Luận án – Nghiên cứu ứng dụng bê tông xi măng đầm lăn sử dụng cốt liệu cào bóc từ bê tông nhựa trong kết cấu áo đường ô tô ở Việt Nam

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG XI MĂNG ĐẦM LĂN SỬ DỤNG CỐT LIỆU CÀO BÓC TỪ BÊ TÔNG NHỰA TRONG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Ô TÔ Ở VIỆT NAM

Ngành:

Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số: 9.58.02.05

Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào nghiên cứu ứng dụng bê tông xi măng đầm lăn (BTĐL) sử dụng cốt liệu cào bóc từ bê tông nhựa cũ (RAP) trong kết cấu áo đường ô tô tại Việt Nam. Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ sự phát triển kinh tế xã hội và gia tăng phương tiện giao thông, dẫn đến hư hỏng mặt đường bê tông nhựa và tạo ra lượng lớn vật liệu phế thải không phân hủy, gây ô nhiễm môi trường. Mặc dù các công nghệ tái chế mặt đường đã được áp dụng ở nhiều nước và đang được quan tâm ở Việt Nam, việc ứng dụng BTĐL sử dụng cốt liệu RAP trong xây dựng đường ô tô vẫn còn hạn chế.

Mục đích chính của luận án là thiết lập cơ sở cho việc sử dụng cốt liệu RAP thay thế cốt liệu tự nhiên nhằm tận dụng vật liệu phế thải, giảm chi phí xây dựng, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và giảm ô nhiễm môi trường. Đồng thời, nghiên cứu ứng dụng công nghệ BTĐL sử dụng cốt liệu RAP làm lớp móng, mặt đường cấp thấp, vỉa hè trong xây dựng đường ô tô ở Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu bao gồm lựa chọn vật liệu, xác định hàm lượng cốt liệu tái chế và chất kết dính để thiết kế thành phần hỗn hợp, đánh định các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản trong phòng thí nghiệm, ứng dụng kết quả vào xây dựng đoạn đường thử nghiệm và đề xuất các phương án kết cấu điển hình phù hợp với điều kiện Việt Nam. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết, thí nghiệm trong phòng và thực nghiệm ngoài hiện trường.

Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn, cung cấp tài liệu tham khảo về phương pháp thiết kế thành phần BTĐL sử dụng cốt liệu tái chế, cơ sở lựa chọn hàm lượng cốt liệu tái chế và chất kết dính, cũng như đề xuất các kết cấu mặt đường ô tô điển hình. Việc ứng dụng công nghệ tái chế nguội tại trạm trộn sử dụng BTĐL với cốt liệu RAP giúp tiết kiệm vật liệu tự nhiên, giảm giá thành xây dựng, bảo vệ môi trường và tận dụng vật liệu phế thải. Luận án đã đóng góp bằng cách đề xuất áp dụng nguyên lý gia cố đất để thiết kế thành phần hỗn hợp BTĐL, thực hiện thí nghiệm trong phòng xác định các chỉ tiêu kỹ thuật, phân tích ảnh hưởng của nhựa đường cũ và xây dựng các hàm hồi quy thực nghiệm. Đặc biệt, luận án đã tính toán thiết kế và xây dựng thành công một đoạn đường thử nghiệm tại Trường Đại học Giao thông Vận tải cơ sở Vĩnh Yên, sử dụng BTĐL với 40% cốt liệu tái chế và 13% chất kết dính (xi măng PC40 và tro bay) làm lớp mặt. Sau hơn 3 năm khai thác, đoạn đường vẫn nguyên vẹn, không có dấu hiệu hư hỏng hay nứt nẻ, chứng minh tính khả thi của công nghệ này. So sánh kinh tế cho thấy chi phí xây dựng kết cấu áo đường dùng BTĐL sử dụng cốt liệu tái chế rẻ hơn đáng kể so với bê tông xi măng truyền thống (hơn 13% so với BTXM M25 và hơn 17.6% so với BTXM M20). Các kết cấu áo đường điển hình phù hợp với điều kiện Việt Nam cũng được đề xuất.