Nghiên cứu thành phần hạt của cốt liệu ảnh hưởng đến độ nhám yêu cầu của lớp mặt bê tông nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế 80kmh ≤ v ≤ 120kmh

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

--------------------

VÕ MINH CHÂU

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU ẢNH HƯỞNG
TỚI ĐỘ NHÁM YÊU CẦU CỦA LỚP MẶT BÊ TƠNG NHỰA
CHO ÁO ĐƯỜNG MỀM CĨ CẤP THIẾT KẾ 80KM/H ≤ V ≤ 120KM/H

Chuyên nghành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố
Mã số ngành : 60 58 30

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2008


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày …. tháng …. năm ….


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: VÕ MINH CHÂU

Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 01-05-1982

Nơi sinh : Đà Lạt - Lâm đồng

Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố MSHV : 00106003
Khoá : 2006

1- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ NHÁM
YÊU CẦU CỦA LỚP MẶT BÊ TÔNG NHỰA CHO ÁO ĐƯỜNG MỀM CÓ CẤP THIẾT
KẾ 80KM/H ≤ V ≤ 120KM/H.
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
Chương 1 : Mở đầu
Chương 2 : Lý thuyết về bê tông nhựa
Chương 3 : Nghiên cứu về lớp mặt bê tông nhựa tạo nhám
Chương 4 : Nghiên cứu thí nghiệm trong phịng xác định thành phần hạt cốt liệu hợp lý cho
lớp mặt đường bê tông nhựa tạo nhám.
Kết luận – Kiến nghị
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : . . . . . . . . . . . . . . .
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2008
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

TS. Nguyễn Mạnh Hùng

TS. Lê Bá Khánh

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thơng qua.
Ngày… tháng 07 năm 2008
TRƯỞNG PHỊNG ĐT - SĐH

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

LỜI CÁM ƠN
Trải qua một thời gian tìm hiểu tài liệu, qua cơng tác thí nghiệm, luận
văn thạc sĩ với đề tài “ Nghiên cứu thành phần hạt của cốt liệu ảnh hưởng tới
độ nhám yêu cầu của lớp mặt đường bê tơng nhựa cho áo đường mềm có cấp
thiết kế 80 km/h ≤ V ≤ 120 km/h” đã hoàn thành. Kết quả nghiên cứu này có
thể là tài liệu tham khảo hữu ích cho các đơn vị thiết kế, quản lý khai thác về
độ nhám lớp mặt bê tông nhựa ngành cầu đường ở nước ta hiện nay.
Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ
Chí Minh, Khoa sau đại học, Bộ mơn cầu đường, Phịng thí nghiệm trọng điểm
đường bộ III và tất cả các thầy cơ giáo đã tận tình giúp đỡ truyền thụ kiến thức
và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi được học tập. Cảm ơn thầy Nguyễn Đình
Hn đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi được thực hành thí nghiệm. Cuối cùng,
tơi xin chân thành cảm ơn thầy TS. Nguyễn Mạnh Hùng là người trực tiếp
hướng dẫn, chỉ bảo từng bước đi, những kinh nghiệm quý báu, từng câu chữ
luận văn cho tôi và đã tạo điều kiện cho tơi thực hành thí nghiệm tại q cơng
ty.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2008

Võ Minh Châu

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngày này, do ứng dụng những thành tựu khoa học – kỹ thuật tiên tiến, hiện đại
mạng lưới đường giao thông phát triển mạnh mẽ về đường bộ, đường thủy, đường
hàng không…. song bên cạnh đó tình hình tai nạn giao thơng đường bộ ở Việt Nam
ngày càng gia tăng nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn về người và tiền bạc. Một trong
những nguyên nhân gây ra tai nạn là xe chạy trên đường bị trơn trượt do mặt đường
khơng đủ độ dính bám giữa bánh xe và mặt đường. Độ dính bám hay độ nhám này
là một trong những yếu tố kỹ thuật quan trọng của mặt đường, mà với lớp mặt bê
tông nhựa thông thường hiện nay không đạt độ nhám yêu cầu chỉ đáp ứng hạn chế
với tốc độ V< 80km/h. Còn u cầu với tốc độ cao hơn V= 80÷120km/h thì rất khó
khăn. Và mục tiêu mà đề tài “Nghiên cứu thành phần hạt cốt liệu ảnh hưởng tới
độ nhám yêu cầu của lớp mặt Bê tông nhựa cho áo đường mềm có cấp thiết kế
80km/h ≤ V ≤ 120km/h” là nhằm tìm ra được bê tơng nhựa đáp ứng được độ nhám
yêu cầu của mặt đường có tốc độ cao và tăng mức độ an tồn khi xe lưu thơng trên
đường. Và kết quả nghiên cứu đã cho ta một miền cấp phối liên tục thỏa mãn yêu
cầu mà luận văn đưa ra.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 1 ----------

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU
1.1 Mục đích nghiên cứu của đề tài :
- Trong quá trình hội nhập với nền kinh tế thế giới, giao thông vận tải đóng
một vai trị to lớn trong sự phát triển chung của nền kinh tế đất nước. Những thành

tựu khoa học – kỹ thuật tiên tiến, hiện đại được ứng dụng làm cho mạng lưới giao
thông Việt Nam phát triển mạnh mẽ về đường bộ, đường thủy, đường hàng
không….Cùng với sự phát triển mạng lưới đường giao thơng, tình hình tai nạn giao
thông đường bộ ở Việt Nam ngày càng gia tăng nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn về
người và tiền bạc (Bảng 1.1).
Bảng 1.1: Bảng tổng hợp tai nạn giao thơng trên 22 tuyến quốc lộ
thuộc phía Nam [12]
Tổng số tai nạn
Tháng

xảy ra
trong tháng

Thiệt hại
Chết người

Bị thương

Giá trị ước
tính, (đồng)

1

164

64

221

102.650.000

2

224

446

279

156.350.000

3

149

82

164

7.250.000

4

204

87

269

24.250.000

5

222

100

250

56.900.000

6

232

114

283

178.900.000

7

135

71

144

64.300.000

8

187

90

251

309.800.000

9

176

88

218

81.900.000

10

168

64

205

45.100.000

11

205

81

268

30.300.000

12

153

76

185

51.450.000

Năm 2005

2219 vụ

1033 người

2737 người 1.109.150.000

Quý I năm 2006

264 vụ

286 người

657 người

404.000.000


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 2 ---------

- Tai nạn giao thông làm cho người bị chết hoặc bị thương và thiệt hại lớn về
của cải vật chất làm ảnh hưởng đáng kể đến nền kinh tế quốc dân. Chi phí hàng năm
cho cơng tác điều trị các nạn nhân trong bệnh viện và chi phí sữa chữa phương tiện
giao thơng bị hư hỏng rất lớn. Mặt khác, tai nạn còn làm mất mát nguồn lao động
cũng như làm giảm khả năng lao động của người bị tai nạn.
- Theo số liệu thống kê của một số nước thì tai nạn giao thơng do sử dụng
phương tiện giao thông cá nhân cao hơn nhiều so với các phương tiện giao thông
công cộng (Bảng 1.2). Và mức độ tai nạn xảy ra cao hơn đối với người đi bộ, xe đạp
và xe gắn máy. Đặc biệt, đối với những nước nghèo đang phát triển thì xe máy là
phương tiện giao thông phổ biến và tai nạn giao thông do xe gắn máy gây ra nhiều
hơn, tăng lên theo số lượng xe máy.
Bảng 1.2 : Bảng so sánh mức độ nguy hiểm các loại phương tiện
giao thông ở một số nước [12]
Độ nguy hiểm tương đối bị thương các nước khác nhau
Phương pháp di

chuyển

Độ nguy hiểm của lái xe =1,0
Na Uy

Đan Mạch Thụy Điển

Hà Lan

Đức

Anh

Đi bộ

4,35

6,65

4,13

6,07

3,50

7,15

Xe đạp

3,90

7,76

5,73

5,67

9,50

14,02

Môtô và xe máy

8,30

29,94

17,87

197,60

31,25

20,26

Lái xe ôtô

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

Hành khách đi ôtô

0,75

1,94

0,87

1,13

1,50

1,25

Xe buýt

0,25

0,12

0,13

0,20

0,13

0,59

Xe điện

0,60

-

0,87

0,02

0,25

-

Tàu hỏa

0,05

0,04

0,13

0,02

0,05

0,22

- Khi tai nạn xảy ra thì thường khơng thể là do một nguyên nhân mà do
nhiều nhân tố tác động gây nên. Thông qua điều tra và phân tích ngun nhân gây
ra tai nạn giao thơng, ta có thể đưa ra một số nguyên nhân sau :
+ Người tham gia giao thơng mà ngun nhân chính là do sự cẩu thả và


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 3 ---------

sai lầm của người lái xe như đi xe q tốc độ, vượt xe khơng đúng….
+ Tình trạng kỹ thuật của xe khi tham gia giao thông như thắng xe bị
hỏng, lốp xe bị mòn ….
+ Điều kiện xe chạy trên đường : có liên quan đến đặc điểm thiết kế và
khai thác của đường
+ Ảnh hưởng của thiên nhiên, khí hậu cũng tác động lớn đến an tồn khi
xe chạy trên đường.
- Từ phân tích những nguyên nhân trên, thì điều kiện đường bất lợi là nguyên
nhân trực tiếp hay gián tiếp gây ra tai nạn. Nhằm nâng cao an toàn xe chạy, người ta
đã đưa ra nhiều biện pháp khác nhau trong đó có biện pháp nâng cao độ nhám của
mặt đường. Độ nhám của mặt đường không tương ứng với tốc độ thiết kế chính là
một trong những nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông khi xe chạy trên đường. Độ
nhám giảm dễ đưa tới hiện tượng xe bị trơn trượt hoặc có thể bị lật khi hãm xe.
Nhất là khi mặt đường bị ẩm ướt thì độ dính bám giữa bánh xe và mặt đường càng

giảm hơn, làm tăng khả năng gây ra tai nạn càng lớn (bảng 1.3). Độ dính bám hay
độ nhám này là một trong những yếu tố kỹ thuật quan trọng của mặt đường bê tông
nhựa.
Bảng 1.3 : Tai nạn tăng do mặt đường trơn trượt [5]
Trạng thái mặt đường

Anh

Mỹ

Liên Xô

CHLB Đức

Số tai nạn do trơn trượt , %

Khô

15,5

0,1

5,5

13,2

Ướt

32,2

7,6

11,7

27,3

Bẩn

-

17,6

-

-

Bẩn do dầu mở rơi rớt

-

26,3

-

-

Các nguyên nhân khác

-

1,5

-

-

- Kết quả báo cáo thí nghiệm khảo sát đo độ nhám mặt đường bê tơng nhựa ở
một số trục đường chính thành phố Hồ Chí Minh bằng thiết bị con lắc Anh [9] cho
thấy: hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường bê tông nhựa hay trị số kháng trượt


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 4 ---------

trung bình BPN (với độ tin cậy 95%) chỉ đạt 39 – 41 (được qui đổi về nhiệt độ
chuẩn 200C và nhỏ hơn BPN yêu cầu ≥ 45), không đáp ứng yêu cầu về độ nhám và
chỉ đáp ứng hạn chế với tốc độ xe chạy V< 50km/h khi mặt đường khơ ráo (Bảng
1.4). Cịn u cầu với tốc độ cao hơn thì rất khó khăn. Do đó, mặt đường sẽ khơng
khai thác hết được năng suất các phương tiện giao thông với tốc độ cao và vấn đề an
tồn giao thơng cần phải được quan tâm nhiều hơn.
Bảng 1.4: Hệ số bám của các đoạn đường trục chính ở Tp. Hồ Chí Minh [10],[12]
Stt

Tên thành phố

φtc

φd

φn

1

Điện Biên Phủ

0,514

0,385

0,334

2

Hùng Vương

0,506

0,380

0,329

3

Cộng Hòa

0,524

0,393

0,341

4

Trường Sơn

0,531

0,399

0,345

5

Trần Hưng Đạo

0,520

0,390

0,338

6

Lê Đại Hành

0,523

0,392

0,340

7

Huỳnh Tấn Phát

0,513

0,385

0,334

8

Nguyễn Văn Linh

0,528

0,396

0,343

9

Lý Thường Kiệt

0,508

0,381

0,330

- Qua những nhận xét trên cho phép đặt ra các câu hỏi:
+ Độ nhám của loại bê tông nhựa được thiết kế phổ biến dùng làm kết
cấu mặt đường có đáp ứng tiêu chuẩn yêu cầu với tốc độ khai thác không ? Đặc biệt
là những tuyến đường cao tốc ?
+ Tại sao chúng ta không tạo độ nhám mặt đường theo yêu cầu kỹ thuật
ngay từ khi thiết kế chế tạo bê tông nhựa, nhằm giảm bớt chi phí dùng lớp bê tơng
nhựa tạo nhám và vấn đề này rất phù hợp với một nước nghèo, đang phát triển như
nước ta .
- Đây là mục đích nghiên cứu chính của đề tài nhằm tạo ra được Bê tông
nhựa đáp ứng được độ nhám yêu cầu của áo đường mềm với tốc độ cao 80km/h ≤ V
≤ 120km/h.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 5 ---------

1.2 Nội dung nghiên cứu :
- Nhằm nâng cao khả năng an tồn khi xe lưu thơng trên đường, các đặc
trưng khai thác của mặt đường phải thỏa mãn các yêu cầu về độ nhám, độ bằng
phẳng và giảm các tác động ảnh hưởng của điều kiện thiên nhiên về nhiệt độ, bụi
bẩn, nhất là khi mặt đường bị ẩm ướt là nguyên nhân gây ra trơn trượt. Do đó, mục
tiêu đưa ra là có thể dùng bitum thơng thường để chế tạo bê tơng nhựa có độ nhám
cao hay khơng, hay phải thêm phụ gia gì để tăng cường độ dính bám mặt đường,
hay thành phần cốt liệu của bê tông nhựa như thế nào là thích hợp để tạo độ nhám
yêu cầu của lớp mặt Bê tông nhựa. Đây là nội dung đang được nghiên cứu của các

Viện kỹ thuật giao thông các nước trên thế giới.
- Do phạm vi nghiên cứu hạn chế nên chỉ “Nghiên cứu thành phần hạt cốt
liệu ảnh hưởng tới độ nhám yêu cầu của lớp mặt Bê tông nhựa cho áo đường
mềm có cấp thiết kế 80km/h ≤ V ≤ 120km/h”. Với nội dung nghiên cứu chính
được nêu ở phần mục lục.
1.3 Phương pháp nghiên cứu :
- Thu thập và tìm hiểu các tài liệu liên quan tới nội dung thực hiện đề tài
- Kết hợp giữa lý thuyết và thí nghiệm đo đạc trong phịng :
+ Thiết kế, tuyển chọn mẫu bê tông nhựa phục vụ đề tài
+ Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của mẫu bê tơng nhựa
thiết kế
- Thí nghiệm xác định độ nhám (trong phòng) theo phương pháp :
+ Rắc cát tiêu chuẩn (đo chiều sâu vệt cát)
+ Con lắc Anh
1.4 Ý nghĩa và hạn chế của đề tài nghiên cứu :
- Xác định được thành phần hạt cốt liệu thích hợp đáp ứng được độ nhám
yêu cầu của lớp mặt Bê tơng nhựa cho áo đường mềm có tốc độ thiết kế cao
80km/h≤ V ≤120km/h nhằm phục vụ tốt nhu cầu giao thơng hiện nay. Điều kiện
đường càng tốt thì khả năng khai thác đường càng cao, mặt khác còn đảm bảo an
tồn giao thơng khi xe chạy với tốc độ cao và khai thác hết được công suất của các


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 6 ---------

phương tiện giao thơng, góp phần thúc đẩy phát triển nền kinh tế. Và kết quả nghiên
cứu này có thể là tài liệu tham khảo hữu ích cho các đơn vị thiết kế, quản lý khai
thác về độ nhám lớp mặt bê tông nhựa.

- Do tiến hành đo đạc thí nghiệm trong phịng nên kết quả nghiên cứu còn
hạn chế chưa kết hợp kiểm tra thử nghiệm được ở hiện trường
- Vì thời gian khơng cho phép, đề tài chỉ đề cập tới độ nhám yêu cầu của Bê
tông nhựa cho tốc độ thiết kế 80km/h ≤ V ≤ 120km/h.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 7 ---------

CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT VỀ BÊ TƠNG NHỰA
2.1 Khái niệm về bê tơng nhựa :
- Bê tông nhựa hay bê tông atfan là một hỗn hợp vật liệu bao gồm: đá, cát,
bột khoáng được phối hợp theo một tỉ lệ hợp lý để tạo một cấp phối tốt nhất, được
trộn nóng với nhựa theo một chế độ nhất định trong trạm trộn rồi rải nóng và lu lèn.
- Bê tông nhựa là vật liệu được sử dụng làm mặt đường phổ biến hiện nay do
có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với các dạng cốt liệu khác dính kết với nhựa đường.
Trong đó:
+ Đá dăm và cát là bộ khung chịu lực, tăng tính ổn định của bê tơng nhựa
+ Bột khống đóng vai trị lấp đầy lỗ rỗng tăng nhanh tỷ diện bề mặt các
cốt liệu để đồng thời kết hợp với bitum hình thành “lưới” dính kết hỗn hợp với nhau
và tăng khả năng chịu nhiệt cho bê tông nhựa.
+ Bitum là chất kết dính hữu cơ có khả năng dính kết các vật liệu khoáng
tạo thành đá nhân tạo.
2.2 Yêu cầu về vật liệu hỗn hợp bê tông [5], [11], [14], [20]
2.2.1 Đá :
- Đá dăm dùng để chế tạo bê tông nhựa có thể sản xuất từ đá thiên nhiên
hoặc đá được chế tạo từ xỉ lò cao nhưng phải đáp ứng được các yêu cầu của qui
phạm. Đối với đá thiên nhiên thì nên chọn đá có gốc kiềm nhằm tăng khả năng dính

bám với nhựa. Đá dăm phải đáp ứng được yêu cầu về : cường độ, tính đồng nhất, độ
hao mịn, hình dạng, độ nhám bề mặt và khả năng dính bám tốt với nhựa.
- Ngồi ra, đá dăm dùng chế tạo bê tơng nhựa phải có dạng khối lập phương
nhiều góc cạnh để tăng khả năng chèn móc giữa các cốt liệu; đá sạch; đá không lẫn
tạp chất; đá bị phong hóa và mềm yếu khơng được vượt quá 10% khối lượng; hàm
lượng bụi, bùn, sét không được vượt quá 2% về khối lượng; độ ẩm và hàm lượng
các hạt dẹt, hạt dài không vượt quá 15% khối lượng đá dăm trong hỗn hợp.
- Phải thỏa mãn các chỉ tiêu cơ lý qui định cho đá dăm dùng trong bê tơng
nhựa rải nóng theo 22TCN 249-98


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 8 ---------

2.2.2 Cát :
- Cát dùng trong bê tơng nhựa có thể dùng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo:
+ Đối với cát nhân tạo được xay từ đá thì cường độ chịu nén của đá
nghiền khơng được nhỏ hơn cường độ chịu nén của đá dùng làm đá dăm.
+ Đối với cát thiên nhiên phải có mơ đun đàn độ lớn Mk ≥ 2. Trường hợp
Mk<2 thì phải trộn thêm cát hạt lớn hoặc cát nghiền được xay từ đá.
- Cát phải cứng, sạch và hàm lượng bụi, bùn, sét không vượt quá 3% đối với
cát thiên nhiên và 7% đối với cát xay. Cát có dạng hạt hình khối, cấp phối tốt.
- Cát phải thỏa mãn các chỉ tiêu yêu cầu của cát theo 22TCN 249-98
2.2.3 Bột khoáng :
- Bột khoáng là vật liệu hạt mịn có tác dụng lấp đầy lỗ rỗng làm tăng độ đặc
của hỗn hợp, tăng diện tích tiếp xúc. Chất lượng của bột khoáng được đặc trưng bởi
thành phần khoáng vật, độ mịn, độ rỗng, hệ số ưa nước.
- Các vật liệu dùng để chế tạo bột khoáng phải sạch, hàm lượng bụi, sét

khơng vượt q 5%. Đối với bột khống được chế tạo từ đá thì cường độ chịu nén
yêu cầu của đá khơng được nhỏ hơn 200KG/cm2.
- Bột khống phải khô, xốp. Khi trộn với bê tông nhựa không được vón cục
và được sử dụng với một lượng nhất định. Nếu lượng bột khoáng nhiều sẽ làm tăng
tốc độ hóa già của bitum và tính dịn trong bê tơng nhựa.
- Bột khoáng phải thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu của bột khoáng
nghiền từ đá cácbonát theo 22TCN 249-98
2.2.4 Nhựa đường
- Hiện nay, chúng ta thường sử dụng nhựa đặc bán cứng 60/70 để chế tạo bê
tông nhựa. Như vậy, khơng có nghĩa là các loại nhựa đặc bán cứng khác có độ kim
lún như 40/60 hay 70/80 v.v bị cấm sử dụng. Thực tế có thể căn cứ vào chế độ thủy
nhiệt nền - mặt đường của từng vùng khác nhau để chọn loại nhựa thích hợp. Ví dụ:
Vùng lạnh cho phép chọn nhựa đặc bán cứng có độ kim lún cao hơn vùng nóng.
- Yêu cầu chung: Nhựa phải sạch, không lẫn nước và tạp chất và phải thỏa
mãn tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường đặc dùng cho đường bộ theo 22TCN- 249-98


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 9 ---------

2.3 Các tính chất của bê tơng nhựa : [5], [8], [20]
2.3.1 Cường độ chịu nén:
- Cường độ chịu nén là một trong những đặc trưng quan trọng nhất của bê
tơng nhựa. Nó biểu thị khả năng chịu lực của bê tông nhựa ở các điều kiện nhiệt độ
khác nhau. Để xác định cường độ chịu nén, ta tiến hành đúc mẫu hình trụ có đường
kính bằng chiều cao mẫu và được nén ở những nhiệt độ qui định 500C và 200C.
Cường độ chịu nén được tính theo cơng thức sau :
Rn =

P
F

(2.1)

Trong đó:
Rn: Cường độ chịu nén (daN/cm2)
P : Lực nén vỡ mẫu (daN)
F : Diện tích mặt chịu nén (cm2)
- Cường độ chịu nén của bê tơng nhựa phụ thuộc tính chất, tỷ lệ, thành phần
của bitum; vật liệu khoáng và độ đặc của hỗn hợp bê tông nhựa
a) Sự ảnh hưởng của hàm lượng nhựa :
- Nhựa đường trong hỗn hợp đóng vai trị là chất liên kết giữa các hạt cốt
liệu với nhau tạo thành một khối thống nhất. Do đó, ta phải tính tốn hàm lượng
nhựa tối ưu khi đó cường độ chịu nén của bê tơng nhựa có giá trị lớn nhất dù ở
trạng thái khô hay ở trạng thái bão hòa nước. Ngược lại, khi tỷ lệ hàm lượng nhựa
nhỏ hơn hay lớn hơn so với hàm lượng nhựa tối ưu thì cường độ chịu nén của bê
tơng nhựa đều giảm xuống.
+ Nếu hàm lượng nhựa trong hỗn hợp nhỏ hơn hàm lượng nhựa tối ưu thì
hàm lượng nhựa này không đủ để bao bọc hết bề mặt vật liệu khoáng, làm cho khả
năng liên kết của vật liệu giảm. Mặt khác, lượng nhựa ít khơng đủ tạo ra độ dẻo cần
thiết để lèn chặt, nên độ đặc của hỗn hợp nhỏ làm cho cường độ chịu nén của bê
tông nhựa giảm xuống.
+ Nếu hàm lượng nhựa trong hỗn hợp lớn hơn hàm lượng nhựa tối ưu thì
ngồi lượng nhựa đủ bao bọc hạt cốt liệu còn một lượng nhựa dư thừa hay lượng


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 10 ---------

nhựa tự do. Lượng nhựa này làm tăng khoảng cách giữa các hạt vật liệu khoáng,
làm giảm lực liên kết, chèn móc giữa các hạt cốt liệu khống và cường độ chịu nén
của bê tơng nhựa giảm xuống.
- Cường độ chịu nén của bê tông nhựa cũng phụ thuộc vào thành phần và
cấu trúc của bitum. Khi bitum chứa nhiều nhóm hoạt tính hoặc tính qnh của
bitum tăng sẽ làm tăng độ dẻo của hỗn hợp. Do đó, khi lèn ép độ đặc của hỗn hợp
bê tơng nhựa nhỏ và lực liên kết giữa cốt liệu tăng lên, dẫn tới cường độ chịu nén
của bê tông nhựa tăng theo.
b) Sự ảnh hưởng của vật liệu khoáng :
- Cường độ của bê tông nhựa phụ thuộc vào các đặc trưng của cốt liệu
như cường độ, độ lớn, thành phần hạt, thành phần khoáng và đặc trưng bề mặt của
đá. Ngồi ra cường độ của bê tơng nhựa cịn phụ thuộc vào tính chất của bột
khống, tỷ lệ của bitum và bột khoáng.
- Khi tỷ diện của hạt cốt liệu tăng hay độ lớn hạt cốt liệu giảm xuống và
tỷ lệ trọng lượng của các cỡ hạt trong hỗn hợp tăng thì cường độ của bê tơng nhựa
tăng. Do độ rỗng giữa các hạt cốt liệu giảm và tăng khả năng hấp thụ nhựa của cốt
liệu làm tăng lực liên kết và cường độ bê tơng nhựa tăng. Ngồi ra, thành phần hạt
cốt liệu cũng ảnh hưởng tới cường độ của bê tông nhựa. Khi cấp phối tốt sẽ tạo ra
bộ khung cốt liệu chịu lực tốt, độ lèn chặt tăng, cường độ của bê tông nhựa tăng.
- Cường độ của cốt liệu cũng ảnh hưởng lớn tới cường độ của bê tông
nhựa. Nếu cường độ của cốt liệu nhỏ, dưới tác dụng của tải trọng, vật liệu bị vỡ làm
phá vỡ sự liên kết và chèn móc giữa các hạt cốt liệu, làm giảm cường độ của bê
tông nhựa. Nếu cường độ cốt liệu lớn thì cường độ của bê tơng nhựa cao. Mặt khác,
độ mài mịn của vật liệu sẽ làm mất tính ổn định của mặt đường trong khai thác và
ảnh hưởng tới cường độ của bê tơng nhựa.
- Hình dạng và đặc trưng bề mặt của cốt liệu cũng ảnh hưởng tới cường
độ của bê tơng nhựa. Các hạt trịn cạnh, bề mặt phẳng sẽ có tỷ diện nhỏ hơn so với

các hạt cùng kích cỡ có dạng khối hay tứ diện có bề mặt gồ ghề, sần sùi. Do vật liệu
có dạng khối và bề mặt gồ ghề nên khả năng hấp thụ bitum cao hơn và khả năng


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 11 ---------

chèn móc giữa các hạt vật liệu sẽ làm tăng cường độ của bê tông nhựa.
- Thành phần khống vật, tỷ lệ của nó trong hỗn hợp ảnh hưởng tới cường
độ của bê tông nhựa. Do tỷ diện của bột khoáng cao hơn nhiều so với đá và cát
trong hỗn hợp bê tông nhựa cộng lại nên bột khoáng hấp thụ bitum nhiều hơn. Hạt
càng nhỏ, màng bitum được tạo thành càng mỏng, sự liên kết giữa các hạt khống
càng tốt từ đó làm tăng cường độ của bê tơng nhựa.
- Tỷ lệ bột khống dùng trong bê tông nhựa phụ thuộc vào hàm lượng
nhựa trong hỗn hợp. Khi tỷ lệ giữa bitum và bột khoáng cũng như hàm lượng đá
dăm thích hợp thì cường độ của bê tông nhựa đạt cao nhất.
c) Sự ảnh hưởng độ đặc của hỗn hợp bê tông nhựa :
Độ đặc của cốt liệu cũng ảnh hưởng tới cường độ của bê tông nhựa hay
phụ thuộc vào khung chịu lực của vật liệu và độ chặt khi lu lèn. Khi thành phần cấp
phối hạt hợp lý và độ lèn chặt tốt nhất sẽ làm cho cường độ của bê tông nhựa tăng.
+ Khung vật liệu khoáng phụ thuộc vào thành phần hạt cốt liệu. Nếu cấp
phối thành phần hạt tốt, độ rỗng nhỏ sẽ làm tăng độ đặc của hỗn hợp. Ngoài ra, độ
đặc của khung vật liệu còn phụ thuộc vào thành phần bột khoáng. Thành phần bột
khoáng hợp lý, sẽ làm tăng tỷ diện của hỗn hợp và lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt
liệu lớn hơn.
+ Mức độ lèn chặt phụ thuộc vào tải trọng và công đầm nén, mặt khác
cịn phụ thuộc vào lượng bitum có trong hỗn hợp. Nếu lượng bitum ít thì hỗn hợp
khơng đủ kết dính, làm cho sự liên kết giữa các hạt cốt liệu kém. Ngược lại, lượng

bitum nhiều sẽ gây hiện tượng dồn nhựa trong quá trình lu lèn.
2.3.2 Cường độ kháng cắt:
- Khi chịu tác dụng của ngoại lực, tại vị trí bất lợi nhất của mặt đường, bê
tơng nhựa sẽ bị phá hoại do cắt và có thể dựa vào nguyên lý Mohr-Coulomb để tiến
hành phân tích. Khi ứng suất cắt hoạt động, để mặt đường không bị phá hoại thì ứng
suất cắt phải thỏa mãn điều kiện:
τ max < σ .tgϕ + C

Trong đó:

(2.2)


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 12 ---------

τ max : Ứng suất cắt lớn nhất phát sinh tại một điểm nào đó dưới tác dụng

của tải trọng ngoài
σ : Ứng suất phát trên cùng mặt cắt dưới tác dụng của tải trọng ngoài

C : Lực dính của vật liệu
ϕ : Góc nội ma sát của vật liệu

- Cường độ kháng cắt của bê tông nhựa phụ thuộc vào sự tương tác giữa
nhựa đường và hạt cốt liệu hay cịn gọi là lực dính kết. Lực dính kết này làm tăng
cường độ bê tơng nhựa mặc khác, lực chèn móc giữa các cốt liệu trong hỗn hợp
cũng góp phần làm tăng khả năng kháng cắt của bê tơng nhựa. Lực dính của hỗn

hợp bê tơng nhựa phụ thuộc vào các tính chất của bitum như độ quánh, độ đặc của
nhựa… . Ngoài ra, cường độ kháng cắt của bê tơng nhựa cịn phụ thuộc vào tỷ lệ
giữa hàm lượng bitum, hàm lượng cốt liệu trong hỗn hợp và khả năng hấp thụ bitum
nhựa của cốt liệu. Độ dính bám của nhựa đường với cốt liệu càng cao thì lực dính
càng lớn, làm tăng sức cản dính của hỗn hợp, tăng cường độ kháng cắt.
- Kích thước hạt cốt liệu càng nhỏ thì tỷ diện của hạt cốt liệu càng tăng.
Ngoài ra, thành phần cấp phối tốt sẽ làm tăng độ đặc, và giảm độ rỗng của hỗn hợp.
Cịn hình dạng hạt làm tăng khả năng chèn móc giữa các hạt tăng lực nội ma sát và
đặc tính bề mặt của cốt liệu thì ảnh hưởng tới khả năng hấp thụ bitum.
2.3.3 Cường độ chịu kéo khi uốn:
- Cường độ chịu kéo - uốn là chỉ tiêu kỹ thuật phản ánh độ bền chống nứt
của lớp mặt bê tông nhựa ở điều kiện bất lợi về chế độ thủy nhiệt nền mặt đường
dưới tác dụng của tải trọng vận chuyển. Được xác định theo công thức :
σt =

PL
bh 2

Trong đó:
P : Tải trọng lớn nhất, kN
b : Chiều rộng mẫu dầm, m
h : Chiều cao mẫu dầm, m
L : Khẩu độ, m

(2.3)


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 13 ---------

- Dưới tác động của nhiệt độ, lớp mặt đường bê tông nhựa giãn nở được thể
hiện qua tính biến dạng của nó. Khi biên độ dao động của nhiệt độ càng lớn thì sự
giãn nở vì nhiệt sẽ làm cho nhựa bị lão hóa, mặt đường xuất hiện vết nứt. Sự phá
hoại lớp mặt đường càng tăng khi có sự thấm nhập của nước.
- Khi xe chạy, mặt đường bê tông nhựa sẽ chịu tác dụng của tải trọng trùng
phục. Dưới tác dụng của tải trọng, mặt đường bê tông nhựa bị uốn cong và gây ra
hiện tượng nứt nẻ hay gọi là phá hoại do mỏi.
- Ngồi ra, cường độ chịu kéo-uốn của bê tơng nhựa phụ thuộc vào tính
chất của nhựa đường, đặc biệt là tính quánh của bitum, hàm lượng nhựa trong hỗn
hợp, tính chất và cấp phối của cốt liệu (Bảng 2.1).
Bảng 2.1 Cường độ kéo uốn của một số vật liệu hỗn hợp nhựa đường [8]
Loại hỗn hợp nhựa đường

Độ kim lún của nhựa
(250C; 100g; 0.1mm)

Bê tông nhựa hạt trung

Bê tông nhựa hạt trung

44

167

Hỗn hợp đá dăm trộn nhựa

95

Hỗn hợp đá dăm trộn nhựa

191

Nhiệt độ Cường độ kéo uốn
(0C)

(MPa)

0

4,1

5

3,0

15

2,43

0

3,13

5

1,50

15

1,14

0

1,29

15

0,33

0

0,72

5

0,32

2.3.4 Tính biến dạng :
- Bê tông nhựa là một loại vật liệu đàn hồi – dính dẻo, được biểu hiện qua
mối quan hệ giữa ứng suất và tính biến dạng của nó dưới tác dụng của tải trọng theo
thời gian.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 14 ---------

+ Khi tải trọng tác dụng nhỏ hơn giới hạn đàn hồi, thì trong bê tơng nhựa
sinh ra biến dạng và khi ngưng tác dụng lực thì biến dạng trở lại trạng thái, hình
dạng ban đầu. Hiện tượng này gọi là biến dạng đàn hồi thuần túy hay còn gọi là
biến dạng đàn hồi tức thời.
+ Khi tải trọng tác dụng lớn hơn giới hạn đàn hồi trong thời gian tác dụng
ngắn, ngoài biến dạng tức thời cịn có biến dạng đàn dính hay là biến dạng sau đàn
hồi tăng chậm theo thời gian tác dụng lực. Khi ngừng tác dụng lực thì biến dạng
cũng mất dần theo thời gian.
+ Khi tải trọng tác dụng lớn hơn giới hạn đàn hồi trong thời gian tương đối
dài thì ngoài biến dạng đàn hồi và biến dạng sau đàn hồi, bê tơng nhựa cịn có biến
dạng dư. Nghĩa là khi thôi tác dụng lực, biến dạng này không khôi phục lại được
trạng thái, hình dạng ban đầu. Như vậy ngồi biến dạng đàn hồi, bê tơng nhựa cịn
có biến dạng dẻo phát triển theo thời gian.
- Ngồi ra, tính đàn hồi – dính dẻo của bê tơng nhựa cịn được biểu hiện qua
sự thay đổi của nhiệt độ. Biên độ dao động của nhiệt độ càng lớn thì tính biến dạng
của bê tông nhựa càng thay đổi nhiều. Khi nhiệt độ thấp, tính dẻo của bê tơng nhựa
hầu như mất hồn tồn và trở nên dịn, gây ra hiện tượng nứt nẻ trên mặt đường bê
tông nhựa dưới tác dụng của ứng suất nhiệt và tải trọng xe chạy. Khi nhiệt độ cao,
tính dẻo của mặt đường bê tơng nhựa tăng và khi độ dẻo quá lớn sẽ làm cho mặt
đường bị dồn đống, lượn sóng, hằn vết xe chạy, gây khó khăn cho xe cộ đi lại. Độ
dẻo của bê tơng nhựa phụ thuộc chủ yếu vào tính chất và số lượng bitum. Khi tỷ lệ
bitum trong bê tơng nhựa ít, độ dẻo thấp và khi tỷ lệ bitum trong hỗn hợp tăng, độ
dẻo tăng.
2.3.5 Tính ổn định nhiệt độ :
- Các tính chất của bê tơng nhựa phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Khi nhiệt
độ thay đổi thì cường độ và khả năng lực chống biến dạng của bê tông nhựa thay
đổi theo. Khi nhiệt độ tăng cao, độ quánh của bitum trong bê tông nhựa giảm, khi
đó lực liên kết giữa các phần tử yếu đi làm cho cường độ của bê tông nhựa giảm
xuống (Bảng 2.2). Ngược lại, khi nhiệt độ giảm, độ quánh của bitum trong bê tông

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 15 ---------

nhựa tăng lên, cường độ của bê tơng nhựa tăng lên. Chính sự thay đổi nhiệt độ là
nhân tố quan trọng ảnh hưởng nhiều đến tính chất cơ học, tình hình, và điều kiện
làm việc của mặt đường bê tơng nhựa.. Tính ổn định nhiệt theo cơng thức sau:
Kt =

R50
R 20

(2.4)

Trong đó:
Kt : Hệ số ổn định nhiệt độ
R50 : Cường độ chịu nén của bê tông nhựa ở nhiệt độ 500C
R20 : Cường độ chịu nén của bê tơng nhựa ở nhiệt độ 200C
- Tính ổn định nhiệt của bê tơng nhựa phụ thuộc vào tính chất, tỷ lệ của
bitum, loại vật liệu khoáng, tỷ lệ giữa bitum và bột khống. Ngồi ra, tính ổn định
nhiệt của bê tơng nhựa cịn phụ thuộc vào tác dụng tương hỗ giữa cốt liệu và bitum.
Bảng 2.2: Sự thay đổi cường độ kháng nén của mẫu thí nghiệm
của bê tông nhựa theo nhiệt độ [8]
Nhiệt độ, 0C

Cường độ kháng nén trung bình, (Mpa)

50

1,0 – 2,0

20

2,5 – 5,0

0

8,0 – 13,0

- Để tăng tính ổn định nhiệt độ của bê tơng nhựa có thể tăng lực dính và lực
nội ma sát. Đối với việc tăng lực nội ma sát, ta có thể tăng hàm lượng hạt thô hay
hạn chế độ rỗng dư trong hỗn hợp bê tông nhựa. Đối với việc tăng lực dính, ta điều
chỉnh tỷ lệ giữa nhựa và cốt liệu và dùng bột khống có hoạt tính cao.
2.3.6 Tính ổn định nước :
- Khi mưa hay mặt đường ẩm ướt, nước sẽ theo các khe rỗng trên mặt đường
thấm vào kết cấu áo đường, làm cho sự liên kết giữa bitum và vật liệu khoáng giảm.
Nước sẽ làm tách màng bitum bọc xung quanh vật liệu, dẫn đến khả năng chịu lực
của bê tông nhựa giảm và được xác định theo công thức:
Kn =

Rbh
R 20

(2.5)


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 16 ---------

Trong đó:
Kn : Hệ số ổn định nước
Rbh : Cường độ chịu nén của bê tông nhựa ở trạng thái bão hòa nước
R20 : Cường độ chịu nén của bê tông nhựa ở nhiệt độ 200C.
- Bê tơng nhựa càng rỗng thì khả năng thấm nhập của nước càng lớn. Độ
rỗng của bê tông nhựa phụ thuộc vào độ đặc của cốt liệu, sự liên kết giữa bitum và
cốt liệu, sự lèn ép tạo độ chặt cho hỗn hợp và khả năng thoát nước mặt của mặt
đường bê tơng nhựa. Độ rỗng càng nhỏ thì bê tơng nhựa càng ổn định với nước.
- Ngồi ra, tính ổn định nước của bê tơng nhựa cịn phụ thuộc vào độ ẩm của
vật liệu khoáng trong lúc trộn với bitum.
2.3.7 Tính dễ tạo hình :
- Tính dễ tạo hình của bê tông nhựa ảnh hưởng nhiều đến điều kiện thi cơng
và chất lượng mặt đường, nó được đặc trưng bởi mức độ dẻo hay cứng. Tính dễ tạo
hình có thể giúp cho cơng tác rải bê tơng nhựa có chiều dày đều nhau và khi lu lèn
sẽ đạt được độ chặt lớn nhất. Tùy thuộc vào điều kiện rải và phương pháp lèn chặt,
ta có thể dựa vào kinh nghiệm hay tính tốn tính dễ tạo hình cho hỗn hợp bê tơng
nhựa. Bê tơng nhựa càng dẻo thì tính dễ tạo hình càng cao (Bảng 2.3). Nhưng khi
độ dẻo lớn hơn độ dẻo u cầu thì các tính chất cơ học của bê tông nhựa giảm
xuống và dễ bị phân tầng khi vận chuyển. Khi khai thác, mặt đường dễ bị biến dạng
làm ảnh hưởng đến chất lượng của đường. Ngược lại, khi độ dẻo nhỏ hơn độ dẻo
yêu cầu thì khi thi cơng gặp nhiều khó khăn và làm giảm chất lượng của mặt đường.
Bảng 2.3: Chỉ tiêu dễ tạo hình của hỗn hợp bê tơng nhựa rải nóng [5]
Dạng hỗn hợp bê tơng nhựa

Chỉ tiêu tính dễ tạo hình
Theo tải trọng, kG

Theo thời gian,(giây)

loại hạt nhỏ

2,0 – 2,5

10,0 – 12,5

loại hạt vừa

2,25 – 3,0

11,5 – 15,0

< 1,5

< 7,5

Hỗn hợp dẻo ( lèn chặt bằng xe lu):

Hỗn hợp cứng (lè chặt bằng đầm rung)


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 17 ---------

- Tính dễ tạo hình của bê tông nhựa phụ thuộc vào lực liên kết và lực ma sát
giữa các hạt vật liệu khoáng. Mặt khác, lực liên kết lại phụ thuộc vào tính chất của

bitum và tỷ lệ giữa bitum và bột khoáng, thành phần cấp phối hạt.
2.4 Thiết kế thành phần bê tông nhựa: [8], [9], [11], [20]
- Căn cứ vào nguồn vật liệu của địa phương và mục đích sử dụng của tuyến
đường mà ta có thể chọn thành phần bê tơng nhựa và phương pháp thi cơng thích
hợp. Thiết kế thành phần bê tơng nhựa là tính tốn xác định tỷ lệ giữa các loại vật
liệu: đá dăm, cát, bột khoáng và nhựa đường tạo được một hỗn hợp đạt được các chỉ
tiêu kĩ thuật yêu cầu đưa ra. Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa gồm các bước sau:
+ Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu và thiết kế tỷ lệ phối hợp giữa các
cốt liệu nhằm đạt được khả năng chịu lực cao nhất của khung vật liệu.
+ Xác định cấp nhựa bitum cho phù hợp với điều kiện làm việc và vùng khí
hậu của địa phương nhằm tạo ra được hỗn hợp bê tông nhựa tốt nhất.
+ Xác định hàm lượng nhựa tối ưu và tiến hành chế tạo các mẫu thí nghiệm,
kiểm tra các tính chất cơ lý của mẫu bê tông nhựa.
- Từ các kết quả đạt được trong thí nghiệm ta có thể lựa chọn hỗn hợp bê
tông nhựa tốt nhất, đáp ứng được các yêu cầu mà các đơn vị tham gia yêu cầu.
2.4.1 Thiết kế tỷ lệ phối hợp của cốt liệu :
- Thiết kế tỷ lệ phối hợp cốt liệu sao cho cấp phối đạt được các chỉ tiêu yêu
cầu kỹ thuật qui định. Thành phần cấp phối cốt liệu của hỗn hợp có thể xác định
theo “Qui trình cơng nghệ thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa” 22TCN
249-98 của Bộ Giao thông Vận tải. Với đường cấp phối này sẽ tạo ra được bộ
khung chịu lực tốt nhất với dung trọng và cường độ cao nhất.
- Có nhiều phương pháp để tính tốn thành phần bê tơng nhựa, có thể tính
tốn kết hợp với thực nghiệm và thực nghiệm hoàn toàn.
2.4.2 Xác định cấp nhựa bitum :
- Căn cứ vào loại mặt đường, mục đích sử dụng, tính chất xe chạy, điều kiện
khí hậu của địa phương, điều kiện thi cơng, mùa thi cơng và các tính chất, kích cỡ


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 18 ---------

của cốt liệu để chọn loại và cấp của nhựa.
- Đối với những nơi có nhiều xe nặng chạy và vùng khí hậu nóng thì ta phải
dùng bitm mác cao. Nếu lượng bitum nhiều sẽ gây hiện tượng lượn sóng, đùn nhựa,
hằn vết xe ảnh hưởng tới tới việc lưu thông xe. Người ta thường chọn bitum có gốc
dầu mỏ để làm chất liên kết trong xây dựng đường (Bảng 2.4). Bitum được sử dụng
phải thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật theo 22TCN 249-98.
Bảng 2.4 Qui định kỹ thuật phân cấp bitum theo độ kim lún (ASTM D946) [8]
Cấp bitum theo độ kim lún
Chỉ tiêu

40-50

60-70

min max min max

Độ kim lún ở 770F

85-100

120-150

200-300

min max min max min max

40

50

60

70

85

100 120 150 200 300

450

-

450

-

450

-

425

-

350

-

100

-

100

-

100

-

100

-

100

-

55+

-

52+

-

47+

-

42+

-

37+

-

-

-

50

-

75

-

100

-

100

-

99

-

99

-

99

-

99

-

99

-

(250C), 100g, 5s
Điểm cháy 0F
Độ kéo dài ở 770F
(250C), 5cm/phút (cm)
Độ kim lún còn lại
sau khi thí nghiệm
RTFOT (%)
Độ kéo dài ở 770F
(250C) , 5cm/phút

(cm) sau TFOT
Độ hịa tan trong
trichloroethylene (%)

- Ngồi ra, độ nhớt của bitum đóng vai trị quan trọng, nó ảnh hưởng đến cấp
của vật liệu nhựa và nhiệt độ sử dụng. Đối với mặt đường trộn nóng, rải nóng thì có
thể dùng vật liệu nhựa đường có độ nhớt tương đối cao. Đối với mặt đường trộn


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

--------- Trang 19 ---------

nóng, rải nguội thì có thể dùng vật liệu nhựa đường có độ nhớt tương đối thấp. Đối
với mặt đường thấm nhập nhựa có thể dùng nhựa đường có độ nhớt tương đối trung
bình. Nếu nhựa q nhớt thì sẽ khó thấm vào đá, nếu nhựa q lỏng thì nhựa dễ
chảy xuống đáy mặt đường. Thơng thường cấp của bitum nhựa được xác định thông
qua các cấp độ kim lún
2.4.3 Xác định hàm lượng nhựa tối ưu và chế tạo mẫu :
- Có nhiều phương pháp khác nhau để tính tốn xác định hàm lượng bitum
tối ưu như tính tốn theo lý thuyết độ rỗng của hỗn hợp hay là lý thuyết bề mặt.
Phương pháp sử dụng phổ biến hiện nay là phương pháp Marshall nhằm xác định
hàm lượng nhựa tối ưu khi thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa.
- Hàm lượng nhựa tối ưu là hàm lượng nhựa có các điều kiện thỏa mãn yêu
cầu về kinh tế và an toàn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật. Ta tiến hành theo các bước :
+ Phối hợp các cốt liệu theo một tỷ lệ thích hợp nhằm tạo ra một cấp phối tốt
nhất thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật của cấp phối dùng cho bê tông nhựa.
+ Dựa vào biểu mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ nhớt để xác định nhiệt độ
trộn và lu lèn tương ứng với loại nhựa đang sử dụng

+ Từ thành phần hạt và lượng bitum đã định trên đem chế tạo các mẫu thí
nghiệm đường kính 101,6mm, chiều cao 60-65mm, gồm 1200g cốt liệu với hàm
lượng nhựa thay đổi cách nhau 0,5% quanh hàm lượng nhựa tối ưu
+ Xác định dung trọng và độ rỗng của các mẫu
+ Xác định độ ổn định và độ dẻo của mẫu bằng thí nghiệm Marshall.
2.5 Cơng nghệ sản xuất và thi cơng mặt đường bê tông nhựa:[8],[9],[20]
2.5.1 Công nghệ sản xuất bê tông nhựa:
Bê tông nhựa được chế tạo trong các trạm trộn, có thể là trạm trộn cố định
hay di động và có thể trộn theo từng mẻ hay trộn liên tục. Q trình cơng nghệ trộn
bê tơng nhựa có thể chia làm các giai đoạn sau :
a) Sấy và nung vật liệu khoáng :
- Khi nung vật liệu khoáng đến nhiệt độ thi cơng, nó sẽ giúp cho sự liên kết
giữa bitum và bề mặt vật liệu khoáng tốt hơn. Sự tương tác này xảy ra mạnh hay