Tên luận án:
Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu Stone Mastic Asphalt đến khả năng chống lún vệt bánh xe và chống nứt mặt đường bê tông asphalt trong điều kiện Việt Nam
Ngành:
Kỹ thuật Xây dựng Giao thông
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Tài liệu này trình bày một nghiên cứu toàn diện về vật liệu Stone Mastic Asphalt (SMA) và tiềm năng ứng dụng của nó trong xây dựng mặt đường bê tông asphalt cấp cao tại Việt Nam. Nghiên cứu được thực hiện nhằm giải quyết các vấn đề hư hỏng phổ biến như lún vệt bánh xe (LVBX) và nứt trên các tuyến đường ô tô có lưu lượng giao thông lớn, vốn là hạn chế của các loại bê tông nhựa truyền thống (BTN). SMA, có nguồn gốc từ Đức, được biết đến với khả năng chịu tải, kháng trượt, kháng biến dạng và kháng nứt vượt trội.
Mục tiêu của luận án là nghiên cứu thành phần, đặc tính cơ học, tiêu chuẩn kỹ thuật và hiệu quả ứng dụng của SMA. Phạm vi nghiên cứu bao gồm phân tích tổng quan tình hình sử dụng SMA trên thế giới và tại Việt Nam, các nguyên nhân gây LVBX và nứt, ảnh hưởng của thành phần vật liệu đến tính năng của hỗn hợp, cũng như các thí nghiệm trong phòng để xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của SMA so với BTNC đối chứng. Luận án cũng đề xuất phương pháp thiết kế hỗn hợp và cấu tạo kết cấu áo đường mềm sử dụng lớp mặt SMA trong điều kiện Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng SMA có hiệu quả vượt trội hơn BTNC truyền thống về khả năng kháng LVBX, kháng nứt, sức kháng ẩm, mô đun đàn hồi tĩnh và động, và cường độ kéo uốn. Việc sử dụng phụ gia Sasobit còn giúp giảm nhiệt độ trộn và đầm nén, tiết kiệm năng lượng và giảm tác động môi trường. Luận án kết luận rằng SMA12,5 đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của vật liệu xây dựng mặt đường theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam, đảm bảo khả năng kháng LVBX và kháng nứt, do đó đủ điều kiện làm lớp mặt cho kết cấu áo đường ô tô cấp cao.
Mục lục chi tiết:
-
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
- 1.4. Phạm vi nghiên cứu
- 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ STONE MASTIC ASPHALT, HƯ HỎNG LÚN VỆT BÁNH XE VÀ NỨT LỚP MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
- 1.1. Tổng quan về Stone Mastic Asphalt
- 1.1.1. Khái niệm Stone Mastic Asphalt
- 1.1.2. Ứng dụng SMA trên thế giới
- 1.2.2. Ứng dụng SMA ở Việt Nam
- 1.2. Một số nhận xét về kết quả nghiên cứu tổng quan SMA
- 1.3. Thực trạng LVBX trên mặt đường BTN ở Việt Nam và trên thế giới
- 1.4. Các nguyên nhân gây biến dạng xô dồn, lún lớp BTN mặt đường
- 1.5. Các biện pháp hạn chế LVBX trên thế giới và ở Việt Nam
- 1.6. Các phương pháp dự báo LVBX
- 1.7. Hư hỏng nứt trên mặt đường BTN
- 1.8. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án
-
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ HỖN HỢP STONE MASTIC ASPHALT ĐỂ HẠN CHẾ LÚN VỆT BÁNH XE VÀ NÚT MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA
- 2.1. Nghiên cứu thành phần vật liệu của hỗn hợp SMA
- 2.1.1. Bộ khung cốt liệu của hỗn hợp SMA
- 2.1.2. Sự hình thành khung cốt liệu thô
- 2.1.3. Các tính chất liên quan đến đặc tính thể tích của SMA
- 2.1.4. Ảnh hưởng của cốt liệu đến chất lượng SMA
- 2.1.5. Thành phần và cấp phối của SMA
- 2.1.6. Cốt liệu lớn trong SMA
- 2.1.7. Mastic
- 2.2. Phương pháp thiết kế hỗn hợp SMA
- 2.3. Trình tự thiết kế hỗn hợp SMA
- 2.4. Khả năng chống nứt của hỗn hợp SMA
- 2.5. Phương pháp thí nghiệm đánh giá khả năng kháng nứt của vật liệu BTN
- 2.6. Phân tích tác động của tải trọng đến biến dạng LVBX lớp BTN mặt đường
- 2.6.1. Sơ đồ tác dụng của tải trọng
- 2.6.2. Phân loại biến dạng lún
- 2.7. Cấu trúc và cường độ kháng cắt của hỗn hợp BTN
- 2.8. Nghiên cứu lựa chọn giải pháp tăng sức kháng cắt cho BTN áp dụng trong điều kiện Việt Nam
- 2.8.1. Giải pháp tăng hệ số nội ma sát
- 2.8.2. Giải pháp tăng lực dính
- 2.8.3. Lựa chọn phương pháp thí nghiệm xác định cường độ kháng cắt của BTN
- 2.9. Kết luận chương 2
-
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỐT LIỆU, CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA HỖN HỢP STONE MASTIC ASPHALT TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM
- 3.1. Lựa chọn thành phần vật liệu và kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật
- 3.1.1. Cốt liệu thô, cốt liệu mịn và bột khoáng
- 3.1.2. Chất kết dính
- 3.1.3. Chất ổn định
- 3.1.4. Phụ gia sasobit
- 3.2. Thiết kế thành phần cấp phối các loại BTN
- 3.3. Thiết kế thí nghiệm và trình tự phân tích thống kê xử lý số liệu
- 3.4. Phân tích kết quả thí nghiệm hàm lượng sợi, và hàm lượng nhựa sử dụng trong hỗn hợp SMA
- 3.5. Xác định hàm lượng chất kết dính tối ưu của hỗn hợp SMA với các hàm lượng sợi cellulose khác nhau
- 3.6. Lựa chọn chỉ tiêu nghiên cứu thí nghiệm và công tác chế tạo mẫu
- 3.6.1. Lựa chọn chỉ tiêu cơ học của BTN trong nghiên cứu thí nghiệm
- 3.6.2. Chế tạo mẫu và quy hoạch thí nghiệm
- 3.7. Thí nghiệm xác định hệ số nội ma sát (tgφ) và lực dính đơn vị (C)
- 3.8. Thí nghiệm xác định hệ số dẻo (m) và năng lượng kích hoạt biến dạng nhớt dẻo (U)
- 3.9. Thí nghiệm đánh giá LVBX
- 3.10. Thí nghiệm cường độ kéo uốn
- 3.11. Thí nghiệm đánh giá khả năng kháng nứt của hỗn hợp BTN
- 3.12. Thí nghiệm đánh giá sức kháng ẩm
- 3.13. Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi tĩnh
- 3.14. Thí nghiệm đánh giá mô đun đàn hồi động
- 3.15. Kết luận chương 3
-
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG HỖN HỢP STONE MASTIC ASPHALT LÀM MẶT ĐƯỜNG CẤP CAO TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM
- 4.1. Một số lưu ý về thiết kế, chế tạo hỗn hợp SMA trong điều kiện Việt Nam
- 4.2. Một số lưu ý về công nghệ chế tạo và thi công hỗn hợp SMA
- 4.3. Nghiên cứu ứng dụng hỗn hợp SMA trong KCAĐM cấp cao ở Việt Nam
- 4.3.1. Quy mô giao thông trên các tuyến đường ô tô cấp cao ở Việt Nam
- 4.3.2. KCAĐM áp dụng cho đường ô tô quy mô giao thông lớn ở Việt Nam
- 4.3.3. Tính toán ứng dụng SMA làm lớp mặt trong KCAĐM ô tô ở Việt Nam
- 4.3.4. Đề xuất cấu tạo KCAĐM cho đường ô tô quy mô giao thông lớn ở Việt Nam
- 4.4. Ứng dụng tính toán đánh giá LVBX cho mặt đường ô tô
- 4.5. Ứng dụng tính toán đánh giá LVBX cho mặt đường sân bay
- 4.6. Phân tích sơ bộ chi phí xây dựng lớp mặt
- 4.7. Kết luận chương 4
-
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ