đo chung khi sử dụng cùng loại đá dăm dính bám kém (dính bám
cấp 2), cùng một loại BTNC12.5.
3.3.2. Lựa chọn vật liệu
Đá dăm mỏ Weicovina tại Km 76-Km77, QL1A, có độ dính bám kém
(cấp 2), Nhựa đường 60/70 của Shell Singapor, bột khoáng Hà Nam, cát
xay.
Tỷ lệ phụ gia lựa chọn để nghiên cứu xem bảng 3.11.
Bảng 3.11. Tỷ lệ phụ gia tăng dính bám lựa chọn để nghiên cứu
TT
Loại phụ
Khoảng tỷ lệ
Tỷ lệ khuyến nghị sử dụng
gia
khuyến nghị
phổ biến-Tỷ lệ lựa chọn
sử dụng
1
Wetfix Be
0.2% ÷ 0.5%
0.3% khối lượng nhựa đường
2
Tough Fix
0.2% ÷ 05%
0.3% khối lượng nhựa đường
3
Toughfix

0.1% ÷ 0.3% 0.15% khối lượng nhựa đường
Hyper
4
Zycotherm
0.1% ÷ 0.3%
0.15% khối lượng nhựa đường
5
Vơi hydrat
1% ÷ 2%
1.5% khối lượng cốt liệu
6
Xi măng
1.5% khối lượng cốt liệu
(chọn như với vôi hydrat)
3.3.3. Thiết kế thành phần hỗn hợp BTNC12.5
Cấp phối hỗn hợp cốt liệu sử dụng trong thí nghiệm này là cấp phối sử


18

dụng cho gói thầu A1- Dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi.
Việc thiết kế thành phần BTNC12.5 theo quy định của QĐ 858 và
TCVN 8819:2011.
Kết quả thiết kế hỗn hợp BTNC12.5 (khơng có phụ gia) thể hiện tại
bảng 3.12.
Bảng 3.12. Các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp BTNC12.5
(khơng có phụ gia tăng dính bám)
TCVN
TT
Các chỉ tiêu thiết kế

Kết quả
8819:2011
1 Hàm lượng nhựa, %
4,7
2

Khối lượng thể tích, g/cm3

2,356

-

3

Tỷ trọng lớn nhất ở trạng thái rời Gmm,
g/cm3

2,501

-

4

Độ rỗng dư Va, %

4,7

4–6

14,14

≥ 13,5

66,76

65 – 75

12,11

≥ 8,0

7

Độ rỗng cốt liệu của hỗn hợp BTN đầm
nén VMA, %
Độ rỗng lấp đầy nhựa của hỗn hợp
BTN đầm nén VFA, %
Độ ổn định Marshall ở 60˚C, kN

8

Độ dẻo Marshall ở 60˚C, mm

3,05

1,5 – 4,0

9

Độ sâu LVBX, mm

3,67

≤ 12,5

5
6

Qua kết quả tại Bảng 3.12 có nhận xét: Ngoại trừ chỉ tiêu độ dính bám
đá-nhựa thấp (cấp 2), các chỉ tiêu kỹ thuật khác đều thỏa mãn quy định
của TCVN 8819:2011 và QĐ858
3.3.4. Thí nghiệm độ dính bám theo TCVN 7504:2005
Kết quả thí nghiệm độ dính bám của nhựa đường 60/70 với 6 loại phụ
gia thể hiện tại bảng 3.13.
Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm độ dính bám ứng với 6 loại phụ gia
TT Loại phụ gia cho nhựa
Kết quả độ dính
Kết quả
đường 60/70
bám chi tiết
1
Khơng có phụ gia
Cấp 2 (10/10 viên)
Cấp 2
2
Cấp 4 (6/10 viên)
Cấp 4*
Tough Fix 0,3%
Cấp 3 (4/10 viên)

19

Cấp 4 (7/10 viên)
Cấp 4
Cấp 3 (3/10 viên)
4
Cấp 4 (10/10 viên)
Cấp 4
5
Cấp 4 (8/10 viên)
Cấp 4
Wetfix Be 0,3%
Cấp 3 (2/10 viên)
6
Cấp 3 (8/10 viên)
Cấp 3
Vơi thủy hóa 1,5%
Cấp 2 (2/10 viên)
7
Cấp 4 (6/10 viên)
Cấp 3
Xi măng 1.5%
Cấp 3 (4/10 viên)
Chú thích: “*” là châm chước, vì có nhièu mẫu khơng đạt cấp đó
Nhận xét: Qua kết quả tại bảng 3.13 cho thấy các loại phụ gia đưa vào
nhựa đường nhìn chung đều thấy cải thiện độ dính bám đá-nhựa, độ
dính bám tăng từ 1 cấp đến 2 cấp.
3.3.5. Thí nghiệm đánh của nước đến hỗn hợp BTN đã đầm nén
Tổng cộng có 42 mẫu thử BTNC12.5. Kết quả thí nghiệm TSR, TSbh

trung bình của 7 tổ mẫu BTNC12.5 được thể hiện tại hình 3.27 và hình
3.28
3

Tough
Fix
Hyper
0,15%
Zycotherm 0,15%

Hình 3.27. Biểu đồ giá trị TSR
Hình 3. 28. Biểu đồ đánh giá mức
ứng với 6 loại phụ gia
độ tăng TSbh (theo %)
Kết luận:
1) Tất cả 6 loại phụ gia tăng dính bám đều có hiệu quả.
2) Hiệu quả của các loại phụ gia tăng dính bám được xếp theo thứ tự từ
cao xuống thấp như sau: 1) vôi hydrat (TSbh tăng 64% so với TSbh
khơng có phụ gia); 2) xi măng (TSbh tăng 62%); 3) Zycotherm (TSbh
tăng 47%); 4) Wetfix Be (TSbh tăng 45%); 5) Tough Fix (TSbh tăng
44%); 6) Tough Fix Hyper (TSbh tăng 36%).


20

Chương 4
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG ĐÁNH GIÁ
HIỆU QUẢ CỦA PHỤ GIA TĂNG DÍNH BÁM TRÊN MỘT SỐ
ĐOẠN ĐƯỜNG KHU VỰC MIỀN TRUNG
4.1. Khảo sát độ nhạy ẩm trên đoạn đường Km1249+200 Km1249+300, QL1A sau 3 năm khai thác

4.1.1. Mục đích nghiên cứu
AASHTO T283* có ưu điểm là có khả năng xác định được độ nhạy ẩm
của BTN trong bất kỳ thời gian nào sau khi đưa đường vào khai thác,
tuy nhiên chưa được áp dụng tại Việt Nam. Vì vậy sử dụng AASHTO
T283* để khảo sát xác định độ nhạy ẩm trên đoạn đường này sau thời
gian khai thác là cần thiết.
4.1.2. Khảo sát lựa chọn đoạn đường nghiên cứu, khoan mẫu BTN
Đoạn đường nghiên cứu lựa chọn là đoạn Km1249+200- Km1249+300
(100 m), có các đặc thù: 1) Mặt đường thường xuyên bị đọng nước sau
khi mưa; 2) Mặt đường đã bị bong tróc, lộ mặt đá dăm. Tiến hành khoan
12 mẫu dọc theo đoạn nghiên cứu (hình 4.2).
4.1.3. Đánh giá chất lượng mặt đường đoạn nghiên cứu tại thời điểm
bắt đầu khai thác
Qua kết quả kiểm định chất lượng thi
công tuyến đường Dự án xây dựng
mở rộng QL1, Km 1212+400 – Km
1265 thực hiện cuối năm 2015 cho
thấy đoạn đường này có chất lượng
thi cơng tốt, ngoại trừ độrỗng dư
BTNC12 cao (7.6%).
4.1.4. Thí nghiệm xác định độ nhạy
ẩm của BTN trên đoạn nghiên cứu
Việc bảo dưỡng mẫu khơ, mẫu bão
Hình 4.2. Khoan mẫu BTN
hịa và thí nghiệm xác định TSk,
trên đoạn nghiên cứu
TSbh, TSR theo AASHTO T283*.
Kết quả thí nghiệm xác định cường TSk, TSbh xem bảng 4.4 và bảng
4.5.

21

Bảng 4. 4. Cường độ kéo gián tiếp khi ép chẻ mẫu khô, TSk
Số hiệu mẫu

7

8

9

10

11

12

10.79

8.22

8.74

8.02

7.00

Độ rỗng dư, %

Pa

8.15

TSk, kPa

S1

847.9 784.3 870.5 774.6 820.0 830.1

S1tb

821.2

TSk tb, kPa

Bảng 4. 5. Cường độ kéo gián tiếp khi ép chẻ mẫu bão hòa, TSbh
Số hiệu mẫu
1
2
3
4
5
6
Độ rỗng dư, %

Pa

8.04

8.72

9.73

9.36

7.69

8.97

Độ bão hoà, %

S’

73.39

74.97

73.01

75.15

73.47

75.78

TSbh, kPa

S2

532.1

583.2

551.4

572.1

646.6

578.2

TSbh tb, kPa

S2tb

573.3

Hệ số cường độ kéo gián tiếp khi ép chẻ TSR=(573.3/821.2)%=70.3 %
Kết quả phân tích thống kê sử dụng TSk, TSbh tại bảng 4.4 và bảng 4.5
cho thấy độ lệch và độ chụm đều thỏa mãn yêu cầu.
Nhận xét: Độ nhạy ẩm của BTN trên đoạn đường nghiên cứu sau thời
gian 3 năm khai thác xác định được là TSR =70.3%, nhỏ hơn ngưỡng là
TSR= 80% nên có thể nói là chất lượng mặt đường BTN đã bị suy giảm.
Sự suy giảm có nguyên nhân liên quan đến tác động của nước và do độ
rỗng dư lớp mặt BTNC12.5 cao (trung bình 7.6%) dẫn đến mặt đường bị
bong tróc, mặc dù BTNC12.5 này cũng đã sử dụng phụ gia Wetfix Be.
4.2. Đánh giá hiệu quả của phụ gia ToughFix trong giai đoạn thi
công tại đoạn đường Km66+700- Km67+200, cao tốc Đà NẵngQuảng Ngãi
4.2.1. Mục đích nghiên cứu

Phụ gia tăng dính bám chỉ phát huy hiệu quả nếu thực hiện tốt cơng tác
thiết kế thành phần BTN và kiểm sốt chất lượng trong thi công. Việc
đánh giá hiệu quả của Tough Fix (TF) trong giai đoạn thiết kế thành
phần BTN đã được thực hiện tại mục 3.3 - chương 3. Cần thiết tiếp tục
đánh giá hiệu quả của Tough Fix trong giai đoạn thi công.


22

4.2.2. Đánh giá hiệu quả của phụ gia Toughfix với BTNC12.5 tại
trạm trộn
Việc lấy mẫu rời BTNC12.5 được thực hiện vào 19/05/2018, khi nhà
thầu đang thi công BTN trên hai làn xe thuộc đoạn Km66+700 đến
Km67+200 (hướng Đà Nẵng đi Quảng Ngãi).
Tiến hành chế tạo 6 mẫu thử làn 1, 6 mẫu thử làn 2 và thí nghiệm mẫu
theo AASHTO T283*. Kết quả thí nghiệm xác định TSk, TSbh của
BTNC12.5 trên 2 làn thể hiện tại hình 4.9, TSR của BTNC12.5 trên 2
làn thể hiện tại hình 4.10.

Hình 4. 9. TSk, TSbh của
Hình 4.10. TSR của BTNC12.5,
BTNC12.5, 0.3% TF trên 2 làn xe
0.3% TF trên 2 làn xe
Nhận xét: TSR hai làn cao và gần bằng nhau (93.5% và 94.6%) cho
thấy chất lượng sản xuất BTNC12,5 tại trạm trộn là tốt là cơ sở để phụ
gia Toughfix phát huy hiệu quả cho BTN.
4.2.3. Đánh giá hiệu quả của Toughfix, tỷ lệ 0.3% trong giai đoạn lu
lèn BTNC12.5
Tiến hành khoan 6 mẫu BTNC12.5 trên Làn 1 (rộng 6 m), 6 mẫu
BTNC12.5 trên Làn 2 (rộng 5.8 m) để thí nghiệm theo AASHTO

T283*. Kết quả thí nghiệm TSk, TSbh, TSR thể hiện tại hình 4.13 và
hình 14.
Nhận xét: TSR hai làn cao và gần bằng nhau (95% và 97%) cho thấy
chất lượng lu lèn BTNC12.5 là tốt, tạo điều kiện để phụ gia Toughfix có
hiệu quả cho BTN.