Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu và nhựa đường Cốt liệu trong bê tông asphalt bao gồm đá dăm, bột khoáng một số trường hợp sử dụng cát.. Bởi vậy thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý c
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI
-*** -BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT THI GVDG KHỐI TRƯỜNG CAO ĐẲNG - TCCN SỐ 1
TỈNH THÁI NGUYÊN Năm học: 2016 - 2017
Họ và tên giáo viên: Nguyễn Thanh Tùng
Tên bài giảng: 6.4.3 Thiết kế thành phần bê tông asphalt theo phương pháp marshall (tiếp theo)
Thái Nguyên, tháng 5 năm 2017
Trang 2BÀI GIẢNG 6.4.3 Thiết kế thành phần bê tông asphalt theo phương pháp Marshall (tiếp theo)
6.4.3.2 Trình tự thiết kế hỗn hợp bê tông asphalt theo phương pháp Marshall
Bước1 Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu và nhựa đường
Cốt liệu trong bê tông asphalt bao gồm đá dăm, bột khoáng (một số trường hợp
sử dụng cát) Bởi vậy thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu chính là xác định các tính chất cơ bản của đá dăm và bột khoáng
- Chỉ tiêu cơ lý của đá dăm:
+ Cường độ nén của đá gốc
+ Độ nén dập trong xi lanh
Hì
nh 1: Thí nghiệm xác định cường độ nén của đá gốc và độ nén dập trong xi lanh
Chỉ tiêu cường độ nén của đá gốc và độ nén dập trong xi lanh là hai chỉ tiêu để đánh giá cường độ, khả năng chịu lực của đá dăm dùng để sản xuất bê tông asphalt Để xác định cường độ nén của đá gốc, tiến hành khoan các viên mẫu hình trụ đường kính
5 cm, chiều cao 5cm, gia công mài bằng mặt mẫu sau đó đem đặt lên bàn nén và nén tới khi mẫu bị phá hoại Cường độ nén được tính bằng lực nén phá hoại mẫu chia cho diện tích mặt chịu nén Trong trường hợp không có mẫu đá gốc, cường độ của đá dăm
có thể được xác định thông qua thí nghiệm nén dập trong xi lanh Từ kết quả thí nghiệm nén dập trong xi lanh có thể quy đổi về cường độ nén của đá gốc
Trang 3+ Độ hao mòn Los Angeles (LA).
+ Hàm lượng hạt thoi dẹt
+ Hàm lượng chung bụi bùn sét
Các chỉ tiêu độ hao mòn Los Angeles (LA), hàm lượng hạt thoi dẹt, hàm lượng chung bụi bùn sét để đánh giá mức độ phù hợp của đá dăm trong quá trình sản xuất bê tông asphalt cũng như khả năng chịu bào mòn của mặt đường bê tông asphalt Đá dăm
có độ hao mòn Los Angeles càng nhỏ càng thích hợp để làm cốt liệu cho bê tông asphalt Cần kiểm soát hàm lượng hạt thoi dẹt bởi đó là những hạt chịu lực kém, có thể dẫn tới cường độ của bê tông asphalt giảm đi Đồng thời hạt thoi dẹt nhiều có thể xảy
ra khả năng cốt liệu bị vỡ trong quá trình đầm nén Lượng bụi bùn sét trong cốt liệu quá nhiều làm giảm chất lượng mối liên kết giữa nhựa đường và bề mặt cốt liệu
Hình 2: Thí nghiệm xác định độ hao mòn LA và hàm lượng hạt thoi dẹt
+ Độ dính bám của đá với nhựa
Độ dính bám của đá với nhựa quyết định rất lớn tới chất lượng của hỗn hợp bê tông asphalt Độ dính bám của đá với nhựa được đánh giá theo 5 cấp với cấp 5 là cấp tốt nhất Đá dăm dùng để sản xuất bê tông asphalt cần đạt độ dính bám tối thiểu cấp 3
Trang 4Hình 3: Thí nghiệm xác định độ dính bám của đá với nhựa
- Chỉ tiêu cơ lý của bột khoáng:
+ Chỉ số dẻo
Độ ẩm của bột khoáng không được vượt quá 1% Chỉ số dẻo của bột khoáng được xác định với phần bột khoáng lọt qua sàng lưới mắt vuông kích cỡ 0,425 mm
- Chỉ tiêu cơ lý của nhựa đường:
+ Độ kim lún
Độ kim lún là chỉ tiêu để phân mác nhựa đường, để đánh giá tính quánh của nhựa Độ kim lún càng thấp thì nhựa càng đặc quánh Độ kim lún được xác định bằng
độ xuyên sâu của kim chuẩn vào bề mặt mẫu nhựa đã được bảo dưỡng ở điều kiện tiêu chuẩn Đơn vị của độ kim lún là phần mười milimet
Hình 4: Thí nghiệm xác định độ kim lún của nhựa
Trang 5+ Độ kéo dài
Độ kéo dài để đánh giá tính dẻo hay là khả năng biến dạng của nhựa đường dưới tác dụng của ngoại lực Độ kéo dài của mẫu nhựa được xác định bằng cách kéo mẫu nhựa với vận tốc 5cm/phút trong nước ở 25˚C cho tới khi mẫu đạt được độ kéo dài tối thiểu là 100 cm
Hình 5: Thí nghiệm độ kéo dài của nhựa + Điểm hóa mềm
Điểm hóa mềm là một chỉ tiêu để đánh giá tính ổn định nhiệt của nhựa đường Điểm hóa mềm được xác định bằng phương pháp vòng và bi Với nhựa đường, nhiệt
độ hóa mềm cao thì độ kim lún càng thấp và ngược lại
Hình 6: Thí nghiệm xác định điểm hóa mềm của nhựa + Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của nhựa là chỉ tiêu phục vụ cho tính toán tỷ trọng khối và tỷ trọng biểu kiến của hỗn hợp bê tông asphalt
Trang 6+ Hàm lượng paraphin.
Hàm lượng paraphin trong nhựa đường được giới hạn không vượt quá 2,2 % Lượng paraphin nhiều có thể làm giảm tính đồng nhất của nhựa, làm tăng tình giòn của nhựa ở nhiệt độ thấp
Bước2 Phối trộn cốt liệu
Bước này chính là bước xác định tỷ lệ các nhóm cốt liệu thành phần để hỗn hợp cốt liệu sau khi phối trộn có thành phần hạt nằm trong giới hạn đường bao cấp phối hỗn hợp cốt liệu quy định trong tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông asphalt
- Xác định thành phần hạt của đá dăm, bột khoáng
Sau khi tiến hành thí nghiệm xác định thành phần hạt, tính toán và đưa ra các thông số sau:
+ Lượng sót riêng biệt trên từng cỡ sàng (ai):
a i= m i
+ Lượng sót tích lũy (Ai) trên từng cỡ sàng:
+ Lượng lọt sàng với cỡ sàng i (Li):
L i = 100- A i (%) (3)
- Tính toán để tìm ra tỷ lệ phối trộn giữa các nhóm cốt liệu:
+ Nguyên lý tính toán phối trộn cốt liệu:
Đối với bất kỳ 1 hỗn hợp cốt liệu nào thì lượng lọt sàng (%) của hỗn hợp cốt liệu qua 1 cỡ sàng bất kỳ đều tuân theo công thức sau:
Trong đó:
P - lượng lọt qua sàng (%) của 1 cỡ sàng bất kỳ của hỗn hợp cốt liệu;
A, B, C, D, - lượng lọt qua sàng (%) của 1 cỡ sàng bất kỳ của từng loại cốt liệu sử dụng để phối trộn;
a, b, c, d, - tỷ lệ phối trộn của từng loại cốt liệu sử dụng để phối trộn
Trang 7a + b + c + d + = 1 (100%) (5)
- Ví dụ 1:
Phối trộn hai loại cốt liệu sau để được cấp phối theo yêu cầu
Lượng lọt sàng
Lượng lọt sàng (%) ứng với từng cỡ sàng (mm)
Yêu cầu 100 80÷100 70÷90 50÷70 35÷50 18÷29 13÷23 8÷16 4÷10
- Ví dụ 2:
Phối trộn ba loại cốt liệu sau để được cấp phối theo yêu cầu
Loại vật liệu
Lượng lọt qua sàng, %
Yêu cầu 100 80÷100 70÷90 50÷70 35÷50 18÷29 13÷23 8÷16 4÷10