Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của mastic cho mặt đường BTXM trong điều kiện Việt Nam

Độ ổn định nhiệt độ của mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân bay theo tiêu chuẩn và khuyến nghị của các nước...54 2.3.3.. Hiện tại nhiều tuyến đường trong cả nước, để nâng

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 9

Chương I 13

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 13

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường Bê tông xi măng 13

1.2 Những khái niện cơ bản 17

1.2.1 Khái niệm và đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng 17

1.2.2 Phân loại mặt đường BTXM 18

1.3 Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe 19

1.3.1 Các loại khe mặt đường BTXM ô tô 22

1.3.2 Các loại khe mặt đường BTXM sân bay 24

1.3.3 Tính toán kích thước mặt bằng của tấm bê tông (khoảng cách giữa các khe co) và chiều rộng khe dãn 27

1.4 Nhiệm vụ của mastic trong kết cấu khe 33

1.5 Các hình thức bít khe co dãn mặt đường BTXM sân bay 33

1.6 Các dạng hư hỏng của kết cấu khe và mastic trong kết cấu khe MĐBTXM sân bay 34

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 35

Chương II 36

NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT CÁC LOẠI MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 36

2.1 Một số loại Mastic và các chỉ tiêu đánh giá 36

2.1.1 Mastic bitum 37

2.1.2 Mastic bitum cao su 37

2.1.3 Mastic UMC - 50 38

2.1.4 Mastic Tiokon 39

2.1.5 Mastic bitum polimer 40

2.1.6 Mastic bitum polime Micalfat - J 40

2.1.7 Mastic Mijoint - K 41

2.1.8 Mastic Micalfat - F 41

2.1.9 Mastic IGAS - KHPT 41

2.1.10 Mastic CrackMaster 1190 42

2.1.11 Mastic chịu dầu CRAFCO SUPERSEAL 444/777 45

2.1.12 Mastic VICTA-BS 48

2.2 Một số loại Mastic tại Việt Nam 48

2.2.1 Mastic PL-06 của Trung tâm Kỹ thuật các công trình đặc biệt 48 2.2.2 Mastic MĐS-02HK của Viện KH & CNHK 49

2.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của Mastic MĐS-02HK 50

2.2.4 Mastic MTBC-95 : 51

2.2.5 Mastic TK-01 của Xí nghiệp Vật liệu Xây dựng thuộc HVKTQS 52

2.3 Phân tích các khuyến nghị về Mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân bay 52

2.3.1 Chất lượng của vật liệu mastic chèn khe Mặt đường BTXM

đường cao tốc và sân bay 53

2.3.2 Độ ổn định nhiệt độ của mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân bay theo tiêu chuẩn và khuyến nghị của các nước 54

2.3.3 Công nghệ thi công 55

2.3.4 Khả năng bám dính với bê tông 56

2.4 Tổng hợp các chỉ tiêu đánh giá Mastic chèn khe 59

2.4.1 Tiêu chuẩn tạm thời dùng cho việc sử dụng Mastic trước năm 2012 59

2.4.2 Tiêu chuẩn tạm thời dùng cho việc sử dụng Mastic sau năm 2012 60

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 64

Chương III 65

ĐỀ XUẤT CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA MASTIC CHO MẶT ĐƯỜNG BTXM SÂN BAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 65

3.1 Các tác động cơ học đến Mastic trong kết cấu khe mặt đường BTXM sân bay 65

3.1.1 Tác động của tải trọng máy bay khi cất hạ cánh [9] 65

3.1.2 Tác động của luồng khí phụt của động cơ máy bay 66

3.1.3 Tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trường 66

3.1.4 Đặc điểm khí hậu Việt Nam khi xét tác động của nhiệt độ môi trường đến sự làm việc của mastic trong khe co - dãn mặt đường BTXM sân bay 67

3.1.5 Phân tích ảnh hưởng của các tác động cơ học đến mastic trong

kết cấu mặt đường BTXM sân bay 67

3.2 Trường nhiệt trong mặt đường BTXM sân bay 69

3.2.1 Bức xạ mặt trời [16] 69

3.2.2 Các hình thức truyền nhiệt trong MĐBTXM 69

3.2.3 Trường nhiệt độ trung MĐBTXM 71

3.3 Ứng suất nhiệt trong mặt đường BTXM 74

3.4 Đề xuất các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe 76

3.4.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 76

3.4.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 78

3.4.3 Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 80

3.5 Các phương pháp thử 82

3.5.1 Phương pháp xác định độ côn lún của Mastic 82

3.5.2 Phương pháp xác định độ đàn hồi của Mastic 86

3.5.3 Phương pháp xác định độ chảy dẻo của Mastic 88

3.5.4 Xác định độ dãn dài tương đối tại thời điểm đứt mẫu 90

3.5.5 Điểm hóa mềm (hay nhiệt độ mềm) 93

3.5.6 Phương pháp xác định độ kết dính của Mastic, không ngâm 97

3.5.7 Kết dính, ngâm trong nước 102

3.5.8 Kết dính, ngâm trong dầu 103

3.5.9 Độ hòa tan 104

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 106

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Tình hình phát triển của mặt đường BTXM 14

Hình 1.2 Kết cấu chung của mặt đường bê tông xi măng 18

Hình 1.3 Các loại khe trong mặt đường BTXM 21

Hình 2.1: Thi công mastic chịu dầu tại CHK quốc tế Cam Ranh 48

Hình 3.1 Máy đo độ côn lún (Độ kim lún) 83

Hình 3.2: Chi tiết đầu xuyên hình côn 85

Hình 3.3: Chi tiết quả cầu kim loại 87

Hình 3.4: Khuôn lấy mẫu thí nghiệm xác định độ chảy dẻo của mastic 89

Hình 3.5 – Khuôn thử độ kéo dài 92

Hình 3.6 Máy thử độ dính kết của mastic 98

Hình 3.7: Mẫu thí nghiệm độ dính kết của mastic 101

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Kích thước và khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí thanh

liên kết 23

Bảng 1.2: Kích thước và khoảng cách giữa các thanh truyền lực trong các khe .26

Bảng 1.3: Các loại (I-VIII) khe của mặt đường BTXM sân bay 26

Bảng 1.4: Khoảng cách giữa các khe co với kết hệ số C, tg của các loại móng khác nhau 29

Bảng 1.5: Kích thước của khe dẫn ở các khoảng cách khác nhau 30

Bảng 1.6: khoảng cách giữa các khe co dãn trong điều kiện khí hậu điều hoà của Nga 32

Bảng 2.1: Thành phần và đặc tính của mastic bitum 37

Bảng 2.2: Thành phần của mastic bitum cao su 38

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu của mastic bitum cao su 38

Bảng 2.4: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic UMC - 50 39

Bảng 2.5: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic Tiokon 40

Bảng 2.6: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic bitum polimer 40

Bảng 2.7: Đặc tính kĩ thuật Mastic IGAS - KHPT 42

Bảng 2.8: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic CrackMaster 1190 44

Bảng 2.9: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic VICTA-BS 48

Bảng 2.10: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic PL-06 49

Bảng 2.11: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic chèn khe bê tông MĐS-02HK 50

Bảng 2.12: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic MTBC-95 51

Bảng 2.13 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của Mastic TK-01 52Bảng 2.14: Tiêu chuẩn tạm thời của Mastic dùng trong xây dựng sân bay 60Bảng 2.15: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 62Bảng 2.16: Các chỉ tiêu đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nóng 63Bảng 3.1: Yêu cầu kỹ thuật bắt buộc đối với Mastic chèn khe thi công nóng77Bảng 3.2: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nóng 78Bảng 3.3: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 79Bảng 3.4: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nguội 80Bảng 3.5: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 81

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Vấn đề làm mặt đường BTXM thật sự đã trở nên rất phổ biến trongthời gian gần đây, đặc biệt khi thị trường xi măng trong nước rất dồi dào.Năm 2011, toàn ngành công nghiệp xi măng đã sản xuất và tiêu thụ 49,5 triệutấn xi măng, đồng thời cũng xuất khẩu khoảng 5,5 triệu tấn Các vật liệu cát,

đá dăm có sẵn nhiều nơi, nguồn lao động dồi dào, đã qua đào tạo và có kinhnghiệm Giải pháp sử dụng xi măng làm đường không những giảm nhập siêu

mà còn thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng trong nước phát triển, góp phầnhiện thực hóa nhóm các giải pháp kích cầu của Chính phủ trong giai đoạnhiện nay

Với nguồn cung dồi dào như vậy, khả năng sử dụng xi măng trong xâydựng kết cấu hạ tầng giao thông ở nước ta hiện nay là rất lớn, phù hợp với cácvùng như: Tây Bắc, vùng ven biển, đường Hồ Chí Minh, vùng Đồng bằng SCL Việc sử dụng loại mặt đường BTXM sân bay và trên các tuyến đường giao thông nông thôn đã cho hiệu quả rõ rệt, chất lượng tốt

Thực tế ở Việt Nam cho thấy các loại đường bê tông atphan (bê tôngnhựa), đá thấm nhựa có tuổi thọ thấp từ 5 - 7 năm Một trong những nguyênnhân quan trọng gây hư hỏng đường là do điều kiện tự nhiên ở nước ta rấtkhắc nghiệt, thường xuyên chịu ảnh hưởng của mưa bão, lũ lụt, ngập nước

Do đó, việc xây dựng đường BTXM sẽ rất thích hợp trong điều kiện nước ta

Hiện tại nhiều tuyến đường trong cả nước, để nâng cao tuổi thọ vàchất lượng đường nhựa, chúng ta phải sử dụng loại bê tông nhựa polime (mặtđường sân bay Liên Khương - Đà Lạt, sân bay Cần Thơ), hoặc phải dùng bêtông nhựa có độ nhám cao (thí điểm một đoạn ngắn trên đường Bắc ThăngLong - Nội Bài) Khi đó, tính toán đầy đủ thì đầu tư ban đầu của mặt đườngnhựa sẽ không thấp hơn đường BTXM, mà độ bền thì lại ngắn hơn

Qua sử dụng một số tuyến đường cho thấy: Mặt đường BTXM sau khi

bị ngâm trong nước do mưa lũ vẫn không bị sạt lở, bong tróc, vì vậy chi phíduy tu, bảo dưỡng ít mà vẫn đảm bảo an toàn giao thông cho các phương tiện.Tuy nhiên, việc xây dựng đường BTXM đòi hỏi nguồn vốn đầu tư lớn hơn sovới đường nhựa, nhưng đường bê-tông nhựa thường xuyên phải duy tu, bảodưỡng định kỳ Nếu tính toán kỹ về giá thành quy đổi theo chi phí khai thácthì mặt đường BTXM lại rẻ hơn 25 - 30% BTXM thời gian qua cho thấy, mặtđường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xelớn

Trong thời gian vừa qua hoạt động hàng không Việt Nam phát triểnmạnh mẽ cùng với sự đổi mới và phát triển của đất nước Với đặc điểm địa lý

và lịch sử của mình, Việt Nam đang trở thành một thị trường hàng không mới,hấp dẫn và trở nên quan trọng của khu vực Để đáp ứng được điều này côngtác xây dựng hạ tầng cơ sở các săn bay được đặt lên hàng đầu

Các công trình sân bay phục vụ cho hoạt động hàng không dân dụng

thực hiện chiến lược xây dựng Việt Nam thành một trung tâm của khu vực.

Ba săn bay lớn là Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh đã từng bướcđược nâng cấp, cải tạo Hệ thống sân bay nhỏ đã và đang được quy hoạchthành ba vùng Bắc, Trung, Nam và được đưa vào mạng sân bay nội địa vàhoàn chỉnh phân bổ đều khắp ba vùng

Phần lớn các săn bay ở nước ta có mặt đường bê tông xi măng(MĐBTXM) là loại mặt đường được chia tấm, có khe nối liên kết với nhau vàdùng mastic bít kín khe nối Để đáp ứng nhu cầu cho việc nâng cấp, cải tạocông trình sân bay ở nước ta hiện nay cần một khối lượng lớn mastic chèn kheMĐBTXM sân bay Mặc dùng mastic là phần rất nhỏ trong việc xây dựng hạtầng cơ sở của sân bay nhưng không giải quyết đúng đắn sẽ dẫn đến hư hỏngcủa MĐBTXM sân bay, ảnh hưởng đến khai thác và hoạt động thường xuyêncủa sân bay Việc sử dụng mastic chèn khe MĐBTXM sân bay trong thời gianvừa qua cho thấy khâu đánh giá, tuyển chọn còn gặp những khó khăn nhấtđịnh Do đó việc nghiên cứu để đưa ra các chỉ tiêu của mastic trong kết cấukhe MĐBTXM sân bay dưới tác động cơ học và tác động tự nhiên khác phùhợp với điều kiện thực tế, thời tiết khí hậu của nước ta là rất cần thiết

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn và phương pháp thực hiện

Luận văn “Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặtđường bê tông xi măng trong điều kiện Việt Nam” tập trung giải quyết việcphân tích, rà soát việc sử dụng Mastic cho mặt đường bê tông xi măng, trên

cơ sở đó đưa ra kiến nghị một số tính chất cơ lý của mastic và đánh giá cácloại mastic hiện được sử dụng cho MĐBTXM sân bay

3 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: trên cơ sở các tiêu chuẩn,quy chuẩn hiện hành, từ đó phân tích, lựa chọn áp dụng các yêu cầu kỹ thuật

của mastic cho mặt đường BTXM phù hợp với điều kiện Việt Nam

4 Nội dung nghiên cứu

Thu thập, thống kê các số liệu phục vụ cho luận văn

Nghiên cứu tổng quan về vấn đề có liên quan đến mastic cho mặtđường BTXM áp dụng cho công trình giao thông, trong đó tập trung phân tích

và đánh giá lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thuật về mastic của mặt đường BTXMsân bay cho phù hợp với điều kiện Việt Nam

5 Kết cấu của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo Nội dungluận văn được trình bày trong 3 chương sau:

Chương 1: Tổng quan về vấn đề sử dụng, khai thác Mastic cho mặt đường

BTXM

Chương 2: Nghiên cứu, điều tra, khảo sát hiện trạng sử dụng Mastic cho mặt

đường BTXM tại Việt Nam

Chương 3: Đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặt đường BTXM

sân bay phù hợp với điều kiện Việt Nam

Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO

MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường Bê tông xi măng

Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường BTXMgắn liền với sự phát triển của Mặt đường BTXM, mặt đương BTXM là loạimặt đường cứng cùng với mặt đường mềm là 2 loại hình mặt đường chínhđược sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọngtrong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của các khu vực, lãnh thổ vàxuyên quốc gia Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giaothông đường bộ, từ địa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưulượng xe thấp đến đường phố, đường trục chính, đường cao tốc, đường giaothông miền núi, khu vực có thời tiết khắc nghiệt Ngày nay, mặt đườngBTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý rất quan tâm Hệthống Tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càngphát triển đồng bộ hiện đại Do có lợi thế về tuổi thọ và công nghệ xây dựngngày càng có nhiều tiến bộ nên mặt đường BTXM đang được các nước sửdụng nhiều cho các đường cấp cao, đường cao tốc và sân bay Vì vậy, tỷ trọngnói chung về mặt đường BTXM so với mặt đường các loại khác ngày càngtăng theo thời gian và chiến lược phát triển giao thông quốc gia của các nướctrong đó có Việt Nam

Hình 1.1 Tình hình phát triển của mặt đường BTXM

Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, bắt đầu ở Anh vàonhững năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốthơn 100 năm qua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phát triển

ở hầu hết các nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh

tế phát triển như: Canada, Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia,Trung Quốc… Theo Báo cáo Long - Life Concrete Pavements in Europe andCanada” của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ - FHWA) Khối lượng mặt đườngBTXM đã xây dựng ở một số nước như sau:

Tại Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% của 490.179km đường đô thị

và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị Tỉnh Québec, Canada có1.239km (đường 2 làn xe) trong tổng số 29.000km đường (khoảng 4%) là mặtđường BTXM nhưng lại phục vụ tới 75% lượng giao thông ở Québec Đức,mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25% mạng lướiđường cao tốc với lưu lượng giao thông cao Áo, đường cao tốc chiếm khoảng25% mạng lưới đường bộ quốc gia (14.000km), trong đó mặt đường BTXM

chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc Bỉ, mạng lưới đường khoảng134.000km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh, đường địa phương và đườngnông thôn Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1.700km, tức là chỉ hơn 1%.Mặt đường BTXM chiếm 40% của những đường cao tốc và 60% đường nôngthôn Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17% Hà Lan, mạng lướiđường ôtô có khoảng 113.000km Khoảng 2.300km là đường cao tốc, chỉkhoảng 2% về chiều dài, nhưng những con đường cao tốc này phục vụ 38%lưu lượng giao thông Hà Lan còn có khoảng 140km đường khu vực có mặtBTXM không cốt thép, phân tấm Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếmkhoảng 4% mạng đường ôtô Ngoài ra, Hà Lan còn có 20.000km đường xeđạp, trong đó 10% là mặt đường BTXM Vương quốc Anh, mạng lưới đường

có khoảng 285.000km, trong đó có 1.500km là mặt đường BTXM, chiếmkhoảng 67% đường cao tốc ở Úc và chiếm 60% đường cao tốc ở Trung Quốc

Tại Việt Nam mặt đường BTXM cốt thép được xây dựng khá sớm tạiđường Hùng Vương, Hà Nội năm 1975 Trên QL2 đoạn Thái Nguyên - BắcKạn xây dựng 30km đường BTXM vào năm 1984, đường Nguyễn Văn Cừ(bắc cầu Chương Dương) Tiếp theo là trên QL1A với tổng chiều dài các đoạnkhoảng 30km vào năm 1999 tại các đoạn ngập lụt Đường Hồ Chí Minhnhánh phía đông với chiều dài 86km, nhánh phía tây với tổng chiều dài trên300km QL12A Quảng Bình với chiều dài 12km QL70, đoạn TP Lào Cai…Mặt đường BTXM được sử dụng hầu hết tại các sân bay như: Sao Vàng, TânSơn Nhất, Nội Bài, Phú Bài… Hệ thống đường giao thông nông thôn ở một sốtỉnh như Thái Bình, Thanh Hoá, Hưng Yên… cũng có sử dụng mặt đườngBTXM với kết cấu đơn giản, đáp ứng nhu cầu giao thông ở địa phương với tảitrọng nhỏ và lưu lượng thấp Theo thống kê của Bộ GTVT, tổng số đườnggiao thông nông thôn trong cả nước bao gồm 172437km, trong đó có 0,56%mặt đường bê tông nhựa và 7,2% mặt đường nhựa hoặc BTXM

Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng của việc xây dựng mặt đường

bê tông xi măng trong xây dựng đường và xây dựng sân bay đòi hỏi masticchèn khe MĐBTXM nói chung ngày càng phải có chất lượng tốt hơn, phùhợp với việc khai thác, sử dụng dài lâu của mặt đường BTXM Từ đó cũngđòi hỏi có một tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mastic phù hợp với sự làm việcthực của vật liệu trong kết cấu khe

Ở nước ta cho đến nay vẫn chưa có tiêu chuẩn Quốc gia về đánh giáchất lượng mastic chèn khe mặt đường BTXM Việc lựa chọn Mastic cho mặtđường BTXM với từng công trình cũng được chủ đầu tư đưa ra các tiêu chíkhác nhau, hiện nay Bộ Giao thông vận tải đã có quyết định số 3230/QĐ-BGTVT quy định tạm thời về thiết kế mặt đường BTXM, trong đó có đề cậpcác chỉ tiêu đánh giá về Mastis chèn khe Do đó việc áp dụng loại Mastic cócác chỉ tiêu kỹ thuật nào vẫn phải áp dụng chủ yếu cácTiêu chuẩn và cácphương pháp đánh giá chúng đã được sử dụng ở nước ngoài

Nghiên cứu về mastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay và đườngcao tốc của nước ngoài có thể xem qua các tài liệu tiêu chuẩn đánh giá chấtlượng mastic chèn khe mặt đường BTXM và có thể chia ra làm hai nhómchính như sau:

Nhóm thứ nhất gồm một bộ các tiêu chuẩn của USA (Mỹ) đánh gáichất lượng các loại mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sânbay Bộ tiêu chuẩn này bao gồm các Tiêu chuẩn kỹ thuật liên bang (Federalspecification), các tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM (Standard of the Americansociety for testing and material) Đây là bộ tiêu chuẩn rất hoàn chỉnh với cácloại mastic có công nghệ sản xuất và thi công khác nhau Các thử nghiệmđược thực hiện bằng những máy móc hiện đại, độ chính xác cao và có nhữngđòi hỏi rất cao về vật liệu Bộ tiêu chuẩn này được các nước phương Tây sử

dụng bằng cách giữ nguyên như hãng Sika - Thuỵ Sĩ (là hãng có sản phẩmđược sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới) hoặc nghiên cứu sửa đổi chophù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu và công nghệ của quốc gia như ở nướcPháp (nghiên cứu của Phòng thí nghiệm cầu đường Laboratoire central desponts et chaussées - LCPC).

Nhóm thứ hai là các tiêu chuẩn và khuyến nghị đánh giá chất lượngmastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay và đường ô tô của Liên xô (cũ).Đây là những nghiên cứu riêng rẽ của các tác giả cho những loại mastic cócông nghệ sản xuất và thi công khác nhau, được sử dụng cho những vùng khíhậu khác nhau của Liên xô (cũ) Các hình thức đánh giá này dễ thực hiện,không đòi hỏi những thiết bị thí nghiệm phức tạp

Những khái niện cơ bản

Khái niệm và đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng

Mặt đường bê tông xi măng (BTXM) là loại mặt đường cứng, phầnmặt đường là BTXM có độ cứng lớn hơn nhiều so với phần móng và nền đất.Mặt đường bê tông xi măng thông thường gồm có cốt liệu là đá, cát vàng, ximăng, nước và phụ gia được phối hợp theo một tỷ lệ nhất định

Mặt đường bê tông xi măng đổ tại chỗ thông thường được sử dụngphổ biến và thường gồm các lớp cơ bản sau đây (xem hình vẽ số 1):

Hình 1.2 Kết cấu chung của mặt đường bê tông xi măng.

1- Tấm BTXM; 2- Lớp phân cách; 3- Lớp móng chính; 4- Lớp móng

phụ; 5 - nền đất.

Mặt đường bê tông xi măng có độ cứng lớn, có cường độ chịu kéo khiuốn cao Cường độ chịu kéo khi uốn của tấm bê tông xi măng thường daođộng từ 250.000 ÷ 450.000 kG/cm2 tuỳ theo mác bê tông Vì có trị số môđunđàn hồi cao như vậy nên khi nhiệt độ thay đổi, trong lớp mặt BTXM sẽ xuấthiện ứng suất kéo lớn Để giảm bớt ứng suất do nhiệt độ thay đổi, cần phảiphân chia lớp bê tông thành từng tấm bằng cách làm các khe biến dạng ngang

và dọc

Phân loại mặt đường BTXM

Sau hơn 100 năm phát triển, cho đến nay mặt đường BTXM có thểđược phân ra một số loại như sau:

- Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm, đổ tại chỗ (thôngthường);

đời sớm nhất và cho đến nay vẫn đang được áp dụng phổ biến ở nhiều nơi.Chiều dày của tấm từ 20 - 40cm; kich thước tấm (chiều dài, chiều rộng) thayđổi tuỳ theo từng công trình cụ thể: khoảng từ 3m đến 7m, thông thườngkhoảng 5m Mặt đường BTXM không cốt thép được sử dụng cho hầu hếtđường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay

Mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạpthêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng, vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởngđến chất lượng vận doanh, khai thác (xe chạy không êm thuận) Khe nối lại làchỗ yếu nhất của mặt đường BTXM, khiến cho chúng dễ bị phá hoại ở cạnh

và góc tấm

Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe.

Cần nâng cao khả năng đồng bộ hoá về thiết bị thi công và tăng cườngcông tác hướng dẫn công nghệ và kiểm soát chất lượng thi công, nhất là chấtlượng bề mặt, chất lượng thi công tại các mối nối, bảo dưỡng, cắt khe, chènkhe

Khi xây dựng mặt đường BTXM người ta luôn luôn phải bố trí cácloại khe Thực tế cho thấy khe trong mặt đường BTXM có nhiều dạng, nhưng

về mặt cơ bản khe gồm có: khe co, khe dãn và khe thi công Sơ bộ cấu tạo củamột số loại khe cơ bản được thể hiện như trên các hình vẽ 03

Khe dãn thường bố trí theo kiểu khe có thanh truyền lực (hình 3, a).Khe co thường bố trí gồm: khe co giả có thanh truyền lực (hình 3, b) và khe

co dọc kiểu mộng ngàm (hình 3, c) Khe thi công thường bố trí là khe co suốt

có thép truyền lực (hình 3, d)

Như vậy, để đảm bảo cho quá trình xây dựng, khai thác, sử dụng mặtđường BTXM sân bay được thuận lợi thì nhất thiết và cần phải có các loạiMastic chất lượng tốt Đây là loại mặt đường được dùng phổ biến (đối với sân

đỗ mỏy bay, loại mặt đường này được sử dụng mang tớnh chất bắt buộc vàhiển nhiờn) trong cụng tỏc xõy dựng sõn bay.

Đối với việc xõy dựng đường ụ tụ cũng đang được sử dụng rộng róiloại mặt đường BTXM Cựng với việc ỏp dụng tại những vị trớ quan trọng,một số đường cấp cao thỡ hiện nay cỏc đường giao thụng nụng thụn đang làloại mặt đường được dựng phổ biến Tuy nhiờn, với đường giao thụng nụngthụn hiện nay đang làm và đang sử dụng chưa đảm bảo hết cỏc yờu cầu kỹthuật của mặt đường cứng Thực tế đi khảo sỏt cho thấy cỏc đoạn đường giaothụng nụng thụn đó làm xong, đó đưa vào sử dụng nhưng lại khụng cú masticchốn khe Một lý do đơn giản là mua nước ngoài thỡ đắt mà khụng chủ động,cũn tại trong nước thỡ việc sản xuất loại sản phẩm này cũn hạn chế Trong khi

đú, nếu thiếu mastic thỡ đường vẫn sử dụng được và vẫn chưa trực tiếp hỏngngay nờn cỏc chủ đầu tư đó cắt bớt cụng đoạn thi cụng chốn khe mặt đườngcho cỏc nhà thầu Lý do cắt bớt cụng đoạn thi cụng đơn giản là “hết kinh phớ”nờn cỏc đoạn đường chưa cú mastic chốn khe vẫn tồn tại trong thực tế

4

1- mastic 2- mũ nhựa 3- ván gỗ 2cm 4- quét nhụa lỏng 1mm 5-gỗ định h ớng

Hình 1.3 Các loại khe trong mặt đường BTXM a) Khe dãn có thép truyền lực; b) Khe co giả có thép truyền lực;

c) Khe co dọc kiểu mộng ngàm; d) Khe thi công (khe co suốt có thép truyền lực).

Những năm gần đây, Đảng và Nhà nước đã và đang tập trung cho việcxây dựng đường tuần tra biên giới Với chiều dài hàng ngàn km đường bêtông xi măng thì lượng mastic sử dụng cũng không hề nhỏ, đòi hỏi thực tế cầnphải chủ động cung cấp cho các đơn vị xây dựng đường

Tóm lại, từ thực tế cho thấy nhu cầu về loại mastic chèn khe mătđường BTXM là rất lớn Việc nhập khẩu thì phức tạp và giá thành cao (dovận chuyển quá xa) Việc sản xuất trong nước hiện nay còn hạn chế, chỉ mangtính thụ động và chưa thường xuyên Tiêu chuẩn quy định hiện nay còn đangtrong giai đoạn nghiên cứu, thử nghiệm và đang dân dần đi vào ổn định Ngayphương pháp thử, kiểm tra tại các phòng thí nghiệm (phòng LAS) cũng còn làvấn đề đang được các thí nghiệm viên bắt đầu học hỏi và các nhà quản lý tìmcách mua sắm thiết bị

Hiện nay, thực tế ở Việt Nam đã và đang sử dụng nhiều loại Mastickhác nhau Vì tính chất đặc thù chuyên ngành nên Mastic chèn khe mặt đườngBTXM thường được sử dụng cả của nước ngoài cũng như của các cơ sở sảnxuất ở trong nước Khi Chủ đầu tư mua của nước ngoài thường phải chấpnhận giá cao mà đôi khi Mastic mua về lại chưa phù hợp với thời tiết khí hậuViệt Nam Còn, khi sử dụng đồ “nội” thì chúng ta thường bị tâm lý: “bụt chùanhà không thiêng” nên rất cần có những quy định nhằm đảm bảo các yêu cầu

kỹ thuật của loại vật liệu quan trọng này

Các loại khe mặt đường BTXM ô tô

Phân cách giữa phần xe chạy và lề gia cố bắt buộc phải thiết kế khe dọc có thanh lien kết

Thanh liên kết của khe dọc được chọn là thép có gờ, đặt tại cị trí 1/2 chiều dày tấm song song với mặt tấm, đồng thời được xử lý chống gỉ 100mm đoạn giữa thanh liên kết Đường kính thanh, chiều dài thanh và khoảng cách giữa các thanh được quy định như sau:

Bảng 1.1: Kích thước và khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí thanh

liên kếtChiều dày tấm

Khe ngang

Sau mỗi ngày kết thúc thi công hoặc vì các nguyên nhân khác phảingừng thi công thì nhất thiết phải thiết kế khe ngang ngừng thi công Vị trídừng nên chọn tại vị trí khe co hoặc khe dãn Khi chọn vị trí khe co phải sửdụng loại khe có thanh truyền lực, khi chọn vị trí dừng tại khe dãn thì tuân thủcác quy định về cấu tạo khe dãn

Khe co ngang có thể được bố trí theo khoảng cách đều hoặc bố trí theokhoảng cách thay đổi Thường chọn thiết kế là hình thức khe co giả Đối vớicác tuyến đường thiết kế có cấp quy mô giao thông nặng, rất nặng và cựcnặng tại các vị trí trạm thu phí, trạm dừng xe phải thiết kế khe co giả có thanhtruyền lực Ngoài ra khe co giả có thanh truyền lực phải được thiết kế tại 3khe có lien kết trước và sau khe dãn, 3 khe co lien tiếp trước khi chuyển sangloại kết cấu mặt đường khác trên các tuyến thiết kế có quy mô trung bình vànhẹ Ngoài các trường hợp kể trên tại các khe co không cần đặt thanh truyềnlực mà dùng cấu tạo khe giả không đặt thanh truyền lực

Tại vị trí mặt trên của khe co giả phải được cắt khe, đối với khe co giả

có thanh truyền lực chiều sâu cắt khe nên chọn khoạng 1/4 -:-1/3 chiều dàytấm, nếu không có thanh truyền lực thì chiều sâu cắt khe khoảng 1/5 -:-1/4chiều dày tấm chiều rộng khe phụ thuộc vào điều kiện thi công và loại vậtliệu chèn khe, nên chọn chiều rộng khe trong khoảng 3-:-8mm, cắt khe xongphải lấp đầy khe bằng vật liệu chèn khe Việc cắt khe được tiến hành một lầnđối với đường cấp III trở xuống, đối với đường cao tốc, đường cấp I, cấp IIviệc cắt khe được tiến hành 2 lần: cắt tạo thành hình giật cấp trên to dưới bé,khe cắt bên trên được mở rộng với chiều rộng khe cắt từ 7-:-10mm, bên dướinên thiết kế dải đệm lót để khống chế chiều sâu rót vật liệu chèn khe

Khe dãn phải được bố trí tiếp giáp với cầu hoặc tại các vị trí giao nhau

với các đường khác Số lượng các loại khe dãn được bố trí tùy theo trị số giãn

nở của BTXM nhiều hay ít Chiều rộng của khe dãn nên thiết kế trong khoảng20-:- 25mm, trong khe bố trí vật liệu chèn khe, bản đệm và thanh truyền lực

có thể di động

Thanh truyền lực của khe ngang (khe co, khe dãn) phải dùng cốt théptròn trơn Đường kính, chiều dài và khoảng cách bố trí thanh truyền lực tùytheo chiều dày tấm BTXM Khoảng cách tối thiều của thanh truyền lực ngoàicùng đến mép ngoài của tấm nên trong khoảng 150-:-200mm

Các loại khe mặt đường BTXM sân bay

Cấu tạo khe nối của mặt đường BTXM sân bay

Ngay từ lúc sau khi thi công cũng như trong quá trình khai thác, cáctấm của mặt đường BTXM sân bay luôn chịu tác động của nhân tố thiên nhiênkhác nhau Các tác động này gây ra trong tấm mặt đường BTXM sân bay ứngsuất nhiệt và ứng suất co ngót Những ứng suất này càng lớn nếu tấm càngdài; đối với các tấm dài chúng có thể lớn đến nỗi vật liệu không chịu được vàbắt đầu xuất hiện các vết nứt nhiệt độ, tức là mặt đường bị phá hỏng ngay cảkhi không có tải trọng khai thác Để tránh điều đó, trong mặt đường BTXMngười ta làm các khe co và khe dãn chia mặt đường BTXM thành các tấm vớicác kích thước được quyết định trên cơ sở chống ứng suất nhiệt hoặc ứng suất

co ngót

Trong thực tế mặt đường BTXM còn bị uốn vồng do nhiệt độ thay đổikhông đều theo chiều dầy tấm mặt đường BTXM Vì vậy người ta còn bố tríkhe uống vồng

Mặt đường BTXM sân bay thường là rộng nên tuỳ theo việc bố trí khedọc theo mặt đường BTXM hay ngang mà còn gọi là khe dọc và khe ngang

Các khe trong mặt đường BTXM sân bay là nhân tố ảnh hưởng xấuđến sự làm việc của mặt đường dưới tác dụng của tải trọng khai thác do bánhmáy bay gây ra vì khi đặt tải ở khe (cạnh hoặc góc tấm) thì trong tấm xuấthiện ứng suất lớn hơn so với khi đặt tải ở giữa tấm

Để giảm ảnh hưởng xấu của khe đến khả năng chịu lực của mặt đườngBTXM sân bay người ta thường làm các mối nối để phân bố tải tọng đặt trênkhe cho các tấm cạnh nhau

Mối nối tốt hơn cả là mối nối có thanh truyền lực (Bảng 2.1) Trongmột số trường hợp có thể sử dụng các loại mối nối khác trong khe hoặc tăngcường cạnh tấm bằng cốt thép hoặc làm dày thêm ở đó; ở khe dãn ngang nêndùng tấm móng đặt dưới khe Phần mép tấm trong mặt đường bê tông và bêtông ít thép được tăng cường cốt xung quanh bằng các khung kim loạn hàngồm 3 - 5 thanh với đường kính 12 - 14mm đặt cách nhau 20cm Mỗi khungbao gồm cốt trên và cốt dưới đường kính 13 - 14mm nối với nhau bằng cốt thicông 6mm

Bảng 1.2: Kích thước và khoảng cách giữa các thanh truyền lực trong các kheChiều dày

mặt đường

(cm)

Đường kínhthanh truyềnlực (mm)

Chiều dàithanh truyềnlực (cm)

Khoảng cách giữa các khethanh truyền (cm)Khe suốt Khe giả

 20

22 ÷ 30

2025

4050

3030

4040 Bảng 1.3: Các loại (I-VIII) khe của mặt đường BTXM sân bay

Cho m đ.b.t ở chỗgiao nhau và tiếp giápvới công trình khác

Cho mọi loại mặtđường trừ B.t.c.t.ư.s.t

Cho m đ.b.t cốt thép

và ít thép

Cho m đ.b.t.c.t ư.s.t

Cho m đ.b.t vàb.t.c.t; tại chỗ giaonhau và tiếp giáp vớicác công trình khác

-Như

Khe co giả cóthanh truyền lực

Khe co giả tăngcường cốt cạnhtấm

Khe có suốt tăngcường cốt

Cho mọi loại mặtđường khi tấm dàytrên 20cm

Cho mặt đường bêtông

Tính toán kích thước mặt bằng của tấm bê tông (khoảng cách giữa các khe co) và chiều rộng khe dãn

Kích thước của tấm bê tông khi nhiệt độ trong tấm thay đổi

Khi nhiệt độ trung bình, trong tấm bê tông giảm xuống, chiều dài của

nó ngắn lại bộ phận hai đầu di động về giữa tấm, khi nhiệt độ tăng lên thì tấmdãn nở từ giữa ra ngoài (trong cả hai trường hợp xem phần giữa là không dichuyển) Tuy nhiên sự ma sát của đáy tấm với lớp móng cản trở sự di chuyển

đó Lực cản trở sự di chuyển T tác dụng ở mặt dưới tấm và có giá trị:

T = 1 .

2L B h   (1.1)Trong đó:

: Dung trọng của bê tông ( = 0,0024kg/cm3)

L,B,h: Chiều dài chiều rộng và chiều dày tấm

: Hệ số ma sát giữa đáy tấm (cm) với lớp móng





 (1.3)

Thiếu sót của công thức (3) là mối đánh gái gần đúng lực T khi xem

hệ số ma sát giữa tấm và móng phân bố đều theo chiều dài tấm Vì vậyG.S.Bapkop thay lại:

 =1, 4 h tg c L

h

  

(1.4)Trong đó:

444,01(cm)986,84 -609,21 -860,97 -858,46 -

Tính toán chiều rộng khe dãn

+ Nếu tấm chuyển dịch tự do (ma sát giữa đáy tấm với nền = 0) tấm

bê tông sẽ có dãn một đại lượng là:

∆L = .L.∆ttb (1.6)

Trong đó:

L: Kích thước tấm (cm)

: Hệ số dãn nở nhiệt của bê tông ( = 10-5 cm/độ)

∆ttb: Giá trị chênh lệch nhiệt độ lấy trung bình theo chiều dày tấm (0C)

∆ttb = 13

2

m b

Trong đó:

t13 - Nhiệt độ không khí ở thời điểm 13 giờ lấy trung bình tháng

tm - Nhiệt độ không khí nhỏ nhất lấy trung bình tháng

tbx - Nhiệt độ tương đương do bức xạ mặt trời

+ Hệ số xét đến sự phân bố nhiệt theo chiều dày tấm

I: Cường độ bức mặt trời, lấy vào tháng nóng nhất thời điểm 11 ÷ 12giờ (Kcal/m2 giờ)

a: Hệ số truyền nhiệt chung

a = aK+au

aK: Hệ số truyền nhiệt đối lưu, với mặt đường bê tông:

aK= 16Kcal/m2 độ giờ

au: Hệ số truyền nhiệt bức xạ, với mặt đường bê tông au=4

Nếu lấy số liệu ∆ttb = 200C ta có kết quả ở bảng sau:

Bảng 1.5: Kích thước của khe dẫn ở các khoảng cách khác nhau

0.1460.4031.345

5

1500030000

2.8815.763

Một số nhận xét về các tính toán khoảng cách giữa hai khe co và chiều rộng khe dãn

Trong công thức tính toán khoảng cách giữa 2 khe co (tính toán kíchthước tấm) chưa thấy kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ trong tấm bê tông ximăng

Trong công thức tính toán chiều rộng khe dãn chưa thấy kể đến ứngsuất nhiệt trong mặt đường bê tông xi măng Ma sát giữa mặt đường và móngđược cọi bằng không và mặt đường trượt tự do trên móng Điều này khôngđúng với thực tế nên khi thiết kế, tính toán mặt đường BTXM thường lấy theocác số liệu ở bảng sau:

Bảng 1.6: khoảng cách giữa các khe co dãn trong điều kiện khí hậu điều hoà

của NgaLoại kết cấu mặt

đường và kiểu khe

Chiều dày mặtđường (cm)

2420÷221820÷2418

30242065

30242065

48362565

54422565

60423065

72543565

c.ca484065

c.cac.ca4565

Nhiệm vụ của mastic trong kết cấu khe

- Mastic trong kết cấu khe tấm mặt đường BTXM sân bay có nhiệm

vụ ngăn nước mặt không cho thấm xuống nền đường phá hỏng nền móng dẫntới phá hỏng kết cấu mặt đường Để đảm bảo được yêu cầu này trong điềukiện tác động của môi trường có nghĩa là vật liệu mastic phải chị tác động do

sự thay đổi nhiệt độ môi trường ngày - đêm gây ra ứng suất nhiệt làm co dãntấm bê tông làm mastic trong khe phải co dãn theo Cũng như tác động do sự

di chuyển của máy bay trên mặt đường BTXM gây ra Tính năng này chỉ đạtđược nếu trên toàn bộ miền nhiệt độ của môi trường (nhiệt độ lớn nhất vàbiên độ theo ngày và theo mùa) vật liệu mastic vẫn đảm bảo bám dính tốt với

bê tông Ngoài ra mastic phải đảm bảo không thấm nước, trong điều kiện khaithác sân bay bình thường còn chịu được dầu động có, chịu được nhiệt độ cao

do tác động của luông khí phụt động cơ máy bay

Cuối cùng là khi mastic đạt được tất cả các yêu cầu trên thì cũng cầnphải duy trì được độ bền, có thời gian sử dụng lâu đài để giảm bớt chi phí duy

tu bảo dưỡng và thuận tiện cho khai thác sân bay

Các hình thức bít khe co dãn mặt đường BTXM sân bay

- Rót mastic vào khe co - dãn mặt đường BTXM sân bay Mastic cóthể là rót nóng (nhiệt độ rót từ 160 ÷ 20000C), rót ấm (nhiệt độ từ 130 ÷

1600C) và rót ngội bằng (nhiệt độ không khí)

- Dùng cao su được chế tạo định hình trước có chiều dài bằng chiềudài của khe và được nhét vào trong khe

- Với mặt đường bê tông cốt thép ứng suất trước, khoảng cách khe cóthể tới 150m hoặc hơn, dùng đĩa đệm kim loại bọc cao su để chèn khe

Các dạng hư hỏng của kết cấu khe và mastic trong kết cấu khe MĐBTXM sân bay

a Hư hỏng của kết cấu khe

- Vỡ mẻ góc, cạnh tấm: Nguyên nhân có thể do thi công (tháo dỡ vánkhuôn) hoặc do khai thác (tải trọng của máy bay, ô tô tác dụng lên cạnh vàgóc tấm)

- Vết nứt không theo đường thẳng khe có: Các vết nứt suốt tại khuvực khe co nhưng không theo đường thẳng của khe Nguyên nhân chủ yếu doquá trình thi công việc cắt khe bằng máy muộn quá thời gian quy định, bêtông đã bắt đầu co dãn theo biến thiên nhiệt độ của môi trường bên ngoài vàgây nứt sớm hơn từ dưới lên trên mặt tấm bê tông ở dạng ngoằn nghèo khôngtrùng với đường thẳng cắt khe sau này

- Không nứt ở vị trí khe có mà nứt ở vị trí khác trong tấm bê tông ximăng: Nguyên nhân do tại vị trí khe co dãn yếu cạnh tấm chưa đủ (chỉ cắt khe4÷6cm với chiều dày tấm 30cm) nên không hướng được đường nứt vào đúng

vị trí khe co

- Kích thước khe bị mở rộng: Hiện tượng các tấm bê tông bị "trôi" rabiên làm mở rộng kích thước các khe Hiện taại khe có khe co dãn rộng tới6cm

b Hư hỏng của mastic

- Bám dính không tốt với bê tông: nên trong quá trình khai thác bịluồng khí phụt của động cơ máy bay thổi bật ra khỏi khe

- Khả năng đàn hồi kém: Một thời gian sau khi thi công xuất hiện vếtnứt ở giữa khe (nứt mastic)

- Tuổi thọ kém: Do thi công không khống chế được nhiệt độ khi đunmastic nên để quá nhiệt độ quy định làm hỏng mastic Chỉ một thời gian ngắnsau khi thi công mastic không còn khả năng đàn hồi, bám dính.

- Chảy nhão bề mặt đường khi nhiệt độ mùa hè, dính vào lốp xe khilăn qua, trồi lên mặt đường Mastic kém phẩm chất, không đạt yêu cầu để thicông chèn khe mặt đường BTXM sân bay

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Khe nối, vật liệu chèn khe nối mặt đường BTXM có vai trò rất quantrọng trong kết cấu mặt đường bê tông xi măng, một trong các nguyên nhânchính gây hư hỏng mặt đường BTXM là do khe nối và vật liệu chèn khe nối

Mastic có nhiệm vụ bít kín khe co dãn mặt đường BTXM ngăn nướcthấm xuống nền Mastic còn làm cho mặt đường bằng phẳng thuận tiện choviệc khai thác

Qua những trình bày ở trên cho thấy sự cần thiết phải nghiên cứu là:

1 Nghiên cứu, điều tra các loại Mastic đã được sử dụng ở Việt Namcũng như trên thế giới, các chỉ tiêu đánh giá Mastic

2 Trên cơ sở nghiên cứu đề xuất các thông số và các chỉ tiêu đánh giáchất lượng để phù hợp với sự làm việc vật liệu trong kết cấu khe mặt đườngBTXM sân bay

Chương II NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT CÁC LOẠI MASTIC CHO

MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG Một số loại Mastic và các chỉ tiêu đánh giá

Mastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay thông thường bao gồm:chất kết dính hữu cơ, cốt liệu và các chất phụ gia khác Các chất kết dính hữu

cơ được dùng là: bi tum dầu mỏ, gudro than đá có hoặc không có các phụ giabiến tính để làm tăng thêm các đặc tính như ổn định nhiệt độ, độ bền cơ học,khả năng đàn hồi… tuỳ theo các yêu cầu và mục đích sử dụng cụ thể

Để làm tăng các đặc tính cơ học, khả năng đàn hồi sử dụng các polimenhư poly propylene atatic, poly isoprene, poly butene, poly iso butene Để làmtăng tính ổn định nhiệt độ sử dụng các chất copolimer (đồng trung hợp) nhưSBS (Styréne/Butadiene/Styrene), các EVA hay copolimer của etylene và củaaxetat vinila Để làm tăng các tính chống chịu dầu và xăng sử dụng cácpolimer như poly Sulfure hay các thio plaste (chất dẻo thio) v.v…Như vậymastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay sử dụng rất nhiều phụ gia biếntính khác nhau nên cũng có rất nhiều công nghệ sản xuất và thi công khácnhau Công nghệ đơn giản có lẽ là đun bitum rồi trộn với cát hoặc bột đá như

ở nước ta trước đây vẫn thường làm Công nghệ phức tạp như mastic KHPT của hãng Sika-Thuỵ sĩ Loại mastic này qua đốt nóng sẽ biến cứngnhưng không được đốt trên ngọn lửa trực tiếp mà phải đun qua dầu: nhiệt độcủa dầu được khống chế là không vượt quá 1600C và nhiệt độ của mastickhống chế là 120 ÷ 1400C

IGAS-Rất nhiều loại mastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay với côngnghệ sản xuất và thi công khác nhau nên cách đánh giá của các loại masticcũng khác nhau Dưới đây trình bày một số loại mastic đã được dùng ở Việt

Nam trên thế giới, phạm vi sử dụng và các chỉ tiêu đánh giá:

Sử dụng cho vùng khí hậu

Tính chịu nhiệt (nhiệt độ bi và vòng)

Bột cao su

6025105

Mastic bitum cao su

Bảng 2.2: Thành phần của mastic bitum cao su

Thành phần Phần trăm theo khối lượng (%)

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu của mastic bitum cao su

Bảng 2.4: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic UMC - 50

Chỉ tiêu

Thành phần phần trăm theo khối lượng (%)

Bitum 40/60-30 UMC 50-70

Bitum 40/60-50 UMC 50-50

Bitum 40-70 UMC 50-30

RBV 25-90 UMC 50-10

RBV 25-80 UMC 50-20

RBV 25-70 UMC 50-30

RBV 25-50 UMC 50-50

-50

2,3

210

81160

- 40

3,7

225

78150

- 30

5

220

105200

- 30

-115200

- 35

-101200

- 50

-250

101200

- 50

-220

Mastic Tiokon

Bảng 2.5: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic Tiokon

Kéo dính kết (% khối lượng)

Hắc ín than đá (% khối lượng)

10012020210-608

Mastic bitum polimer

Bảng 2.6: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic bitum polimer

70-1525Nhiệt độ hóa mềm (0c)

Mastic bitum polime Micalfat - J

- Công dụng: chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc

- Thành phần công nghệ: chưa rõ

- Đạc tính vật liệu: sản phẩm thần nhất không biểu hiện sự tách pha ởthể rắn ở 200c, ở thể nhớt 1300c và thể lỏng từ 140 - 1900c Nhiệt độ thi côngkhoảng 1800c Sản phẩm đặc biệt có lợi đối với độ nhạy yếu về nhiệt, miền