Theo TCVN 7570–2006 mô ñun ñ3 l[n c4a cát ñư&c tính theo công thNc sau:
100
AAAAA
M
0,140,3150,651,252,5
dl
+
+
+
+
=
(3.2)
trong ñó: A
i
– lư&ng sót tích luT trên sàn.
Môñun ñ3 l[n, bi+u thk ñ3 mkn c4a cát m3t cách tương ñ_i, ñư&c tính theo ph:n
trăm c4a ting các lư&ng sót tích lũy trên sàng tiêu chujn trong thí nghim sàng cát tiêu
chujn. Sáu cs sàng ñư&c dùng ñ+ thí nghim g;m các cs sàng s_ 4, 8, 16, 30, 50, và
100. Mô ñun ñ3 l[n càng nha thì cát càng mkn. Môñun ñ3 l[n c4a cát t_t nh8t là nrm
trong phm vi tc 2,25 – 3,25.
Thành ph:n ht c4a cát ñư&c l#p theo quan h giIa kích thư[c m.t sàng v[i lư&ng
sót tích luT phRi phù h&p v[i các quy ñknh c4a tcng loi bê tông khác nhau (xem ph:n
bê tông ximăng). Phương pháp xác ñknh thành ph:n bUi, bùn sét, tp ch8t hIu cơ, hàm
lư&ng sunfat theo TCVN 334, 345, 346–1986.
Cát nghi5n c:n phRi ch7 to tc ñá g_c có cưng ñ3 không nha hơn cưng ñ3 c4a
ñá dùng làm ñá dăm (600 – 1000 daN/cm
2
).
ð_i v[i h%n h&p bê tông asphalt loi G sŒ dùng cát nghi5n. Cát này ñư&c nghi5n
tc ñá mácma có mác không nha hơn 1000. Hàm lư&ng các ht nha hơn 0,071mm g
trong cát nghi5n không ñư&c l[n hơn 14% theo kh_i lư&ng, trong ñó lư&ng ht sét
không ñư&c l[n hơn 0,5%, lư&ng ht nha hơn 0,14mm không l[n hơn 20%.
Yêu c:u v5 cát làm bê tông asphalt có th+ tham khRo tiêu chujn 8736–85 ho,c
26193–84, 3344–83 c4a Nga.
3.5.4. B•T KHOÁNG
B3t khoáng là thành ph:n quan trng trong h%n h&p bê tông asphalt. Nó không
nhIng nhét ñ:y l% r%ng giIa các loi c_t liu l[n hơn (cát, ñá dăm hay sai) làm tăng ñ3
ñ,c c4a h%n h&p mà còn làm tăng din tích ti7p xúc, làm cho màng bitum trên m,t ht
khoáng càng mang và như v#y lc tưong tác giIa chúng tăng lên, cưng ñ3 và ñ3 b5n
nư[c c4a bê tông asphalt cũng tăng lên.
Khi tr3n v[i bitum trong h%n h&p bê tông asphalt, b3t khoáng c:n to nên m3t l[p
hot tính, in ñknh nư[c. M_i quan h v#t lý, hoá hc giIa b5 m,t ht b3t khoáng và
bitum làm tăng cưng ñ3 c4a bê tông asphalt, nhưng cũng làm tăng tính giòn c4a nó. Vì
v#y, lư&ng b3t khoáng trong bê tông chv ñư&c dùng trong m3t gi[i hn nh8t ñknh ñ+
tránh làm tăng t_c ñ3 hoá già c4a bitum trong bê tông. B3t khoáng ñ+ ch7 to bê tông
asphalt thưng sn dUng các loi b3t mkn tc ñá vôi và ñá ñôlômit. Cưng ñ3 chku nén c4a
ñá không nha hơn 200 daN/cm
2
. V#t liu ch7 to b3t khoáng c:n sch, không chNa các
ch8t bjn và sét quá 5%.
B3t khoáng c:n phRi khô, x_p khi tr3n v[i bitum, không ñư&c vón cUc, có khR
năng hút bitum t_t và phRi thoR mãn các yêu c:u sau (có th+ tham khRo tiêu chujn Nga
16557–88):
ð3 nha: Lư&ng lt qua sàng có kích thư[c l% sàng:
1,25mm 100%
0,315mm ≥ 90%
0,071mm ≥ 70%
Lư&ng b3t khoáng hút h7t 15g bitum mác 60/70 không nha hơn 40g.
ð3 trương ng c4a mou thn h%n h&p giIa b3t khoáng và bitum không ñư&c l[n
hơn 1,5%.
ð3 chNa bitum không ñư&c l[n hơn 65%
ð3 jm không l[n hơn 1%
ð3 r%ng khi lèn ch,t v[i tRi trng 400 daN/cm
2
ñ_i v[i tro, bUi ximăng, xv, không
ñư&c l[n hơn 30%, còn ñ_i v[i loi b3t ñá ñ,c ch.c thì không l[n hơn 35%.
H s_ ưu nư[c K
u
ñư&c xác ñknh brng công thNc:
2
1
u
V
V
K=
(3.3)
trong ñó: V
1
– th+ tích l.ng trong nư[c c4a 5g b3t khoáng,
V
2
– th+ tích l.ng trong d:u (môi trưng không phân cc) c4a 5g b3t
khoáng.
N7u K
u
> 1 thì v#t liu ưu nư[c và ngư&c li K
u
< 1 – v#t liu ghét nư[c. B3t
khoáng ghét nư[c liên k7t t_t v[i bi tum làm tăng cưng ñ3 bê tông asphalt. ð_i v[i
nhIng ht ñưng kính < 1,25mm, quy ñknh K
u
>1.
V[i h%n h&p loi bê tông asphalt loi II, III có th+ dùng b3t khoáng tc tro than ñá,
bUi ximăng, b3t va sò h7n,... phù h&p quy ñknh c4a tiêu chujn 9128 – 84 c4a Nga. B3t
khoáng ñư&c tăng cưng ch8t lư&ng brng cách hot hoá b5 m,t khi nghi5n. H%n h&p
hot tính b5 m,t g;m bitum và ch8t hot tính b5 m,t v[i t0 ltc 1/1 ñ7n 1/1,1. Lư&ng
h%n h&p hot tính ph_i h&p v[i lư&ng b3t khoáng theo t0 l 1,5 – 2,5%. B3t khoáng còn
có khR năng tăng ñ3 cNng li c4a bitum. Thí nghim v[i mou bitum – b3t ñá t0 l là 4/6
có nhit ñ3 hoá m5m th8p hơn nhit ñ3 hoá m5m c4a bitum là 10 – 20
0
C.
3.6. CÁC TIÊU CHU–N ASTM ðWI VXI CWT LIRU
Ph:n này gi[i thiu các tiêu chujn thí nghim ASTM, chúng nh8n mnh vào các
thí nghim sn dUng trong thi7t k7.
Tiêu chujn ASTM D75: mUc ñích c4a thí nghim này là gi[i thiu cách l8y mou
thí nghim cho c_t liu thô.
Tiêu chujn ASTM C136 (sàng, phân loi và ñánh giá c_t liu mkn và c_t liu thô).
MUc ñích c4a thí nghim này là xác ñknh kích thư[c ht c4a c_t liu mkn và c_t liu thô
ñư&c sn dUng trong các thí nghim khác nhau.
Tiêu chujn ASTM C127 (kh_i lư&ng riêng và khR năng hút nư[c c4a c_t liu l[n).
MUc ñích c4a thí nghim này là xác ñknh th+ tích ñ,c c4a c_t liu thô và th+ tích ñơn vk
c4a c_t liu khô, m_i liên h giIa kh_i lư&ng th+ tích và tc ñó xác ñknh ñư&c h%n h&p
thi7t k7. Kh_i lư&ng riêng c4a h%n h&p dùng ñ+ xác ñknh th+ tích mà c_t liu chi7m.
Tiêu chujn ASTM C128 (kh_i lư&ng riêng và khR năng hút nư[c c4a c_t liu
nha). MUc ñích c4a thí nghim này là xác ñknh kh_i lư&ng riêng và kh_i lư&ng th+ tích
c4a c_t liu nha và khR năng hút nư[c.
Tiêu chujn ASTM C29 (kh_i lư&ng ñơn vk c4a c_t liu). Thí nghim này xác ñknh
kh_i lư&ng ñơn vk c4a ht mkn, ht thô, hay h%n h&p c_t liu.
CÂU H^I ÔN T)P
1.
Phân loi và phương pháp sRn xu8t c_t liu cho bê tông asphalt
2.
Trình bày v5 c_t liu nhân to ñ+ ch7 to bê tông asphalt
3.
Các nguyên lý v5 c_t liu ñ+ ch7 to bê tông asphalt
4.
Các tiêu chujn ASTM ñ_i v[i c_t liu cho bê tông asphalt
Chương 4
HN HP VT LIU KHOÁNG
4.1. KHÁI QUÁT V• H—N H˜P V)T LIRU KHOÁNG
S thay ñii d:n tc cs ht l[n ñ7n cs ht nha là m3t ñ,c tính c4a c_t liu. C8p ph_i
ht Rnh hưgng ñ7n tính công tác, sin ñknh, ñ3 b5n c4a h%n h&p bê tông asphalt, cũng
như là s in ñknh, khR năng thoát nư[c c4a l[p n5n. Do ñó, c_t liu phRi ñáp Nng ñư&c
v[i mUc ñích sn dUng.
C_t liu có th+ có các c8p ph_i: ñ,c (dense), gián ñon (gap–graded), ñ;ng nh8t
(uniform), ñ5u(well–graded), r%ng (open). Loi “ñ,c” g:n gi_ng như loi “gián ñon”
và “ñ;ng nh8t”, loi “ñ5u” g:n gi_ng loi “r%ng”. Hình 4.1. minh ho 4 loi c8p ph_i
ñi+n hình c4a h%n h&p c_t liu. NhIng phương pháp khác bi+u diQn sphân b_ kích
thư[c ht cũng ñã ñư&c phát tri+n (công thNc nghiên cNu v5 c8p ph_i ht).
NhIng nghiên cNu khác ñ+ xác ñknh ñ3 ñ,c t_i ña cũng ñã ñư&c ti7n hành. M3t lý
thuy7t khác cho rrng n7u c_t liu ñư&c sàng qua 3 sàng: l[n, trung bình, nha, thì h%n
h&p có ñ3 ñ,c t_i ña khi có 2 ph:n c_t liu ht l[n, 1 ph:n ht nha và không có ht
trung. NhIng nghiên cNu thêm còn cho th8y rrng h%n h&p có ñ3 ñ,c cao cũng có th+ ñt
ñư&c khi sn dUng cùng m3t t0 l trên m%i sàng.
4.2. C%P PHWI CaA CWT LIRU BÊ TÔNG ASPHALT
Tùy thu3c vào tcng loi h%n h&p bê tông asphalt, c8p ph_i c4a c_t liu thay ñii
trong phm vi r8t l[n. H%n h&p bê tông asphalt ch8t lư&ng cao dùng làm l[p trên m,t
ñưng cho ñưng cao c8p thưng sn dUng c_t liu có “c8p ph_i ñ,c”(dense–grade).
Trong trưng h&p này (ñ_i v[i bê tông asphalt) không sn dUng “ñưng cong ñ3 ñ,c t_i
ña c4a Fuller” bgi vì sŒ không ñ4 khoRng tr_ng c:n thi7t cho ch8t k7t dính asphalt. Do
v#y, nguyên t.c t_t nh8t là không to ra c8p ph_i có ñ3 ñ,c t_i ña. ði5u này ñt ñư&c
brng cách bi sung thêm thành ph:n ht mkn (c_t liu nha hơn sàng N
o
200). C_t liu
trong h%n h&p bê tông asphalt không gi_ng như c_t liu trong bê tông xi măng Poóc
lăng, nó c:n to ra s in ñknh cho nên nó c:n cưng ñ3 và ñ3 hao mòn h&p lý, n7u
không sŒ gây ra hin tư&ng m8t in ñknh. H%n h&p c_t liu có “c8p ph_i r%ng” (nhi5u ht
mkn) có xu hư[ng bk hư hang nhi5u hơn là h%n h&p c_t liu có “c8p ph_i ñ,c” (ít ht
mkn). Vì v#y, n7u v#t liu ñ+ ch7 to bê tông asphalt có cưng ñ3 th8p, thì sŒ sn dUng
h%n h&p c4a cùng v#t liu ñó nhưng có ñ3 ñ,c th8p hơn. Tiêu chujn ASTM C131
(Resistance to Degradation of Small Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in
the Los Angeles Machine) – (KhR năng ch_ng li hư hang do c4a c_t liu thô kích thư[c
nha khi chku mài mòn và va chm trong thí nghim Los Angeles) ñã xác ñknh ñư&c
cưng ñ3 m3t cách tương ñ_i và ñ3 hao mòn c4a c_t liu.
Hình dng c_t liu ñôi khi còn quan trng hơn c8p ph_i, cưng ñ3 và ñ3 b5n khi
c_t liu ñư&c nhào tr3n vào trong h%n h&p bê tông asphalt. N7u c_t liu tròn ñư&c sn
dUng v[i “c8p ph_i r%ng” thì ñ3 in ñknh sŒ r8t kém. Do v#y khi sn dUng “c8p ph_i r%ng”
phRi sn dUng c_t liu có hình dng góc cnh. N7u phRi sn dUng c_t liu tròn thì nên
nghi5n nó ra. Tuy nhiên, khi nghi5n c_t liu sŒ có nhIng v7t nNt ngang, làm giRm ch8t
lư&ng c_t liu.
ð3 r%ng c4a c_t liu Rnh hưgng r8t l[n ñ7n v8n ñ5 kinh t7 c4a h%n h&p. Trong h%n
h&p c_t liu c:n phRi có m3t ñ3 r%ng nh8t ñknh. Nói chung, n7u ñ3 r%ng càng l[n thì c:n
nhi5u ch8t k7t dính asphalt bám vào b5 m,t cũng như l8p ñ:y b[t l% r%ng c4a h%n h&p
c_t liu, don ñ7n c:n hàm lư&ng asphalt nhi5u hơn. Ngoài ra, c_t liu có l% r%ng (x_p) sŒ
gây ra hin tư&ng “th8m hút chn lc” (selective absorption). Khi
th?m hút ch^n l^c
chv
có
thành phPn ch^n l^c
trong asphalt th8m vào, ñ+ li nhIng ph:n thca r.n lên trên b5
m,t c4a c_t liu. ði5u này có th+ gây ra s tách ri ch8t k7t dính asphalt khai c_t liu.
4.3. QUY T™C C%U TO H—N H˜P KHOÁNG ð[C
V#t liu khoáng cho bê tông asphalt bao g;m h%n h&p ñá dăm (ho,c sai), cát và
b3t khoáng. Kh_i lư&ng ñá, cát, b3t khoáng ñư&c tính brng % theo kh_i lư&ng. Ting
kh_i lư&ng v#t liu khoáng là 100%. T0 l c4a v#t liu khoáng quy7t ñknh c8u trúc và
tính ch8t bê tông asphalt. Khi t0 l các thành ph:n v#t liu khoáng khác nhau thì h%n
h&p sŒ có th+ tích ph:n r%ng và kh_i lư&ng ñơn vk khác nhau don ñ7n ñ3 r%ng khác
nhau.
Ví dU: h%n h&p 25% ñá dăm, 60% cát và 15% b3t khoáng có ñ3 r%ng 20–22%.
N7u t0 l 65% ñá dăm, 31% cát, 4% b3t khoáng thì ñ3 r%ng là 15–17%. Vì v#y la chn
chính xác thành ph:n v#t liu khoáng là y7u t_ quan trng. C:n tìm ki7m brng thc
nghim ho,c lý thuy7t ñ+ to ra thành ph:n v#t liu khoáng t_i ưu (t0 l t_t nh8t). Có
nhi5u phương pháp ñ+ tính toán thành ph:n, xong mUc tiêu c4a t8t cR các phương pháp
ñó là tìm ki7m t0 l ph_i h&p h&p lý h%n h&p v#t liu khoáng v[i th+ tích l% r%ng là nha
nh8t, ñáp Nng ñư&c yêu c:u c4a bê tông asphalt làm ñưng.
Thành ph:n v#t liu khoáng ñư&c xác ñknh brng nhIng b3 sàng tiêu chujn. Ph:n
h%n h&p lt qua m%i cs sàng ñư&c gi là hàm bi7n ñii theo ht tc nha nh8t ñ7n l[n nh8t.
Hàm càng l[n thì ñ3 ñ,c càng l[n và ñ3 r%ng càng nha. ð3 r%ng c4a h%n h&p ñá, cát,
b3t khoáng có th+ t[i 15–16%; h%n h&p cát và b3t khoáng có th+ t[i 24–25%; b3t
khoáng t[i 30–35%.
Tiêu chujn Nga và Vit Nam quy ñknh b3 sàng sn dUng ñ+ phân loi thành ph:n
ht c4a v#t liu khoáng g;m 10 cs sàng: 40, 20, 10,..., 0.071 mm. V[i tiêu chujn
AASHTO kích thư[c m.t sàng là in và b3 sàng g;m: 37.5; 25; 19; 12.5; 9.5; 4.75;
2.36;..., 0.071 mm (tương Nng v[i 1.5; 1; 3/4; 0.5; 3/8 in; No4; No8;...; No200).
Thành ph:n ht c4a h%n h&p v#t liu khoáng thưng ñư&c bi+u diQn brng ñưng
cong quan h giIa hàm lư&ng lt qua sàng và kích thư[c cs sàng. Lư&ng lt qua sàng
ti m3t cs sàng kích thư[c i (mm) ñư&c xác ñknh brng công thNc:
L
i
= 100 – A
i
(%) (4.1)
Trong ñó: A
i
là lư&ng sót tích luT ti cs sàng ñưng kính i, nó là ting c4a các
lư&ng sót riêng bit tc cs sàng l[n nh8t ñ7n cs sàng khRo sát:
∑
=
n
i
ii
aA (%) (4.2)