Đánh giá chất lượng đá khu vực núi dinh tỉnh bà rịa vũng tàu và khả năng sử dụng làm cốt liệu trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI ------ nguyễn đình giao đánh giá chất lượng đá khu vực núi dinh tỉnh bà rịa vũng tàu và khả năng sử dụng làm cốt liệu trong chế tạo hỗn hợp bê tông

TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI

- -

nguyễn đình giao

đánh giá chất lượng đá khu vực núi dinh

tỉnh bà rịa vũng tàu và khả năng sử dụng làm cốt liệu trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa

LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT

tp hồ chí minh - 2017

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI

- -

nguyễn đình giao

đánh giá chất lượng đá khu vực núi dinh

tỉnh bà rịa vũng tàu và khả năng sử dụng làm cốt liệu trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa

NGàNH: Kỹ THUậT XÂY DựNG CÔNG TRìNH GIAO THÔNG

Mã Số: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DựNG ĐƯờNG ÔTÔ Và ĐƯờNG THàNH PHố

LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT

HƯớNG DẫN KHOA HọC:

PGS.TS nguyễn văn hùng

tp hồ chí minh - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2017 Tác giả luận văn

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Tôi xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn đã chỉ dẫn tận tình và đã đóng góp các ý kiến quý báu để giúp tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Đào tạo sau Đại học trường Đại học Giao Thông Vận Tải đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập nghiên cứu

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Giao Thông Vận tải, đã tạo điều kiện để tôi được học tập và nghiên cứu

Cuối cùng tôi bày tỏ cảm ơn các đồng nghiệp, gia đình người thân đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu

Trân trọng cảm ơn!

Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2017 Tác giả luận văn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

MỤC LỤC BẢNG BIỂU vi

MỤC LỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Kết cấu của luận văn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÊ TÔNG NHỰA TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ TẠİ TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU 3

1.1 Quy hoạch giao thông tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu giai đoạn 2016-2020, tầm nhìn đến năm 2030 3

1.1.1 Hiện trạng giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 3

1.1.2 Quy hoạch giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu tầm nhìn đến năm 2030 6

1.2 Tình hình sử dụng bê tông nhựa trong xây dựng ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 9

1.3 Tình hình sử dụng đá để làm cốt liệu sản xuất BTN ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 14

1.4 Kết luận chương 1 17

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐÁ TẠI KHU VỰC NÚI DINH TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU 18

2.1 Xác định vị trí, chất lượng, trữ lượng đá, đặc điểm địa lý khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 18

2.1.1 Vị trí 18

2.1.2 Chất lượng, trữ lượng 19

2.1.3 Tình hình khai thác đá làm cốt liệu ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 21

2.1.4 Đặc điểm khai thác của mỏ đá Núi Dinh, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 23

2.2 Yêu cầu về đá làm cốt liệu sản xuất bê tông nhựa theo TCVN 8819:2011 24

2.3 Kết quả thí nghiệm chất lượng đá ở Núi Dinh trong phòng thí nghiệm 25

2.4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phụ gia WetfixBE đến độ dính bám của cốt liệu đá với nhựa đường 28

2.4.1 Tổng quan về phụ gia Wetfix BE: 28

2.4.2 Ảnh hưởng phụ gia WetfixBE đến dính bám đá-nhựa: 29

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ĐÁ TẠI KHU VỰC NÚI DINH TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU LÀM CỐT LIỆU CHẾ TẠO HỖN HỢP BÊ TÔNG NHỰA 33

3.1 Các yêu cầu kỹ thuật đối với bê tông nhựa 33

3.1.1 Tổng quan về bê tông nhựa 33

3.1.1.1 Cấu trúc của bê tông nhựa 33

3.1.1.2 Phân loại bê tông nhựa 37

3.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật theo 8819:2011 43

3.2 Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm về bê tông nhựa sử dụng cốt liệu đá Núi Dinh tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 45

3.2.1 Thiết kế thực nghiệm các tính chất cơ lý của bê tông nhựa 45

3.2.2 Thiết kế cấp phối cốt liệu sử dựng đá Núi Dinh tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu để sản xuất BTN 47

3.2.2.1 Thiết kế cấp phối BTN C12,5 48

3.2.2.2 Thiết kế cấp phối BTN C19 54

3.2.3 Kết quả thí nghiệm 59

3.2.3.1 Thí nghiệm Marshall 59

3.2.3.2 Thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe 60

3.2.3.3 Cải tiến chất lượng BTN sử dụng cốt liệu đá mỏ Tóc Tiên I 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

1 Kết luận 70

2 Kıến nghị 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 1 Mức độ thực hiện quy hoạch đối với từng loại đường và của toàn

hệ thống đường bộ trên toàn tỉnh tính đến thời điểm hiện tại [15]: 6

Bảng 1 2 Danh sách một số điểm mỏ chính đang được cấp phép khai thác trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 15

Bảng 2 1 Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm làm cốt liệu BTN 24

Bảng 2 2 Bảng thông số mẫu vật liệu đá thí nghiệm 26

Bảng 2 3 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu đá núi Dinh theo TCVN 8819:2011 27

Hình 2 7 Sơ đồ cơ chế làm việc của phụ gia WetfixBE 29

Bảng 2 4 Kết quả thí nghiệm độ dính bám của nhựa với đá 30

Bảng 3 1 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt (BTNC) 39

Bảng 3 2 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng (BTNR) 41

Bảng 3 3 Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt (BTNC) 43

Bảng 3 4 Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa rỗng (BTNR) 44

Bảng 3 6 Bảng thành phần cấp phối BTNC 19 mm 54

Bảng 3 7 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu Marshall BTN C12,5 60

Bảng 3 8 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu Marshall BTN C19 60

Bảng 3 9 Kết quả thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe 61

Bảng 3 10 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu Marshall BTN khi bổ sung phụ gia WetfixBE 0,3% 65

Bảng 3 11 Kết quả thí nghiệm lún vệt hằn bánh xe BTN khi bổ sung phụ gia WetfixBE 0,3% 66

Hình 3 11 Biểu đồ lún VHBX BTN C12.5 – 0.3% WetfixBE 66

Hình 3 12 Biểu đồ lún VHBX BTN C19 – 0.3% WetfixBE 67

MỤC LỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 1 1 Bản đồ các trục đường chính tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 5

Hình 1 2 Sơ đồ chế tạo BTN nóng 10

Hình 1 3 Hình ảnh một số tuyến đường sử dụng BTN làm mặt đường ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 12

Hình 1 4 Xô dồn lớp mặt bê tông nhựa trên QL51 đoạn KCN Cái Mép 13

Hình 1 5 Lún hằn vệt bánh xe bê tông nhựa trên QL51 đoạn KCN Cái Mép 13

Hình 1 6 Vết nứt rạn bê tông nhựa đường 30/4 TP Vũng Tàu 14

Hình 2 1 Bản đồ khu vực núi Dinh 18

Hình 2 2 Mặt cắt địa chất điển hình các mỏ đá Núi Dinh 19

Hình 2 3 Màu sắc đá khác nhau trong cùng một mỏ đá 20

Hình 2 4 Bề mặt viên đá nhẵn và các mạch nứt có sẵn 20

Hình 2 5 Dây chuyền nghiền đá làm cốt liệu tại mỏ đá Thành Chí 22

Hình 2 6 Các loại đá thành phẩm tập kết ở bãi sau khi nghiền 23

Hình 2 7 Sơ đồ cơ chế làm việc của phụ gia WetfixBE 29

Hình 2 8 Thí nghiệm độ dính bám với nhựa đường 31

Hình 3 1 Biểu đồ thể hiện đường cong cấp phối BTN C12,5 50

Hình 3 2 Biểu đồ mối quan hệ giữa chỉ tiêu cơ lý của BTN C12,5 và hàm lượng nhựa 53

Hình 3 3 Biểu đồ thể hiện đường cong cấp phối BTNC 19 mm 55

Hình 3.4 Biểu đồ mối quan hệ giữa chỉ tiêu cơ lý của BTN C19 và hàm lượng nhựa 58

Hình 3 5 Mẫu vật liệu trộn cấp phối 59

Hình 3 6 Biểu đồ lún VHBX BTN C12.5 – Mỏ Thành Chí 62

Hình 3 7 Biểu đồ lún VHBX BTN C19 – Mỏ Thành Chí 62

Hình 3 8 Biểu đồ lún VHBX BTN C12.5 – Mỏ Tóc Tiên I 63

Hình 3 9 Biểu đồ lún VHBX BTN C19 – Mỏ Tóc Tiên I 63

Hình 3 10 Hình ảnh mẫu BTN mỏ Tóc Tiên I bị bóc tróc nhựa 64Hình 3 11 Biểu đồ lún VHBX BTN C12.5 – 0.3% WetfixBE 66Hình 3 12 Biểu đồ lún VHBX BTN C19 – 0.3% WetfixBE 67Hình 3 13 Hình ảnh mẫu BTN mỏ Tóc Tiên I đạt tiêu chuẩn HLVBX khi có phụ gia WetfixBE 0.3% 67

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, trước tình Hình đô thị hóa ngày một nhanh, việc xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là giao thông đường bộ tại tỉnh Bà Rịa

- Vũng Tàu là một mục tiêu quan trọng nhằm nâng cao đời sống dân cư và khai thác tiềm năng kinh tế của địa phương Tuy nhiên hiện nay, nguồn vật liệu để đưa vào sản xuất xây dựng các công trình giao thông đang ngày càng khan hiếm, việc tìm ra các nguồn vật liệu đạt tiêu chuẩn về chất lượng đang là một vấn đề cấp bách và thiết thực

Vật liệu đá sử dụng trong xây dựng công trình giao thông, đặc biệt đá làm cốt liệu chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu phục

vụ cho xây dựng kết cấu áo đường ô tô ngày càng khan hiếm, chất lượng không đồng đều Trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu hiện nay, đá tại khu vực Núi Dinh đã và đang được sử dụng rất nhiều cho các công trình trong

và ngoài địa bàn của tỉnh Nhằm tránh được các hư hỏng mặt đường do chất lượng BTN không đạt yêu cầu, chung ta phải đánh giá lại việc trong khu vực Núi Dinh, các mỏ đá nào phù hợp để làm cốt liệu sản xuất BTN Với đề tài “Đánh giá chất lượng đá khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và khả năng sử dụng làm cốt liệu trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa”, tác giả đi sâu vào việc đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của đá tại các mỏ

đá khu vực Núi Dinh, xem xét các phương án sử dụng đá làm cốt liệu chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa đạt tiêu chuẩn về chất lượng

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đánh giá chất lượng đá tại khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nhằm tận dụng nguồn vật liệu tại địa phương để chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa đạt tiêu chuẩn chất lượng, hạ giá thành sản phẩm, nâng cao hiệu quả kinh tế trong các dự án đầu tư, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội

trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và các khu vực lân cận

3 Đối tượng nghiên cứu

Đá tại khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

4 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của đá Núi Dinh - tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu dùng làm cốt liệu chế tạo BTN trong xây dựng đường ô tô

5 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thí nghiệm thực nghiệm trong phòng

Phương pháp thống kê

Kế thừa chọn lọc kết quả nghiên cứu của các chuyên gia

6 Kết cấu của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn có kết cấu gồm 03 chương:

Chương 1 Tổng quan về tình Hình sử dụng bê tông nhựa trong xây dựng mặt đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Chương 2: Đánh giá chất lượng đá tại khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Chương 3: Đánh giá khả năng sử dụng đá tại khu vực Núi Dinh tỉnh

Bà Rịa - Vũng Tàu làm cốt liệu chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÊ TÔNG NHỰA TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ TẠİ TỈNH BÀ

RỊA - VŨNG TÀU 1.1 Quy hoạch giao thông tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu giai đoạn 2016-

2020, tầm nhìn đến năm 2030

1.1.1 Hiện trạng giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Bà Rịa - Vũng Tàu là một tỉnh thuộc miền Đông Nam bộ và nằm ở vị trí cửa ngõ ra biển Đông của toàn miền: phía Tây giáp thành phố Hồ Chí Minh, phía Bắc và phía Tây - Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, phía Đông giáp tỉnh Bình Thuận và phía Nam giáp biển Đây là một đầu mối giao thông lớn ở miền Đông Nam bộ, chỉ sau thành phố Hồ Chí Minh, với tất cả các loại hình vận tải: Đường bộ, đường sắt, đường sông, đường biển và đường không Định hướng đến năm 2020, Bà Rịa - Vũng Tàu sẽ trở thành thành phố cảng biển lớn nhất ở Nam Bộ Trong quan hệ kinh tế, Bà Rịa - Vũng Tàu là một tỉnh của Vùng KT trọng điểm phía Nam

Bà Rịa - Vũng Tàu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa; một năm chia hai mùa rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, thời gian này có gió mùa Tây Nam Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thời gian này có gió mùa Đông Bắc Nhiệt độ trung bình hàng năm là

27 °C, tháng thấp nhất khoảng 24,8°C, tháng cao nhất khoảng 28,6°C Số giờ nắng rất cao, trung bình hàng năm khoảng 2400 giờ Lượng mưa trung bình 1500mm

Bà Rịa - Vũng Tàu có 2 thành phố trực thuộc tỉnh và 6 huyện Trong

đó được chia nhỏ thành 82 đơn vị hành chính cấp xã, trong đó có 7 thị trấn,

29 phường và 46 xã

Dân số toàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đến thời điểm năm 2011 đạt gần 1.027.200 người, mật độ dân số đạt 516 người/km² Trong đó dân số sống

tại thành thị đạt gần 512.100 người, dân số sống tại nông thôn đạt 515.100 người Dân số nam đạt 513.410 người, trong khi đó nữ đạt 513.800 người

Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa phương tăng 8,9 ‰

Trong những năm gần đây, mạng lưới giao thông đường bộ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu phát triển mạnh mẽ, ngày càng hoàn thiện theo hướng hiện đại Tỉnh cơ bản hoàn thành bộ khung kết cấu chung về hạ tầng giao thông với hệ thống đường Quốc lộ, tỉnh lộ, đường đô thị, huyện lộ, đường xã và các đường chuyên dụng Hệ thống giao thông giúp kết nối đường bộ, cảng biển, các khu hành chính, khu dân cư một cách thông suốt, hợp lý Việc đầu tư, phát triển kết cấu hạ tầng giao thông thời gian qua đã tạo động lực thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của tỉnh

Ngành Giao thông vận tải đã chú trọng công tác quy hoạch giao thông gồm các tuyến trục theo hướng Đông Tây, Bắc Nam liên hoàn và trải khắp các vùng trên địa bàn Ba tuyến QL51, Quốc lộ 55 và Quốc lộ 56 được nâng cấp theo tiêu chuẩn đường cấp 3 đồng bằng, đây là 3 tuyến đóng vai trò là mạch chủ, xương sống của giao thông đường bộ của tỉnh Ngoài ra, tỉnh đang tập trung để đầu tư xây dựng tuyến đường liên cảng Cái Mép - Thị Vải chạy dọc theo hệ thống cảng, các khu công nghiệp tại huyện Tân Thành, nối với đường cao tốc liên vùng phía Nam tại huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai Đây là tuyến đường vận tải công nghiệp cực kỳ quan trọng, kết nối việc vận chuyển hàng hóa từ khu vực cảng, các khu công nghiệp của Bà Rịa - Vũng Tàu với thành phố Hồ Chí Minh và vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

Hình 1 1 Bản đồ các trục đường chính tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Chiều dài (hiện có/quy hoạch)

Mức độ thực hiện

a Đường cao tốc: Dài 34.0 Km

- Vị trí tổng quát của đường cao tốc Biên Hòa-Vũng Tàu ở đoạn nằm trên địa phận tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu (qua huyện Tân Thành, thành phố Bà Rịa, huyện Long Điền và thành phố Vũng Tàu)

- Cấp hạng kỹ thuật: Đường cao tốc loại A với 6 làn xe

b Đường vành đai 4 khu vực thành phố Hồ Chí Minh: Dài 23.0

c Quốc lộ:

Làm mới đoạn tránh thành phố dài khoảng 8.5 km thuộc QL51, trùng với vị trí của đoạn vành đai phía Nam thành phố theo quy hoạch đô thị của thành phố Bà Rịa Cấp hạng kỹ thuật: Đường cấp I, 6 làn xe ô tô

Xây dựng một đoạn quốc lộ mới: Nằm theo hướng Tây-Đông đi qua huyện: Long Thành (tỉnh Đồng Nai), huyện Tân Thành, huyện Châu Đức (tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu), cực Nam huyện Long Khánh (tỉnh Đồng Nai), huyện Xuyên Mộc (tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu) và huyện Minh Tân (tỉnh Bình Thuận); Các điểm khống chế trên tuyến:

- Điểm đầu nối vào đường cao tốc Bến Lức-Long Thành đang thi công (đoạn đáy của đường vành đai 3 thành phố Hồ Chí Minh) ở nút giao với QL51 tại huyện Long Thành của tỉnh Đồng Nai;

- Cắt qua quốc lộ 56 ở huyện Châu Đức của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu;

- Điểm cuối giao với quốc lộ 1 ở khu vực thị trấn Minh Tân (tỉnh Bình Thuận)

- Tổng chiều dài tuyến là khoảng 73km, trong đó đoạn nằm trên địa

phận tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu dài khoảng 36.3Km

- Cấp hạng kỹ thuật: Đường cấp III đồng bằng, 2 làn xe ô tô

Công trình khi hoàn thành sẽ tăng tính hấp dẫn của cụm cảng biển Thị vải - Cái Mép Tạo một trục vận tải đường dài trực tiếp giữa tỉnh Bình Thuận và cụm cảng biển Thị vải - Cái Mép; Giảm áp lực giao thông cho đoạn quốc lộ 1 Long Khánh - Biên Hòa ở tỉnh Đồng Nai và Làm trỗi dậy vùng đất phía Bắc thuộc các huyện Châu Đức, Xuyên Mộc của tỉnh Bà Rịa

- Vũng Tàu

d Đường tỉnh:

- Kéo dài đường tỉnh ĐT.991 (Mỹ Xuân - Ngãi Giao - Bình Châu) thêm một đoạn dài 3.8 km từ QL51 đến điểm đầu của ĐT.995 (đường liên cảng) để tăng thêm tính nối mạng của cả 2 tuyến, đặc biệt là đường ĐT.995

- Kéo dài thêm đường ven biển (Tên mới trong hồ sơ này là ĐT.994) ở đoạn bắt đầu từ đường cong hiện hữu trước cầu Cửa Lấp rẽ vào QL51B thuộc địa phận thành phố Vũng Tàu, đi theo một nhánh mới bên phài hướng tới nút giao QL51 - đường Trường Sa hiện hữu để nhập vào đường Trường Sa, qua cầu Gò Găng, cầu Chà Và đi về phía xã Long Sơn Tại xã Long Sơn, tuyến đi chập vào đường bao quy hoạch của xã để nối vào đoạn cuối của đường vành đai 4 quy hoạch (đường 991B - tên cũ) và kết thúc tại đây Đoạn tuyến nối dài thêm này là khoảng 20.2Km, trong đó đoạn đã có đường dài 7.6 km (đường Trường Sa); đoạn chưa có đường dài khoảng 12.6Km, gồm 1.0 km đoạn từ nút giao với đường cao tốc Biên Hòa-Vũng Tàu đến nút giao với QL51 và 11.6 km của đoạn đường bao quy hoạch của

xã Long Sơn

- Kéo dài đường tỉnh: ĐT.997 (tên cũ là Lộc An - Xuân Sơn) đến hết địa giới của tỉnh

- Cấp hạng kỹ thuật: Theo Tiêu chuẩn thì đường tỉnh có cấp hạng kỹ thuật tối thiểu là đường cấp IV với 2 làn xe, mặt đường rộng 6 m, nền đường rộng 9m

1.2 Tình hình sử dụng bê tông nhựa trong xây dựng ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Bêtông nhựa - BTN (Asphalt concrete - AC) là một loại vật liệu vô cùng quan trọng trong kết cấu đường bộ, nó có mặt hầu hết ở các tầng phủ của các loại áo đường mềm cấp cao trong các công trình đã và đang thực hiện Hiện nay, chưa có loại vật liệu nào ưu việt hơn để thay thế vật liệu này trong việc thi công các tuyến đường cấp cao trên cả nước nói chung và tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu nói riêng Việc xây mới cũng như nâng cấp, sửa chữa các tuyến đường trên khắp địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu hiện nay

sẽ cần một khối lượng BTN rất lớn để làm tầng phủ cho áo đường mềm BTN nóng là hỗn hợp vật liệu phản ánh nhiều tính năng kỹ thuật tốt nhất trong các dạng vật liệu sử dụng nhựa đường làm chất kết dính BTN được sản xuất tại trạm trộn cố định hoặc di động Trạm trộn có thể vận hành theo nguyên lý sản xuất liên tục hay sản xuất gián đoạn

Các trạm trộn tại Bà Rịa - Vũng Tàu đều có sơ đồ sản xuất vận hành như ở hình 1 2 Sơ đồ này cho phép chế tạo thành phần hỗn hợp BTN thay đổi theo ý muốn Nghĩa là sản xuất từng mẻ (gián đoạn) và tích lại vào bin chứa BTN trộn nóng nếu như tỷ lệ phối trộn thành phần hỗn hợp đã ổn định Khi muốn thay đổi, chỉ cần chỉnh sửa số liệu trên các phím, hình trợ giúp điều khiển liên quan

Hình 1 2 Sơ đồ chế tạo BTN nóng

1-Phễu cấp liệu nguội; 2-Thiết bị định lượng sơ bộ; 3-băng vận chuyển; 4-Tang sấy; 5-Buồng đốt; 6-Các xy lô; 7- Thiết bị thu bụi; 8-Băng gầu nóng; 9- Sàng phân loại; 10-Kho chứa phụ gia; 11-băng gầu phụ gia; 12-Phễu cân; 13-Thùng trộn; 14-Thiết bị định lượng nhựa; 14-Thiết bị chuyển bê tông nhựa; 16-Xe vận chuyển; 17-Thiết bị cấp nhựa

Trạm trộn BTN nóng trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu như:

- Trạm trộn Công ty CP giao thông tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu;

- Trạm trộn UDEC;

- Trạm trộn Đức Tân;

- Trạm trộn Tấn Lộc;

- Trạm trộn Lê Phan;

- Trạm trộn Tân Thịnh

Theo thống kê ở trên, trong tổng số 788km đường hiện có của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu thì có tới hơn 75% các tuyến đường sử dụng BTN làm mặt đường

Hình 1 3 Hình ảnh một số tuyến đường sử dụng BTN làm mặt đường ở

tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Thành phần quan trọng nhất của bê tông nhựa là chất kết dính bitum,

có nhiệm vụ kết dính các cốt liệu đất đá thành một khối bền vững Sự liên kết giữa bitum với cốt liệu có ảnh hưởng quyết định tới chất lượng mặt đường Một vấn đề bất cập hiện nay là cốt liệu ở Việt Nam, đặc biệt là từ miền Trung trở vào các loại đá sử dụng làm cốt liệu có hàm lượng SiO2 khá lớn (>60%) nên khả năng bám dính của bitum với cốt liệu rất kém, dẫn đến tuổi thọ công trình không đảm bảo

Với việc tăng đột biến của lưu lượng cũng như tải trọng trục xe khiến cho thời gian gần đây trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu thường xảy ra các hiện tượng: xô dồn, nứt trượt lớp mặt BTN, lún vệt hằn bánh xe (VHBX), rạn nứt bong bật, lún nứt cao su… làm hư hỏng nghiêm trọng mặt đường cũng như an toàn giao thông

Hình 1 4 Xô dồn lớp mặt bê tông nhựa trên QL51 đoạn KCN Cái Mép

Hình 1 5 Lún hằn vệt bánh xe bê tông nhựa trên QL51 đoạn

KCN Cái Mép

Hình 1 6 Vết nứt rạn bê tông nhựa đường 30/4 TP Vũng Tàu

Để khắc phục những hư hỏng trên, đòi hỏi phải đổi mới một bước lớn

về thiết kế, về công nghệ chế tạo và thi công BTN Cần phải có những đánh giá lại về nguồn đá làm cốt liệu sản xuất BTN để có thể tìm ra nguyên nhân hư hỏng mặt đường củng như các phương án xử lý các hư hỏng nói trên

1.3 Tình hình sử dụng đá để làm cốt liệu sản xuất BTN ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Trong thành phần hỗn hợp bê tông nhựa nóng, cốt liệu đá đóng vai trò quan trọng, chiếm tỉ lệ phần trăm rất lớn Tiếp theo là cát, bột khoáng và nhựa đường

Đá được sử dụng để chế tạo BTN phải thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu trong [3]

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đang có một số mỏ đá được cấp phép khai thác [15]

Bảng 1 2 Danh sách một số điểm mỏ chính đang được cấp phép khai

thác trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

TT Tên mỏ

khoáng sản

Số điểm

mỏ

Diện tích (ha)

Trữ lượng (m3) Khai thác

khai thác đến 2015

Quy hoạch

dự trữ đến năm 2020

Tổng khối lượng

TT Tên mỏ

khoáng sản

Số điểm

mỏ

Diện tích (ha)

Trữ lượng (m3) Khai thác

khai thác đến 2015

Quy hoạch

dự trữ đến năm 2020

Tổng khối lượng

Các mỏ đá có trữ lượng lớn chủ yếu là nằm ở khu vực Núi Dinh như:

Mỏ đá xây dựng Lô 14A, xã Tóc Tiên; mỏ đá xây dựng ấp 4, xã Tóc Tiên khu I, II; mỏ đá xây dựng Lô 11A, 11B, 11C xã Phước Hòa; mỏ đá Châu Pha Trong những năm gần đây, việc xây dựng các công trình giao thông trên địa bàn tỉnh chủ yếu sử dụng nguồn vật liệu đá khai thác tại các mỏ

thuộc Núi Dinh Việc sử dụng đá tại Núi Dinh làm cốt liệu sản xuất BTN dùng cho các công trình giao thông trên địa bàn là rất phổ biến

1.4 Kết luận chương 1

Với nhu cầu ngày càng tăng cao về việc sử dụng BTN để làm lớp phủ mặt đường phục vụ cho các dự án nâng cấp, sửa chữa củng như làm mới các tuyến đường trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu thì chất lượng của đá làm cốt liệu lớn để sản xuất BTN là một vấn đề cần được quan tâm Hiện nay, chưa có vật liệu nào khác có thể thay thế hoàn toàn vật liệu đá để làm cốt liệu sản xuất BTN

Với trữ lượng lớn và có nhiều mỏ được cấp phép khai thác tại các khu vực khác nhau thuộc Núi Dinh dẫn đến việc sử dụng nhiều loại đá khác nhau đề làm cốt liệu sản xuất BTN gây khó khăn trong việc quản lý chất lượng Việc đánh giá chất lượng đá khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và khả năng sử dụng làm cốt liệu trong chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa của đá tại khu vực Núi Dinh là cần thiết và là việc làm có ý nghĩa quan trọng vào việc phát triển hệ thống giao thông bền vững trên địa bàn tỉnh và các khu vực lân cận

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐÁ TẠI KHU VỰC

NÚI DINH TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU

2.1 Xác định vị trí, chất lượng, trữ lượng đá, đặc điểm địa lý khu vực Núi Dinh tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

2.1.1 Vị trí

Dãy Núi Dinh nằm về phía đông bắc tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, là một dãy núi quan trọng trong tỉnh với nhiều ngọn núi cao: Núi Cao 193m, núi Dinh cao 491m, núi Bao Quan 504m, núi Da Dâu 436m

Hình 2 1 Bản đồ khu vực núi Dinh

- Núi Dinh thuộc huyện Tân Thành và thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Nằm dọc theo QL51 và sông Thị Vải, giáp thành phố Bà Rịa

Vị trí địa lý Núi Dinh:

- Phía Đông - huyện Châu Đức;

- Phía Bắc - huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai;

- Phía Nam là Biển Đông;

- Phía Tây - thành phố Vũng Tàu

2.1.2 Chất lượng, trữ lượng

Theo số liệu tại [15], trữ lượng đá Núi Dinh khoảng hơn 40 triệu m3 Khối lượng đá được khai thác tại các mỏ thuộc khu vực Núi Dinh gần 30 triệu m3 Trữ lượng đá quy hoạch dự trữ tính đến năm 2020 còn khoảng hơn 10 triệu m3 Các mỏ đang khai thác thuộc khu vực Núi Dinh đều là mỏ

lộ thiên

Hình 2 2 Mặt cắt địa chất điển hình các mỏ đá Núi Dinh

Mặc dù khu vực Núi Dinh có nhiều mỏ đá, nhưng chất lượng đá khai thác ở các mỏ phục vụ cho sản xuất BTN được phản ánh là chưa đồng đều Đặc biệt là tính dính kết với nhựa đường 60/70 có xét tới chỉ tiêu hằn vệt

bánh xe nhằm đảm bảo yêu cầu cho BTNC 19,0 mm và BTNC 12,5 mm dùng thi công các tuyến đường trên địa bàn tỉnh và các khu vực lân cận Chỉ tiêu dính bám nhựa đường 60/70 của thường là cấp 3, một số mỏ chỉ đạt được cấp 2

Chất lượng cốt liệu dùng để sản xuất BTN thường là không đồng nhất trên cùng một mỏ đá, được phản ánh qua màu sắc của các viên đá Trong khối đá khai thác thường có những mạch nứt có sẵn, các mạch này thường làm giảm khả năng đính bám của đá với nhựa… Tất cả các yêu tố này thường làm ảnh hưởng đến chất lượng BTN là điều tất nhiên

Hình 2 3 Màu sắc đá khác nhau trong cùng một mỏ đá

Hình 2 4 Bề mặt viên đá nhẵn và các mạch nứt có sẵn

2.1.3 Tình hình khai thác đá làm cốt liệu ở tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Các mỏ đá hiện đang khai thác thuộc khu vực Núi Dinh hiện nay đều đã đầu tư dây chuyền sản xuất đá hợp lý Các loại máy thường dùng được chế tạo tại Trung Quốc, Nga, Nhật Bản và Mỹ

Ví dụ: Mỏ đá Thành Chí thuộc mỏ đá Châu Pha nằm ở khu vực phí Đông nam Núi Dinh

- Diện tích khai thác: Khoảng 7,5ha;

- Trữ lượng thiết kế: khoảng 6 triệu m3;

- Trữ lượng khai thác còn lại: 3,1 triệu m3;

- Công suất khai thác trung bình hiện tại: 122.400 m3/năm; trong đó:

Tỷ trọng sản phẩm và năng lực khai thác cung cấp của các mỏ đá còn tùy thuộc vào nhu cầu thị trường sử dụng, có thể nâng năng lực khai thác vào thời điểm cần thiết Đá khai thác tại mỏ đá Thành Chí hiện đang được

sử dụng cho rất nhiều công trình trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và địa bàn các tỉnh lân cận

Hình 2 5 Dây chuyền nghiền đá làm cốt liệu tại mỏ đá Thành Chí

Hình 2 6 Các loại đá thành phẩm tập kết ở bãi sau khi nghiền

Đá qua nghiền sàng phân nhóm đảm bảo kích cỡ hạt yêu cầu thiết kế

2.1.4 Đặc điểm khai thác của mỏ đá Núi Dinh, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

- Tổng trữ lượng khai thác còn lại đã thăm dò hơn 10 triệu m3 Hiện trên khu vực Núi Dinh có 18 mỏ đá lớn nhỏ được cấp phép khai thác, cung cấp trữ lượng đá chiếm hơn 70% trữ lượng đá hiện đang được khai thác của

toàn bộ các mỏ trên địa bản tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Từ đây, nếu di chuyển theo đường bộ có thể đi lại giữa Vũng Tàu - Biên Hòa - Sài Gòn được kết nối bằng QL51 (AH17) và đường thủy qua sông Lòng Tàu và sông Thị Vải rất thuận lợi, dễ dàng Trong tương lai sẽ

có thêm tuyến đường sắt Biên Hòa - Phú Mỹ - Vũng Tàu tạo điều kiện cho việc vận chuyển vật liệu đá khai thác được đến các nơi một cách nhanh chóng

2.2 Yêu cầu về đá làm cốt liệu sản xuất bê tông nhựa theo TCVN 8819:2011

Đá dăm được nghiền từ đá tảng, đá núi Không được dùng đá xay từ

đá mác ma, sa thạch sét, diệp thạch sét Riêng với BTNR được dùng cuội sỏi nghiền vỡ, nhưng không được quá 20% khối lượng là cuội sỏi gốc silíc Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm dùng cho bê tông nhựa phải thoả mãn các yêu cầu quy định tại bảng 2.1 [7]

Bảng 2 1 Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm làm cốt liệu BTN

Lớp mặt dưới

Các lớp móng

Các chỉ tiêu Quy định Phương pháp thử đập trong máy Los

- Nguồn vật liệu đá Núi Dinh để thí nghiệm được lấy tại 03 mỏ:

 Mỏ Thành Chí, phía Đông Nam núi Dinh;

 Mỏ Tóc Tiên I, phía Bắc núi Dinh;

 Mỏ 11A Tân Hòa, phía Tây Bắc núi Dinh

- Số mẫu đá làm thí nghiệm: Số liệu mẫu được tổng hợp tại Bảng 2.2

- Các thí nghiệm được thực hiện tại phòng LAS-XD 1279 thuộc Công

ty TNHH Kiến trúc và Xây dựng Bà Rịa Địa chỉ: Tổ 4, ấp Phước Tân 4, xã Tân Hưng, Tp Bà Rịa

Bảng 2 2 Bảng thông số mẫu vật liệu đá thí nghiệm

STT Tên chỉ tiêu thí nghiệm Tổ

mẫu

Số mẫu Phương pháp thử

5 Hàm lượng chung bụi, bùn,

Bảng 2 3 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu đá núi Dinh theo TCVN

Mỏ Thành Chí

Mỏ Tóc Tiên I

Mỏ 11A Tân Hòa

 Đánh giá kết quả:

- Chất lượng đá tại các mỏ thuộc Núi Dinh là không đồng đều

- Có 02 trong số 03 mỏ đá đó là mỏ Thành Chí và mỏ đá 11A Tân Hòa đảm bảo được tất cả các tiêu chuẩn tối thiểu để làm cốt liệu sản xuất cho tất

2.4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phụ gia WetfixBE đến độ dính bám của cốt liệu đá với nhựa đường

2.4.1 Tổng quan về phụ gia Wetfix BE:

- Wetfix BE là chất kết dính đa năng sử dụng cho nhựa đường, dầu đường và nhựa pha dầu, có những lợi thế là ổn định nhiệt, ở trạng thái lỏng

và ít bay hơi Sự ổn định của Wetfix BE trong nhựa nóng phụ thuộc vào giá trị axit và nhiệt độ của nhựa đường [12]

- Tăng khả năng dính bám của hỗn hợp cốt liệu, tăng độ ổn định nhiệt của bê tông nhựa [12]

- Tăng khả năng chịu nước và chịu tải trọng lớn, góp phần làm tăng chất lượng và tuổi thọ mặt đường bê tông nhựa trong quá trình khai thác sử dụng [12]

- Có khả năng cải thiện các chỉ tiêu nhựa và bê tông nhựa Ở nhiệt độ cao các hoạt chất trong phụ gia tác dụng với nhựa đường, làm cho thành phần hóa học trong nhựa đường biến đổi theo chiều hướng tốt lên dẫn tới khả năng dính kết của nhựa đường được tăng lên, nhiệt độ hóa mềm của nhựa đường do đó cũng được cải thiện [12]

- Khi được pha vào nhựa, chất tăng dính sẽ tìm đến bề mặt cốt liệu và tương tác với cốt liệu, làm cho bề mặt cốt liệu có điện tích dương Các hạt nhựa lại thường có điện tích âm nên khi tương tác với cốt liệu có điện tích dương, các trao đổi i-on xảy ra ở khu vực tiếp xúc giữa nhựa và đá Liên kết này rất bền vững ngay cả khi có tác dụng phá hoại của nhiệt và nước [13]

Hình 2 7 Sơ đồ cơ chế làm việc của phụ gia WetfixBE

2.4.2 Ảnh hưởng phụ gia WetfixBE đến dính bám đá-nhựa:

- Nguồn cốt liệu: Nhựa 60/70 Petrolimex, Đá mỏ Thành Chí, mỏ Tóc Tiên I, mỏ 11A Tân Hòa ;

- Hàm lượng phụ gia WetfixBE: 0%, 0.3%;

- Các thí nghiệm dính bám được tiến hành theo TCVN 7504:2005;

- Kết quả thí nghiệm được liệt kê chi tiết trong Bảng 2.4