Độ dính bám giữa đá dăm với bitum nhựa đường là một trong những yếu tố quan trọng trong liên kết cho kết cấu tầng mặt và ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của loại kết cấu áo đường. Việc đánh giá độ dính bám của đá dăm và bitum nhựa đường trong quá trình thiết kế, lựa chọn loại đá dăm có tính kết dính tốt với bitum có ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của loại kết cấu áo đường. Vì vậy đề tài tập trung nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để đánh giá độ dính bám của các mỏ đá tại thành phố Đà Nẵng có độ dính bám với bitum nhựa đường loại 60/70 là loại nhựa đường được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, từ đó đưa ra những nhận xét và kiến nghị lựa chọn mỏ đá trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có độ dính bám tốt nhất để sản xuất bê tông nhựa.
Trang 1ĐÁNH GIÁ ĐỘ BÁM DÍNH GIỮA ĐÁ DĂM VỚI BITUM NHỰA ĐƯỜNG TẠI CÁC MỎ ĐÁ
Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KS Phạm Văn Lim - SV Lê Văn Cường - SV Ngô Thân Thương
Khoa Kỹ thuật Xây dựng
TÓM TẮT
Độ dính bám giữa đá dăm với bitum nhựa đường là một trong những yếu tố quan trọng trong liên kết cho kết cấu tầng mặt và ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của loại kết cấu áo đường Việc đánh giá độ dính bám của đá dăm và bitum nhựa đường trong quá trình thiết kế, lựa chọn loại đá dăm có tính kết dính tốt với bitum có ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của loại kết cấu
áo đường Vì vậy đề tài tập trung nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để đánh giá độ dính bám của các mỏ đá tại thành phố
Đà Nẵng có độ dính bám với bitum nhựa đường loại 60/70 là loại nhựa đường được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, từ đó đưa ra những nhận xét và kiến nghị lựa chọn mỏ đá trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có độ dính bám tốt nhất
để sản xuất bê tông nhựa.
ABSTRACT
Income Room tacks between multiple chips with asphalt bitumen is one of the important factors in the link to the texture, surface, and a great influence to the short life span of pavement structure The evaluation of your tacks bituminous macadam and asphalt in the design process, select the type of multi-crystalline particle has good adhesion with bitumen greatly affect the lifespan of your type of pavement structure Therefore to refocus planning study in the laboratory experiments to assess the stickiness of tissues
in the city has adequate multi-purpose asphalt tack coat with bitumen type 60/70 is asphalt is used most popular now, but is free to make comments and recommendations on the selection of quarries in the city of Da Nang has bam best adhesion to produce asphalt.
1 Mở đầu
Trong những năm gần đây, sự phát triển kinh tế của Việt Nam đòi hỏi chúng ta phải nhanh chóng nâng cấp và xây dựng hệ thống hạ tầng cơ sở nhằm đáp ứng nhu cầu vận
Trang 2chuyển, du lịch, thông thương ngày một tăng giữa các vùng, các khu vực trên toàn đất nước Chính vì vậy, các con đường ngày càng sử dụng phổ biến bitum nhựa đường làm chất liên kết cho kết cấu tầng mặt Sự liên kết giữa đá dăm và nhựa đường ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của loại kết cấu áo đường này Do vậy, nếu độ dính bám của đá dăm và bitum nhựa đường không đạt yêu cầu thì có thể tốn kém nhiều chi phí cho công tác duy
tu sửa chữa sau này và việc tham gia giao thông của các phương tiện với hệ số an toàn thấp dẫn đến tai nạn
Trong khu vực Đà Nẵng đã có nhiều mỏ đá đang khai thác với trữ lượng lớn Tuy nhiên chưa có đề tài nào nghiên cứu tổng quan và đề xuất lựa chọn mỏ đá trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có tính dính bám với bitum nhựa đường tốt nhất
Nghiên cứu độ dính bám và đánh giá độ dính bám đối với từng loại đá trên số lượng mẫu quy hoạch tại các mỏ đá trên địa bàn thành phố tạo điều kiện đánh giá, chọn ra loại
đá bám dính tốt nhất với bitum nhựa trước khi thi công có nghĩa cấp thiết
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm khảo sát và lựa chọn mỏ đá có tính dính bám với bitum nhựa đường 60/70 tốt nhất trên địa bàn thành phố Đà Nẵng, từ đó đề xuất lựa chọn mỏ đá để sản xuất bê tông nhựa dựa trên tiêu chí về độ dính bám giữa bitum nhựa với đá dăm
2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1 Nguyên liệu
- Đá dăm được lấy từ 5 mỏ đá khác nhau trên địa bàn thành phố Đà Nẵng: Mỏ đá Phước Tường, mỏ đá Đà Sơn, mỏ đá Phước Lý 2, mỏ đá Thạch Toàn và mỏ đá Hòa Phát
- Bitum nhựa đường 60/70
2.2 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lấy mẫu: Chọn mẫu để làm thí nghiệm theo tiêu chuẩn vật liệu nhựa
đường đặc (TCVN 7504:2005)
- Phương pháp đánh giá độ bám dính: Tiến hành thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN
7504:2005 Độ dính bám của đá dăm với bitum nhựa được đánh giá theo 5 cấp như sau:
yCấp 5 dính bám rất tốt: Màng bitum còn bám nguyên vẹn, bọc toàn bộ bề mặt
viên đá
yCấp 4 dính bám khá: Màng bitum bọc toàn bộ viên đá nhưng có độ dày, mỏng
khác nhau
yCấp 3 dính bám trung bình: Màng bọc bitum hầu như toàn bộ bề mặt viên đá, đôi
chỗ bị bong tróc
Trang 3yCấp 2 dính bám kém: Màng bitum bị bong khỏi mặt đá, nhưng lỗ chỗ vẫn còn
bitum bám
yCấp 1 dính bám rất kém: Bề mặt viên đá sạch, không còn vết bitum bám.
Tính lượng nhựa bong tróc sau khi đun sôi trong nước:
% Nhựa bong tróc = 2 3
2 1
m m
m m
−
−
Trong đó:
- m1 (g): Khối lượng đá trước khi nhúng nhựa
- m2 (g): Khối lượng đá sau khi nhúng nhựa
- m3 (g): Khối lượng đá nhúng nhựa sau khi đun sôi
3 Kết quả và thảo luận
3.1 Khảo sát và đánh giá độ dính bám bitum nhựa đường 60/70 của đá dăm thu nhận
từ các mỏ ở địa bàn thành phố Đà Nẵng
Độ dính bám của đá dăm với bitum nhựa (cấp dính bám) phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như: Bản chất hóa học của các loại đá, độ sạch, độ nhám của bề mặt đá, điều kiện xử
lý nhiệt giữa bitum nhựa và đá Độ dính bám có ảnh hưởng đến tuổi thọ của các lớp kết cấu áo đường
Trong phạm vi giới hạn của đề tài, sử dụng loại nhựa có độ kim lún là 60/70 loại nhựa này được dùng phổ biến nhất trong xây dựng đường Tiến hành làm thí nghiệm với
5 mỏ đá với số lượng mẫu thí nghiệm cho mỗi mỏ đá: 20 mẫu/1mỏ đá Vậy tổng số lượng mẫu thí nghiệm: 100 mẫu
Một số hình ảnh thí nghiệm đánh giá độ dính bám tại phòng thí nghiệm xây dựng
- Trường Đại học Đông Á:
Hình 1 Mẫu thí nghiệm
Trang 4Hình 2 Sấy đá và buộc thép vào mẫu đá thí nghiệm
Hình 3 Nhúng đá vào bitum nhựa đã tới nhiệt độ làm việc
Hình 4 Đun đá trong nước
đã đến nhiệt độ làm việc Hình 5 Đánh giá độ dính bám sau khi đun mẫu với nước cất
* Kết quả thí nghiệm
Bảng 1 Bảng kết quả mỏ đá Phước Tường
Cấp dính bám (2) Số mẫu (3) (2)*(3) xi=[(2)-(1)] 2 Pi=(3)/20 xi*Pi
Cấp dính bám trung bình (1) 3,9 Phương sai 0,69
Lượng nhựa bong bật trung bình% 33,26
Trang 5Bảng 2 Bảng kết quả mỏ đá Đà Sơn
Cấp dính bám (2) Số mẫu (3) (2)*(3) xi=[(2)-(1)] 2 Pi=(3)/20 xi*Pi
Cấp dính bám trung bình (1) 2,65 Phương sai 0,43
Lượng nhựa bong bật trung bình% 58,61
Bảng 3 Bảng kết quả mỏ đá Hòa phát
Cấp dính bám (2) Số mẫu (3) (2)*(3) xi=[(2)-(1)] 2 Pi=(3)/20 xi*Pi
Cấp dính bám trung bình (1) 2,50 Phương sai 0,45
Lượng nhựa bong bật trung bình% 60,76
Bảng 4 Bảng kết quả mỏ đá Phước Lý 2
Cấp dính bám (2) Số mẫu (3) (2)*(3) xi=[(2)-(1)] 2 Pi=(3)/20 xi*Pi
Cấp dính bám trung bình (1) 2,95 Phương sai 0,55
Lượng nhựa bong bật trung bình% 56,04
Trang 6Bảng 5 Bảng kết quả mỏ đá Thạch Toàn
Cấp dính bám (2) Số mẫu (3) (2)*(3) xi=[(2)-(1)] 2 Pi=(3)/20 xi*Pi
Cấp dính bám trung bình (1) 2,80 Phương sai 0,36
Lượng nhựa bong bật trung bình% 54,17
* So sánh tính dính bám giữa các mỏ đá tại thành phố Đà Nẵng
Hình 6 Biểu đồ thể hiện cấp dính bám trung bình của các mỏ đá
Hình 7 Biểu đồ thể hiện lượng nhựa bong bật trung bình của các mỏ đá
Trang 7Hình 8 Phân loại độ dính bám giữa đá dăm với nhựa đường 60/70
của các mỏ đá thành phố ở Đà Nẵng 3.2 Thảo luận:
* Nhận xét chung:
y Mỏ đá Phước Tường có cấp dính bám tốt nhất
y Các mỏ đá do đặc điểm phân bố ở các vùng địa chất khác nhau nên mỗi loại đá
sẽ có cấp độ bám dính khác nhau
y Hàm lượng bong tróc của nhựa tỉ lệ với lại cấp bám bính của đá dăm, nếu tỉ lệ nhựa bong tróc trung bình càng lớn thì cấp bám dính của nhựa và đá dăm càng thấp, ngược lại nếu tỉ lệ nhựa bong tróc trung bình càng nhỏ thì cấp bám dính càng lớn
y Đề tài bước đầu đã nghiên cứu và thí nghiệm cho 5 mỏ đá khác nhau trong thành phố Đà Nẵng và đã đánh giá được độ dính bám của của các mỏ đá đó với bitum nhựa loại 60/70
y Đề xuất dùng mỏ đá Phước Tường để đưa vào sản xuất bê tông nhựa vì mỏ Phước Tường có cấp độ bám dính thỏa mãn yêu cầu về độ dính bám giữa đá dăm với bitum nhựa đường theo tiêu chuẩn TCVN 8819-2011
* Hạn chế của đề tài: Đề tài chỉ mới nghiên cứu độ bám dính giữa đá dăm và nhựa
đường, chưa nghiên cứu các chỉ tiêu khác ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa
* Hướng phát triển của đề tài: Tiếp tục nghiên cứu các chỉ tiêu còn lại để đánh giá
một cách toàn diện sự làm việc giữa đá dăm với bitum nhựa đường của các mỏ đá trên địa bàn thành phố Đà Nẵng Từ đó đề xuất lựa chọn mỏ đá phù hợp nhất để sản xuất, thi công mặt đường bê tông nhựa
Trang 8TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Duy Hữu, Vũ Đức Chính, Đào Văn Đông, Nguyễn Thanh Sang (2010), Bê tông
Asphal, Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải.
[2] Bộ Giao Thông Vận Tải (1998), (22TCN 249-98) Quy trình thi công và nghiệm thu mặt
đường bê tông nhựa.
[3] Bộ Giao Thông Vận Tải (2001), (22TCN 279-01) Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường đặc,
yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm.
[4] www.cauduongbkdn.com
