Nghiên cứu chế tạo hỗn hợp cấp phối bê tông nhựa nguội chặt sử dụng nhựa lỏng trong công tác sửa chữa đường ô tô

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này nhằm mục đích chế tạo ra một loại Bê tông nhựa nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, giá thành hợp lý có thể ứng dụng rộng rãi trong công tác sửa chữa đường, góp phần bảo vệ môi trường.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo hỗn hợp cấp phối bê tông nhựa nguội chặt sử dụng nhựa lỏng trong công tác sửa chữa đường ô tô

Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỖN HỢP CẤP PHỐI BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI CHẶT SỬ DỤNG NHỰA LỎNG TRONG CÔNG TÁC SỬA CHỮA ĐƯỜNG Ô TÔ. RESEARCH TO MANUFACTURE COLD MIXED ASPHALT USING CUTBACK ASPHAT IN ROAD REPAIR. SVTH : Lê Đức Phước(1) ; Võ Xuân Vinh(2) (1)Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: lephuoc150495@gmail.com (2) Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: xuanvinhvo96@gmail.com GVHD : Ths. Nguyễn Biên Cương(3), Ths. Trần Thị Thu Thảo(4) (3)Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: nbcuong@dut.udn.vn (4) Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: tttthao@dut.udn.vn Tóm tắt : Hiện nay trong công tác sửa chữa đường ô Abstract : Currently, in the repair of roads in Da tô trên địa bàn Đà Nẵng cũng như toàn quốc thường tốn Nang city and the whole country, it is often time- nhiều thời gian, ảnh hưởng đến môi trường. Đề tài consuming, affecting the environment. This research nghiên cứu này nhằm mục đích chế tạo ra một loại bê aims to manufacture a kind of cold mixed asphalt using tông nhựa nguội chặt sử dụng nhựa lỏng có chất lượng cutback asphalt that has quality assurance, overcome the đảm bảo, khắc phục những nhược điểm của các vật liệu disadvantages of the current road repair materials and has sửa chữa đường hiện nay và có giá thành hợp lý, có thể reasonable cost, which can be widely applied in road ứng dụng rông rãi trong công tác sửa chữa đường. Kết repair works. Research results are based on basic quả nghiên cứu dựa trên tài liệu tiêu chuẩn cơ sở TCCS standards TCCS 08:2014/TCĐBVN and experimental 08:2014/TCĐBVN và phương pháp thực nghiệm trong methods in the laboratory, in which cutback asphalt MC phòng thí nghiệm, trong đó nhựa lỏng MC 250 (nhựa 250 (medium curing asphalt) is used instead of hot lỏng đông đặc vừa) được sử dụng thay thế cho nhựa asphalt. The results showed that the cold mixed asphalt nóng. Kết quả cho thấy mẫu bê tông nhựa nguội không sample did not achieve the remaining stability according đạt được độ ổn định còn lại 75% theo tiêu chuẩn cơ sở, vì to the basic standards, so it was necessary to improve the vậy cần phải thêm phụ gia tăng dính Tough fix 0.15% Tough Fix adhesive additive 0.15% in the asphalt trong mẫu bê tông nhựa. concrete. Từ khóa : bê tông nhựa nguội, nhựa lỏng MC 250, Keywords: cold mixed asphalt, cutback asphalt MC gia cố xi măng, nhựa lỏng đông đặc vừa, phương pháp 250, medium solid curing asphalt, experimental method, thực nghiệm, độ ổn định, phụ gia tăng dính Tough fix. stability, Tough Fix adhesive additive. 1.Đặt vấn đề 2. Phương pháp nghiên cứu Trên các tuyến đường toàn quốc sau khi đưa vào 2.1. Phương pháp lý thuyết sử dụng khai thác một thời gian thì bắt đầu xuất hiện Dựa vào tiêu chuẩn cơ sở TCCS 08-2014, quy trình các biến dạng và hư hỏng mặt đường như các vết nứt, thực hiện nghiên cứu được tiến hành theo các bước sau: vệt hằn bánh xe, lõm cục bộ, ổ gà… ngày càng nhiều - Xác định mục đích sử dụng của loại bê tông và trở nên nghiêm trọng ảnh hưởng rất nhiều đến chất nhựa. lượng khai thác của tuyến đường, lưu thông xe cộ khó - Chuẩn bị vật liệu, kiểm tra chỉ tiêu cơ lý. khăn, dễ tai nạn và nhất là làm giảm hiệu quả kinh tế, - Thiết kế thành phần cấp phối. làm mất mỹ quan. - Xác định hàm lượng nhựa lỏng tối ưu. Trên mỗi con đường lại có mức độ, loại hình hư - Chế bị mẫu với phụ gia tăng dính. hỏng khác nhau, do đó công tác sửa chữa cũng khác 2.2. Phương pháp thực nghiệm nhau có nhiều hình thức : lớn - vừa – nhỏ. Đối với sửa chữa lớn và vừa hiện nay đại đa số dùng BTN nóng; sửa 2.1. Chuẩn bị nguyên vật liệu và kiểm tra các yêu cầu kỹ chữa nhỏ thường dùng BTN nguội trộn sẵn đóng bao thuật của các loại cốt liệu. (CA) hoặc BTNN của các đơn vị sửa chữa tự chế tạo. - Chọn nhựa lỏng (MC250) sử dụng cho BTNC C19 và Hiện nay, loại bê tông nhựa rải nóng được sử dụng phổ thí nghiệm kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN biến nhất ở Việt Nam do có thời gian hình 8818-1:2011. thành cường độ nhanh, cường độ và độ ổn định cao. Bê - Đá dăm các loại, bột khoáng. tông nhựa nguội có nhiều ưu điểm như kịp thời, đơn - Phụ gia Tough Fix Hyper. giản, sử dụng các loại vật liệu địa phương, nhiệt độ thấp nhưng lại có các nhược điểm cường độ kém hơn và thời 2.2.2 Thiết kế cấp phối BTNC C19 gian hình thành cường độ kéo dài, giá thành thì quá cao - Thiết kế cấp phối theo phương pháp thử dần để tìm ra do một số phụ gia dùng cho việc sản xuất cacbonor đường cong tối ưu. Chúng tôi thử dần từ đường cong cấp asphalt vẫn đang phải nhập khẩu từ Nam Phi; các loại phối trung vị dần sang đường cong cấp phối có xu hướng BTNN tự chế tạo thì chưa đạt chuẩn. Do đó nghiên cứu thành dạng chữ S, như bảng 1. này nhằm mục đích chế tạo ra một loại Bê tông nhựa nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, giá thành hợp lý có thể ứng dụng rông rãi trong công tác sửa chữa đường, góp phần bảo vệ môi trường. 1
SVTH: Lê Đức Phước, Võ Xuân Vinh; GVHD: Ths. Nguyễn Biên Cương, Ths. Trần Thị Thu Thảo Bàn luận: 12 11.79 độ ổn định(KN) - Độ ổn định còn lại sau 4 ngày đêm đối với mẫu 11.5 BTNC C19 nhỏ hơn 75% theo TCCS 08:2014. Vì vậy 11.06 cần phải tiến hành thử nghiệm thêm phụ gia tăng dính 11 10.85 Tough Fix Hyper với hàm lượng 0.1% - 0.2% của hàm lượng nhựa lỏng. 10.5 - Phụ gia được cho vào bằng cách đun nóng cùng một 10 phần nhựa lỏng đến 1250C rồi hòa trộn cùng toàn bộ HL0.1% HL0.15% HL0.2% phần nhựa lỏng còn lại rồi trộn với cốt liệu ở nhiệt độ hàm lượng phụ gia trộn đã xác định. - Tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu mẫu BTNN có phụ gia tương tự như mẫu BTNN thường. Hình 9. Biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng phụ gia với độ ổn định. 87 86.53 Độ ổn định còn lại (%) 86 85.19 85 83.74 84 83 82 HL0.1% HL0.15% HL0.2% hàm lượng phụ gia Hình 10. Biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng phụ gia với độ Hình 10. Phụ gia tăng dính Tough Fix Hyper ổn định còn lại. Kết quả thí nghiệm: Bàn luận: - Độ ổn định có huynh hướng tăng khi sử dụng phụ gia tăng dính Tough Fix Hyper. Bảng 4. Kết quả thí nghiệm độ ổn định Marshall khi có - Với kết quả thí nghiệm này thì chọn được hàm lượng phụ gia Tough Fix Hyper là 0.15% so với hàm lượng nhựa lỏng. Độ ổn định Tỷ lệ 4. Kết luận và kiến nghị Độ ổn còn độ ổn - Nghiên cứu đã đề xuất đường thành phần hạt để đưa Phụ Ký định Trung Trung lại định vào bê tông nhựa chặt C19 cùng với hàm lượng nhựa tối gia hiệu ban bình sau 4 bình còn ưu để sản phẩm BTNC C19 đạt chất lượng theo TCCS mẫu đầu ngày lại 08:2014. Kết quả thử nghiệm cho thấy với tỉ lệ 0.15% đêm phụ gia mẫu BTNC C19 đạt độ ổn định còn lại. Như vậy, % KN KN KN KN % có thể chế tạo mẫu bê tông nhựa nguội C19 phù hợp với mục đích sử dụng trong công tác sửa chữa đường, đồng 1 12.57 10.23 thời giảm thiểu nhiệt lượng tránh gây ô nhiễm môi 0.1 2 12.8 12.49 9.28 9.7 77.67 trường. 3 12.09 9.59 - Tuy nhiên cần phải tiếp tục nghiên cứu thêm về kiểm soát nhiệt độ và bay hơi của dung môi và nhiệt độ 1 10.57 9.51 đầm nén tốt nhất của hỗn hợp bê tông nhựa. 0.15 2 11.15 11.06 9.34 9.57 86.57 3 11.46 9.87 Tài Liệu Tham Khảo : [1] TCCS 08:2014/TCĐBVN Hỗn hợp bê tông nhựa 1 10.65 9.48 nguội – Yêu cầu thi công và nghiệm thu. 0.2 2 13.03 11.79 9.91 9.87 83.71 [2] TCCS 09:2014/TCĐBVN Lớp vật liệu. 3 11.69 10.23 Carboncor Asphalt trong xây dựng đường và sửa chữa kết cấu áo đường ô tô – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu. [3] TCVN 7572:2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa – Phương pháp thử. [4] TCVN 8818:2011 Nhựa đường lỏng [5] TCVN 8860:2011 Bê tông nhựa – Phương pháp 4
Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẤP PHỐI HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA NGUỘI SỬ DỤNG NHỰA LỎNG DÙNG TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG ĐƯỜNG MỚI. RESEARCH TO MANUFACTURE COLD MIX ASPHALT USING CUTBACK ASPHALT USED IN THE CONSTRUCTION OF NEW ROADS SVTH : Hoàng Văn Diện(1), Nguyễn Thanh Hải(2). (1)Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: hoangdien6886@gmail.com (2) Lớp 14X3A,Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: thanhhaixdqt@gmail.com GVHD : Th.S Nguyễn Biên Cương(3), Th.S Trần Thị Thu Thảo(4). (3)Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: nbcuong@dut.udn.vn (4) Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: tttthao@dut.udn.vn TÓM TẮT: Nghiên cứu các tính chất cơ lí của cốt liệu đá ABSTRACT: Research the mechanical properties of trên địa bàn Quảng Nam –Đà Nẵng kết hợp với nhựa stone aggregates in Quang Nam - Da Nang area with đường lỏng MC250 do công ty Barchamba Đà Nẵng sản cutback asphalt MC250 produced by the Barchamba Da xuất, bột khoáng siêu mịn của Hà Nam nhằm tìm ra một Nang factory , super smooth powder of Ha Nam to find a cấp phối hỗn hợp cốt liệu tốt nhất để sản xuất bê tông best mixture aggregate to produce cold mix asphalt using nhựa nguội sử dụng nhựa lỏng dùng trong công tác xây cutback asphalt used in the construction of new roads in dựng đường mới ở khu vực Quảng Nam-Đà Nẵng. Quang Nam-Da Nang area. The study has basically Nghiên cứu đã cơ bản thành công trong việc tìm ra cấp succeeded in finding a good mix of mixtures, suitable for phối hỗn hợp tốt, phù hợp với các cốt liệu địa phương, local aggregates, successfully manufacturing cold mix chế tạo thành công các mẫu bê tông nhựa nguội thỏa mãn asphalt samples to meet TCCS 08: 2014 / TCĐBVN các yêu cầu TCCS 08:2014/TCĐBVN. requirements. TỪ KHÓA: xây dựng mới, bê tông nhựa nguội, cấp phối KEY WORDS: New construction, cold asphalt concrete, hỗn hợp, nhựa lỏng, MC250, Tough Fix. mixed mix, liquid plastic, MC250, Tough Fix 1. Đặt vấn đề. Nghiên cứu này nhằm chế tạo ra một loại Bê tông nhựa Ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng bê tông nhựa nóng nguội (BTNN) có chất lượng tốt hơn, có thể ứng dụng phục vụ cho việc xây dựng lớp mặt đường mới. Tuy nhiên thay thế một phần BTN nóng trong công tác xây dựng bê tông nhựa nóng có một số hạn chế nhất định như sau: đường ô tô. - Phải gia nhiệt trong quá trình sản xuất,gây ảnh hưởng 2. Mục đích nghiên cứu. đến môi trường. Thiết lập công thức chế tạo hỗn hợp BTNN sử dụng - Việc thi công phải phụ thuộc vào thời tiết và nhiệt độ. nhựa lỏng MC250 và các loại vật liệu ở khu vực Quảng - Ảnh hưởng đến sức khỏe của người thi công. Nam – Đà Nẵng phục vụ công tác xây dựng đường mới - Khống chế chiều dài quãng đường từ trạm trộn đến nơi với chất lượng và giá thành tốt hơn. thi công. Hiện nay, các loại BTNN chỉ dùng trong công tác sửa chữa, chưa được dùng trong công tác làm mới. Việc tạo ra 1 loại BTNN đạt chất lượng trong công tác xây dựng đường mới có ý nghĩ rất quan trọng. Vì vậy, yêu cầu cần thiết là phải tìm ra một loại bê tông nhựa có thể thay thế và khắc phục những nhược điểm của bê tông nhựa nóng trong công tác xây dựng đường mới. 6
SVTH: Hoàng Văn Diện- Nguyễn Thanh Hải; GVHD: ThS. Nguyễn Biên Cương - ThS. Trần Thị Thu Thảo. Từ các biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng nhựa lỏng với các chỉ tiêu kĩ thuật của bê tông nhựa => Chọn hàm lượng lỏng tối ưu là 5.6%. Hình 6: Biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng nhựa lỏng với độ rỗng cốt liệu. 3.4. Độ ổn định còn lại của mẫu bê tông nhựa nguội 3.5. Độ ổn định còn lại của mẫu bê tông nhựa nguội khi với hàm lượng nhựa tối ưu. có phụ gia. Bảng 6: Độ ổn định còn lại của mẫu bê tông nhựa với Bảng 7: Độ ổn định còn lại của mẫu bê tông nhựa có phụ hàm lượng nhựa tối ưu. gia. 5.60% Mẫu thí Phụ gia 0.2% Mẫu thí nghiệm số 1 2 3 4 5 6 nghiệm số 1 2 3 4 5 6 Độ ổn định Độ ổn định 10.1 10. Marshall 10.31 9.99 10.18 8.56 8.49 9.17 Marshall 10.45 6.32 7.04 6.78 4 54 (KN) (KN) Giá trị trung Giá trị 10.16 8.74 10.38 6.71 bình trung bình Độ ổn đinh Độ ổn đinh 86.02 64.70 còn lại (%) còn lại (%) 4. Bàn luận. công tác xây dựng đường ô tô ở khu vực Quảng Nam – 4.1. Độ ổn định còn lại. Đà Nẵng. Trong điều kiện bình thường, các mẫu bê tông nhựa rất Phải sử dụng phụ gia tăng dính để tăng độ ổn định còn lại khó để đạt chỉ tiêu độ ổn định còn lại. Vì vậy phải sử của hỗn hợp bê tông nhựa nguội khi dùng trong công tác dụng phụ gia tăng Tough Fix để tăng dính bám giữa cốt xây dựng đường. liệu và nhựa đường để độ ổn định còn lại của bê tông Chế tạo thành công mẫu BTNN đạt được các chỉ tiêu cơ nhựa nguội sử nhựa lỏng đạt được giá trị lớn hơn 75%. lí theo TCCS 08:2014/TCĐBVN. 4.2. Hàm lượng nhựa tối ưu. Tùy theo mục đích sử dụng hỗn hợp bê tông nhựa mà ta Rất khó để đạt được cả hai chỉ tiêu về độ rỗng dư và độ có thể điều chỉnh hàm lượng nhựa lỏng tối ưu phù hợp với rỗng khung cốt liệu. Dựa vào các biểu đồ cho thấy chỉ có từng loại đường. hàm lượng nhựa từ 5,6% - 5,7% mới có thể đạt được các Tài liệu tham khảo. chỉ tiêu cơ lí của bê tông nhựa theo TCCS (1) Tiêu chuẩn cơ sở 08:2014/TCĐBVN – Hỗn hợp bê 08:2014/TCĐBVN. tông nhựa nguội, yêu cầu thi công và nghiệm thu. Không thể chọn được hàm lượng nhựa có thể đạt được độ (2) TCVN 7572:2006 – Cốt liệu cho bê tông và phương rỗng dư tối ưu (4%) vừa đạt được độ rỗng khung cốt liệu pháp thử. lớn hơn 14%. (3) Tiêu chuẩn TCVN 8860:2011 – Bê tông nhựa và 5. Kết luận. phương pháp thử. Cốt liệu đá ở mỏ đá Hố Chuồn khá tốt, có thể làm cốt liệu (4) Tiêu chuẩn 8818:2011 – Nhựa lỏng. chế tạo bê tông nhựa nguội sử dụng nhựa lỏng dùng trong (5) Các liệu trực tuyến từ nguồn enternet khác. 9