 |
| Hình ảnh: Mặt đường bê tông Asphalt |
- Vai trò :
Cốt liệu lớn : bộ khung chịu lực , làm tăng khối lượng hỗn hợp -> giảm giá thành
Cốt liệu nhỏ : chèn lấp lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn -> tăng độ đặc ;
Bột khoáng : tăng diện tích bề mặt hỗn hợp cốt liệu -> thay đổi cấu trúc bitum , tăng độ đặc cho hỗn hợp
Bitum : kết hợp với bột khoáng tạo nên chất kết dính Asphalt-> kết dinh cốt liệu ; tạo độ dẻo cho hỗn hợp bê tông Asphalt -> thi công
- Phân loại :
+ Theo nhiệt độ thi công
Hỗn hợp bê tông Asphalt nóng : rải và bắt đầu làm đặc khi nhiệt độ hỗn hợp ≥120℃ , thường dùng bitum quánh : 40/60, 60/70 . 70/100
Hỗn hợp bê tông Asphalt ấm : rải và bắt đầu làm đặc khi nhiệt độ hỗn hợp ≥100℃ , hoặc thường ≥70℃ khi dùng bitum lỏng mác 130/200
Hỗn hợp bê tông Asphalt nguội lạnh : rải và bắt đầu làm đặc ở nhiệt độ hỗn hợp không khí ≥5℃ , dùng bitum quánh :70/130
+ Theo độ đặc ( độ rỗng dư )
BTAF đặc : r =3-6%
BTAF rỗng : r =6-12%
BTAF rất rỗng : r =12-18%
+ Theo độ lớn của cốt liệu :
BTAF đặc nóng ấm : BTNC 19 ; BTNC 12,5 ; BTNC 9,5 ; BTNC4,75
BTAF rỗng : BTNR 37,5 . BTNR 25 , BTNR 19
+ Theo hàm lượng đá dăm
Loại BTAF đặc , nóng , ấm : A ( 50-60 ) , B ( 35-50 ) , C ( 20-35)
BTAF nguội : BN ( 35-50 ) ; CN ( 20-35 )
2. Các tính chất của bê tông Asphalt
Các tính chất bê tông Asphalt thay đổi đáng kể theo nhiệt độ : ở nhiệt độ bình thường ( thể hiện tính đàn hồi dẻo ) , ở nhiệt độ cao ( thể hiện tính chảy dẻo ) , ở nhiệt độ thấp ( thể hiện tính giòn ) .
- Cường độ của bê tông Asphalt: (lưu ý cách xác định , phạm vi biến đổi , các yếu tố ảnh hưởng và các biện pháp tăng cường độ) tính chất cơ học của BTAF phụ thuộc vào khả năng chịu lực và độ ổn định ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau )
+ Cường độ chịu nén : được xác định ở 3 mức nhiệt độ khác nhau :
Cường độ nén ở 50 độ C : biểu thị khả năng ổn định động của vật liệu làm bê tông .
Cường độ nén ở 20 độ C là cường độ tiêu chuẩn của bê tông ( khả năng làm việc thường xuyên )
Cường độ chịu nén ở 0 độ C : biểu thị khả năng chống nứt .
Phương pháp xác định : thí nghiệm ( chế tạo mẫu + gia tải -> mẫu bị phá hoại -> P_max -> tính R
Cường độ chịu nén là cường độ giới hạn khi nén mẫu tiêu chuẩn ở nhiệt độ và đặt tải theo quy định
Kích thước mẫu tiêu chuẩn có đường kính ( d) = chiều cao ( h ) và = 101 ; 71,4 ; 50,5 mm tùy theo độ lớn của vật liệu khoáng .
+ Cường độ chịu kéo là đặc tính quan trọng của BTAF để đẩm bảo khả năng chống nứt .
Phương pháp xác định : kéo trực tiếp trên mẫu dầm 40x40x160mm , kéo gián tiếp = phương pháp nén ngang mẫu trục .
R_k=α P/dh ( Mpa)
Trong đó P : tải trọng phá hoại mẫu
d, h : đường kính , chiều cao
α : hệ số .
Yếu tố ảnh hưởng đến mẫu : tỷ lệ thành phần vật liệu , mác của bitum, công nghệ đầm nén , nhiệt độ và tốc độ biến dạng .
- Biến dạng của BTAF
+ BTAF là vật liệu đàn hồi – dẻo nhớt tùy theo trạng thái và điều kiện biến dạng
+ Đánh giá biến dạng của BTAF : khi tải trọng tác dụng thường xuyên , sự phát triển của biến dạng phụ thuộc vào trị số ứng suất :
Khi tải trọng P nhỏ giới hạn đàn hồi P_k , có 2 loại biến dạng :
Biến dạng đàn hồi thuần túy ε_0 xuất hiện tức thời khi đặt tải và cũng mất đi nhanh khi bỏ tải
Biến dạng đàn hồi chậm ε_s xuất hiện chậm sau đặt tải và tăng chậm theo thòi gian đặt tải T1 . biến dạng cũng mất đi chậm theo thời gian bỏ tải
Khi tải trọng P vượt quá giới hạn đàn hồi P_k và nhỏ hơn tải trọng phá hoại P_m , ngoài 2 biến dạng có thêm biến dạng dư .
+ Đặc trưng biến dạng của BTAF được thể hiện qua 2 chỉ tiêu :
Mô đun đàn hồi :
Mô đun đàn hồi ban đầu : E_1=p/ε_0
Mô đun đàn hồi sau : E_0=p/ε_0
- Độ ổn định và độ dẻo của BTAF theo Marshall
Độ bền Marshall ( P) là độlớn của lực khi phá hoại mẫu tiêu chuẩn ( daN)
Độ dẻo Marshall ( L) là độ biến dạng của mẫu khi bị phá hoại ( 1 độ dẻo = 0,1 mm)
Độ cứng quy ước : A = 10P/L
3. Vật liệu chế tạo bê tông Asphalt
- Cốt liệu lớn:
Nguồn gốc : đá dăm , hoặc sỏi nghiền hoặc 1 số loại chất thải rắn
Hàm lượng : 20-65 %
Cường độ đá gốc tối thiểu từ 80-100 Mpa, nên dùng các loại cốt liệu lớn gốc bazo.
Các yêu cầu kỹ thuật về cơ bản giống các yêu cầu về cốt liệu lớn trong BTXM (thành phần , độ sạch , cường độ, độ hao mòn , hàm lượng hạt yếu , D_max )
- Cốt liệu nhỏ:
Nguồn gốc : cát tự nhiên hoặc cát nghiền
Hàm lượng 15-50% , BTAF cát chỉ dùng cát
Vai trò : chèn lỗ rỗng của cốt liệu lớn
Cát nghiền phải được chế tạo từ đá gốc có cường độ 60-100Mpa
Lượng hạt < 0,071mm : 0 vượt quá 14% , lượng hạt < 0,14mm 0 vượt quá 20%
Hàm lượng sét ≤ 0.5%
- Bột khoáng: là thành phần quan trọng trong hỗn hợp BTAF
+ Vai trò :
Lấp đầy lỗ rỗng của cốt liệu -> tăng độ đặc
Tăng diện tích bề măt -> màng bitum mỏng -> tăng liên kết vật lý
Thường có gốc bazo -> tăng liên kết hóa học giữa bitum và vật liệu khoáng
Tăng ổn định nước cho BTAF
+ Nguồn gốc : được nghiền mịn từ đá vôi, đá đolomit , vỏ sò , xi măng , tro bay nhiệt điện ,..
+ Yêu cầu : cường độ đá gốc ≥ 20 Mpa ; lượng tạp chất < 5%; khô, tơi, xốp; độ nhỏ (lượng lọt sàng 0,6mm đạt 100%, lượng lọt sàng 0.3 mm đạt 90-100%, lượng lọt sàng 0,0075 mm đạt 70-100%)
- Bitum: lựa chọn phù hợp với điều kiện khí hậu nơi sử dụng BTAF, điều kiệ tải trọng làm việc , phương pháp thi công. Hàm lương bitum từ 4-7% , có thể sử dụng các laoij bitum cải tiến .
4. Thiết kế thành phần bê tông Asphalt theo phương pháp Marshall
Tổng quát về thiết kế thành phần BTAF theo phương pháp Marshall
Lý thuyết về thành hạt hợp lý của hỗn hợp vật liệu khoáng trong bê tông Asphalt theo Fuller, ứng dụng lý thuyết này
Phương pháp tính toán thành phần hỗn hợp vật liệu khoáng của bê tông Asphalt
Phương pháp xác định hàm lượng bitum trong bê tông Asphalt
5. Công nghệ chế tạo Bê tông Asphalt: tạo ra hỗn hợp bê tông Asphalt đồng nhất (các hạt cốt liệu được phân tán đều , trên bề mặt các hạt cốt liệu được bao bọc 1 lớp bitum)
- Công nghệ chung chế tạo bê tông Asphalt : 4 giai đoạn
+ Chuẩn bị vật liệu ( máy móc , nhân lực , mặt bằng,.. )
Cốt liệu ( cát , đá ) : rửa bằng máy hoặc trên băng chuyền -> sấy khô ; nung nóng đến nhiệt độ phù hợp: 140-160 ℃ với BTAF rải nóng , 120-140 ℃ với BTAF rải ấm ; sàng phân loại -> cân ( theo thành phần vật liệu khoáng đã thiết kế )
Bột khoáng : phải được làm tơi xốp , được chứa vào các silo riêng .
Bitum : gia nhiệt đến độ nhớt phù hợp (140-160 ℃ với bitum quánh )
+ Trộn
Trộn khô : đá dăm , cát nung nóng được trộn với bột khoáng -> các hạt bột khoáng bọc bề mặt cốt liệu .
Trộn ướt : máy trộn cưỡng bức , bitum được phun vào thùng trộn và nhào trộn với hỗn hợp vật liệu khoáng , thời gian nhào trộn : 50-150s ( tùy loại bê tông Asphalt )
+ Vận chuyển , rải và đầm chắc
Vận chuyển : sử dụng phương tiện ( xe tải , xe chuyên dụng ) , nhận hỗn hợp BTAF từ trạm trộn , vận chuyển hỗn hợp BTAF vào xe tải xuống vị trí thi công .
Cần tránh tối đa : hỗn hợp bê tông Asphalt bị mất nhiệt độ trong quá trình vận chuyển , phủ bạt che chắn cho hỗn hợp bê tông Asphalt , hỗn hợp BTAF dính bám với thùng xe .
Rải ( thiết bị : thủ công đối với sửa chữa nhỏ hoặc máy rải chuyên dụng ) . Nguyên tắc : yêu cầu hỗn hợp BTAF đảm bảo nhiệt độ thi công ‘; đảm bảo chiều dầy , chiều rộng lớp rải ; đảm bảo độ bằng phẳng ; đảm bảo độ đốc dọc , độ dốc ngang . Trình tự : nhận hỗn hợp BTAF từ xe vận chuyển ; chuyển và phân phối hỗn hợp bê tông Asphalt tới mặt bàn sau ; điều chỉnh bộ phận san gạt ; rải hỗn hợp BTAF
Đầm nén : lén chặt hỗn hợp BTAF -> độ rỗng phù hợp ( VA) ; hình thành cấu trúc BTAF tối ưu (cấu trúc có khung ) ; đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật của mặt đường , độ bằng phẳng , độ dốc , cường độ . Các giai đoạn : đầm sơ bộ ( ngay sau khi rải , tốc độ lu nhanh , đảm bảo lớp lu 0 dồn trượt , sử dụng lu nhẹ ) ; đàm hoàn thiện ( tốc độ lu chậm , đảm bảo số lu trên điểm . sử dụng lu năng , lu rung )
+ Kiểm tra chất lượng: kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông Asphalt và bê tông Asphalt theo các quy định của dự án; kiểm tra và kiểm soát chất lượng hỗn hợp bê tông Asphalt và bê tông Asphalt được thực hiện trong tất cả các giai đoạn của công nghệ chế tạo.
Ôn tập kinh tế xây dựng ngành công trình (Phần 3)
Ôn tập kinh tế xây dựng ngành công trình (Phần 4)
vì sao trong vật liệu chế tạo bê tông asphalt, cốt liệu lớn nên là đá gốc bazo mà không phải gốc axit
Trả lờiXóa