Bài giảng khai thác kiểm định đường chương 4 2 các thí nghiệm đánh giá chất lượng đường ô tô (tiếp theo)

- Lấy ít nhất 10 viên đá đem đi rữa sạch, sấy khô ở nhiệt độ 105 oC; - Buộc dây vào từng viên đá đưa vào tủ sấy sấy trong 1 giờ tới nhiệt độ làm việc của nhựa dùng thí nghiệm; - Nhúng từ

BÀI GIẢNG KHAI THÁC KIỂM ĐỊNH ĐƯỜNG

Chương 4 Các thí nghiệm đánh giá chất lượng đường ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

GV: Trần Viết Khánh Tp.HCM, năm 2018

1

Chương 4 TN đánh giá chất lượng đường ô tô

4.1 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng vật liệu rời (cát, đá)

4.2 Thí nghiệm kiểm tra chất kết dính (nhựa đường, xi măng)

4.3 Các thí nghiệm kiểm tra bê tông nhựa

4.4 Các thí nghiệm kiểm tra bê tông xi măng

4.5 Thí nghiệm kiểm tra chất lượng thi công

4.6 Kiểm tra chất lượng các lớp áo đường

2

4.2.1 Kiểm tra chất lượng xi măng

Yêu cầu kỹ thuật của xi măng

CHỈ TIÊU Yeâu caàu PP THỬ

1 Cường độ nén

2 Cường độ kéo uốn

TCVN 6016:2011

Yeâu caàu kỹ thuật veà xi măng

CHỈ TIÊU Yeâu caàu PP THỬ

CHỈ TIÊU Yeâu caàu PP THỬ

CHỈ TIÊU Yeâu caàu PP THỬ

4 Thời gian đông kết, h

+) Bắt đầu, không nhỏ hơn

CHỈ TIÊU MỨC PP THỬ

5 Các chỉ tiêu về hoá học TCVN 141:2008

Yeâu caàu kỹ thuật veà xi măng

4.2.2 Kiểm tra chất lượng nhựa đường

1 Độ kim lún

1.1 Dụng cụ

- Máy đo độ kim lún với kim tiêu

chuẩn nặng 100g, đường kính

1mm;

- Đồng hồ bấm giây;

- Nhiệt kế 50 o C, với độ chính xác

0.1 o C;

- Hộp nhôm có đường kính 150mm,

cao 80mm;

- Chậu đựng nước dung tích 15 lít

1 CÁC THÍ NGHIỆM CƠ BẢN VỀ NHỰA ĐƯỜNG ĐẶC

Dụng cụ xác định độ kim lún

1.2 Cách xác định:

- Mẫu đựng trong hộp nhôm để nguội ngoài không

khí ít nhất 1 giờ Sau đó ngâm vào chậu nước ở nhiệt độ 25oC trong 1 giờ nữa, mẫu ngập trong chậu nước

ít nhất 20mm

- Điều chỉnh sao cho kim vừa sát mặt mẫu, ấn nút để kim rơi tự do trong 5 giây thì buông tay khỏi nút Kéo thước đo cho chạm sát đầu kim rồi đọc trị số độ lún ghi trên bảng

1.3 Kết quả:

Độ kim lún, tính theo đơn vị 1/10mm, là trị số trung bình của các kết quả đọc được trong 3 lần đo đối với cùng một mẫu thử

2 Độ kéo dài

2.1 Dụng cụ

- Máy kéo dài có tốc độ kéo 5+0.5cm/ phút;

- Khuôn mẫu bằng đồng;

- Nhiệt kế 50oC, với độ chính xác 0.1oC;

- Chậu đựng nước dung tích 15 lít;

- Đèn cồn;

- Dao cắt nhựa

Máy kéo dài có tốc độ kéo 5+0.5cm/ phút;

Khuôn và dao cắt nhựa

Maựy keựo daứi coự toỏc ủoọ keựo 5+0.5cm/ phuựt;

Công tắc chính Công tắc môtơ Công tắc bơm Công tắc nhiệt độ

Mẫu nhựa đ-ờng

Giá cố định Giá di động Th-ớc dẹt (cm)

Van tháo n-ớc

Vòi cấp n-ớc Mặt n-ớc ngâm mẫu

Bể chứa n-ớc ổn nhiệt Kim chỉ thị

Cáp truyền động

Hình 3 thiết bị thí nghiệm độ kéo dài

Khuôn mẫu bằng đồng

2.2 Cách xác định

- Mẫu sau khi được tạo được đặt lên máy kéo

- Đổ nước có nhiệt độ 25 + 0.5oC vào máy kéo ngập khung kéo ít nhất 40mm, tháo hai tấm đệm phụ và ngâm ít nhất 30 phút rồi bắt đầu kéo đến khi mẫu đứt thì đọc trên thước đo

2.3 Kết quả:

- Độ kéo dài tính theo đơn vị là cm, là trị số trung bình của các kết quả đọc được sau 3 lần thí nghiệm đối với 3 mẫu thử Sai số cho phép giữa các lần thí nghiệm không được vượt quá 10%

3 Nhiệt độ hóa mềm của nhựa

3.1 Dụng cụ

- 02 khuôn mẫu tròn để đổ nhựa;

- 02 viên bi tròn, nhẵn có đường kính

9.5 + 0.03mm, khối lượng 3.5+0.05g;

- Khung treo để đặt khuôn mẫu và bi;

- Bình thủy tinh hoặc cốc mở 1000ml;

- Dao cắt nhựa;

- Nhiệt kế thủy ngân 200 o C, có độ

chia 0.5 o C;

- Đèn cồn điều chỉnh được nhiệt độ

Dụng cụ xác định nhiệt độ hóa mềm

3.2 Cách xác định nhiệt độ hoá mềm:

- Đun nóng bình chứa chất lỏng với tốc độ

5oC/phút Dưới tác dụng của nhiệt độ tăng dần, đến lúc nào đó bitum nóng chảy lỏng ra, viên bi cùng bitum rơi xuống Nhiệt độ trong bình ứng với lúc viên bi tiếp xúc với đáy của giá đỡ được xem là nhiệt độ hoá mềm

3.3 Kết quả:

Nhiệt độ hóa mềm của mẫu thử là trị số trung bình của nhiệt độ quan sát được khi 2 viên bi lần lượt rơi khỏi 2 khuôn mẫu lắp trên giá treo Sai số về nhiệt độ khi 2 viên bi rơi trong thí nghiệm không được vượt quá 0.5oC

4 Độ dính bám với đá

4.1 Dụng cụ

- Cốc mở 1000ml;

- Bếp điện hoặc dầu;

- Đồng hồ bấm giây, tủ sấy;

- Chỉ để buộc;

- Giá treo mẫu;

- 20 viên đá cỡ 20x40mm

- Lấy ít nhất 10 viên đá đem đi rữa sạch, sấy khô ở nhiệt độ 105 oC;

- Buộc dây vào từng viên đá đưa vào tủ sấy sấy trong

1 giờ tới nhiệt độ làm việc của nhựa dùng thí nghiệm;

- Nhúng từng viên vào nhựa cùng đá được đun nóng với thời gian là 15 giây;

- Treo những viên đá đã nhúng nhựa lên giá trong 15 phút để nhựa thừa chảy bớt và đá nguội đi;

4.2 Cách xác định

- Treo những viên đá đã nhúng nhựa lên giá trong 15 phút để nhựa thừa chảy bớt và đá

nguội đi;

- Nhúng từng viên vào cốc mở có nước cất đã đun sôi trong 3 phút sao cho không để chạm vào thành cốc;

- Sau đó nhấc các viên đá ra và quan sát từng viên, đánh giá độ dính bám của nhựa trên mặt hòn đá theo 5 cấp quy định: rất tốt, tốt, trung bình, kém và rất kém

- Độ dính bám của nhựa với đá được đánh giá theo 5 cấp:

Cấp 5: màng nhựa còn lại bao bọc đầy đủ toàn bộ

bề mặt viên đá-dính bám rất tốt

Cấp 4: màng nhựa lẫn vào nước sôi không đáng

kể, độ dày mỏng nhựa còn lại trên mặt đá không đều nhưng không lộ trên mặt đá: dính bám tốt

Cấp 3: cá biệt những chỗ trên mặt đá nhựa bị

bong-dính bám trung bình

4.3 Kết quả:

- Độ dính bám của mẫu nhựa được tính theo trị số trung bình dính bám của 10 viên đá được dùng trong thí ngiệm

Cấp 2: màng nhựa lẫn vào nước: dính bám

kém

Cấp1: màng nhựa lẫn hoàn toàn vào nước,

mặt đá dăm trần sạch-dính bám rất kém

5 Nhiệt độ bắt lửa

- Nhiệt kế 400oC;

- Bếp điện hoặc dầu;

- Đồng hồ bấm giây;

Nhiệt kế

Chén trong(đựng nhựa) Chén ngoài (đựng cát) Bếp gia nhiệt

Cát

5.2 Cách xác định

-Đổ mẫu nhựa (đã chuẩn bị sẵn và hâm nóng để

thành dạng lỏng) vào chén nhỏ sao cho mặt nhựa thấp hơn miệng chén 12mm Cắm nhiệt kế vào giữa mẫu

nhựa và để nguội ở nhiệt độ bình thường ít nhất 1 giờ (với nhựa lỏng) hoặc 30 phút (với nhựa đặc)

-Đặt chén nhỏ đã đổ nhựa vào chén lớn đựng cát Rồi đun với tốc độ gia nhiệt 10oC/phút, sau đó hạ tốc độ

gia nhiệt còn 4oC/phút kể từ khi đạt 100oC (với nhựa đăc) hoặc 95oC (với nhựa lỏng) và cứ sau 35 giây thì đọc nhiệt kế và hơ que lửa là sát mặt nhựa một lần

-Cứ như thế cho đến khi thấy ngọn lửa đi qua mặt

nhựa làm bốc lên một ngọn lửa xanh mà khi rút ra

ngọn lửa xanh bị tắt ngay thì ghi lại nhiệt độ đó Đó là

nhiệt độ bắt lửa

5.3 Kết quả:

- Nhiệt độ bắt lửa là nhiệt độ ứng với thời điểm khi

tiến hành thí nghiệm: cho ngọn lửa đi qua mặt nhựa làm bốc lên một ngọn lửa xanh mà khi rút ra ngọn lửa xanh bị tắt ngay

Sơ đồ thiết bị thí

nghiệm của

ASTM

- Chậu đựng nước có dung tích 15lít;

- Nước cất có nhiệt độ 25oC;

- Nước đá và nước sôi để điều chỉnh nước cất ở nhiệt độ 25oC

6 Khối lượng thể tích

6.2 Cách xác định

vào trong bình nước nóng 60oC (nếu nước cất có nhiệt nhỏ hơn 25oC) hoặc vào trong bình nước lạnh 5 - 10oC (nếu nước cất có nhiệt lớn hơn 25oC);

đã sấy khô (A);

khối lượng bình có nước cất và nút (B)

- Đổ nước ra khỏi bình và sấy khô Rót mẫu nhựa đã chuẩn bị và được hâm nóng thành dạng lỏng vào khoảng 2/3 thể tích định mức rồi đặt trong tủ sấy ở nhiệt độ làm nhựa lỏng trong thời gian 30 – 60 phút để cho không khí còn chứa trong mẫu nhựa thoát ra ngoài Sau đó lấy ra để ngoài không khí cho nguội đến

25oC thì đem cân để xác định khối lượng (C);

- Đổ thêm nước cất có nhiệt độ 25oC vào bình đo đến ngang vạch định mức, sau đó đem đi cân (D)

6.3 Kết quả

Khối lượng thể tích của mẫu nhựa, tính chính xác đến 0.01 g/cm3:

Trong đó:

- A: khối lượng của bình không và nút (g)

- B: khối lượng của bình đầy nước cất và nút (g)

- C: khối lượng của bình có mẫu nhựa và nút (g)

- D: khối lượng của bình đầy có mẫu nhựa, nước cất và nút (g)

(C - A)

 

7.2 Cách xác định

- Sấy khô và cân xác định khối lượng bình tam giác

(A);

- Sấy khô và cân xác định khối lượng giấy lọc (B);

- Cho 5g nhựa đã chuẩn bị và hâm nóng thành dạng lỏng vào bình tam giác Để nguội đến nhiệt độ ngoài không khí rồi cân khối lượng bình và mẫu (C);

- Đổ vào bình tam giác có chứa mẫu nhựa khoảng 100ml benzen, lắc thật kỹ cho nhựa hòa tan hết trong ben zen Sau đó lọc dung dịch này qua giấy lọc nhựa Đổ thêm 10ml benzen để tráng thật sạch bình tam giác, lượng dung dịch này cũng lọc qua giấy lọc;

Sấy khô giấy lọc và bình tam giác có cặn trong tủ rấy ở nhiệt độ 105oC khoảng 30 phút rồi lấy

ra để nguội đến nhiệt độ bình thường trong bình giữ ẩm và đem cân xác định khối lượng (D)

7.3 Kết quả

Hàm lượng hòa tan trong benzen

Trong đó:

- A: khối lượng bình tam giác (g)

- B: khối lượng giấy lọc đã rấy khô (g)

- C: khối lượng bình có mẫu nhựa (g)

- D: khối lượng của bình tam và giấy lọc có chứa cặn (g)

1 Độ nhớt động học TCVN 7502-2005

1.1 Dụng cụ

- Nhớt kế: loại nhớt kế mao quản thủy tinh đã ủ nhiệt

2 CÁC THÍ NGHIỆM CƠ BẢN VỀ NHỰA ĐƯỜNG LỎNG

Nhớt kế loại chảy ngược ống chữ U

1.1 Dụng cụ

-Nhiệt kế: nhiệt kế thủy tinh độ chính xác 0.02 oC

-Bể: phù hợp để ngập nhớt kế;

-Đồng hồ bấm giây;

1.2 Tiến hành

-Duy trì bể ở nhiệt độ quy định;

-Chọn nhớt kế sạch, khô, thời gian chảy hơn

60 giây và gia nhiệt đến nhiệt độ thử;

-Đổ mẫu vào nhớt kế;

-Ngâm nhớt kế có chứa mẫu trong bể trong thời gian vừa đủ để nhiệt độ nhớt kế đạt nhiệt độ thí nghiệm;

-Bắt đầu cho bitum chảy trong nhớt kế;

1.2 Tiến hành

-Đo thời gian (chính xác đến 0.1s) cần thiết để mép ngoài mặt khum chảy từ vạch thứ nhất đến vạch thứ hai của đồng hồ đo; nếu thời gian < 60s thì chọn nhớt kế khác có mao quản nhỏ hơn và thử lại;

-Vệ sinh nhớt kế;

1.3 Kết quả

Độ nhớt động (chính xác đến 0.001) theo công thức:

Độ nhớt động = C t (mm2/s)

C: hằng số hiệu chuẩn của nhớt kế mm2/s2 t: thời gian chảy, s

2 Điểm chớp cháy TCVN 8818-2:2011

2.1 Dụng cụ

- Bể gia nhiệt;

- Cốc mẫu;

- Nhiệt kế phạm vi đo từ -7oC đến 110oC;

- Kẹp giữ nhiệt kế;

-Nguồn nhiệt;

-Mồi lửa: khí ga

2.2 Tiến hành

-Đặt cốc mẫu vào bể gia nhiệt;

-Cho chất lỏng vào bể gia nhiệt;

-Rót mẫu thí nghiệm vào cốc mẫu;

-Gia nhiệt bể gia nhiệt tốc độ 1± 0.25oC/phút; -Cho mồi lửa đi qua bề mặt mẫu khoảng 1s;

-Lặp lại thao tác khi nhiệt độ tăng lên từng 2oC;

-Cứ như thế cho đến khi thấy ngọn lửa đi qua mặt nhựa làm bốc lên một ngọn lửa xanh

mà khi rút ra ngọn lửa xanh bị tắt ngay thì

ghi lại nhiệt độ đó

-Đó là điểm chớp cháy hay còn gọi là

nhiệt độ bắt lửa

2.2 Tiến hành

- Điểm chớp cháy có đơn vị tính là oC

2.3 Kết quả

3 Xác định hàm lượng nước

TCVN 8818-3:2011

3.1 Dụng cụ

- Bình chưng cất thủy tinh hoặc kim loại;

-Thiết bị gia nhiệt: bếp ga hoặc bếp điện;

-Oáng ngưng;

-Oáng hứng;

-Dung môi: hỗn hợp gồm xylen-toluene, hoặc dầu mỏ, dầu than đá;

Bình chöng caát thuûy tinh

Bình chưng cất kim loại

Oáng hứng

Cân xác định khối lượng hoặc đong xác định thể tích mẫu thí nghiệm với độ chính xác 1% và cho vào bình chưng cất

Cho 100 ml dung mơi vào bình chưng cất

3.2 Tiến hành

Gia nhiệt cho bình chưng cất, điều chỉnh nguồn nhiệt sao cho có từ 2 đến 5 giọt chất lỏng rơi vào ống hứng trong khoảng thời gian một giây

Quá trình chưng cất được thực hiện cho tới khi không còn nhìn thấy chất lỏng xuất hiện trong tất cả các phần của bộ thiết bị (trừ ống hứng), và thể tích của nước trong ống hứng không thay đổi trong khoảng thời gian 5 phút

Để cho thiết bị và nước nguội đến nhiệt

độ phòng

Dùng đũa thuỷ tinh gạt các giọt nước dính bám trên thành ống (nếu có) cho rơi vào ống hứng Sau đó đọc xác định thể tích nước thu được

Hàm lượng nước cĩ trong nhựa lỏng, ký hiệu

là HLN, cĩ đơn vị tính là % theo thể tích hoặc khối lượng được xác định theo cơng thức

A là thể tích nước thu được (ml) ;

B là khối lượng (g) hoặc thể tích (ml) của mẫu thí nghiệm

3.3 Kết quả

-Oáng ngưng: bằng thủy tinh;

-Oáng dẫn hướng;

4.2 Tiến hành:

- Cân xác định khối lượng của 200 ml mẫu ứng với khối lượng riêng của mẫu ở 15,6oC Cân chính xác lượng mẫu tới 0,5g và rĩt vào bình chưng 500ml;

-Lắp đặt thiết bị thí nghiệm theo đúng sơ đồ; -Gia nhiệt cho bình chưng cất sao cho giọt chất lỏng thu được rơi xuống ống thu sau khoảng thời gian từ (5-15) phút Sau đĩ điều chỉnh nguồn nhiệt để duy trì tốc độ chưng cất như sau:

4.2 Tiến hành:

- Từ (50-70) giọt / 1 phút cho tới 260oC;

-Từ (20-70) giọt / 1 phút trong khoảng nhiệt độ

từ 260oC đến 316oC;

-Quá trình chưng cất từ 316oC đến 360oC phải được hồn thành trong khoảng thời gian khơng quá 10 phút;

-Xác định thể tích chất lỏng thu được chính xác tới 0,5 ml khi nhiệt độ thí nghiệm đạt đến 190oC, 225oC, 260oC và 316oC;

4.2 Tiến hành:

Khi nhiệt độ đạt tới 360oC, tắt nguồn nhiệt và tháo bình chưng cất và nhiệt kế ra Rĩt phần cặn bã cịn lại trong bình chưng cất vào một bình đựng phù hợp;

Nếu cĩ chất lỏng dính bám trong các ống dẫn thì phải làm cho chúng rơi hết vào ống thu sau

đĩ xác định tổng thể tích chất lỏng thu được;

4.3 Kết quả:

Hàm lượng chất lỏng thu được sau chưng cất,

ký hiệu là CL, cĩ đơn vị là % theo thể tích,

được tính chính xác đến 0,1% theo cơng thức:

CL = 100 x (L/200) (%)

L là tổng thể tích chất lỏng thu được sau quá trình thí nghiệm (ml);

4.3 Kết quả:

Hàm lượng chất lỏng thu được ở các nhiệt độ khác nhau (190oC, 225oC, 260oC và 316oC)

so với tổng thể tích chất lỏng thu được ở nhiệt

độ 360oC, ký hiệu là CLgd, cĩ đơn vị tính là

% theo thể tích, được tính theo cơng thức:

CLgđ = 100 x (Lgđ / L) (%)

Lgđ là thể tích chất lỏng thu được của tại các thời điểm nhiệt độ khác nhau (ml);

4.3 Kết quả:

Hàm lượng nhựa, ký hiệu là HLN, cĩ đơn vị là

% theo thể tích, được tính chính xác đến 0,1% theo cơng thức:

HLN = 100 x [(200 – L)/200] (%)

5 Xác định độ nhớt tuyệt đối

TCVN 8818-5:2011

5.1 Dụng cụ

-Nhớt kế mao dẫn chân không bằng thủy tinh;

-Nhiệt kế thủy tinh;

-Bể ổn nhiệt + chất lỏng ổn nhiệt (thường dùng nước cất);

-Đồng hồ bấm giây;

-Hệ thống hút chân không;

- Duy trì nhiệt độ của bể ổn nhiệt ở nhiệt độ thí nghiệm (60 ± 0,03)oC;

- Rót mẫu thí nghiệm từ trong hộp đựng vào nhớt kế đến vạch chuẩn E, cho phép sai số ± 2

mm

5.2 Tiến hành

Đặt nhớt kế chứa mẫu vào tủ sấy hoặc bể ổn cĩ nhiệt độ (135 ± 5,5)oC trong khoảng thời gian (10 ± 2) phút để bọt khí thốt hết ra ngồi;

Lấy nhớt kế ra khỏi tủ sấy hoặc bể ổn nhiệt và gắn nhớt kế vào bể ổn nhiệt cĩ nhiệt độ

(60 ± 0,03)oC trong khoảng thời gian khơng

quá 5 phút;

5.2 Tiến hành

Điều chỉnh mức áp suất trong hệ thống bơm

hút chân khơng đạt đến (300 ± 0.5) mmHg;

nối ống hút chân khơng cĩ lắp van đĩng mở

vào nhớt kế (van ở trạng thái đĩng);

Sau khi ngâm nhớt kế trong bể ổn nhiệt ở nhiệt

độ 60oC trong khoảng thời gian (30 ± 5) phút,

mở van chân khơng để mẫu chảy qua ống mao dẫn của nhớt kế;

5.3 Kết quả

Xác định các khoảng thời gian chính xác đến 0,1 giây để mẫu chuyển dịch giữa các cặp vạch

đo thời gian liên tiếp nhau; sử dụng khoảng

thời gian đầu tiên lớn hơn 60 giây để tính tốn kết quả;

5.3 Kết quả

Độ nhớt tuyệt đối của nhựa lỏng, ký hiệu là ĐN,

cĩ đơn vị là Pa.s, được tính chính xác đến 3 chữ

số sau dấu thập phân theo cơng thức:

ĐN = K x t (Pa.s)

Trong đĩ:

K hệ số hiệu chuẩn nhớt kế (Pa.s/s) ;

t thời gian đo được (s)

Tài liệu học tập

• Bài giảng “Khai thác kiểm định đường”, Trường ĐH

GTVT TP.HCM

• Tiêu chuẩn liên quan

• Tài liệu liên quan

• Nghị định 62/2016/ND-CP: Quy định về điều kiện hoạt động thí nghiệm chuyên ngành xây dựng

83