BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br />
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI<br />
--------------------------<br />
<br />
NCS. Nguyễn Phước Minh<br />
<br />
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VẬT LIỆU HỢP LÝ<br />
LỚP BÊ TÔNG NHỰA TẠO NHÁM MẶT ĐƯỜNG CẤP CAO<br />
Ở VIỆT NAM<br />
<br />
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố<br />
Mã số:<br />
62.58.30.01<br />
<br />
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br />
<br />
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC<br />
1- PGS.TS.NGUT Trần Tuấn Hiệp<br />
2- PGS.TS Vũ Đức Chính<br />
<br />
TPHCM, 12/2013<br />
<br />
-I-<br />
<br />
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM<br />
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc<br />
------------------------<br />
<br />
TpHCM, ngày<br />
<br />
tháng 12 năm 2013<br />
<br />
LỜI CAM ĐOAN<br />
<br />
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,<br />
kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được tác giả nào công bố<br />
trong bất kỳ công trình nào khác.<br />
<br />
Tác giả luận án<br />
<br />
NCS. Nguyễn Phước Minh<br />
<br />
-II-<br />
<br />
LỜI CẢM ƠN<br />
<br />
Để hoàn thành luận án, tác giả trân trọng cảm ơn các cơ quan đã tạo mọi<br />
điều kiện giúp đỡ: Khoa Công trình; phòng Đào tạo Sau Đại học; bộ môn Đường<br />
bộ; bộ môn Vật liệu xây dựng; Phòng thí nghiệm trọng điểm I; Phòng thí nghiệm<br />
Trọng điểm Đường bộ III-Phía Nam-Viện khoa học công nghệ GTVT; Công ty<br />
TNHH xây dựng và đầu tư BMT Bến Lức-Long An, Dĩ An-Bình Dương.<br />
Nghiên cứu sinh trân trọng cảm PGS.TS.NGƯT Trần Tuấn Hiệp, PGS.TS.Vũ<br />
Đức Chính, PGS.TS Bùi Xuân Cậy, GS.TS Phạm Duy Hữu, PGS.TS Trần Thị<br />
Kim Đăng những người Thầy đã định hướng, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động<br />
viên về chuyên môn và tinh thần trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận<br />
án, NCS cảm ơn TS. Nguyễn Quang Phúc giáo viên cùng bộ môn đã cung cấp<br />
các thông tin, phần mềm mô phỏng.<br />
Cảm ơn các thí nghiệm viên kinh nghiệm tại các phòng thí nghiệm Trọng<br />
điểm I và III-Viện KHCN GTVT, nhân viên Công ty TNHH xây dựng và đầu tư<br />
BMT, mỏ đá Phước Tân-Biên Hòa-Đồng Nai thuộc Công ty TNHH Hùng Vương<br />
đã nhiệt tình cùng tôi tham gia và thực hiện các thí nghiệm trong phòng và hiện<br />
trường vật liệu nghiên cứu.<br />
Cảm ơn gia đình và các bạn bè đồng nghiệp, những người thân luôn ở bên<br />
tôi để hỗ trợ.<br />
<br />
TPHCM, 12/2013<br />
<br />
-III-<br />
<br />
MỤC LỤC<br />
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................... I<br />
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. II<br />
MỤC LỤC ..................................................................................................................III<br />
KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT........................................................................................ VI<br />
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ VII<br />
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................................................. X<br />
<br />
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................1<br />
1. Đặt vấn đề .................................................................................................................1<br />
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................2<br />
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..............................................................................2<br />
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu..................................................2<br />
5. Cấu trúc luận án.........................................................................................................4<br />
Chương 1: TỔNG QUAN BÊ TÔNG NHỰA LỚP TẠO NHÁM ............................5<br />
1.1 Cấu trúc và thành phần hỗn hợp của bê tông nhựa thông thường .............................5<br />
1.2. Thành phần hỗn hợp bê tông nhựa tạo nhám OGFCA.............................................8<br />
1.2.1 Cốt liệu.............................................................................................................8<br />
1.2.2 Chất liên kết ...................................................................................................10<br />
1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám mặt đường............................................................10<br />
1.3.1 Khái niệm .......................................................................................................10<br />
1.3.2 Ảnh hưởng của cốt liệu đến độ nhám mặt đường ............................................12<br />
1.3.2.1 Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám vi mô...................................................12<br />
1.3.2.2 Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám vĩ mô...................................................13<br />
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng khác đến độ nhám mặt đường ......................................13<br />
1.4 Tổng quan vật liệu bê tông nhựa tạo nhám OGFCA...............................................16<br />
1.4.1 Khái niệm về bê tông nhựa tạo nhám OGFCA ................................................16<br />
1.4.2 Đặc điểm vật liệu bê tông nhựa tạo nhám OGFCA .........................................16<br />
1.4.3 Phân tích và đánh giá tình hình sử dụng vật liệu OGFCA ở nước ngoài ..........18<br />
1.4.3.1 Mỹ .........................................................................................................18<br />
1.4.3.2 Châu Âu.................................................................................................23<br />
1.4.3.3 Nam Phi .................................................................................................29<br />
1.4.3.4 Úc ..........................................................................................................30<br />
1.4.3.5 Châu Á...................................................................................................31<br />
1.4.3.6 Tình hình sử dụng vật liệu BTN tạo nhám ở Việt Nam...........................34<br />
1.5 Kết luận chương 1 .................................................................................................42<br />
<br />
-IV-<br />
<br />
Chương II: XÁC LẬP THÀNH PHẦN CÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA LỚP<br />
TẠO NHÁM PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM....................................44<br />
2.1 Yêu cầu cơ bản đối với vật liệu bê tông nhựa lớp tạo nhám ...................................44<br />
2.2 Lựa chọn thành phần cốt liệu .................................................................................45<br />
2.2.1 Đặc trưng kỹ thuật yêu cầu cho cốt liệu ..........................................................45<br />
2.2.2 Yêu cầu cốt liệu cho hỗn hợp OGFCA............................................................47<br />
2.2.2.1 Kích cỡ hạt lớn nhất và loại hỗn hợp OGFCA........................................47<br />
2.2.2.2 Thành phần vật liệu hỗn hợp ..................................................................47<br />
2.2.2.3 Đặc điểm cấp phối cốt liệu .....................................................................48<br />
2.2.2.4 Đề xuất các loại hỗn hợp cốt liệu cho OGFCA tại Việt Nam..................52<br />
2.2.2.5 Lựa chọn cốt liệu cho thiết kế hỗn hợp...................................................54<br />
2.3 Chất liên kết ..........................................................................................................55<br />
2.4 Bột khoáng ............................................................................................................56<br />
2.5 Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa tạo nhám .............................................57<br />
2.5.1 Thiết kế thành phần hỗn hợp theo phương pháp Marshall ...............................57<br />
2.5.1.1 Quy trình đúc mẫu hỗn hợp trong phòng thí nghiệm ..............................57<br />
2.5.1.2 Máy móc và dụng cụ thí nghiệm ............................................................57<br />
2.5.1.3 Trình tự đúc mẫu....................................................................................57<br />
2.5.2 Thí nghiệm thành phần hỗn hợp bê tông nhựa tạo nhám .................................58<br />
2.5.2.1 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu và nhựa đường .......58<br />
2.5.2.2 Tính tỷ lệ phối trộn các cốt liệu..............................................................58<br />
2.5.2.3 Chuẩn bị mẫu hỗn hợp cốt liệu để đúc mẫu Marshall .............................59<br />
2.5.2.4 Trộn cốt liệu với nhựa đường và đầm mẫu Marshall ..............................59<br />
2.5.2.5 Thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý mẫu thí nghiệm.......................62<br />
2.5.2.6 Xác định hàm lượng nhựa tối ưu ...........................................................66<br />
2.5.3 Xác lập thành phần các hỗn hợp và đề xuất các chỉ tiêu kỹ thuật....................71<br />
2.6 Kết luận chương 2 .................................................................................................73<br />
Chương III: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ<br />
CÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA TẠO NHÁM VÀ LỰA CHỌN THÀNH<br />
PHẦN VẬT LIỆU HỢP LÝ CỦA HỖN HỢP .........................................................75<br />
3.1 Các loại hỗn hợp cấp phối đề xuất thí nghiệm........................................................75<br />
3.2 Chuẩn bị vật liệu....................................................................................................77<br />
3.3 Chế bị mẫu ............................................................................................................78<br />
3.4 Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá các chỉ tiêu cơ lý các mẫu thử ..........................78<br />
3.4.1 Thực nghiệm xác định modul đàn hồi vật liệu.................................................78<br />
3.4.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo gián tiếp ...........................................80<br />
<br />