NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CƠ HỌC VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BITUM EPOXY LÀM CHẤT KẾT DÍNH CHO HỖN HỢP ASPHALT TẠI VIỆT NAM
Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Chuyên ngành: Xây dựng đường ôtô và đường thành phố
Luận án tập trung nghiên cứu về thành phần, tính chất cơ học và khả năng ứng dụng của bitum epoxy (BE) làm chất kết dính cho hỗn hợp asphalt (BTNE) tại Việt Nam. Vấn đề cấp thiết được đặt ra từ thực trạng hư hỏng sớm mặt đường bê tông nhựa (BTN) trên các tuyến quốc lộ chính, gây thiệt hại kinh tế và ảnh hưởng đến giao thông. Mặc dù bitum epoxy đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới cho các tuyến đường chịu tải trọng nặng và lớp phủ mặt cầu thép, việc triển khai tại Việt Nam còn hạn chế và gặp khó khăn ban đầu.
Mục đích nghiên cứu là đánh giá khả năng áp dụng BTNE trong xây dựng công trình giao thông Việt Nam, tập trung vào thành phần, đặc tính cơ học, tiêu chuẩn kỹ thuật và hiệu quả ứng dụng. Luận án đã tiến hành nghiên cứu tổng quan về BE và BTNE, thực nghiệm đánh giá vật liệu BE, xác định hàm lượng epoxy tối ưu, và nghiên cứu thực nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của BTNE như độ ổn định Marshall, mô đun đàn hồi tĩnh, cường độ kéo uốn, khả năng kháng lún và độ bền mỏi. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm lý thuyết, xác suất thống kê, thực nghiệm và mô hình hóa.
Kết quả cho thấy hàm lượng epoxy tối thiểu nên sử dụng là 35% khối lượng BE. BTNE, đặc biệt là BTNE50 (50% epoxy), thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội so với bitum polime thông thường (BTNP) về cường độ, độ cứng, khả năng kháng lún vệt bánh và độ bền mỏi. Luận án cũng xây dựng được các phương trình hồi quy và đường cong đặc trưng mỏi, mô đun động, đồng thời chứng minh khả năng ứng dụng mô hình lưu biến 2S2P1D cho BTNE. Cuối cùng, luận án đề xuất một số kết cấu áo đường mềm cấp cao sử dụng BTNE, có khả năng giảm chiều dày lớp mặt và cải thiện tuổi thọ cho đường có quy mô giao thông lớn, cũng như kết cấu lớp phủ mặt cầu thép bản trực hướng, chứng tỏ tính ưu việt của BTNE, đặc biệt là BTNE50.