[Khoa Học Vật Liệu] Bê Tông Asphalt Phần 9

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

131
lượt xem 51
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc chia tách tốt hơn nữa có thể đạt được bằng cách xử lý tiếp các phần nặng nhất của dầu mỏ trong các khối khử nhựa đường sử dụng prôpan hoặc butan trong pha siêu tới hạn để hòa tan các phân tử nhẹ hơn và sau đó được tách ra.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: [Khoa Học Vật Liệu] Bê Tông Asphalt Phần 9

v y c n xác ñ nh riêng r cho các lo i kích c h t c t li u khác nhau, vì th ñòi h i chi phí và công s c cho công tác làm thí nghi m cao; Các c t li u có ñ c tính d h p th do ñó cho k t qu thí nghi m d b sai l ch; Hình d ng h t c t li u, các ñ c trưng c u trúc và h p th làm nh hư ng t i ñ r ng. Vì th , v i m t m u kích c c t li u nh t ñ nh ñ r ng s r t khác v i ñ r ng c a c t li u ñư c dùng và ch tiêu ñ r ng ñư c quy ñ nh ít ñư c lưu ý t i. 10.4.2. H S ð M CH T Xu hư ng ñư c ch p nh n là thi t l p m i quan h gi a ñ ch t ñ t ñư c hi n trư ng v i k t qu ñ m nén t i ña ñ t ñư c b ng thí nghi m ñ ch t trong phòng thí nghi m. Th nghi m xác ñ nh t l ñ ch t/ñ ch t (PRD) ñư c th c hi n trên các m u th l y t l p v t li u m t ñư ng ñã ñ m nén xong. ð ch t ban ñ u (ñ ch t th c t ) ñư c th hi n như m t t l ph n trăm so v i ñ ch t ño ñư c sau khi ñ m nén m u t i ñ ch i (trong phòng thí nghi m). ð chính xác cho công vi c thí nghi m m u ñư c khoan tr c ti p t m t ñư ng. B ng thí nghi m ngư i ta th y r ng ñ ch i ñ t ñư c th p hơn 1.5 – 3% so v i ñ ch i ñ t ñư c khi th nghi m v i cùng lo i v t li u ñó trên m u v t li u ñã lu lèn xong. ði u ñó ch ng t s s p x p các thành ph n c t li u khi ñ m nén hi n trư ng không gi ng như khi ñ m v t li u r i trong phòng thí nghi m. H n ch chính c a thí nghi m PRD là m t nhi u th i gian. ð hoàn thành m t thí nghi m PRD ñ y ñ ph i m t 3 – 4 ngày công thí nghi m trong phòng thí nghi m hay 7 gi cho 6 m u th . Như v y, không ñáp ng k p th i cho th nghi m ki m tra v t li u t i hi n trư ng (d n t i nguy cơ v t li u thi công kém ph m ch t mà không k p th i phát hi n ñư c ñ kh c ph c). Tuy nhiên khi dùng k t n i v i thi t b ño ñ ch t b ng phóng x h t nhân thì th nghi m PRD tiêu t n th i gian ít hơn so v i vi c áp d ng ñ y ñ các quy ph m ñ xác ñ nh nhanh ñ r ng. Sau m t thí nghi m toàn di n v PRD, DTP ñã n hành tiêu chu n ngành v thi công ñư ng (l n th 6). Các th nghi m chính xác cho th y ñ l ch tiêu chu n c a các c p m u ñơn v t li u ñá bitum làm móng ñư ng là 1,5%. ð ñ t ñư c ñ ñ m nén ñ ng ñ u v i 95% PRD thì PRD th c t t i thi u ph i ñ t ñư c 93%. Theo tiêu chu n Vi t Nam và tiêu chu n Nga, ñ ñ m ch t ñư c xác ñ nh theo công th c sau: ρ BC Kt = ρ KT ρBC – ñ ch t (kh i lư ng riêng) c a bê tông asphalt l y t l p ph trong ñó: c a m t ñư ng; ρBT – ñ ch t c a m u th thí nghi m. Yêu c u ñ i v i bê tông nóng asphalt và m lo i A và B thì Kt l n hơn 0.99; ð i v i h n h p bê tông asphalt lo i C, D, E thì Kt l n hơn 0.98; ð i v i h n h p bê tông asphalt ngu i thì Kt l n hơn 0.96.
Khi thi công không ñ t ñ ch t thì th i h n ph c v c a l p ph s b gi m. 10.5. TÍNH CÔNG TÁC C A BÊ TÔNG ASPHALT Thu t ng “tính công tác” ñư c dùng ñ mô t s d dàng trong các quá trình tr n, r i, ñ m nén bê tông asphalt. Các h n h p có tính công tác th p thư ng khó r i và ñ m nén. ði u này có th nh hư ng t i chi u cao c a bàn san, chi u cao này b gi i h n ñ c bi t khi c i t o các l p áo ñư ng cũ. Các v t r ch ho c kéo trên b m t c a th m v t li u cũng chính là bi u hi n ñ c trưng c a các h n h p v t li u khó thi công. Trong quá trình ñ m nén, các h n h p v t li u khó thi công d ch chuy n ít dư i bánh lu. S c kháng n i chuy n d ch này là ñáng lưu ý nh t, ñ c bi t khi ñ m l p m t asphalt r i nóng có l p ñá găm, khi ñó ph i ñ ng th i lu ñ găm ch t l p ñá vào m t ñư ng. V i h n h p asphalt r i nóng không d thi công thì kh năng găm ch t l p ñá c y vào b m t l p v t li u là khá khó khăn do không ñ kh năng ñ m nén. Như v y, l p v t li u ñư c lu lèn kém này s b g m mòn loang l và cu i cùng h ng m t l p ñá găm. Do yêu c u tăng ñ nhám vĩ mô d n ñ n tăng t l ñá dăm ( nhi t ñ môi trư ng) trong khi ñó lư ng v a bao quanh h t ñá găm không ñ , ñi u này s d n ñ n k t qu bong m t l p ñá dăm. Hình 10.5. Toàn c nh r i và ñ m nén l p m t b ng asphalt r i nóng ð i v i bê tông asphalt r i nóng, hình d ng và ñ ráp c a cát r t có ý nghĩa làm cho h n h p có ñ d thi công khác nhau. Dùng nhi u cát xay thì có kh năng ch ng bi n d ng c a h n h p t t hơn nhưng ñi u này s kéo theo gi m ñ d thi công khi ñ m nén và làm tăng kh năng bong b t nhanh chóng l p ñá găm b m t. S c kháng n i chuy n d ch c a h n h p bitum, y u t xác ñ nh ñ d thi công c a nó l i ch u nh hư ng b i các thu c tính v t lý c a c t li u như hình d ng, t l b m t,
ñ nhám b m t, t l c t li u l n trong h n h p, thành ph n c p ph i h t và các thu c tính lưu bi n c a bitum. Ba y u t t o nên s c kháng n i d ch chuy n là: S dính bám c t li u c a bitum, y u t này ch u nh hư ng b i kh i lư ng và lo i b t khoáng thêm vào h n h p; N i ma sát trong c t li u khoáng, y u t này ch u nh hư ng b i c p ph i h t, hình d ng c t li u, t di n và ñ nhám b m t c t li u; ð nh t c a h n h p, y u t này ch u nh hư ng b i ñ nh t c a bitum và n i ma sát do b t khoáng và c t li u gây ra. S dính bám và n i ma sát t o nên s c kháng chuy n d nh ban ñ u c a h n h p và do ñó nó quan h v i s ng ng ñ m nén. ð nh t c a h n h p cũng liên quan t i s d ch chuy n ban ñ u c a h n h p. 10.6. ð NHÁM B M T V i v t li u l p ph b m t, ñ nhám b m t r t quan tr ng ñ ñ m b o s kháng trư t khi xe ch y t c ñ cao trong ñi u ki n m ư t. ð nhám b m t c a ñư ng g m 2 ph n, chúng góp ph n vào kh năng kháng trư t c a m t ñư ng. Thành ph n th nh t là ñ nhám vi mô, ñó là ñ ráp c a ph n m t h t c t li u nhô ra trên m t ñư ng. Kh năng duy trì ñ nhám vi mô c a c t li u dư i tác d ng c a xe c tùy thu c ch y u vào thu c tính ch u mài mòn c a c t li u. Thu c tính này có th ñ nh lư ng b ng thí nghi m mài mòn c a ñá tương ng (PSV). ð nhám vi mô là y u t ưu th trong vi c cung c p kh năng kháng trư t khi xe ch y v i t c ñ th p, t i 50km/h trên m t ñư ng m ư t vì nó làm cho l p xe n sâu vào màng nư c trên b m t ráp c a c t li u. ði u c t lõi là l c căng b m t c a nư c b tri t gi m, m ng nư c b phân tán và l p xe duy trì ñư c ñ dính bám v i m t ñư ng. Thành ph n th 2 c a ñ nhám b m t là ñ nhám vĩ mô. ð nhám này ñư c t o nên b i th n m, kích c và hình d ng c a các h t c t li u b m t ñư ng. B ng 10.4 gi i thi u các tr s ñ nhám vĩ mô (xác ñ nh b ng chi u sâu r c cát) c a b m t v t li u bitum khác nhau. Ch c năng c a ñ nhám vĩ mô là t o các khe thoát nư c, nó cho phép phân tán m t nư c phía trư c và xung quanh l p xe lăn. Công d ng c a ñ nhám vĩ mô cao là ñ m b o cho s c kháng trư t ñư c duy trì k c khi xe ch y v i t c ñ cao. Trư c ñây, ñ nhám vĩ mô ñư c xác ñ nh b ng phương pháp r c cát. M c dù thí nghi m r c cát ñư c th c hi n khá ñơn gi n nhưng rõ ràng là ñ tin c y ph thu c r t nhi u vào ngư i th c hi n thí nghi m. M t phương pháp m i ñư c TRRL nêu ra d a trên công ngh laze. M t xung ñ ng c c nhanh c a laze bán d n phóng tia sáng ñ lên b m t ñư ng, tia sáng ph n x t m t ñư ng ñư c h i t b i m t th u kính ñi t i m t m ng angten g m 256 m t c m quang. V trí ti p nh n ánh sáng th nh t cho bi t ngay tr s kho ng cách t i m t ñư ng. Chi u sâu c u trúc (ñ nhám vĩ mô) ñư c tính toán t m t lo t giá tr ño như v y. Thi t b laze ñư c l p trên m t xe thí nghi m hay còn g i là ño ñ nhám t c ñ nhanh (HSTM) dùng ñ tác nghi p trên các ñư ng công c ng t c ñ giao thông bình thư ng. Ngoài ra còn có máy ño ñ nhám d ng mini (MTM) là m t thi t b có hai bánh
xe ñ t song song ñư c ñi u khi n b ng tay. Dùng các thi t b này có th nh n ñư c các k t qu ño ñ nhám nhanh và ñáng tin c y hơn phương pháp thông thư ng (r c cát). B ng 10.4. ð nhám vĩ mô (ñ sâu r c cát) c a b m t bê tông asphalt m i thi công ð nhám vĩ mô V t li u l p m t (b ng phương pháp r c cát), mm Bê tông asphalt 0.4 – 0.6 ðá – nh a ch t 0.6 – 1.2 Asphalt r i nóng (ít ñá dăm) 0.5 – 1.2 Asphalt r i nóng (nhi u ñá dăm) 1.2 – 2.5 ðá – nh a th m nư c 1.5 – 3.5 L p láng m t 2.0 – 3.5 Ghi chú: V i ñá nh a ch t ñ nhám vĩ mô ph thu c kích c h t tiêu chu n và c p ph i c t li u; V i asphalt r i nóng ñ nhám vĩ mô ph thu c vào c h t tiêu chu n, lư ng ñá dăm và m c ñ g n bám c a ñá dăm. TRRL cũng ñã xác l p m i quan h gi a ñ nhám theo phương pháp r c cát và theo HSTM, MTM như sau: ð nhám ño theo HSTM = 0.12 + 0.59ìd ð nhám ño theo MTM = 0.41+ 0.41ìd, trong ñó d là chi u sâu r c cát. M i quan h trên ch ñư c áp d ng cho asphalt r i nóng và chi u sâu r c cát n m trong gi i h n t 1.0 – 2.0mm. Khi áp d ng quan h trên c n có s hi u ch nh h p lý vì chi u sâu v t cát là s ño ñ nhám trên m t di n tích th nghi m còn s ño b ng laze áp d ng trên m t ñư ng th nghi m. Thêm n a m t câu h i ñ t ra là chi u sâu v t cát ho c k thu t laze có ño ñư c kh năng thoát nư c b m t c a ñư ng hay không? Vì không có công ngh nào ño ñư c h t các khe thoát nư c ch ng ch t trên m t ñư ng. Chi u sâu r c cát t i thi u 1.5mm tương ñương v i chi u sâu c u trúc (ñ nhám) 1.03mm ño b ng MTM. Các quy cách ño theo t ng phương pháp ñư c nêu chi ti t trong tiêu chu n k thu t cho công trình ñư ng. T năm 1978, các h p ñ ng xây d ng l p m t ñư ng b ng asphalt r i nóng trên ñư ng có t c ñ xe ch y cao ñ u yêu c u m t ñ nhám t i thi u 1.5mm ño b ng phương pháp r c cát. ð ñ t ñư c ñi u ñó ngư i ta r i l p ñá găm v i li u lư ng l n hơn và dùng asphalt có ñ c ng tương ñ i ñ ngăn không cho ñá dăm c m quá sâu vào trong b m t v t li u nh a. Có m t s lư ng ñáng k các y u t nh hư ng ñ n m c ñ bám ch t c a l p ñá găm, g m: Li u lư ng ñá găm ñư c r i; ð c ng c a h n h p asphalt; ði u ki n th i ti t khi thi công; Nhi t ñ lu lèn;
Kích c lu và công ngh ñ m nén. Rõ ràng có m t quan h qua l i ñư c thi t l p gi a các yêu c u, g m: ð t ñư c ñ nhám yêu c u; B o ñ m t t s bám ch t c a l p ñá găm; B o ñ m ñ lèn ch t h v a v t li u xung quanh ñá găm; B o ñ m ñ lèn ch t yêu c u trên toàn b l p th m nh a. ð ñ t ñư c m t s hài hòa gi a các ñòi h i này, yêu c u ph i có s tinh thông ñáng k v công tác thi công. Ngay c khi b n ñòi h i trên ñ u ñ t ñư c, tho t ñ u m t ít ñá găm dư ng như b bong ra kh i l p asphalt r i nóng nơi ñ nhám r c cát t i thi u 1.5mm ñã ñư c xác ñ nh. M t t l m t mát nh hơn 5% trên toàn b l p ñá găm có th ñư c ch p nh n. Do ñó, c n lưu ý r ng các chi u sâu c u trúc như v y ch ñư c xác ñ nh cho ñư ng có xe ch y v i t c ñ cao (áp su t ñ ng th p) và ñ nhám vĩ mô là y u t có ý nghĩa cho ñư ng có thi t k trên 50km/h và không h u d ng khi xác ñ nh ñ nhám này nh ng nơi có t c ñ th p như các nút giao thông. Kinh nghi m cho th y r ng nhũng ch ch u áp l c l n như th , dùng l p m t có chi u sâu c u trúc (ñ nhám vĩ mô) cao thì g n như không tránh kh i m t s bong b t ñá găm nghiêm tr ng. CÂU H I ÔN T P 1. N i dung công tác v n chuy n và r i h n h p bê tông asphalt. 2. N i dung công tác ñ m nén và ki m tra ch t lư ng công tác ñ m nén. 3. Tính công tác c a h n h p bê tông asphalt. 4. Trình bày v ñ nhám và các gi i pháp ñ m b o ñ nhám c a bê tông asphalt. 5.
Chương 11 BÊ TÔNG ASPHALT R I NGU I 11.1. KHÁI NI M CHUNG Bê tông asphalt r i ngu i (r i l nh) là lo i bê tông asphalt ñư c thi công nhi t ñ môi trư ng và không nh hơn 5oC. Bê tông asphalt r i ngu i có th s d ng làm các l p trên c a k t c u m t ñư ng cho các lo i m t ñư ng c p 3 và c p 4 hay ñư ng có lưu lư ng giao thông v a và th p [theo tiêu chu n c a Nga, CHuΠ205.02-85]. ð ch t o h n h p bê tông asphalt r i ngu i, ch t k t dính bitum s d ng có th là các lo i bitum l ng mác CΓ 70/130 ho c MΓ 70/130 theo tiêu chu n c a Nga, các lo i bitum l ng có ñ nh t th p (20 giây 40oC) theo tiêu chu n c a Anh, hay các lo i nhũ tương bitum ñông ñ c v a MS theo tiêu chu n c a M . C t li u s d ng trong bê tông asphalt r i ngu i có th là h n h p c t li u m i gi ng như các h n h p bê tông asphalt truy n th ng ho c c t li u tái s d ng t m t ñư ng cũ ho c các lo i v t li u th i. H n h p r i ngu i có th ñư c tr n b ng các lo i máy tr n thông thư ng gi ng như ñ i v i h n h p bê tông asphalt nóng. Nhi t ñ tr n, r i và ñ m nén h n h p bê tông asphalt r i ngu i ñư c ch ra trong b ng 11.1. B ng 11.1. Nhi t ñ thi công bê tông asphalt r i ngu i Nhi t ñ h n h p, oC Mác bitum Khi tr n h n h p Khi r i l p m t CΓ 130/200 90-110 100-120 70 MΓ & MΓO 130/200 80-100 CΓ 70/130 90-100 5 MΓ & MΓO 70/130 H n h p sau khi nhào tr n có th ñư c b o qu n sau t 3 ñ n 6 tháng nhi t ñ môi trư ng mà không b r n ch c và m t tính d thi công. 11.2. THÀNH PH N C A BÊ TÔNG ASPHALT R I NGU I Thành ph n c a bê tông asphalt r i ngu i c n ñáp ng ñư c các tiêu chu n c a qu c gia và qu c t . Chúng bao g m h n h p c a các c t li u và ch t k t dính g c bitum. 11.2.1. H N H P C T LI U C t li u cho bê tông asphalt r i ngu i có th s d ng các lo i ñá nghi n gi ng như các lo i bê tông asphalt truy n th ng khác. C t li u t k t c u m t ñư ng cũ hay c t li u th i như x lò cao cũng có th ñư c s d ng có hi u qu trong bê tông asphalt r i ngu i.
Thành ph n c p ph i c t li u cho bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n c a Nga 9128-84 có th bao g m 2 lo i, h n h p h t nh , và cát, như ñư c ch ra b ng 11.2. B ng 11.2. Thành ph n h t cho h n h p bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n Nga (CHuΠ205.02-85) Lư ng l t sàng, %. theo kh i lư ng t i các c sàng, mm Lo i h n h p 20 10 5 2.5 1.25 0.63 0.314 0.145 0.071 Hn hp ht nh Á 95-100 70-100 50-65 33-50 21-39 14-29 10-22 9-16 8-12 B 95-100 80-100 65-80 50-60 39-49 29-38 22-31 16-22 12-17 H n h p cát Γ, Ä - - 95-100 66-82 46-68 26-54 18-43 14-30 12-20 Theo tiêu chu n c a Anh, bê tông asphalt r i ngu i thư ng ñư c s d ng làm l p ph m t ñư ng có yêu c u ñ nhám th p. Do ñó, h n h p c t li u thư ng là h n h p h t m n có thành ph n c p ph i tho mãn yêu c u theo B ng 11.3. B ng 11.3. Thành ph n h t cho h n h p bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n Anh C sàng, in (mm) Lư ng l t sàng theo kh i lư ng, % 1/4 (6.35) 100 No.7 (2.83) 75-100 No.25 (0.707) 35-60 No.100 (0.15) 15-30 No.200 (0.075) 5-15 Theo tiêu chu n c a M , h n h p c t li u cho bê tông asphalt r i ngu i có th ñư c chia làm 3 lo i: H n h p c t li u t n d ng c t li u t m t ñư ng bê tông asphalt cũ (RAP): Khi ñó, h n h p c t li u c n tho mãn tiêu chu n sau: C sàng, in (mm) Lư ng l t sàng theo kh i lư ng, % 1.5 (37.5) 100 1.0 (25) 90-100 H n h p c t li u t m t ñư ng cũ nêu trên có th ñư c tr n thêm t i 20% c t li u m i ñ ñ m b o tiêu chu n thi t k ñ ra. C p ph i c t li u ñ c: H n h p c t li u cho lo i này ñư c s n xu t t c t li u m i và tho mãn các yêu c u theo b ng 11.4.
B ng 11.4. Thành ph n h t cho h n h p bê tông asphalt r i ngu i c p ph i ñ c theo tiêu chu n M . D ng 1 D ng 2 C sàng, in (mm) Lư ng l t sàng, % Lư ng l t sàng, % 1 (25) 100 0.5 (12.5) 90-100 100 0.25 (6.3) 20-70 90-100 No.8 (2.36) 15-70 30-70 No.20 (0.85) 10-40 10-40 No.40 (0.425) 5-22 5-22 No.80 (0.180) 1-7 1-11 No.200 (0.075) 0-3 0-3 C p ph i c t li u h : H n h p c t li u cho lo i này ñư c s n xu t t c t li u m i và tho mãn các yêu c u theo B ng 11.5. B ng 11.5. Thành ph n h t cho h n h p bê tông asphalt r i ngu i c p ph i h theo tiêu chu n M . C sàng, D ng 1 D ng 2 D ng 2 in (mm) Lư ng l t sàng, % Lư ng l t sàng, % Lư ng l t sàng, % 2 (50) 100 1.5 (37.5) 100 75-100 1.0 (25) 100 90-100 50-80 0.5 (12.5) 90-100 15-45 0-15 0.25 (6.3) 15-45 0-10 No.8 (2.36) 0-10 No.200 (0.075) 0-1 0-1 0-1 11.2.2. CH T K T DÍNH G C BITUM Ch t k t dính bitum ñ ch t o h n h p bê tông asphalt r i ngu i thư ng là các lo i có ñ nh t th p. Theo tiêu chu n c a Nga, ch t k t dính dùng cho bê tông asphalt r i ngu i thư ng là các lo i bitum l ng và hoá l ng có mác CΓ 70/130 và MΓ 70/130. Lo i bitum ñư c dùng ph bi n là CΓ vì l p m t ñư ng s hình thành cư ng ñ nhanh hơn so v i lo i bitum MΓ. Hàm lư ng ch t k t dính bitum dao ñ ng trong kho ng t 5 ñ n 9 % tuỳ thu c vào lo i h n h p c n ch t o. Trong trư ng h p các lo i bitum l ng không s n có thì có th s n xu t b ng cách tr n các lo i bitum nh t mác ÁHÄ 40/60 ho c ÁHÄ 60/90 v i d u ho ñ t o ra các lo i bitum l ng mác CΓ, và v i nhiên li u diesel ñ t o ra các lo i bitum l ng mác MΓ. Hàm lư ng ch t hóa l ng dao ñ ng trong kho ng t 15-25%. ð ch t o các lo i m t ñư ng t bê tông asphalt r i ngu i h t m n, theo tiêu chu n Anh thì ch t k t dính bitum thư ng là các lo i t bitum l ng có ñ nh t th p (20
giây 40oC) ñ n lo i bitum quánh mác 200 ñ . Tuy nhiên, khi s d ng bitum quánh mác 200 ñ thì h n h p c n ñư c r i m. V i các lo i h n h p bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n c a M thì ch t k t dính bitum s d ng s là các lo i nhũ tương bitum ñông ñ c v a có mác và hàm lư ng tương ñ i theo hư ng d n B ng 11.6. B ng 11.6. Lo i nhũ tương bitum và hàm lư ng cho các lo i bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n c a M Hàm lư ng, % theo kh i Lo i h n h p Mác nhũ tương bitum lư ng c a h n h p RAP HFMS-2, HFMS-2h ≥1 C p ph i ñ c MS-2, HFMS-2, Lo i 1 HFMS-2h, CMS-2, 6.2-7.5 Lo i 2 CMS-2h 6.5-7.8 C p ph i h Lo i 1 MS-2, HFMS-2, 4.7-7.0 Lo i 2 HFMS-2h, CMS-2, 4.0-6.0 Lo i 3 CMS-2h 3.5-5.5 B ng 11.7 so sánh thành ph n c a các lo i bê tông asphalt r i ngu i v i các lo i bê tông asphalt r i nóng và m theo tiêu chu n c a Nga. B ng 11.7. So sánh thành ph n c a các lo i bê tông asphalt ngu i, nóng và m Bê tông asphalt r i ngu i Bê tông asphalt r i nóng & m Lo i v t li u Lo i h n h p T l ,% Lo i h n h p T l ,% (1) (2) (3) (4) (5) ðá dăm (s i) - - A 65-50 ÁÄ Áx 50-35 Á 50-35 Bx 35-20 B 35-20 B t khoáng Áx 8-12 A 4-10 Bx 12-17 Á 6-12 Γx 12-20 B 8-14 Γ 8-16 Äx 12-20 10-16 Ä Bitum Áx 3.5-5.5 5-6 A Bx 4-5 5.5-6.5 Á 6-7 B Γx, Äx 4.5-6.5 7-9 Ä 11.3. CÁC TÍNH CH T C A BÊ TÔNG ASPHALT R I NGU I
Tương t như các lo i bê tông asphalt truy n th ng dùng cho các k t c u m t ñư ng (xem Chương 6), các tính ch t c a bê tông asphalt r i ngu i cũng c n tho mãn các yêu c u k thu t như cư ng ñ nén; h s b n nư c; ñ r ng c a h n h p sau khi ñ m nén; ñ r ng c a h n h p v t li u khoáng; ñ r ng dư; ñ bão hoà nư c; và ñ dai khi ch u va ch m. B ng 11.8 dư i dây ñ c p các yêu c u k thu t c a các lo i bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n c a Nga. B ng 11.8. Yêu c u k thu t c a bê tông asphalt r i ngu i theo tiêu chu n c a Nga Yêu c u cho bê tông asphalt s d ng h n h p lo i Ch tiêu I II 1. Cư ng ñ khi nén 20oC, MPa, không dư i: 1.5 1.0 a. Trư c gia nhi t: Áx Bx 1.7 - Γx - 1.2 Äx 1.8 1.3 b. Sau gia nhi t: Áx Bx 2.0 - Γx - 1.5 Äx 2. H s b n nư c, không th p hơn: a. Trư c gia nhi t 0.75 0.60 b. Sau gia nhi t 0.90 0.80 3. Th tích không khí, không l n hơn: 1.2 2.0 4. ð r ng c a h n h p v t li u khoáng, %, không l n hơn: Áx 18 Bx 20 Γx, Äx 21 5. ð r ng dư, % 6-10 6. M c ñ bão hoà nư c, % 5-9 7. ð dai va ch m không nh hơn 10 Bê tông asphalt r i ngu i có các ưu ñi m n i tr i sau: Sau khi tr n, h n h p bê tông asphalt r i ngu i duy trì ñư c ñ x p trong m t th i gian dài trư c khi thi công mà không b k t kh i. Vì v y, công tác l p k ho ch s n xu t và thi công d dàng. S d ng ch t k t dính bitum l ng nên gi m ñư c ñáng k chi phí nhiên li u nung nóng v t li u.
Kh năng v n chuy n h n h p ñi xa cho phép t ch c ch t o h n h p t p trung v i m c ñ cơ gi i hóa cao t i các tr m tr n. Vì v y, ch t lư ng c a h n h p ñư c ñ m b o. B m t c a bê tông asphalt r i ngu i m n, ph ng và không có v t n t. Ngoài ra, khi so sánh v i bê tông asphalt r i nóng, bê tông asphalt r i ngu i có m t s ñ c ñi m sau: Vi c s d ng ch t k t dính bitum l ng làm gi m ñ b n c a bê tông asphalt r i ngu i ñi g n 2 l n so v i bê tông asphalt nóng. ð nh t th p c a bitum d n ñ n yêu c u tăng thêm hàm lư ng b t khoáng ñ nâng cao các tính ch t c a ch t k t dính bitum. Hàm lư ng bitum trong h n h p gi m t 25-30 %. ð r ng c a bê tông asphalt r i ngu i l n hơn 2-2.5 l n so v i bê tông asphalt nóng. Nhi t ñ h n h p khi tr n th p hơn 40-45 %. H n h p bê tông asphalt r i ngu i s d ng nhi u ñá dăm (s i) hơn. ð b n c a ñá dăm (s i) s d ng cho h n h p bê tông asphalt r i ngu i cho phép th p hơn so v i h n h p bê tông asphalt nóng. B ng 11.8. So sánh các tính ch t c a các lo i bê tông asphalt r i ngu i, nóng và m Lo i bê tông asphalt Tính ch t Nóng m L nh 50oC, Cư ng ñ , MPa, A - 0.9 - - không nh hơn ñ i v i h n Á, B - 1.1 0.9 - h p c a m i lo i Γ - 1.3 1.0 - 20oC, Cư ng ñ , MPa, Áx,Bx - 1.5/1.8 không nh hơn ñ i v i t t c Γx - 1.7/ 2.0 2.5 2.3 các lo i H s b n nư c 0.90 0.80 0.75/ 0.90 Hs dãn n khi bão hoà 0.85 0.75 0.50/ 0.75 nư c 11.4. THI CÔNG L P M T S D NG BÊ TÔNG ASPHALT R I NGU I Quá trình thi công l p m t s d ng bê tông asphalt r i ngu i thư ng ñư c ti n hành như sau:
Hoàn thi n các l p k t c u phía dư i ñ m b o các yêu c u k thu t v ñ ch u l c, ñ b ng ph ng, v.v... R i l p h n h p bê tông asphalt ngu i theo chi u dày ñã ñ nh s n và ñ m sơ b b ng lu nh . Giai ño n này vi c ñ m ch t ph thu c vào nhi t ñ c a h n h p. Nhi t ñ càng cao thì vi c ñ m ch t càng d dàng. Cho thông xe. Du i áp l c bánh xe c a các phương ti n v n t i trên công trư ng và các phương ti n giao thông, l p m t ti p t c ñư c làm ch t và tăng ñ b n. Thông thư ng sau kho ng 2 ñ n 3 tu n thì m t ñư ng ñ t ñư c ñ n ñ nh. Tuy nhiên trong giai ño n này c n kh ng ch t c ñ xe ch y không quá 30 km/h ñ ñ m b o các h t c t li u không b bong tróc và văng ra kh i ph m vi m t ñư ng, ñ ng th i l p m t c ng m i hình thành không b phá v . Quá trình hình thành cư ng ñ c a l p m t bê tông asphalt r i ngu i th c ch t là do quá trình lèn ch t các h t v t li u trong h n h p và s k t dính c a bitum l ng. Quá trình hình thành liên k t c a bitum l ng trong bê tông asphalt r i ngu i ch y u ph thu c vào quá trình bay hơi các thành ph n d u nh và dung môi pha loãng dư i tác d ng c a năng lư ng m t tr i. ði u này khác v i các h n h p bê tông asphalt nóng s d ng các lo i bitum quánh, vi c hình thành cư ng ñ ph thu c vào quá trình c ng l i c a bitum sau khi ngu i. Khi m i r i xong, h n h p bê tông asphalt r i ngu i thư ng không ñư c ñ m nén 100%, nên có ñ r ng cao và d b nh hư ng c a nư c. Do v y, h n h p c t li u c n ñư c l a ch n ñ có ñ ñ c thích h p. ð r ng c a k t c u m t ñư ng s d ng h n h p bê tông asphalt r i ngu i s gi m d n dư i t i tr ng ñ m lèn c a xe c và h n h p tr nên kín nư c hơn. CÂU H I ÔN T P 1. Khái quát chung v h n h p bê tông asphalt r i ngu i. 2. Thành ph n và tính ch t c a bê tông asphalt r i ngu i. 3. Công ngh thi công bê tông asphalt r i ngu i.
Chương 12 CÁC D NG H N H P V T LI U KHOÁNG – BITUM 12.1. ð NH NGHĨA VÀ PHÂN LO I Các h n h p v t li u khoáng – bitum (ñá nh a) r t ña d ng, t lo i ñá dăm ñ ng ñ u kích c tr n nh a (ñá dăm ñen) ñ n Mastic Asphalt. Tuy nhiên, có th phân lo i các h n h p v t li u khoáng – bitum Anh thành 2 lo i, g m: h n h p asphalt và h n h p ñá nh a (Stone Mastic Asphalt). C p ph i c t li u trong asphalt thư ng bao g m c t li u l n tương ñ i ñ ng ñ u kích c v i m t t l l n c t li u m n và r t ít c t li u c v a. Như v y c p ph i h t c a h n h p asphalt là c p ph i gián ño n. Trong h n h p ñá nh a c p ph i c t li u là c p ph i liên t c. B ng 12.1 cho th y t ñá dăm ñen ñ n v a nh a ñ c ng c a bitum tăng d n, hàm lư ng b t ñá, cát tăng còn lư ng h t l n gi m. B ng 12.1. Các thành ph n ñ c trưng c a các h n h p v t li u bitum khác nhau ðá dăm C p ph i liên C p ph i V a nh a Thành ph n ñen t c ñá nh a gián ño n Mastic C t li u l n (% kh i lư ng) 86.0 52.0 30.0 30.0 C t li u nh (%kh i lư ng) 7.0 38.0 53.0 26.0 B t ñá (% kh i lư ng) 3.0 5.0 9.0 32.0 Bitum (% kh i lư ng) 4.0 5.0 8.0 12.0 C t li u l n (% th tích) 64.5 44.1 25.7 27.5 C t li u nh (% th tích) 5.1 32.2 46.0 18.9 B t ñá (% th tích) 2.1 4.2 7.8 27.0 Bitum (% th tích) 8.3 11.5 17.5 26.6 ð r ng (% th tích) 20.0 8.0 3.0
12.1.2. MASTIC ASPHALT Mastic Asphalt là h n h p v a c a bitum, c t li u h t nh và m t ph n c t li u l n. Trong Tiêu chu n Anh BS1447, c t li u nh là ñá vôi ñư c tìm th y trong t nhiên v i lư ng l t sàng 75 µm là 40%– 55% và lư ng sót trên sàng 2.36 mm không vư t quá 3%. T l c t li u l n và các h t khác ñư c l a ch n tùy thu c yêu c u ng d ng. Thông thư ng c t li u ñư c tr n v i bitum có ñ kim lún 15–25 pen. Nhi t ñ thi công t 175– 230oC cho t i khi v a nh a c ng k t l i. Chi u dày l p Mastic asphalt có th thay ñ i t 20 mm ñ n 50 mm tùy thu c m c ñích s d ng. Mastic asphalt có kh năng ch ng th m nư c cao, ñ r ng c a nó nói chung chưa t i 1%. S ñòi h i kh t khe như v y ñư c ñáp ng trong ph m vi tương ñ i nh . Vi c r i h n h p Mastic asphalt có th th c hi n b ng máy ho c r i ho c b ng th công. T l h t c t li u nh cao ñã t o cho m t ñư ng nh n m n nhưng có ñ nhám kém. ð c ñi m ñ c bi t c a Mastic Asphalt (MA) là s d ng th a ch t liên k t. MA nh ng l r ng còn l i c a c t li u ñá luôn luôn ñư c chèn ñ y b ng ch t liên k t và tr ng thái nóng quan sát th y r t rõ r t lư ng ch t liên k t th a, có nghĩa là t t c các h t khoáng ch t “bơi ch m ch p” trong ch t liên k t. MA nóng có tính d o hay có s di ñ ng r t cao, nó không c n ph i ñ m nén sau khi r i nhưng c n ph i san trên l p móng ñ ñ t ñư c chi u dày mong mu n và sau khi ngu i thì m t ñư ng hoàn toàn dùng ñư c. MA có th xem là lo i m t ñư ng nh a c ng nh t, có ñ b n cao nh t vì MA khi xây d ng không c n ñ m nén cho nên có th lo i b ñư c nh ng hư h ng mà nh ng lo i m t ñư ng khác hay g p ph i do ñ m nén thi u. MA ñ c bi t thích h p khi làm các l p m ng ph m t c u, l p m t trên c a áo ñư ng, l p ph sàn công nghi p, l p phòng nư c cho h m. MA ñã ñư c các nư c tiên ti n trên th gi i như ð c, Hà Lan, Anh, Pháp, M , ðài Loan, H ng Công,... ñã và ñang nghiên c u, phát tri n, s d ng và cho các k t qu r t t t. Nh ng ưu ñi m c a nó cũng gây ra m t s khó khăn khi v n chuy n và khi r i. ð c bi t hay g p ph i hi n tư ng th a ch t liên k t trên b m t c a MA khi r i và trong quá trình MA ngu i ñi (b i vì ch t liên k t nh hơn v t li u khoáng). 12.1.3. ASPHALT LU NÓNG (HOT ROLLED ASPHALT–HRA) ð c tính quan tr ng nh t c a HRA là c p ph i c t li u gián ño n, ñi u ñó có nghĩa là nó ch a r t ít c h t trung gian (2.36 – 10 mm). Như v y, thành ph n h n h p s g m cát, ch t ñ n khoáng (b t khoáng m n) và bitum v i c t li u l n (kích c thư ng là 14 mm). M c dù c t li u l n làm tăng ñ c ng c a v t li u nhưng vai trò c a nó là còn làm tăng kh i lư ng h n h p và như v y tăng tính kinh t c a v t li u. Chính c p ph i c t li u gián ño n ñã t o cho l p áo ñư ng b ng HRA (bê tông asphalt nóng) các ñ c tích ch u ñ ng lâu b n trư c tác ñ ng c a th i ti t và t i tr ng n ng mà không b ñ t gãy. BS EN 13108–4:2006 ch rõ hàm lư ng c t li u l n khác nhau c a các h n h p asphalt làm l p m t ñư ng và các l p móng. H n h p cho l p móng trên và móng dư i thư ng ch a 60% c t li u thô. m c ñ như v y áp l c ñư c phân b bao hàm c ma sát gi a c t li u và v a bitum. Hàm lư ng bitum trong h n h p cho l p móng ñư ng
th p hơn l p m t vì hàm lư ng h t m n, b t khoáng trong l p móng th p hơn và kích c h t ñ thích h p v i chi u dày l p móng trên không nh hơn 150 mm. 12.2. H N H P LU NÓNG THEO TIÊU CHU N CHÂU ÂU (EN) (HOT ROLLED ASPHALT) 12.2.1. THÀNH PH N C P PH I C T LI U Thành ph n c p ph i ñư c xác ñ nh b ng ph n trăm theo t ng kh i lư ng c t li u, s d ng lo i c p ph i theo b sàng lo i 1 ho c lo i 2 (tiêu chu n EN 13043). Bitum và ch t ph gia ñư c tính theo ph n trăm t ng kh i lư ng h n h p. Ph n trăm h t l t qua sàng, ngo i tr c sàng 0,063mm, ñư c xác ñ nh chính xác ñ n 1%, lư ng bitum, h t l t qua sàng 0,063mm và ph gia ñư c xác ñ nh chính xác ñ n 0,1%. Gi a c h t D và 2mm nên l a ch n thêm các lo i m t sàng trung gian, g m: V i lo i c p ph i 1: 4mm; 5,6mm; 8mm; 11,2mm; 16mm; 22.4mm; 31.5mm. V i lo i c p ph i 2: 4mm; 6,3mm; 8mm; 10mm; 12,5mm; 14mm; 16mm; 20mm; 31.5mm. C t li u m n t i ưu nên l a ch n các c sàng: 1mm; 0,5mm; 0,25mm và 0,125mm. Thành ph n h n h p cho HRA nên ch n trong s các ñư ng cong c p ph i ñư c trình bày trong các B ng 12.1, 12.2, 12.3 và 12.4 dư i ñây: B ng 12.2. Gi i h n c a h n h p theo b sàng tiêu chu n 1 cho h n h p l p móng và m t m t ñư ng. D 50/11 50/16 50/22 60/22 60/32 C sàng (mm) % L t sàng theo kh i lư ng 45 – – – – 100 31.5 – – 100 100 97 22 – 100 95 97 59–71 16 100 95 74 – 91 39–56 39–56 11 95 76 – 93 44– 66 – – 2 35 – 45 35 – 45 35– 45 32 32 0.5 17 – 45 17– 45 18– 44 13–32 13 – 32 0.25 17 – 27 10– 27 11– 26 9 – 21 9 – 21
0,063 5.5 5.5 4.5 4.0 4.0 . nhân B ng 12.3. Gi i h n c a h n h p theo b sàng tiêu chu n 2 cho h n h p l p móng và m t m t ñư ng. D 50/10 50/14 50/20 60/20 60/32 C sàng (mm) % L t sàng theo kh i lư ng 40 – – – – 100(1.4D) 31.5 – – 100(1.4D) 100(1.4D) 97(D) 20 – 100(1.4D) 99–100 97 59–71 39–56a 14 100 (1.4D) 98–100 (D) 74 – 91 39–56 10 98–100 (D) 72– 93 44–66 – – b 2 40–50 40–50 40–50 37 37 0.5 (CFS) 17–51 17–51 18–50 13–39 13–39 0.25 (OFS) 14–31 14–31 15–30 10–25 10–25 0,063 3–6 3–6 4–5 4.0 4.0 a trong ñó: Giá tr phù h p trên 65 (yêu c u+FPC) có th m r ng ñ n 85 và b ng ch ng cho r ng h n h p này cũng phù h p. Và ñ m b o r ng v i h n h p cho ñ n khi k t thúc vi c r i và ñư c cung c p b ng b t kỳ ngu n nào cũng có kh năng ñi u ch nh ñư c v i giá tr gi i h n trên ch n. b ð i v i h n h p dùng c t li u m n nghi n, trong m t vài lo i cát làm ví d , hay h n h p thích h p c a ñá nghi n m n, lư ng ch t k t dính nh nh t có th gi m xu ng 0.5%, kinh nghi m cho th y r ng th a ñáng làm cho h n h p tăng ñ r ng. M t l a ch n là có th gi m sàng 2mm ñi 5%. 12.2.2. HÀM LƯ NG BITUM VÀ NHI T ð H N H P Nhi t ñ h n h p ñư c th hi n như B ng 12.4, theo tiêu chu n EN 12697–13. B ng 12.4. Gi i h n nhi t ñ c a h n h p (nhi t ñ l n nh t ñ m b o tr m tr n và nhi t ñ nh nh t nơi r i). Nhi t ñ (0C) Lo i nh a s d ng 30/45; 35/50 160 – 200 40/60 150 – 190
50 /70 145 – 185 70/100 140 – 180 100/150 130 – 170 Khi s d ng bitum c i ti n hay ph gia khác thì nhi t ñ trên cũng có th áp d ng ñư c. Nhưng nên ph i có th c nghi m th và ñi u ch nh. Hàm lư ng bitum t i thi u ñư c th hi n b ng 12.5 B ng 12.5. Hàm lư ng bitum t i thi u Hàm lư ng bitum t i thi u (%) Lo i hàm lư ng bitum (Bmin) (1) (2) 4.6 Bmin4.6 4.8 Bmin4.8 5.0 Bmin5.0 5.2 Bmin5.2 5.4 Bmin5.4 5.6 Bmin5.6 5.8 Bmin5.8 6,0 Bmin6,0 6.2 Bmin6,2 6.4 Bmin6,4 6.6 Bmin6,6 6.8 Bmin6,8 7.0 Bmin7,0 7.2 Bmin7,2 7.4 Bmin7,4 7.6 Bmin7,6 7.8 Bmin7,8 8.0 Bmin8,0 8.2 Bmin8,2
8.4 Bmin8,4 8.6 Bmin8,6 8.8 Bmin8,8 9.0 Bmin9,0 (1) (2) 9.2 Bmin9,2 9.4 Bmin9,4 9.6 Bmin9,6 9.8 Bmin9,8 10.0 Bmin10.0 10.2 Bmin10.2 10.4 Bmin10.4 10.6 Bmin10.6 10.8 Bmin10.8 11.0 Bmin11.0 Thành ph n c a asphalt lu nóng (HRA) ñư c ch ra trên toán ñ hình 12.1. Ch c năng c a 4 thành t có th tóm lư c như sau: • C t li u l n: tăng kh i lư ng h n h p làm tăng tính kinh t và n ñ nh c a HRA; • C t li u nh : t o thành ph n chính c a v a asphalt và là y u t quan tr ng nh t nh hư ng ñ n kh năng làm vi c và ph m vi ng d ng c a v t li u bê tông nh a; • B t khoáng: là c t li u m n có vai trò làm thay ñ i t l c t li u nh , do v y t o nên h n h p ñ c hơn, tăng t di n b m t c a các c t li u thành ph n. B t khoáng cùng v i bitum t o nên ch t v a dính k t v a bôi trơn b m t c t li u trong quá trình làm ch t h n h p t o nên h n h p v a asphalt. Tính ch t c a v a asphalt s ph thu c vào ngu n g c c a h n h p v t li u m n và ñ nh t c a bitum; • Bitum: có vai trò như ch t bôi trơn trong quá trình ñ m nén và như m t ch t k t dính d o nh t có ñ nh t cao trong quá trình làm vi c. Năm c p ñ c a bitum ñư c dùng tương ng v i ñ kím lún là: 35, 40, 50, 70, 100 ñ (pen). Bitum có ñ kim lún 35 và 40 ch ñư c dùng ch y u v i ñư ng có lư ng giao thông cao; bitum có ñ kim lún 70 và 100 thư ng ñư c dùng cho ñư ng