ñ3 r%ng dư tương Nng v[i tcng hàm lư&ng bitum ñó. T0 trng l[n nh8t Nng v[i m%i hàm
lư&ng bitum khác nhau ñó ñư&c xác ñknh theo ASTM D2041.
Sau khi tính toán t0 trng có hiu c4a c_t liu tc t0 trng l[n nh8t và trk s_ trung
bình c4a G
se
, t0 trng l[n nh8t Nng v[i m%i hàm lư&ng bitum có th+ tính toán ñư&c theo
công thNc sau:
b
b
se
s
mn
mn
G
P
G
P
P
G
+
= ( 6.15 )
Trong ñó: G
mn
– t0 trng l[n nh8t c4a h%n h&p rRi m,t ñưng (không có ñ3 r%ng
còn dư)
P
mn
– ph:n trăm theo kh_i lư&ng c4a h%n h&p v#t liu khoáng
P
s
– hàm lư&ng c_t liu, % theo trng lư&ng h%n h&p .
P
b
– hàm lư&ng bitum, % theo trng lư&ng h%n h&p
G
se
– t0 trng có hiu c4a c_t liu
G
b
– t0 trng c4a bitum
6.4.4.4. Lư%ng bitum h.p phV
Lư&ng bitum h8p phU thưng ñư&c xác ñknh theo % trng lư&ng c4a c_t liu hơn
là theo ting trng lư&ng c4a h%n h&p. Lư&ng bitum h8p phU P
ba
ñư&c xác ñknh theo
công thNc sau:
sb
sesb
sbse
ba
.G
.GG
GG
100P −
=
(6.16)
Trong ñó: P
ba
– lư&ng bitum h8p phU
G
se
– t0 trng có hiu c4a c_t liu
G
sb
–t0 trng kh_i lư&ng c4a c_t liu
G
b
– t0 trng c4a bitum
6.4.4.5. Hàm lư%ng bitum có hiu trong hn h%p bê tông asphalt
Hàm lư&ng bitum có hiu c4a h%n h&p bê tông asphalt là ting hàm lư&ng bitum
trc ñi lư&ng bitum m8t ñi do ñã h8p phU vào c_t liu. Nó là m3t ph:n c4a hàm lư&ng
bitum to nên l[p ph4 bên ngoài c4a các ht c_t liu và nó là lư&ng bitum chi ph_i các
ñ,c tính cơ lý c4a h%n h&p bê tông asphalt và theo công thNc sau:
s
ba
bbe
P
100
P
PP
×−= (6.17)
Trong ñó: Pbe– hàm lư&ng bitum có hiu xác ñknh theo % trng lư&ng h%n h&p
P
b
– hàm lư&ng bitum xác ñknh theo % trng lư&ng h%n h&p
P
ba
– lư&ng bitum h8p phU xác ñknh theo % trng lư&ng c_t liu
P
s
– hàm lư&ng c_t liu xác ñknh theo % trng lư&ng h%n h&p
6.4.4.6. ð rng c#t liu trong hn h%p, %
ð3 r%ng c_t liu VMA ñư&c xác ñknh là ñ3 r%ng giIa các ht c_t liu trong h%n
h&p bao g;m ñ3 r%ng dư và hàm lư&ng bitum có hiu, ñư&c xác ñknh theo % c4a ting
th+ tích VMA và ñư&c tính toán trên cơ sg t0 trng kh_i c4a c_t liu và ñư&c xác ñknh
theo % th+ tích c4a kh_i h%n h&p. Do ñó VMA có th+ ñư&c tính toán brng cách l8y th+
tích kh_i c4a h%n h&p trc ñi th+ tích kh_i c4a c_t liu. Phương pháp tính toán như sau:
a. N7u xác ñknh theo % kh_i lư&ng c4a h%n h&p.
sb
smb
G
PG
100VMA ×
−=
(6.18)
Trong ñó: VMA– ñ3 r%ng c_t liu khoáng % c4a th+ tích kh_i
G
sb
– t0 trng bi+u ki7n c4a c_t liu h%n h&p
G
mb
– t0 trng kh_i c4a h%n h&p bê tông asphalt
P
s
– hàm lư&ng c_t liu % c4a ting trng lư&ng h%n h&p
b. N7u xác ñknh là theo % kh_i lư&ng c4a c_t liu.
100
P100
100
G
G
100VMA
bsb
mb
×
−
×−=
(6.19)
Trong ñó: P
b
– hàm lư&ng bitum tính theo % trng lư&ng c4a c_t liu
6.4.4.7. ð rng dư trong hn h%p, %
ð3 r%ng dư trong h%n h&p bê tông asphalt ñư&c tính theo công thNc sau:
100
G
G
1V
mn
mb
a
×−=
(6.20)
Trong ñó: G
mm
– t0 trng l[n nh8t c4a h%n h&p
G
mb
– t0 trng kh_i c4a h%n h&p
6.4.4.8. ð rng l.p ñ/y bitum, %
ð3 r%ng l8p ñ:y bitum VFA là % c4a ñ3 r%ng c_t liu ñã bk bitum chi7m ch%,
không bao g;m lư&ng bitum ñã bk h8p phU, ñư&c xác ñknh theo công thNc sau:
VMA
VVMA
100VFA
a
−
×= (6.21)
Trong ñó: VMA– ñ3 r%ng c4a c_t liu
V
a
– ñ3 r%ng dư
CÂU H^I ÔN T)P
1.
Trình bày khái quát chung v5 các tính ch8t c4a bê tông asphalt.
2.
Các tính ch8t cơ hc ch4 y7u c4a bê tông asphalt.
3.
Trình bày các tính ch8t liên quan ñ7n ñ,c tính th+ tích c4a bê tông asphalt.
Chương 7
THIT K HN HP BÊ TÔNG ASPHALT THEO MARSHALL
7.1. MŠC ðÍCH CHUNG CaA CÔNG TÁC THIZT KZ H—N H˜P BÊ TÔNG
ASPHALT
Thi7t k7 h%n h&p bê tông asphalt là la chn ñư&c c8p ph_i c_t liu h&p lý và hàm
lư&ng bitum t_i ưu v5 m,t kinh t7 mà von thoR mãn các yêu c:u kT thu#t. H%n h&p bê
tông asphalt la chn nhrm thoR mãn các tính năng sau:
–
ð4 hàm lư&ng bitum nhrm ñRm bRo cho m,t ñưng bê tông asphalt làm vic
lâu dài.
–
ð4 cưng ñ3 nhrm thoR mãn các yêu c:u giao thông mà không bk bi7n dng.
–
ð4 ñ3 r%ng dư c4a h%n h&p sau khi lu lèn và cho phép m,t ñưng ñư&c ñ:m
nén thêm nh tRi trng c4a các phương tin giao thông chy trên ñưng, nh
s giãn ng c4a bitum do nhit ñ3 gia tăng nhưng m,t ñưng không bk chRy
bitum hay m8t mát ñ3 b5n. ð3 r%ng dư l[n nh8t ñư&c gi[i hn nhrm hn ch7
khR năng th8m c4a không khí có hi và ñ3 jm vào trong h%n h&p.
–
ð4 ñ3 công tác ñ+ vic rRi h%n h&p có hiu quR mà không làm phân t:ng v#t
liu cũng như không làm giRm ñ3 b5n và khR năng làm vic c4a k7t c8u.
–
ð_i v[i h%n h&p asphalt làm l[p ph4 trên cùng thì c_t liu phRi có ñ4 ñ3
nhám và ñ3 cNng ñ+ to ra khR năng kháng trư&t h&p lý trong nhIng ñi5u kin
thi ti7t b8t l&i.
Có th+ tóm li là thi7t k7 bê tông asphalt là quá trình thí nghim ñ+ la chn ra
hàm lư&ng bitum t_i ưu trong h%n h&p bê tông asphalt nhrm thoR mãn 2 y7u t_: tính
ch8t liên quan ñ7n ñ,c tính th+ tích và tính ch8t cơ hc theo quy ñknh c4a phương pháp
thi7t k7. Các phương pháp thi7t k7 bê tông asphalt ñư&c sn dUng khá phi bi7n trên th7
gi[i như: phương pháp c4a Nga, Marshall, Hveem, Superpave nhìn chung ñ5u tuân th4
nguyên t.c thi7t k7 trên. Nhìn chung các nguyên lý xác ñknh ñ,c tính th+ tích c4a các
phương pháp là gi_ng nhau, khác nhau ch4 y7u là tiêu chí v5 các chv tiêu cơ hc ñư&c
th+ hin qua các phương pháp thí nghim (tham khRo chương 6).
7.2. PHM VI ÁP DŠNG CaA PHƯƠNG PHÁP MARSHALL
Các khái nim v5 phương pháp thi7t k7 h%n h&p bê tông asphalt theo phương pháp
Marshall ñư&c Bruce Marshall ñưa ra. Qua quá trình nghiên cNu và phát tri+n, phương
pháp này ngày càng hoàn thin và nó ñã ñư&c chujn hoá bgi ASTM và ñư&c hư[ng don
bgi Vin asphalt Hoa Kỳ.
Phương pháp Marshall nguyên bRn chv ñư&c áp dUng ñ_i v[i h%n h&p bê tông
asphalt nóng v[i c8p ph_i c_t liu có ñưng kính l[n nh8t (theo sàng vuông) ≤ 25mm
(ñưng kính l[n nh8t danh ñknh ≤ 19mm). Phương pháp Marshall sau khi cRi ti7n ñư&c
áp dUng cho cR h%n h&p v[i c8p ph_i c_t liu có ñưng kính l[n nh8t ñ7n 38mm.
Phương pháp Marshall cRi ti7n sn dUng khuôn c_i và chày ñ:m l[n hơn so v[i Marshall
nguyên bRn.
Phương pháp Marshall ñư&c dùng cho thi7t k7 trong phòng cũng như ki+m soát ti
hin trưng c4a h%n h&p bê tông asphalt ñ,c (ch,t) tr3n nóng c8p ph_i liên tUc. Hàm
lư&ng bitum ñư&c la chn thưng tương Nng v[i ñ3 r%ng dư nrm trong khoRng tc 3–
5%. ð3 r%ng dư 4% là trk s_ thưng ñư&c sn dUng trong ñánh giá ban ñ:u. Tuy nhiên
cũng có th+ thay ñii chút ít khi phân tích các k7t quR thí nghim.
Phương pháp Marshall ñ:u tiên ñư&c áp dUng khá phi bi7n g MT, và g các nư[c
ñang phát tri+n cũng như g Vit Nam hin nay do có nhIng ưu ñi+m nii b#t như
: giá
thành trang thi7t bk thí nghim không l[n, trình ñ3 c4a các nhân viên tái nghim không
ñòi hai cao, kinh nghim v5 thi7t k7 h%n h&p ñư&c tích luT, các tài liu hư[ng don v5
thi7t k7 h%n h&p (c4a Vin Asphalt MT, AASHTO, ASTM) chi ti7t và ñư&c c#p nh#t.
7.3. CÁC CH¦ TIÊU K§ THU)T QUY ð‹NH THEO MARSHALL
Theo hư[ng don thi7t k7 h%n h&p bê tông asphalt theo phương pháp Marshall c4a
Vin Asphalt, mou thi7t k7 (và chn ñư&c hàm lư&ng bitum t_i ưu) phRi thoR mãn các
yêu c:u v5 ñ,c tính th+ tích và chv tiêu cơ hc (ñ3 in ñknh, ñ3 dlo) tương Nng v[i lư&ng
giao thông theo quy ñknh g BRng 7.1.
B2ng 7.1.
Yêu c:u kT thu#t v[i bê tông nh
a thi7t k7 theo Marshall
(Vin Asphalt)
Giao thông nhŸ Giao thông v‚a Giao thông nkng
Lxp mkt & Móng
trên
Lxp mkt & Móng
trên
Lxp mkt & Móng
trên
Các chr tiêu k•
thuBt yêu c‡u ca
hLn hMp bê tông
asphalt theo
Marshall
Min Max Min Max Min Max
S_ l:n ñ:m nén 35 x 2 50 x 2 75 x 2
ð3 in ñknh
(Stability), KN 3,4 5,5 8,0
Giao thông nhŸ Giao thông v‚a Giao thông nkng
Lxp mkt & Móng
trên
Lxp mkt & Móng
trên
Lxp mkt & Móng
trên
Các chr tiêu k•
thuBt yêu c‡u ca
hLn hMp bê tông
asphalt theo
Marshall
Min Max Min Max Min Max
ð3 dlo, mm 3,2 7,2 3,2 6,4 2 4
ð3 r%ng dư, % 3 5 3 5 3 5
ð3 r%ng l8p ñ:y
nha,% 80 80 65 78 65 75
ð3 r%ng c_t liu nha
nh8t, % Theo BRng 8.2.
B2ng 7.2.
ð3 r%ng c_t liu nha nh8t
C„ h6t danh ñnnh lxn nhJt ð
G rLng cot liCu nhw nhJt, %
ðG rLng dư thizt kz, %
mm in. 3.0 4.0 5.0
(1) (2) (3) (4) (5)
1.18 No.16 21.5 22.5 23.5
(1) (2) (3) (4) (5)
2.36 No.8 19.0 20.0 21.0
4.75 No.4 16.0 17.0 18.0
9.5 3/8 14.0 15.0 16.0
12.5 1/ 2 13.0 14.0 15.0
19.0 3/ 4 12.0 13.0 14.0
25.0 1.0 11.0 12.0 13.0
37.5 1.5 10.0 11.0 12.0
50 2.0 9.5 10.5 11.5
63 2.5 9.0 10.0 11.0
Phương pháp Marshall nguyên bRn sn dUng các mou thí nghim hình trU tròn tiêu
chujn có chi5u cao 64mm, và ñưng kính 102mm. Các mou này ñư&c chujn bk theo
ñúng các th4 tUc tiêu chujn v5 làm móng, nhào tr3n, và ñ:m nén h%n h&p c_t liu–
bitum. Hai nét ñ,c trưng chính c4a phương pháp thi7t k7 h%n h&p theo Marshall các
phân tích v5 ñ3 ch,t–ñ3 r%ng và thí nghim ñ3 in ñknh–ñ3 dlo trên các mou thí nghim
sau khi ñã ñư&c ñ:m ch,t.
M3t s_ Tiêu chujn thi7t k7 theo Marshall c4a các nư[c, và c4a Vit Nam có sna
ñii quy ñknh c4a BRng 7.1. theo hư[ng lư&c ba b[t (ví dU ba ñ3 r%ng l8p ñ:y nha)