Nghiên cứu bê tông nhựa có modun đàn hồi cao và khả năng chống mỏi tốt (EME2) trong kết cấu mặt đường mềm

Nghiên cứu đề tài để đánh giá về mặt kỹ thuật khả năng ứng dụng của EME 2 trong KCMĐ mềm của các tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn ở VIỆT NAM. Sau khi thiết kế ra được hỗn hợp tối ưu thì nhóm tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu Marshall và so sánh với các loại vật liệu khác để đưa ra kết luận: Các chỉ tiêu Marshall và chỉ tiêu khác như mô đun đàn hồi động và tĩnh đều đạt yêu cầu của các tiêu chuẩn nước ngoài và khi so sánh với BTN thông thường thì các chỉ tiêu đều tốt hơn hẳn. Từ đó đưa ra kiến nghị sử dụng EME2 cho lớp móng trên của KCMĐ mềm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu bê tông nhựa có modun đàn hồi cao và khả năng chống mỏi tốt (EME2) trong kết cấu mặt đường mềm TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG NHỰA CÓ MODUN ĐÀN HỒI CAO VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG MỎI TỐT (EME2) TRONG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Quang Phúc Sinh viên thực hiện: Trần Kim Long Kim Đức Anh Nguyễn Văn Bằng Trần Văn Quang Bùi Đức Dũng Lớp: Cầu Đường bộ 3 Tóm tắt: EME2 (Enrobés à Module Elevé) là loại bê tông nhựa đặc biệt có các đặc tính như mô đun đàn hồi cao, khả năng chống mỏi tốt, khả năng chống lún vệt bánh trong tổng thể kết cấu tốt. Công nghệ EME2 đã được nghiên cứu sử dụng ở Pháp, Úc, Trung Quốc cho các kết quả tốt. EME2 có thể giảm đáng kể độ dày mặt đường chịu tải nặng, tăng hiệu suất khai thác của kết cấu mặt đường, làm giảm chi phí xây dựng và bảo trì mang lại lợi ích kinh tế so với vật liệu mặt đường mềm truyền thống. Từ những triển vọng và lợi ích ở trên nhóm chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài để đánh giá về mặt kỹ thuật khả năng ứng dụng của EME 2 trong KCMĐ mềm của các tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn ở VIỆT NAM. Sau khi thiết kế ra được hỗn hợp tối ưu thì nhóm tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu Marshall và so sánh với các loại vật liệu khác để đưa ra kết luận: Các chỉ tiêu Marshall và chỉ tiêu khác như mô đun đàn hồi động và tĩnh đều đạt yêu cầu của các tiêu chuẩn nước ngoài và khi so sánh với BTN thông thường thì các chỉ tiêu đều tốt hơn hẳn. Từ đó đưa ra kiến nghị sử dụng EME2 cho lớp móng trên của KCMĐ mềm. Từ khóa: EME2 (Enrobés à Module Elevé), bê tông nhựa hiệu suất cao, nhựa đường 20/30, KCMĐ (kết cấu mặt đường), Marshall, bê tông nhựa (BTN). 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam, kết cấu mặt đường mềm có tầng mặt bằng bê tông nhựa được sử dụng phổ biến trong xây dựng các tuyến đường ô tô cấp cao. Thời gian gần đây, ở nhiều tuyến đường ô tô cấp cao có quy mô giao thông lớn sử dụng loại KCMĐ này thường xuất hiện các hư hỏng như nứt, lún vệt bánh xe sau thời gian ngắn đưa vào khai thác làm suy giảm cường độ chung và tuổi thọ của KCMĐ. Với tầng móng bằng các vật liệu hạt rời rạc có cường độ thấp thì để đảm bảo cường độ chung của KCMĐ đòi hỏi chúng phải có chiều Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 228 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI dày lớn. Giải pháp sử dụng móng bằng vật liệu hạt gia cố chất liên kết vô cơ (vôi, xi măng) hoặc chất liên kết hữu cơ (nhựa đường) tạo ra một lớp móng có cường độ cao không những giảm chiều dày KCMĐ mà còn giảm được biến dạng kéo ở đáy các lớp mặt BTN, nhờ đó làm tăng tuổi thọ chịu mỏi của KCMĐ. Tuy nhiên, nếu sử dụng lớp móng trên bằng vật liệu gia cố xi măng đặt dưới tầng mặt BTN mỏng thường có nguy cơ xảy ra hư hỏng dạng nứt phản ánh lên lớp bê tông nhựa phía trên. Trong khi đó, KCMĐ mềm với lớp móng BTN ít có nguycơ xảy ra hiện tượng này hơn. Vật liệu BTN , trong đó phổ biến là BTN hiệu suất cao được sử dụng làm lớp móng trên của KCMĐ mềm ở nhiều nước trên thế giới như Pháp,Úc, Trung Quốc và các nước châu Âu... Bên cạnh đó, ở một số nước còn nghiên cứu ứng dụng hỗn hợp BTN hiệu suất cao cho lớp móng trên và lớp mặt dưới nhằm giảm chiều dày đồng thời cải thiện tuổi thọ KCMĐ mềm của những tuyến đường ô tô có quy mô giao thông. Ở Việt Nam, KCMĐ mềm có lớp móng trên bằng vật liệu đá – nhựa chặt (asphalt treated base - ATB) được sử dụng cho một số tuyến cao tốc trong thời gian gần đây. Lớp móng đá – nhựa là giải pháp để giảm chiều dày thiết kế so với phương án sử dụng lớp móng CPĐD loại 1. Giải pháp này bước đầu được đánh giá tốt khi sử dụng cho lớp móng trên trong KCMĐ mềm. Mặc dù vậy, các nghiên cứu về thành phần, tính chất của hỗn hợp đá – nhựa chặt và ứng xử của nó khi đặt trong KCMĐ mềm vẫn chưa được thực hiện nhiều ở Việt Nam. Trong bối cảnh lưu lượng giao thông và tỉ lệ xe nặng trên các tuyến đường ô tô cấp cao ở nước ta ngày càng tăng, bên cạnh nghiên cứu phát triển hỗn hợp BTN hiệu suất cao thì các nghiên cứu đề tài này xác định thành phần, tính chất của hỗn hợp BTN nhựa hiệu suất cao sử dụng các nguồn cốt liệu ở Việt Nam. Từ đó, đánh giá khả năng ứng dụng của BTN hiệu suất cao sử dụng trong KCMĐ mềm cho các tuyến đường ô tô cấp cao có quy mô giao thông lớn. Chính vì vậy, đề tài luận án “Nghiên cứu bê tông nhựa có modun đàn hồi cao và khả năng chống mỏi tốt (EME2) trong kết cấu mặt đường mềm ” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm trong phòng. - Tiến hành thí nghiệm thực tế. - Thông qua bộ tiêu chuẩn quốc tế về vấn đề này. - Phương pháp phân tích và tổng hợp số liệu từ kết quả thu được Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 229 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - Quan sát trực quan và cảm nhận của người nghiên cứu - Phương pháp thu thập thông tin từ internet và các bài báo, báo cáo khoa học. - Phương tiện nghiên cứu: Trang thiết bị trong phòng thí nghiệm, dụng cụ cá nhân. Hình 1. Các thiết bị phục vụ thí nghiệm Nội dung nghiên cứu đã thực hiện: - Thiết kế cấp phối. - Làm rõ về bê tông nhựa hiệu suất cao. - Tiến hành những thí nghiệm để đánh giá hiệu quả. - Phân tích ưu, nhược điểm của bê tông nhựa hiệu suất cao khí áp dụng thực tế ở nước ta. - Trên cơ sở quá trình phân tích, đánh giá thực trạng để đưa ra đề xuất. Hình 2. Mẫu để thí nghiệm Marshall Kết quả nghiên cứu: - Thiết kế được cấp phối, hàm lượng nhựa tối ưu và tính toán các kết quả về ...