Thiết kế trạm trộn bê tông Asphalt

.....................7 IV.Những đại lượng đặc trưng cho tính chất của Bê tông Asphalt......................7 1. Cường độ...............................................................................................8 2. Độ biến dạng........................................................................................11 3. Tính tạo hình........................................................................................12 4. Tính bền với môi trường......................................................................13 V. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu về vật liệu chế tạo Bêtông Asphalt..............................................................................18 VI. Các loại trạm trộn bê tông Asphalt....................................20 1. Sơ lược về các loại trạm trộn.................................................................20 2. Giới thiệu về mặt bằng trạm trộn..........................................................29 Chương II Yêu cầu vật liệu chế tạo bêtông Asphalt I. Đá dăm...................................................................................................30 II. Cát...........................................................................................................32 III. Bột khoáng........................................................................................33 IV. Bi tum....................................................................................................37 Chương III Thiết kế thành phần bêtông Asphalt..................................................42 I. tính cấp phối........................................................................................54 II. Tính cân bằng vật chất...............................................................59 Chương IV lựa chọn thiết bị máy móc......................................................................67 A. chọn máy..............................................................................................67 B. Tính toán hệ thống nhà kho - bãi nguyên vật liệu.......75 ChươngV Hạch toá kinh tế ..........................................................................................78 Chương VI Thi công các mặt đường bê tông Asphalt......................................82 Chương VII Giám sát, kiểm tra và nghiệm thu......................................................88 Chương IV An toàn lao động và bảo vệ môi trường.......................................98 Tài liệu tham khảo....................................................................................100 Mở đầu ở nước ta trong những năm gần đây đang bước vào công cuộc Công nghiệp hoá-Hiện đại hoá. Các cơ sở hạ tầng đặc biệt là đường xá được xây dựng ngày càng nhiều và mở rộng. Lượng vận chuyển hàng hoá cũng sẽ tăng lên rất nhiều đòi hỏi phải xây dựng các loại mặt đường cao cấp, có chất lượng tốt và sử dụng được lâu dài. Mặt đường bê tông Asphalt là một trong những loại chủ yếu đáp ứng được các yêu cầu trên.Vì thế việc xây dựng các xí nghiệp, trạm trộn bê tông Asphalt là một việc cấp thiết cần được đầu tư và phát triển trong ngành xây dựng đường. ở một số nước hiện nay các xí nghiệp bê tông Asphalt không những đã đạt được cơ giới hoá cao mà còn được tự động hoá, nhờ đó mà chất lượng của sản phẩm được nâng cao và giảm được nhiều lao động nặng nhọc.Việc dùng những thiết bị tự động hoá trong xí nghiệp bê tông Asphalt có thể đảm bảo dễ dàng sai số cho phép cuả lượng bitum, bột đá và nhiệt độ vật liệu theo các quy trình sản xuất bê tông Asphalt. Một tiến bộ nữa trong bê tông Asphalt hiện nay là việc cải tiến các thiết bị hút bụi. Trước kia các thiết bị hút bụi chỉ có thể giữ lại loại hạt lớn hơn 20 Bây giờ đã có thể giữu lại 100% loại hạt bụi lớn hơn 8 Và đến 95% loại hạt bụi lớn hơn 2 Đây là một việc quan trọng vì nhờ đó mà đảm bảo được việc vệ sinh môi trường sinh hoạt trong xí nghiệp cũng như khu vực xung quanh xí nghiệp, làm cho thiết bị máy móc không chóng bị hỏng và hoạt động được dễ dàng, nhất là các bộ phận được tự động hoá. Tuỳ theo thời gian sử dụng xí nghiệp bê tông Asphalt có thể được xây dựng cố định hay tạm thời. Loại cố định thường được xây dựng ở các thành phố lớn hoạc khi phải làm nhiều đường xá tập trung trong một vùng. Để có thể xây dựng, quản lý và xử dụng xí nghiệp, trạm trộn bê tông Asphalt cần phải biết các yêu cầu cơ bản trong quá trình công nghệ sản xuất, cách chọn lựa máy móc và thiết bị cho xí nghiệp, cách tổ chức và bố trí các kho, bãi vật liệu, cách bố trí các đường ra vào để vận chuyển vật liệu đến và thành phẩm đi. Bằng những kiến thức đã học trong trường ĐHXD và những kiến thức tích luỹ được trong thời gian thực tập cán bộ kỹ thuật, chúng em xin đưa ra phương án "Thiết kế trạm trộn bê tông Asphalt". Đây cũng là một nội dung bản báo cáo tốt nghiệp Kỹ sư ngành vật liệu xây dựng. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ts Phạm Hữu Hanh, thầy giáo Ths Nguyễn Văn Tuấn cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ vật liệu xây dựng đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này. Chúng em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Chương 1. Tổng quan về bêtông Asphalt Khái niệm Bêtông Asphalt là loại đá nhân tạo được sản xuất từ một thành phần hợp lý gồm: cốt liệu (đá, cát, bột đá) và chất kết dính hữu cơ. Trên cơ sở chất kết dính hữu cơ (bitum,gurdong, nhũ tương) trong xây dựng đường thường dùng các vật liệu hỗn hợp khoáng và chất kết dính hữu cơ. Phổ biến nhất và có chất lượng cao nhất từ vật liệu khoáng - bitum là bêtông Asphalt. Bêtông Asphalt là sản phẩm nhận được khi làm đặc và rắn chắc hỗn hợp. Bêtông Asphalt dùng trong xây dựng đường gồm có các thành phần là đá dăm, cát, bột khoáng, bitum và một lượng nhỏ chất phụ gia khi cần thiết được lựa chọn thành phần hợp lý, nhào trộn gia công thành một hỗn hợp thống nhất. Bêtông Asphalt được phân thành nhiều loại khác nhau tùy theo phương pháp thi công, nhiệt độ lúc rải, kích cỡ đá lớn nhất, thành phần cấp phối và hàm lượng đá dăm, độ rỗng còn dư, theo loại và chất lượng vật liệu sử dụng. Trong các vật liệu thành phần của bêtông Asphalt, đá dăm chủ yếu làm khung chịu lực và ảnh hưởng lớn đến độ ổn định (độ bền) của bêtông Asphalt. Cát có vai trò lấp đầy lỗ rỗng giữa các cốt liệu làm tăng độ đặc của hỗn hợp. Bột khoáng là một thành phần quan trọng trong bêtông Asphalt. Nó không những làm tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitum trên mặt hạt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên, cường độ của bêtông Asphalt tăng lên. Bitum có tác dụng liên kết các hạt cốt liệu với nhau, lấp đầy chỗ trống đồng thời liên kết với bột khoáng tạo thành lớp mỏng bao bọc các hạt cốt liệu làm cho bêtông Asphalt có tính đàn hồi dẻo, tăng khả năng chịu kéo cho bêtông Asphalt đồng thời có khả năng chống thấm. Bêtông Asphalt được sử dụng trong xây dựng cầu đường thực tế chiếm tới 80% về khối lượng so với bêtông thường do bêtông Asphalt có nhiều ưu điểm hơn, thể hiện: Thi công nhanh Không cần các khe dãn nở Liên kết tốt với các lớp dưới Giảm tiếng ồn Dễ tạo vạch phân cách Độ bằng phẳng cao so với bêtông thường Độ đàn hồi tốt hơn Tuy vậy, bêtông Asphalt có cường độ, tuổi thọ thấp hơn so với bêtông thường và độ trơn trượt lớn hơn bêtông thường. Phân loại Theo 22TCN – 22 – 90, bêtông Asphalt được phân loại như sau: Theo phương pháp thi công: Bêtông Asphalt không cần lu lèn (bêtông Asphalt đúc) Bêtông Asphalt cần lu lèn. Theo nhiệt độ lúc rải: Bêtông rải nóng – chế tạo ở nhiệt độ 140 0 – 1700C rải ở t0 > 1000C Bêtông rải ấm – chế tạo ở nhiệt độ 1400 – 1700C rải ở t0 > 600C Bêtông rải nguội – chế tạo ở nhiệt độ 1100 – 1200C rải ở t0 không khí Theo độ rỗng còn dư: Bêtông Asphalt chặt: độ rỗng dư từ 3 – 6% Bêtông Asphalt rỗng: độ rỗng còn dư 6 – 10% Theo kích thước của hạt lớn nhất: Bêtông hạt lớn: dmax = 40mm Bêtông Asphalt hạt trung: dmax = 25mm Bêtông Asphalt hạt nhỏ: dmax = 15mm Bêtông Asphalt cát: dmax = 5mm e. Theo hàm lượng đá dăm (cỡ hạt từ 5mm trở lên): Bêtông Asphalt nhiều đá dăm (A): đá dăm chiếm 50 – 65% Bêtông Asphalt vừa đá dăm (B): đá dăm chiếm 35 – 50% Bêtông Asphalt ít đá dăm (C): đá dăm chiếm 20 – 35% Bêtông Asphalt cát xay (D): cỡ hạt 1,25mm – 5mm 33% Bêtông Asphalt cát thiên nhiên (E): cỡ hạt 1,25mm – 5mm 14% f. Theo chất lượng: Theo cách này bêtông Asphalt rải nóng được chia ra bêtông Asphalt loại I, loại II, loại III và loại IV. Việc phân loại này dựa trên các tính chất: độ rỗng của cốt liệu khoáng, độ rỗng còn dư, độ ngậm nước, độ nở thể tích, cường độ chịu nén (ở nhiệt độ 00C, 200C, 500C), hệ số ổn định nước, độ dính bám của bitum với vật liệu khoáng, độ ổn định và độ bền vững Marshall [9]. Cấu trúc của bêtông Asphalt Tính chất vật lý, cơ học của bêtông Asphalt phụ thuộc vào chất lượng tỷ lệ thành phần các vật liệu chế tạo và cấu trúc của bêtông. Cấu trúc phụ thuộc vào tỷ lệ của vật liệu và độ đặc của hỗn hợp. Cấu trúc của bêtông Asphalt có 2 loại: có khung và không có khung. Cấu trúc khung là cấu trúc trong đó hệ số lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt của bộ khung đá dăm bằng chất liên kết Asphalt 1. Như vậy, các chất Asphalt không dễ chuyển động, những hạt đá dăm và cát tiếp xúc với nhau một cách trực tiếp hoặc thông qua một lớp cứng bitum tạo cấu trúc. Bộ khung chỉ có thể là đá dăm. Trong trường hợp này, đá dăm không được cùng chuyển động với hỗn hợp vữa (hỗn hợp gồm cát, bột khoáng và bitum). Sự có mặt các khung cứng không gian làm tăng sự ổn định động của lớp phủ mặt đường. Cấu trúc khung quen thuộc thường chứa lượng bột khoáng từ 4 – 14% và lượng bitum từ 5 – 7%. Trong bêtông Asphalt không khung, hạt đá dăm bị dịch chuyển do lượng thừa của chất kết dính Asphalt (hệ số lấp đầy lỗ rỗng > 1), cường độ và độ kết dính của cấu trúc này giảm khi chịu nhiệt làm cho lớp phủ mặt đường bị biến dạng dẻo. Sự tạo nên cấu trúc tối ưu của bêtông Asphalt phụ thuộc vào các thành phần, chất lượng vật liệu, công nghệ sản xuất và việc lựa chọn tối ưu thành phần hỗn hợp bêtông Asphalt. Những đại lượng đặc trưng cho tính chất của bêtông Asphalt Các tính chất của bêtông Asphalt thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. ở nhiệt độ bình thường chúng có tính chất đàn hồi – dẻo, khi nhiệt độ tăng – chảy dẻo, khi nhiệt độ giảm, bêtông Asphalt trở nên giòn. Để đặc trưng cho các tính chất của bêtông Asphalt, người ta dùng các đại lượng như: Cường độ Độ ổn định Tính biến dạng Tính công tác Tính bền trượt Tính bền mỏi Tính bền môi trường Sau đây là những nghiên cứu về mặt lý thuyết các đặc trưng tính chất đó. 4.1 Cường độ: Một trong những đặc trưng quan trọng nhất cho tính chất cơ học của bêtông Asphalt là cường độ chịu nén. Nó biểu thị khả năng chịu lực của bêtông Asphalt ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Cường độ chịu nén của bêtông Asphalt được xác định tại nhiệt độ 500C, 200C, 00C. Cường độ ở 500C biểu thị tính ổn định động của vật liệu làm bêtông, còn ở 00C biểu thị tính chống nứt của bêtông Asphalt. Cường độ chịu nén là cường độ giới hạn khi nén mẫu chuẩn trong điều kiện nhiệt độ và đặt tải theo quy định. Kích thước mẫu chuần có đường kính bằng chiều cao và có các cỡ như sau: d = 101,6mm; 71,4mm; 50,5mm và đem nén ở nhiệt độ nhất định 500C và 200C. Cường độ chịu kéo của bêtông Asphalt cũng là một đặc tính quan trọng. Cường độ chịu kéo cao cho phép bêtông Asphalt có độ chống nứt cao khi khai thác. Cường độ của bêtông Asphalt được xác định trên thiết bị Marshall. Cường độ chịu nén được xác định bằng cách nén nghiêng các mẫu nén. Giới hạn cường độ chịu kéo Rk được xác định theo công thức: Trong đó: F: tải trọng phá hủy mẫu KG : hệ số (đối với bêtông Asphalt Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông Asphalt: ảnh hưởng của bitum Cường độ của bêtông Asphalt phụ thuộc vào tỷ lệ, tính chất và thành phần bitum. Cường độ chịu nén của bêtông Asphalt đạt cực trị ở trong trạng thái khô hoặc trạng thái bão hòa nước, chỉ khi lượng bitum trong hỗn hợp thích hợp nhất. Khi lượng bitum nhỏ hay lớn hơn lượng bitum hợp lý ứng với chế độ lèn chặt nhất định, cường độ bêtông Asphalt đều giảm xuống. Nếu lượng bitum nhỏ hơn lượng bitum thích hợp thì hỗn hợp không đủ độ dẻo cần thiết, để lèn chặt được tốt, đưa đến hỗn hợp khô đặt được độ đặc lớn. Mặt khác, khi lượng bitum quá ít sẽ không đủ bao bọc bề mặt hạt vật liệu khoáng làm cho khả năng liên kết của nó giảm xuống, do đó cường độ bêtông Asphalt giảm xuống. Trong trường hợp ngược lại, nếu lượng bitum lớn hơn lượng bitum thích hợp thì lượng bitum hấp phụ bị thừa ra, nghĩa là tạo ra trong hỗn hợp một lượng bitum tự do, làm cho các hạt vật liệu khoáng khó dịch lại gần nhau, nội ma sát của hỗn hợp giảm xuống, đồng thời lực liên kết giữa các hạt cũng giảm xuống. Hai yếu tố đó làm cho cường độ của bêtông Asphalt giảm xuống rất nhiều. Khi lượng bitum không thay đổi, cường độ của bêtông Asphalt sẽ giảm xuống nếu như tính quánh của bitum giảm xuống. Tính quánh của bitum giảm xuống là do bitum chứa nhóm chất rắn là các axit Asphalt ít làm cho sự liên kết Asphalt giảm xuống. Bitum chứa nhiều chất hoạt tính bề mặt thì khả năng liên kết của bitum với vật liệu khoáng tăng lên. ảnh hưởng của vật liệu khoáng Cường độ của bêtông Asphalt phụ thuộc vào độ lớn, cường độ, thành phần hạt, thành phần khoáng, đặc trưng bề mặt của đá, tính chất bề mặt của bột khoáng và tỷ lệ của bitum/ bột khoáng. Khi tỷ diện của hạt cốt liệu tăng lên, cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo của bêtông Asphalt đều tăng lên. Như vậy có nghĩa là khi độ lớn của hạt cốt liệu giảm xuống và hệ số chạy Kc (hệ số chạy Kc là hệ số tỷ lệ khối lượng của các cỡ hạt tính ra phần trăm) sẽ đưa đến cường độ chịu nén, chịu kéo của hỗn hợp bêtông Asphalt tăng lên. Cường độ của cốt liệu lớn hay nhỏ có ảnh hưởng lớn đến cường độ của bêtông Asphalt. Ngoài ra, cường độ của cốt liệu cũng là nguyên nhân về độ ổn định co uốn mặt đường trong quá trình sử dụng khi bitum tác dụng với đá vôi tốt hơn loại đá silic. Sở dĩ như vậy vì khi bitum tương tác với bề mặt của đá vôi thì bitum sẽ bị hấp phụ lớn nhất. Khi đó các phân tử của chất hoạt tính bề mặt của bitum sẽ định hướng cực tính và tương tác hóa học với các phân tử của đá vôi ở bề mặt của nó tạo thành muối canxi R-COOCa, chất này không hòa tan trong nước. Khi bitum tương tác với đá silic thì sự dính bám của bitum với đá xảy ra dưới tác dụng của lực hút phân tử. Lực liên kết này nhỏ hơn rất nhiều so với lực liên kết hóa học, do đó khả năng liên kết của nó dần đến bề mặt này thì các loại đá bazơ sẽ liên kết với bitum tốt hơn loại đấ axit. Hình dạng và đặc trừng bề mặt của vật liệu hạt, vật liệu khoáng cũng có ảnh hưởng đến cường độ của bêtông Asphalt. Những hạt tròn cạnh bề mặt phẳng sẽ có tỷ diện nhỏ hơn các hạt có cùng kích cỡ nhưng có dạng hình khối hay tứ diện về bề mặt gồ ghề. Như vậy loại vật liệu sau có khả năng hấp phụ bitum tốt hơn. Do đó khi thành phần như nhau thì lực liên kết và cường độ của hỗn hợp bêtông dùng cốt liệu loại sau sẽ cao hơn. Đối với bột khoáng thì thành phần khoáng vật, tỷ lệ của nó trong hỗn hợp có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ của bêtông Asphalt. Vì tỷ diện của bột khoáng lớn hơn rất nhiều so với tỷ diện của cát, đá trong hỗn hợp bêtông Asphalt còn lại. Ví dụ trong 1 kg vật liệu khoáng: đá dăm, cát, bột khoáng trong thành phần của bêtông Asphalt thì tỷ diện của nó vào khoảng 100 – 200 m2. Trong đó tỷ diện của đá xấp xỉ 1%, cát từ 2 – 20%, còn bột khoáng 70 – 95%. Vì vậy phần bột khoáng sẽ hấp phụ phần lớn lượng bitum khi đó hạt càng nhỏ thì màng bitum được tạo thành càng mỏng, sự liên kết giữa các hạt càng tốt, đưa đến cường độ bêtông Asphalt tăng lên. Tỷ lệ bột khoáng trong bêtông Asphalt nhiều hay ít phụ thuộc vào tỷ lệ bitum trong hỗn hợp đó. Qua nhiều nghiên cứu người ta xác định rằng trong những điều kiện nhất định (khi cùng một loại vật liệu, phương pháp chế tạo và lèn chặt) cường độ của bêtông Asphalt đạt được cao nhất khi tỷ lệ giữa bitum và bột khoáng là thích hợp. ảnh hưởng của độ đặc của hỗn hợp bêtông Asphalt Cường độ của bêtông Asphalt không những phụ thuộc vào các yếu tố vật liệu như đã nêu ở trên mà còn phụ thuộc vào độ đặc của hỗn hợp nghĩa là phụ thuộc vào khung của vật liệu khoáng và mức độ lèn chặt. Độ đặc của khung vật liệu khoáng là do thành phần hạt quyết định. Khi lựa chọn thành phần hạt tốt, hỗn hợp sẽ có độ đặc cao. Ngoài ra độ đặc của khung vật liệu khoáng còn phụ thuộc vào độ đặc của thành phần bột khoáng. Nếu như hỗn lợp lèn ép chặt, cường độ của nó càng tăng. Nhưng mức độ lèn chặt lại phụ thuộc không những vào trị số tải trọng hay công dùng để nén (số lến lèn) mà còn phụ thuộc vào lượng bitum trong hỗn hợp. Nếu tăng lượng bitum trước khi đạt đến giá trị thích hợp, mức độ lèn chặt được tăng lên (khối lượng thể tích tăng) đưa đến cường độ của bêtông Asphalt tăng lên. Còn khi lượng bitum lớn hơn lượng bitum hợp lý thì do lượng bitum thừa ra làm ngăn cản các hạt vật liệu khoáng dịch lại gần với nhau làm cho khung của vật liệu khoáng giảm xuống đưa đến cường độ cảu bêtông Asphalt cũng giảm xuống. Nếu tiếp tục tăng lên sự lèn chặt thì mức độ chặt của khung vật liệu khoáng cũng tăng lên nhưng chỉ trong trường hợp nếu lượng bitum thừa bị chảy ra ngoài. Và dưới tác dụng như vậy của ô tô sẽ gây hiện tượng dồn đống bitum trên mặt đường. 4.2. Độ biến dạng Bêtông Asphalt cần phải có độ đàn hồi dẻo nhất định để đảm bảo cho mặt đường khỏi sinh nứt nẻ khi gặp nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ hạ thấp, tính dẻo của mặt đường làm bằng bêtông Asphalt hầu như mất hoàn toàn và trở nên giòn. Lúc đó, dưới tác dụng của ứng suất nhiệt hay ngoại lực sẽ làm mặt đường bị nứt nẻ. Chỉ tiêu độ dẻo có thể đánh giá bằng độ dãn dài tương đối khi chịu kéo hay có thể đặc trưng bằng tốc độ biến dạng dẻo khi chịu tác dụng của lực kéo khi nhiệt độ không đổi. Tốc độ biến dạng càng lớn, bêtông Asphalt càng dẻo. Độ dẻo là một yêu cầu cần thiết không thể thiếu được của bêtông Asphalt làm mặt đường. Song độ dẻo mà quá lớn cũng không có lợi vì ở nhiệt độ cao mặt đường sẽ bị dồn đống, lượn sóng, hằn vết xe chạy, gây khó khăn cho xe cộ đi lại. Vì vậy độ dẻo của hỗn hợp bêtông Asphalt cần nằm trong một khoảng nhất định. Theo đề nghị của giáo sư N. N. Ivanop, mức độ dẻo của hỗn hợp bêtông Asphalt có thể đặc trưng bằng hệ số dẻo và xác định theo công thức sau: hay Trong đó: R1, R2 là cường độ chịu nén giới hạn của bêtông Asphalt khi tốc độ biến dạng là V1 và V2 (kg/cm2) V1, V2 là tốc độ biến dạng, là tốc độ máy nâng ép (mm/ph). Thông thường đối với V1 thì lấy theo tốc độ nâng của pittong, nghĩa là bằng 3 mm/ph, còn V2 lấy khoảng 0,05 – 0,06 mm/ph. Độ dẻo của bêtông Asphalt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất và số lượng bitum. Độ quánh của bitum càng cao, độ dẻo của hỗn hợp bêtông Asphalt càng giảm khi lượng bitum trong hỗn hợp bêtông Asphalt không đầy đủ, độ dẻo của nó giảm xuống rất nhiều. Ngược lại, tỷ lệ bitum tăng lên thì độ dẻo của hỗn hợp cũng tăng lên. 4.3. Tính tạo hình Điều kiện thi công khó khăn hay dễ và chất lượng của mặt đường sau này chủ yếu được xác định bằng tính dễ tạo hình của hỗn hợp bêtông Asphalt. Chất lượng của mặt đường chỉ có thể tốt trong trường hợp hỗn hợp bêtông Asphalt dễ dải thành lớp mỏng có chiều dài yêu cầu và san bằng, lèn chặt tốt. Hỗn hợp dễ tạo hình sẽ tạo điều kiện thi công mặt đường được đều, phẳng và đồng nhất. Nó có ý nghĩa quan trọng đối với thi công thủ công. Mức độ thích hợp của tính dễ tạo hình được xác định bằng thực nghiệm hay bằng kinh nghiệm đối với hỗn hợp bêtông Asphalt khác nhau trong điều kiện khi rải và phương pháp lèn chặt. Tính dễ tạo hình của hỗn hợp bêtông Asphalt được đặc trưng bởi tính dẻo hay cứng của nó, hỗn hợp càng dẻo càng dễ tạo hình. Nhưng khi độ dẻo lớn hơn độ dẻo yêu cầu sẽ đưa đến hạ thấp các tính chất cơ học của bêtông Asphalt. Mặt đường dễ bị biến dạng và khi vận chuyển hỗn hợp dễ bị phân tầng. Còn khi độ dẻo nhỏ hơn độ dẻo yêu cầu thì gây khó khăn cho thi công và trong nhiều trường hợp làm hạ thấp chất lượng của mặt đường. Tính dễ tạo hình của bêtông Asphalt cao hay thấp là do lực liên kết và ma sát giữa các hạt vật liệu khoáng quyết định. Lực liên kết của hỗn hợp lại phụ thuộc vào tính chất và số lượng bitum hay tỷ lệ giữa bitum và bột khoáng. Độ dẻo cần thiết của hỗn hợp bêtông Asphalt dùng bitum loại quánh chỉ đạt được trên cơ sở đun nóng nó lên. Độ dẻo của hỗn hợp còn phụ thuộc vào hệ số nhét đầy lỗ rỗng giữa các hạt vật liệu khoáng bằng bitum. Khi hệ số này giảm xuống, hỗn hợp trở nên cứng và khó lèn chặt. Những hỗn hợp có tỷ lệ vật liệu khoáng cao hơn so với hỗn hợp khác có cùng cường độ sẽ có độ cứng hơn. Hỗn hợp dùng vật liệu khoáng ở dạng nghiền vỡ sẽ có độ dẻo nhỏ hơn so với hỗn hợp dùng cuội, sỏi, cát thiên nhiên. Căn cứ vào mức độ dẻo người ta chia hỗn hợp bêtông Asphalt làm hai loại: dẻo và dễ chảy. Để đánh giá mức độ dễ tạo hình của hỗn hợp bêtông Asphalt người ta đưa ra nhiều phương pháp. Các phương pháp này dựa trên cơ sở dạng hỗn hợp, phương pháp chế tạo và lèn chặt hỗn hợp. Mức độ dễ tạo hình của hỗn hợp bêtông Asphalt dẻo, rải nóng có thể được đánh giá theo phương pháp I. A. Rưbiep, phương pháp này dựa trên cơ sở xác định thời gian hay lực dùng để thắng lực liên kết và ma sát của hỗn hợp khi kéo hình nón bằng kim loại ra khỏi hỗn hợp. 4.4. Tính bền với môi trường (Tính ổn định nước, tính ổn định nhiệt độ) Tính ổn định nhiệt Thiếu sót cơ bản của bêtông Asphalt khi dùng làm mặt đường là các tính chất của nó phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng cao, độ quánh của bitum ở trong bêtông Asphalt giảm xuống, lực liên kết giữa các phần tử yếu đi, đưa đến cường độ của hỗn hợp giảm xuống. Ngược lại, khi nhiệt độ hạ thấp, tính quánh của bitum tăng lên đưa đến cường độ của bêtông Asphalt cũng tăng lên. Sự thay đổi cường độ khi nhiệt độ thay đổi như vậy rõ ràng làm cho điều kiện làm việc của mặt đường bêtông Asphalt xấu đi. Để đánh giá độ ổn định nhiệt độ của bêtông Asphalt, người ta dùng hệ số Kt (gọi là hệ số ổn định nhiệt độ). Công thức Trong đó, R50 và R20 là cường độ chịu nén của bêtông Asphalt ở nhiệt độ 500C và 200C (kg/cm3). Hệ số Kt càng gần 1 thì bêtông Asphalt càng ổn định. Tính ổn định của bêtông Asphalt phụ thuộc vào yếu tố tính chất, tỷ lệ bitum, loại vật liệu khoáng. Loại bitum có nhiệt độ hóa mềm càng cao thì tính ổn định nhiệt của bêtông Asphalt càng lớn. Ngoài ra, độ hoạt tính của bitum cũng có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định nhiệt độ của bêtông Asphalt. Các tính chất của vật liệu khoáng, đặc biệt là bột khoáng có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định nhiệt độ của bêtông Asphalt. Sự tương tác của bitum với vật liệu khoáng là quá trình lý hóa phức tạp, trong nhiều trường hợp làm thay đổi dạng cấu trúc của bitum. Nếu dùng vật liệu khoáng ở dạng đá vôi sẽ nâng cao tính ổn định nhiệt của bêtông Asphalt. Nếu dùng các loại đá có tính axít sẽ có hiệu quả ngược lại. Khi tỷ lệ của bitum và vật liệu khoáng ở trong hỗn hợp bêtông Asphalt thích hợp sẽ nâng cao sự ổn định nhiệt độ của hỗn hợp, lượng bitum trong hỗn hợp thừa ra sẽ hình thành một lượng bitum khá lớn ở dạng tự do làm hạ thấp tính ổn định nhiệt của bêtông Asphalt. Tính ổn định nước Nếu như hỗn hợp kém ổn định nước thì khi gặp bão hòa nước, cường độ chịu nén của nó bị giảm xuống. Khi nước thâm nhập vào, nếu gặp khả năng liên kết của bitum với vật liệu khoáng kém, thì nó có thể tách ra một phần hay toàn bộ màng bitum bao bọc trên mặt vật liệu khoáng, làm khả năng chịu lực của hỗn hợp giảm xuống. Để đánh giá chỉ tiêu này người ta dùng hệ số ổn định nước Công thức Trong đó: Rbh và R20 là cường độ chịu nén của bêtông Asphalt ở trạng thái bão hòa và ở nhiệt độ 200C kg/cm3. Tính ổn định nước của bêtông Asphalt phụ thuộc vào độ đặc của nó và vào sự liên kết bitum với vật liệu khoáng. Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào độ ẩm của vật liệu khoáng trong lúc trộn với bitum. Độ rỗng của bêtông Asphalt càng nhỏ càng ổn định nước. Độ rỗng của bêtông Asphalt phụ thuộc vào độ đặc của khung vật liệu khoáng và hàm lượng bitum. Khi khung vật liệu khoáng không được đặc và lượng bitum không đầy đủ, bêtông Asphalt có độ rỗng lớn. Ngoài ra độ rỗng của bêtông Asphalt còn phụ thuộc vòa sự lèn ép, nếu như hỗn hợp được lựa chọn tốt mà lèn ép không tốt thì độ rỗng của hỗn hợp vẫn lớn. Trong thực tế, độ đặc của bêtông Asphalt được đặc trưng bằng hai đặc trưng, đó là độ bão hòa nước và độ rỗng còn lại. Sự liên kết giữa bitum và vật liệu khoáng càng tốt, màng bitum trên bề mặt vật liệu khoáng càng tốt thì bêtông Asphalt càng ổn định nước. Sự liên kết này tốt hay xấu phụ thuộc vào loại vật liệu khoáng và tính chất của bitum. Theo kết quả của các nhà nghiên cứu thì chỉ tiêu cơ học: độ bền và độ ổn định Marshall cho ta đánh giá chung nhất về chất lượng của bêtông Asphalt. Do đó vì thời gian có hạn nên trong đề tài này em chỉ đánh giá chất lượng bêtông Asphalt qua hai chỉ tiêu: độ ổn định và độ biến dạng Marshall (chỉ tiêu này cho phép đánh giá về chất lượng bêtông Asphalt tổng hợp nhất). Yêu cầu kỹ thuật Bê tông Asphalt Bảng I.1 Chỉ tiêu theo các phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông Asphalt Cường độ xe cao Cường độ xe trung bình Cường độ xe thấp Min Max Min Max Min Max A-Marshall + Số va đập vào mỗi đầu của mẫu khi chế tạo mẫu thí nghiệm 1.Độ ổn định(độ bền); 1bs 2.Độ dẻo(flow);0,01 in 3.Độ rỗng % - Lớp mặt - Lớp bê tông nhựa cát - Lớp móng 4.Độ rỗng của cốt liệu khoáng vật; % 5.Dung trọng 75 750 8 3 3 3 - 16 5 5 8 50 500 8 3 3 3 18 5 5 8 35 500 8 3 3 3 20 5 5 8 B- Hubbard -Field 1. Độ ổn định (dộ bền);1bl Mẫu đ = 2 in Mẫu đ =6 in 2. Độ rỗng % 3. Độ ngậm nước 4. Dung trọng 200 0 350 0 2 6000 0 5 120 0 250 0 5 2000 6000 5 1200 0 - 2 2000 - 5 C- Hreem 1. Số đo trên thiết kế đo độ bền(độ ổn định) 2. Số đo trên thiết bị đo độ kết dính 3. Độ trương nở 4. Độ rỗng 37 50 4 - - 0.3 - 35 50 - 4 - - 0.3 - 30 50 - 4 - - 0.3 - Yêu cầu các chỉ tiêu kỹ thuật của Bê tông Asphalt (22-TCN GTVT 63-84) Bảng I.2 TT Các chỉ tiêu Yêu cầu đối với Bê tông Asphalt loại Phưong pháp thí nghiệm I II a) Thí nghiệm theo mẫu hình trụ 1 Độ rỗng cốt liệu khoáng chất, % thể tích 15 - 19 15 - 21 Quy trìng thí nghiệm Bê tông Asphalt 2 Độ rỗng dư, % thể tích 3 - 6 3 - 6 3 Độ ngậm nước, % thể tích 1,5 - 3,5 1,5 - 4,5 4 Độ nở, 5 thể tích không lớn hơn 0,5 1,0 5 Cường độ chịu nén, daN/ cm2 ,ở nhiệt độ: + 20o C không nhỏ hơn + 50o C không lớn hơn 35 14 25 12 6 Hệ số ổn định nước, không nhỏ hơn 0,90 0,85 7 Hệ số ổn định nước, khi ngậm nước trong 15 ngày đêm, không nhỏ hơn 0,85 0,75 8 Độ nở, % thể tích, khi ngậm nước trong 15 ngày đêm, không lớn hơn 1,5 1,8 b) Thí nghiệm theo phương pháp Marshall(mẫu dầm 75 cú mỗi mặt) 1 Độ ổn định(Stability) ở 60o c, KN không nhỏ hơn 8,00 7,5 AA SHTO- T245 hoặc ASTM D 1559- 95 2 Chỉ số dẻo quy ước(fow) ứng với S = 8KN, nm nhở hơn hay bằng 4,0 4,0 3 Thương số Marshall(Marhall Quotient) Độ ổn định (Stability) KN Chỉ số dẻo qui ước (flow) mm min 2,0 max 5,0 min 1,8 max 5,0 4 Độ ổn định còn lại sau khi ngâm mẫu ở 60o C, 24 giờ so với ổn định ban đầu, %, lớn hơn 75 75 5 Độ rỗng Bê tông Asphalt(Air voids) 3 - 6 3 - 6 6 Độ rỗng cốt liệu(Voids in mineral aggregate) 14 - 18 14 - 20 c) Các chỉ tiêu khác 1 Độ dính bám vật liệu đối với đá Khá Đạt yêu cầu QT thí nghiệm vật liệu nhựa Asphalt 22TCN 63 - 84 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu về vật liệu chế tạo bêtông Asphalt. Cốt liệu cát Trong phần này, các chỉ tiêu kỹ thuật được xác định là: khối lượng riêng, khối lượng thể tích, thành phần hạt, tạp chất sét, bụi, mođun độ lớn. Thí nghiệm xác định khối lượng riêng (TCVN 339 – 80) Thí nghiệm xác định khối lượng riêng thể tích (TCVN 340 –80) Thí nghiệm xác định thành phần hạt và mođun độ lớn (TCVN 342 – 80) Thí nghiệm xác định hàm lượng sét (TCVN 343 – 80) Cốt liệu đá Trong phần này các chỉ tiêu kỹ thuật được xác định là: khối lượng riêng, khối lượng thể tích, thành phần hạt, tạp chất, hàm lượng hạt thoi, dẹt, hạt yếu, cường độ, độ chịu mài mòn. Thí nghiệm xác định khối lượng riêng (TCVN 57 – 84) Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích (TCVN 57 – 84) Thí nghiệm xác định thành phần hạt của đá (TCVN 57 – 84) Thí nghiệm xác định hàm lượng hạt thoi, dẹt của đá (TCVN 57 – 84) Thí nghiệm xác định hàm lượng bùn đất của đá (TCVN 57 – 84) Thí nghiệm xác định cường độ của đá (TCVN 57 – 84) Bột khoáng Các chỉ tiêu kỹ thuật được xác định là: thành phần hạt, độ trương nở thể tích. Thí nghiệm xác định thành phần hạt (TCVN 58 – 84) Thí nghiệm xác định độ trương nở thể tích (TCVN 58 – 84) Bitum Thí nghiệm xác định điểm bắt lửa và điểm bốc cháy (22 TCN-27-01) Thí nghiệm xác định điểm hóa mềm của bitum trong Ethylene Glycol (22TCN-27-01) Thí nghiệm xác định độ kim lún của vật liệu bitum (22 TCN-27-01) Thí nghiệm xác định độ dãn dài của vật liệu bitum (22 TCN-27-01) Thí nghiệm xác định lượng tổn thất sau khiđun nóng Bitum(22TCN-27-01) Tỷ lệ độ kim lún của Bitum sau khi đun ở 163oC trong 5 giờ so với độ kim lún ở 25oC(22TCN-27-01) Thí nghiệm xác định lượng hoà tan của Bitum trong trichloroethylene (22 TCN-27-01) Thí nghiệm xác định tỷ trọng và khối lượng riêng của Bitum (22 TCN-27-01) Thí nghiệm xác định độ dính bám của Bitum với đá(22 TCN-27-01) Thí nghiệm xác định lượng Paraphin trong Bitum(22 TCN-27-01) Các loại trạm trộn bêtông Asphalt Sơ lược về các loại trạm trộn bêtông Asphalt Theo nguyên lý làm việc của các trạm trộn bêtông Asphalt ta chia ra các loại trạm trộn: Trạm trộn gián đoạn Trạm trộn liên tục Trạm trộn chảy song song Trạm trộn chảy ngược chiều Thứ tự các loại trạm trộn này nhìn chung phản ánh lịch sử phát triển và sử dụng trong công nghiệp chế tạo bêtông Asphalt. Năm 1996, khoảng 500 triệu tấn bêtông Asphalt được sản xuất bởi khoảng 3600 trạm trộn Asphalt đang hoạt động ở Mỹ. Trong số 3600 trạm trộn này, khoảng 2300 là trạm trộn gián đoạn, 1000 là trạm trộn chảy song song và 300 trạm là trạm trộn chảy ngược chiều. Tổng số sản phẩm từ các trạm trộn gián đoạn là khoảng 240 triệu tấn và sản phẩm từ các trạm trộn song song, trạm trộn ngược chiều là 240 triệu tấn. Khoảng 85% các trạm trộn đang được sử dụng hiện nay là trạm trộn chảy ngược chiều, trong dó chỉ kh._.oảng 10% là trạm trộn gián đoạn và 5% là trạm trộn song song. Trạm trộn liên tục chỉ chiếm khoảng một số lượng nhỏ (0.5%). Hầu hết các trạm đều có thể sử dụng nhiên liệu ga (ga tự nhiên) hoặc dầu nhiên liệu. Khoảng 70 – 90% trạm trộn sử dụng ga tự nhiên để làm khô và đốt nóng phối liệu. Các loại trạm trộn này được phân biệt nhờ nguyên tắc hoạt động khác nhau của chúng (Bỏ qua trạm trộn liên tục vì nó ít được sử dụng). Trạm trộn gián đoạn Quá trình làm việc bắt đầu khi nguyên liệu (đá và cát) được máy xúc xúc lên đổ vào các phễu định lượng. Vật liệu được định lượng ở đây và đổ lên băng tải, nhờ các băng tải này nguyên liệu được chở đến thùng sấy. Thiết bị sấy thùng quay có mỏ đốt phun trực tiếp giúp cho quá trình làm khô nguyên liệu. Khi nguyên liệu khô nở ra khỏi thùng quay và sà xuống thiết bị gầu nâng, thiết bị này làm nhiệm vụ chở nguyên liệu lên hệ thống sàng rung với nhiều cơ sàng khác nhau. Nguyên liệu sau khi sàng được phân loại và chứa vào các thùng khác nhau. Trong thời điểm này bột đá cũng được đưa lên thùng gia nhiệt. Để điều khiển các cỡ hạt nguyên liệu trong mẻ trộn nguyên liệu cuối cùng, người điều khiển mở các thùng đựng. Các cỡ hạt cốt liệu khác nhau cho tới khi đạt tỷ lệ thành phần như cấp phối thiết kế. Lúc này chất kết dính bitum được bơm từ các tẹc tới thùng đựng Asphalt và tại đó bitum được định lượng theo một tỷ lệ rồi được phun vào thùng trộn. Sau khi trộn xong chỉ hỗn hợp được vận chuyển đến xilô chứa. ở đó có ô tô tiếp nhận chở ra công trình. Trạm trộn chảy song song Quá trình này là quá trình trộn liên tục sử dụng tỷ lệ định lượng thành phần các hạt từ các phễu chứa nguyên liệu lúc đầu. Sự khác nhau giữa quá trình này và quá trình trộn gián đoạn là thùng sấy không chỉ được sử dụng làm khô nguyên liệu mà còn dùng để trộn cát đá với chất kết dính Asphalt. Nguyên liệu đã được định lượng theo tỷ lệ được đưa vào thùng sấy. Khi thùng quay, vật liệu khi đó chuyển dộng về đầu dốc của thùng trộn. Chất kết dính lỏng bitum được điều khiển bởi bơm tự động tới vùng trộn và vùng này có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bốc cháy của bitum, ở đây bột đá cũng được định lượng và đổ vào thùng trộn, và lượng bụi được lọc qua thiết bị lọc ở quá trính sấy cũng được hồi lưu ở đây. Hỗn hợp sau khi trộn xong được xả ở cuối thùng quay và được băng tải vận chuyển lên xilô đựng. Vậy, sự khác nhau giữa quá trình trộn của thiết bị trộn song song so với thiết bị trộn gián đoạn là: quá trình này là liên tục, vật liệu sấy đi cùng chiều cùng ngọn lửa sâu, thùng sấy đồng thời là thùng trộn (chỉ khác vùng sấy và vùng trộn có nhiệt độ khác nhau). Quá trình trộn song song có ưu điểm: việc xả ở cuối thùng quay thu được một lượng bụi lớn, làm giảm bớt sự hoạt động của hệ thống lọc bụi. Vì lý do này mà hầu hết các trạm trộn song song chỉ cần lọc bụi một lần qua thiết bị lọc bụi sơ cấp. Mặc dù vậy nó cũng có nhược điểm là các thiết bị như phun dầu và phun bitum làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao hơn so với quá trình gián đoạn. Trạm trộn chảy ngược chiều Đây là loại trạm trộn mà vật liệu chảy trong thùng quay là ngược chiều so với hướng của khí nóng. Thêm vào đó là vùng trộn nguyên liệu với chất kết dính bitum được đặt đằng sau vùng đốt để cho vật liệu di chuyển không trực tiếp tiếp xúc với khí nóng. Bitum được điều khiển bằng máy bơm điện bơm vào cốt liệu và bột đá theo tỷ lệ, ở đây lượng bụi đã lọc qua thiết bị sơ cấp và thứa cấp cũng được hồi lưu vào và tiến hành cùng trộn. Bới vì hỗn hợp bitum, cốt liệu, bụi đá được trộn trong thùng không tiếp xúc khí nóng, nên trạm trộn chảy ngược chiều có các thiết bị phun (phun bitum, phun dầu) đặt thấp hơn so với trạm trộn song song. Mặc dù vậy, các dữ liệu đó không đủ để xác định được sự khác nhau trong việc đặt thiết bị phun cho tới kết quả khác nhau của hai quá trình trộn chảy song song và trộn chảy ngược chiều. Tùy theo sơ đồ bố trí của bộ máy trộn bêtông Asphalt mà chia ra ba loại: Trạm trộn bố trí trên cùng một mặt bằng Trạm trộn bố trí theo chiều cao (kiểu tháp) Trạm trộn trung gian Trạm trộn bố trí theo kiểu tháp: Tất cả các thiết bị được bố trí cái này dưới cái kia, còn các vật liệu của hỗn hợp bêtông Asphalt thì chỉ phải vận chuyển lên cao một lần, rồi sau đó thì vật liệu được vận chuyển do tác động của trọng lực. Vì thế trong loại này cần ít thiết bị nâng chuyển, tuy nhiên lại tốn nhiều công khi phải tháo dỡ để di chuyển bộ máy trộn sang vị trí mới. Một chú ý nữa là trong loại này đòi hỏi thiết bị giảm xóc phải tốt để tránh ảnh hưởng chấn dộng của bộ phận sàng đến bộ phận cân đong. Trạm trộn bố trí trên cùng một mặt bằng: Các thiết bị rang vật liệu, sàng, thiết bị cân đong và thiết bị trộn được bố trí cạnh nhau. Các thiết bị này được nối liền với nhau nhờ các bưng nâng chuyển. Như vậy trong các loại này phải vận chuyển vật liệu cát, đá lên xuống nhiều lần. Tổng số chiều cao nâng chuyển vật liệu lớn hơn trong loại bố trí theo kiểu tháp. Trạm trộn trung gian Bộ phận sàng, các thùng chứa thiết bị cân đong, thiết bị trộn được bố trí cái này dưới cái kia trong cùng một tháp. Còn thiết bị rang vật liệu thì đặt trên một móng riêng bên cạnh tháp. Tùy theo năng suất của bộ máy trộn bêtông Asphalt mà có thể chia ra loại năng suất nhỏ dưới 15 tấn/giờ, loại năng suất trung bình 25 – 30 tấn/giờ, loại năng suất lớn 60 – 100 tấn/giờ, loại có năng suất rất lớn 100 – 200 tấn/giờ và nhiều hơn nữa... Trạm trộn bêtông Asphalt còn phân ra loại cố định, loại di động và loại bán cố định. Thông thường thì loại có năng suất nhỏ là loại di động, bộ phận máy trộn của loại này được đặt trên bệ xe có bánh. Loại có năng suất trung bình và năng suất lớn thường là bán cố định. Trong các loại này các thiết bị có thể tháo lắp dễ dàng khi cần di động hoặc là từng thiết bị được đặt trên bệ có bánh xe để di chuyển mà không cần phải tháo lắp. Còn loại có năng suất rất lớn thì thường là loại cố định và dùng cho các xí nghiệp bêtông Asphalt cố định. Hiện nay, người ta thường dùng những thiết bị điều khiển tự động trong những bộ máy trộn bêtông Asphalt có năng suất từ 25 tấn/giờ trở lên. Bộ máy trộn bêtông Asphalt bao gồm các thiết bị sau: Thiết bị cân đong sơ bộ cát và đá dăm Thiết bị rang nóng vật liệu cát đá Thiết bị sàng vật liệu theo các kích cỡ đã quy định Thiết bị cân đong (trọng lượng hoặc thể tích) cho từng loại vật liệu khoáng chất và nhựa Thiết bị trộn các loại khoáng chất với nhựa Thiết bị thu bụi Ưu điểm của các loại trạm trộn chảy song song và trạm trộn chảy ngược chiều là có năng suất cao và tốn ít năng lượng hơn trạm trộn theo chu kỳ .Nhưng trạm trộn chu kỳ lại có ưu điểm là trộn kỹ và đều ,chất lượng của mẻ trộn cao và khi cần thay đổi các thành phần của hỗn hợp thì tiến hành nhanh và dễ dàng Trên cơ sở các loại trạm trộn đã nêu, phân tích các ưu nhược điểm của từng loại và đặc biệt là ứng dụng vào điều kiện sản xuất trực tiếp ở Việt Nam, điều kiện khí hậu và tiêu thụ nguyên liệu, chúng tôi lựa chọn dây chuyền sản xuất gián đoạn với sơ đồ bố trí kiểu trung gian và có công suất 104 tấn/giờ đặt tại km 24+300 đường Láng Hạ. Những ưu nhược điểm của trạm - Chất lượng đạt tiêu chuẩn xuất khẩu - Tháo lắp dễ dàng nhanh chóng - Vận chuyển thuận tiện - Hệ thống cân điện tử hiện số chính xác, đầu đốt giảm ồn, tiết kiệm nhiên liệu - hệ thống móng thép .Tháo lắp nhanh chóng - Được bằng khen và giải thưởng VIFOTEC - Giấy chúng nhận chất lượng SPCN : Cục đăng kiểm Việt Nam - Giấy chứng nhận thay thế hàng nhập khẩu Trung tâm đo lường chất lượng - Giấy chứng nhận hiệu chuẩn của Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng - Giấy chứng nhận của tư vấn Hàn Quốc cho phép trạm được thảm theo tiêu chuẩn Quốc tế 2. Giới thiệu về mặt bằng trạm trộn Trạm trộn được xây dựng tại km 24+300 đường Láng Hòa Lạc cách trung tâm thành phố Hà Nội khoảng 30 km. Đây là vị trí thuận lợi cho việc cung cấp nguyên nhiên liệu bằng đường bộ từ các tỉnh lân cận như Hòa Bình, Vĩnh Phúc. Đặc biệt là thuận tiện cho việc tiêu thụ sản phẩm: cung cấp bêtông Asphalt nóng cho các công ty xây dựng cầu đường ở Hà Nội, Hà Tây và các tỉnh lân cận, các công trình giao thông trong khu vực, phục vụ cho công trình đường 32, khu công nghệ cao Láng Hòa Lạc, Trung Hòa – Nhân Chính. Đồng thời trạm không nằm trong phạm vi trung tâm thành phố nên việc sản xuất, vận chuyển ít ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường, giao thông đi lại của dân cư. Các nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho trạm: Đá dăm: Cung cấp từ mỏ đá Lương Sơn - Hòa Bình vận chuyển về bằng ô tô. Cát: Sử dụng cát mua từ Vĩnh Phúc vận chuyển về bằng ô tô. Bitum: Mua từ công ty Caltex Hải Phòng vận chuyển về bằng ô tô chuyên dụng Bột đá: được cung cấp từ bộ phận sản xuất VLXD thuộc tổng công ty VinaConex Nhiên liệu: Dầu FO và dầu Diezen được chuyển về bằng ô tô chuyên dụng từ công ty Caltex Hải Phòng. Nguồn điện nước: Nước chủ yếu là nước sinh hoạt được cung cấp từ nguồn nước sạch trong vùng Điện: sử dụng máy phát điện chạy dầu Diezen công suất 350 kVA. Chương II. Yêu cầu vật liệu chế tạo bêtông Asphalt Hỗn hợp bêtông Asphalt được chế tạo bằng cách trộn vật liệu đá dăm (sỏi cuội), cát, bột khoáng, bitum với thành phần hợp lý. Chất lượng của bêtông Asphalt phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu thành phần chế tạo, do đó mỗi vật liệu chế tạo phải đạt được các yêu cầu quy định. Đá dăm hay sỏi Chất lượng của đá dăm hay sỏi về cường độ, tính đồng nhất, hình dạng, trạng thái bề mặt, thành phần khoáng vật... có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của bêtông Asphalt [5, 7, 8, 9]. Các chỉ tiêu chất lượng của đá dăm hay sỏi chế tạo từ bêtông Asphalt cũng được xác định như khi chế tạo bêtông ximăng nặng. Đá dăm dùng để chế tạo bêtông Asphalt có thể là đá dăm sản xuất từ đá thiên nhiên, đá dăm chế tạo từ cuội, cũng như đá dăm chế tạo từ xỉ lò cao nhưng phải phù hợp với các yêu cầu quy phạm. Không cho phép dùng đá dăm chế tạo từ đá vôi sét, sa thạch sét và phiến sét để chế tạo bêtông Asphalt. Thành phần hạt của đá dăm hay sỏi được phân ra các nhóm 40 – 20, 20 – 10, 25 – 5, 15 – 5, 10 – 5 và sàng qua bộ sàng: 40, 25, 20, 5 mm. Đá dăm để chế tạo bêtông Asphalt phải đồng nhất về loái đá và cường độ. Trong bêtông Asphalt, nếu dùng đá dăm thuộc nhiều loại đá khác nhau có cường độ khác nhau sẽ sinh ra ứng suất nhiệt làm mặt đường kém ổn định. Tùy theo cường độ chịu nén của đá gốc mà đá dăm dùng để tạo bêtông Asphalt có các loại mác khác nhau như ghi trong bảng II.1. Bảng II.1. Loại đá dăm Mác của đá dăm dùng cho lớp trên Hỗn hợp dùng cho lớp móng I II A B và C A B C Đá dăm từ đá măcma và đá biến chất 1200 1200 1000 1000 800 800 Đá dăm từ đá trầm tích dạng Cacbonat - 100 - 800 600 600 Đá dăm từ đá trầm tích ở dạng khối lượng 1000 1000 1000 800 600 600 Đá dăm (hay sỏi) dùng để chế tạo bêtông Asphalt chỉ được phép chứa các loại hạt dẹt: đối với bêtông loại A < 15%, đối với loại B < 25%, loại C < 35% theo khối lượng. Lượng hạt Silic ở trong đá dăm chế tạo từ cuội không được vượt quá 25%. Lượng bụi, bùn, sét xác định bằng phương pháp rửa không được quá 20% đối với đá dăm xay từ đá trầm tích Cacbonat và không quá 1% đối với đá dăm xay từ các loại đá khác. Đá dăm ở trong hỗn hợp bêtông Asphalt dùng làm lớp móng không được chứa các hạt đá yếu và phong hóa lớn hơn 15% theo khối lượng. Đá dăm cần phải liên kết tốt với bitum. Về mặt này, các loại đá vôi, đôlômit, diaba tốt hơn các loại đá axít. Nếu dùng loại đá liên kết kém với bitum phải gia công đá bằng chất phụ gia hoạt tính như vôi, ximăng hoặc cho thêm chất phụ gia hoạt tính bề mặt vào bitum. Đá cần phải sạch, lượng ngậm chất bẩn không được vượt quá 1% theo khối lượng. Các chỉ tiêu cơ lý của đá dùng để chế tạo hỗn hợp bêtông Asphalt phải phù hợp với quy định ghi trong bảng II.2. Bảng II.2. Các chỉ tiêu Mác của đá dăm lớp trên Hỗn hợp dùng cho lớp móng I II A B và C A B C Độ hao mòn không lớn hơn (%) a. Đối với đá măcma và biến chất 25 25 35 35 45 45 b. Đối với đá trầm tích dạng Cacbonat - 30 - 40 45 50 c. Đối với các loại đá trầm tích khác 25 25 25 35 45 45 d. Đá dăm từ cuội và xỉ 20 20 30 30 45 43 Số lượng hạt được nghiền vỡ ở trong đá dăm từ cuội không nhỏ hơn (% theo khối lượng) 100 80 100 70 50 70 Cát Vai trò của cát trong hỗn hợp bêtông Asphalt là chèn kẽ hở giữa các hạt cốt liệu lớn, làm tăng độ đặc chắc của hỗn hợp. Có thể dùng cát thiên nhiên hay nhận tạo, có các tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với quy phạm như dùng với bêtông nặng [5, 7, 8, 9]. Cát thiên nhiên để chế tạo bêtông Asphalt dùng cát hạt lớn (mk ³ 2,5) và cát hạt vừa (mk = 2 - 2,5). Trường hợp dùng cát hạt nhỏ (mk < 2) chỉ cho phép khi trộn thêm cát thiên nhiên hạt lớn hay cát nhân tạo (cát nghiền). Khi không có cát hạt lớn thì thành phần hỗn hợp của bêtông Asphalt loại A và B sẽ lựa chọn dùng cát hạt nhỏ theo nguyên tắc thành phần hạt không liên tục. Cát thiên nhiên cần phải chế tạo từ đá có cường độ không nhỏ hơn cường độ của đá dùng làm đá dăm (600 – 1000 kg/cm3). Cát thiên nhiên cần phải chế tạo từ đá có cường độ không được lớn hơn cường độ của đá dùng làm đá dăm. Đối với hỗn hợp vữa Asphalt cát nhân tạo sẽ dùng cát nghiền. Đá này thường được nghiền từ đá măcma có mác không nhỏ hơn 1000. Hàm lượng các hạt nhỏ hơn 0,071 mm ở trong cát nghiền không được lớn hơn 5% theo khối lượng, trong đó lượng sét không được lớn hơn 0,5%. Thành phần hạt của cát được xác định qua bộ sàng có kích thước lỗ sàng: 5; 3; 0,63; 0,315; 0,14; 0,071; < 0,071 mm. Bột khoáng Bột khoáng là một thành phần quan trọng trong hỗn hợp bêtông Asphalt. Nó không những nhét đầy lỗ rỗng giữa cá loại cốt liệu lớn hơn (cát, đá dăm hay sỏi) làm tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitum trên mặt hạt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên. Người ta có thể dùng các loại bột khoáng sau: bột đá vôi, đôlômit, bột than đá, bột xỉ lò cao dạng bazơ, ximăng, vôi... Trong đó bột đá vôi, đôlômit được dùng nhiều nhất. Chất lượng của bột khoáng dùng trong bêtông Asphalt được đặc trưng bằng thành phần khoáng vật, độ nhỏ, độ rỗng và hệ số ưa nước. Loại đá để nghiền làm bột khoáng chủ yếu là đá vôi, đôlômit. Cường độ nén của các loại đá này không được nhỏ hơn 200 kg/cm3. Khi trộn với bitum trong hỗn hợp bêtông Asphalt, bột khoáng cần tạo nên một lớp hoạt tính, ổn định nước. Mối quan hệ vật lý, hóa học giữa bề mặt bột khoáng và bitum làm tăng cường độ của bêtông Asphalt, nhưng cũng làm tăng tính giòn của nó. Vì vậy lượng dùng bột đá trong bêtông chỉ trong một giới hạn nhất định để tránh làm tăng tốc độ hóa già của bitum trong bêtông. Các loại vật liệu chế tạo bột khoáng cần sạch, không chứa các chất bẩn và sét quá 5% theo khối lượng. Trong hỗn hợp bêtông Asphalt loại II và hỗn hợp làm móng thì có thể dùng bột khoáng của thải phần công nghiệp ở dạng bụi như tro than, bụi ximăng và các mảng vỏ sò, vỏ hến nghiền nhỏ, khi phù hợp với các yêu cầu về bột khoáng. Bột khoáng cần phải khô, xốp, khi trộn với bitum không chịu được vón cục và phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Độ nhỏ, khi sàng lượng lọt qua sàng có kích thước lỗ sàng: 1,25 mm 100% 0,315 mm ³ 90% 0,071mm ³ 70% Độ rỗng khi lèn chặt với tải trọng 400 kg/cm3 đối với tro, bụi, ximăng, xỉ không được lớn hơn 45%, còn với loại bột đá đặc chắc thì không được lớn hơn 40%. Hệ số ưa nước Ku được xác định bằng công thức: Trong đó: V1: Thể tích lắng trong nước của 5g bột khoáng. V2: Thể tích lắng trong dầu (môi trường không phân cực) của 5g bột khoáng Đối với những hạt < 1,25 mm quy định Ku không lớn hơn 1. Nếu Ku >1 là vật liệu ưa nước và ngược lại Ku < 1 là vật liệu ghét nước. Vật liệu ưa nước và ghét nước có ảnh hưởng rất lớn đến các tính chất của hỗn hợp. Vì ta biết rằng bề mặt của các phân tử bột khoáng trong một đơn vị thể tích lớn hơn rất nhiều so với cát, đá dăm hay sỏi cộng lại. Những tính chất của bêtông Asphalt trước hết phụ thuộc vào tính chất bề mặt của bột khoáng. Vì vậy những vật liệu ưa nước sẽ tích lũy một lượng nước lớn hơn nhiều so với vật liệu ghét nước và như vậy sự thấm ướt bằng bitum sẽ hơn, đưa đến lực liên kết của bột khoáng với vật liệu ưa nước có thể kém, và khi bão hòa nước cường độ của hỗn hợp sẽ bị giảm xuống. Bột khoáng kỵ nước liên kết tốt với bitum làm tăng cường độ bêtông Asphalt. Khi lựa chọn bột khoáng cần chú ý, nếu như bột khoáng không đạt yêu cầu kỹ thuật thì có thể cho thêm vào một loại hỗn hợp chất hoạt tính gồn bitum và chất hoạt tính bề mặt dạng anion theo tỷ lệ 1:1 đến 1:1,1. Tỷ lệ chất hoạt tính chiếm 1,5 – 2% theo khối lượng bột đá. Các chỉ tiêu kỹ thuật của bột khoáng nghiền từ đá Cacbonat phải thỏa mãn các quy định trong bảng II.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của bột khoáng từ đá không phải loại Cacbonat, từ xỉ và các phế liệu công nghiệp dạng bụi phải thỏa mãn các quy định trong bảng II.4. Bảng II.3. STT Các chỉ tiêu Đơn vị Trị số 1 Thành phần hạt, % khối lượng Nhỏ hơn 1,25mm % 100 Nhỏ hơn 0,315mm % 90 Nhỏ hơn 0,071mm % 70 2 Độ rỗng, % thể tích % Ê 35 3 Độ nở của mẫu chế tạo làm bằng hỗn hợp bột khoáng và nhựa, % thể tích % Ê 25 4 Chỉ số về tỷ lượng nhựa của bột khoáng g/100 cm3 Ê 65 5 Độ ẩm, % khối lượng % Ê 10 Bảng II.4. STT Các chỉ tiêu Loại bột khoáng Từ xỉ bazơ Phế liệu công nghiệp Lò luyện kim và từ đá không phải Cacbonat Tro bay nhà máy điện Bụi của nhà máy ximăng 1 Thành phần hạt, % khối lượng Nhỏ hơn 1,25 mm Nhỏ hơn 0,315 mm Nhỏ hơn 0,071 mm ³ 100 ³ 90 ³ 70 ³ 100 ³ 55 ³ 35 ³ 100 ³ 90 ³ 70 2 Độ rỗng, % thể tích Ê 35 Ê 45 Ê 45 3 Độ nở của mẫu chế tạo từ hỗn hợp của bột khoáng và nhựa, % thể tích Ê 2,5 - Ê 2,5 4 Hệ số ổn định nước của mẫu chế tạo từ bột khoáng và nhựa - 0,6 8,8 5 Chỉ số về tỷ lượng nhựa của bột khoáng, g/100 cm3 - Ê 100 Ê 100 6 Hàm lượng các hợp chất hòa tan trong nước, % khối lượng - Ê 1,0 Ê6,0 7 Độ ẩm, % khối lượng Ê 1,0 Ê 2,0 Ê 2,0 8 Hàm lượng của các oxít kim loại kiềm (Na2O + K2O), % khối lượng - - Ê 6,0 Bitum Hỗn hợp bêtông Asphalt thường dùng bitum dầu mỏ xây dựng đường làm chất kết dính. Loại bitum này phải có các chỉ tiêu kỹ thuật phù hợp với quy phạm. Theo phương pháp rải, tính chất xe chạy, điều kiện khí hậu mà chọn mác bitum cho hợp lý. ở những đường xe nặng chạy nhiều thuộc vùng khí hậu nóng ẩm thì dùng loại bitum mác cao. Để tăng tính ổn định nhiệt có thể dùng hỗn hợp bitum với cao su, polime. 4.1.Vai trò Bitum có tác dụng liên kết các hạt cốt liệu với nhau, lấp đầy chỗ trống, đồng thời liên kết với hạt khoáng tạo thành lớp mỏng bao bọc các hạt cốt liệu làm cho bêtông Asphalt có tính đàn hồi dẻo, tăng khả năng chịu kéo cho bêtông Asphalt, đồng thời có khả năng chống thấm, ở Việt Nam cũng như các nước khác trên Thế Giới, bitum dùng trong xây dựng đường chủ yếu là bitum chưng cất từ dầu mỏ. Khác với chất kết dính vô cơ khác, bitum là chất kết dính hữu cơ thành phần chủ yếu là Hydrocacbua cao phân tử và một số phi kim loại khác tạo thành hệ thống keo phức tạp. Nó có thể ở dạng rắn, quánh hay lỏng và có các tính chất xây dựng chủ yếu như: [1, 10] Khi đun nóng (đối với loại rắn và quánh) nó trở thành chất lỏng có khả năng trộn lẫn với vật liệu đá tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Qua một thời gian nhất định, nó sẽ dính chặt vào bề mặt của các vật liệu này tạo nên một loại vật liệu đá nhân tạo, có cường độ và độ bền vững trong môi trường nhiệt và nước. Tương đối ổn định với không khí Hòa tan trong nước và trong axít vô cơ không đáng kể, mà chỉ hòa tan nhiều trong các dung môi hữu cơ. Thành phần các nguyên tố hóa học của bitum chưng cất từ dầu mỏ thường dao động trong khoảng như sau: [1] C = 83 – 88%; S = 0,5 – 3,5%; N< 1%; O = 0,5 – 1,5%; H = 9 – 12% Dựa trên cơ sở lý thuyết về tính chất hóa học và tính chất vật lý, người ta chia bitum dầu mỏ thành 5 nhóm chính: Nhóm chất dầu: là những hợp chất thấp phân tử nhất, khối lượng phân tử vào khoảng 300 – 500, không màu, khối lượng riêng nhỏ hơn 1. Nhóm chất nhựa: là những hợp chất cao phân tử, khối lượng phân tử vào khoảng 600 – 800, khối lượng riêng xấp xỉ bằng 1, có màu sẫm. Nhóm Asphalt: là những phần tử rắn, giòn, cao phân tử, khối lượng phân tử từ 1000 – 6000 và cao hơn, khối lượng riêng lớn hơn 1, có màu sẫm hoặc đen. Nhóm Cacben và Cacboit: là những hợp chất cao phân tử có màu đen sẫm, khối lượng riêng lớn hơn 1. Khác với nhóm Asphalt là không hòa tan trong benzen-CCl3 nhưng hòa tan được trong Disunfua cacbon. Cacboit là một chất rắn dạng muội, không hòa tan trong bất cứ dung môi hữu cơ nào. Nhóm axít Asphalt và các Anhydrit của chúng: là những chất nhựa hóa (nhựa axít), là thành phần mang cực tính (gồm những phân tử có chứa gốc cacboxyn – COOH), khối lượng riêng nhỏ hơn 1, có màu nâu sẫm. Chất Parafin: là những chất hydro metan ở dạng rắn. Thành phần hóa học của bitum thay đổi theo thời gian sử dụng kết cấu mặt đường do đó chất lượng bị suy giảm hay giòn hóa. 4.2.Tính chất của bitum quánh dùng trong xây dựng đường ảnh hưởng đến chất lượng bêtông Asphalt. Tính quánh: đặc trưng cho khả năng chống lại sự dịch chuyển của các hạt bitum dưới tác dụng của ngoại lực, là lực nội ma sát sinh ra khi các tầng bitum di động. Tính quánh của bitum thay đổi trong phạm vi rộng ảnh hưởng đến tính chất cơ học của hỗn hợp vật liệu khoáng với chất kết dính, đồng thời quyết định công nghệ chế tạo và thi công loại vật liệu có dùng bitum. Đây là chỉ tiêu quan trọng, thông thường căn cứ vào tính quánh để xác định mác của bitum.. Tính quánh xác định bằng cách đo độ căn sâu kin (khối lượng 100g, đường kính 1mm trong 5 giây ở nhiệt độ 250C, tốc độ kéo dài 50 mm/phút) Tính dẻo: đặc trưng cho khả năng biến dạng của bitum dưới tác dụng của ngoại lực. Tính dẻo cũng như tính quánh phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ thay đổi thì tính dẻo tăng, khi nhiệt đội giảm thì tính dẻo cũng giảm, do đó bitum trở nên giòn, gây nứt rạn đường. Tính dẻo của bitum được đánh giá bằng độ kéo dài của mẫu tiêu chuẩn trong điều kiện thí nghiệm 250C, tốc độ kéo dài 50 mm/phút. Độ kéo dài càng lớn thì tính dẻo càng cao. Tính ổn định nhiệt: Khi nhiệt độ thay đổi thì tính dẻo và tính quánh thay đổi, sự thay đổi càng nhỏ thì tính ổn định nhiệt càng cao do đó mặt đường ít bị biến động khi thay đổi nhiệt độ. Để đánh giá độ ổn định nhiệt của bitum, người ta hay dùng hai đại lượng là nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ hóa cứng. Trong đó, nhiệt độ hóa mềm của bitum xác định bằng dụng cụ vòng và bi tiêu chuẩn, còn nhiệt độ hóa cứng của bitum có thể xác định bằng dụng cụ đo kim lún. Nhiệt độ hóa cứng là nhiệt độ ứng với độ kim lún bằng 1 độ. Tính ổn định nhiệt khi đun: Trong công nghệ chế tạo bêtông Asphalt nóng, người ta thường phải đun bitum đến nhiệt độ 1600C trong thời gian khá dài, do đó các thành phần dầu nhẹ có thể bị bốc hơi làm thay đổi tính chất của bitum. Yêu cầu: Sau khi đun khối lượng hao hụt không lớn hơn 1%. Độ kéo dài và độ kim lún không đượclớn hơn 40% so với trị số ban đầu. Nhiệt độ bắt lửa và nhiệt độ bốc cháy bitum: Khi đun bitum đến một nhiệt độ nhất định nào đó thì các loại dầu nhẹ trong bitum bốc hơi hòa lẫn vào trong môi trường xung quanh tạo nên một hỗn hợp dễ cháy. Nếu tiếp tục đun, nồng độ của hỗn hợp đó tăng lên, gặp lửa dễ bốc cháy. Đây là chỉ tiêu quan trọng về an toàn khi gia công nhiệt của bitum. Tính dính bám của bitum với bề mặt vật liệu khoáng: Sự liên kết này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên cường độ và tính ổn định với nước, với nhiệt độ của hỗn hợp bitum và vật liệu khoáng. Khi nhòa trộn bitum với vật liệu khoáng, các hạt khoáng được thấm ướt bằng bitum và tạo thành một lớp hấp thụ. Khi đó các phần tử bitum ở trong nước hấp phụ sẽ tương tác với lớp vật liệu bề mặt khoáng, tương tác đó có thể là tương tác lý học, hóa học (liên kết hóa học nhiều hơn rất nhiều so với liên kết lý học). Liên kết bitum với vật liệu khoáng phụ thuộc vào tính chất bitum và vật liệu khoáng. Tóm lại: Bitum là chất kết dính hữu cơ được dùng trong bêtông Asphalt, là thành phần quan trọng không thể thiếu được. Hàm lượng của bitum quyết định tính ổn định của bêtông Asphalt. Nhưng đối với mỗi cấp phối xác định chỉ có một hàm lượng bitum tối ưu, tức là hàm lượng cho ta dung lượng lớn nhất, cường độ lớn nhất, biến dạng, độ rỗng nêu trong phạm vi quy phạm. Để tìm ra hàm lượng bitum tối ưu là bài toán mang tính kinh tế kỹ thuật thông thường 5 – 7% khối lượng cốt liệu. Dựa vào những đặc tính của từng loại bitum, có thể chọn cho phù hợp với yêu cầu của từng loại mặt đường. Nhìn chung trong điều kiện Việt Nam, bitum dùng chế tạo bêtông Asphalt theo phương pháp rải nóng có chỉ tiêu như: độ kim lún, độ dãn dài. độ nhớt Saybolt. Tiêu chuẩn của các giá trị này được cho trong bảng II.5. Bảng II.5. Tên chỉ tiêu Đơn vị Tiêu chuẩn Các trị số quy định Độ lún ở 250C, 100g 5 giây 1/ 10 mm 22TCN-22-90 40 – 60 60 – 90 Điểm bắt lửa 00C 22TCN-22-90 Không nhỏ hơn 2200C Độ dãn dài ở 250C 00C 22TCN-22-90 ³ 40 ³ 50 Độ hóa mềm 00C 22TCN-22-90 ³ 51 ³ 47 Chương III Thiết kế thành phần bê tông asphalt Thiết kế thành phần bê tông Asphalt là việc chọn thành phần hợp lý nhất của các vật liệu: đá dăm, cát, bột khoáng và các chất kết dính hữu cơ. Phương pháp chung là phương pháp tính toán kết hợp thực hiện. 1. Tính toán thành phần: Khi tính toán thành phần ta dùng bảng thành phần cấp phối các cỡ hạt của hỗn hợp bê tông Asphalt rải nóng: Loại bê tông Asphalt Cỡ hạt lớn nhất Lượng lọt qua sàng (%) Lượng Bitum tính theo % cốt liệu 25 20 15 10 5 2,5 1,25 0,63 0,135 0,14 0,071 Hạt nhỏ 10 10 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 Hạt nhỏ 15 15 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95100 95100 95 100 Hạt trung bêtông Asphalt 20 20 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 Hạt trung bêtông Asphalt 25 25 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 95 100 Hỗn hợp vật liệu khoáng được lựa chọn có tổng tỷ lệ thành phần như sau: Đ + C + B = 100% - Xác định lượng đá dăm: tỷ lệ thành phần của đá dăm được xác định theo công thức sau: Đ = .100% Ax: lượng rót tích luỹ tại cỡ hạt x của hỗn hợp hợp lý theo quy phạm. Ad: lượng rót tích luỹ tại cỡ hạt x của đá dăm. - Xác định lượng bột khoáng: Tỷ lệ phần trăm của bột khoáng được xác định theo công thức sau: B = .100% Trong đó: Y0.071: là lượng hạt nhỏ hơn 0.071 của hỗn hợp hợp lý B0.071: là lượng hạt nhỏ hơn 0.071 của bột khoáng. - Xác định lượng cát: C = 100 - B - Đ - tinh lượng qua sàng của hỗn hợp vật liệu khoáng Lx được xác định theo công thức sau : Lx = .Đ + .C + .B Trong đó: Lx _ lượng lọt qua sàng tại sàng X của hỗn hơp Dx, Cx, Bx : lượng lọt qua sang của da, cat D, C, B : là tỉ lệ % của đá, cát bột trong hỗn hợp. - Sau hs ; tinh được lợi ích ta so sánh với gián hạn của bảng trên.Nếu tại tất cả các hãt mà Lx đều nằm trong khoảng cho phépthì cấp phối đã đạt. Nếu tại bất kỳ hạt x nào mà Lx nằm ra ngoài khoảng cho phép thì ta phải hiệu chỉnh thành phần phần trăm của từng loại cốt liệu đến khi Lx thuộc vào các khoảng cho phép. - Xác định lượng bi tum tối ưu Lượng bi tum tối ưu được xác định theo công thức sau : B = Vok : độ rỗng vật liệu khoáng của mẫu thí nghiệm %. Fk : khối lượng riêng của vật liệu khoáng g/cm3 Vk : trị số độ rỗng của bê tông Asphalt theo quy phạm ở 200c. Fb : khối lượng riêng của bi tum ở 200c (g/cm3) 2. Tối ưu hoá tỷ lệ bi tum Sau tính toán lý thuyết như trên ta phải tiến hành thực nghiệm tìm lượng bi tum tối ưu. Tỷ lệ bi tum tối ưu cho bê tông Asphalt là hàm lượng bi tum (% theo khối lượng bê tông Asphalt) làm cho bê tông Asphalt đạt được độ đặc và độ bền cao nhất. Việc quyết định tăng hay giảm thậm chí với lượng bi tum nhỏ trong một mẻ trộn cũng sẽ rất đáng kể khi xây dựng hàng trăm km mặt đường bằng bê tông Asphalt. Về mặt kỹ thuật thì việc tối ưu hoá tỷ lệ bi tum gắn chặt với chất lượng sử dụng mặt đường bê tông Asphalt. Trong kỹ thuật mặt đường bê tông Asphalt trên thế giới có nhiều phương pháp tối ưu hoá hàm lượng bi tum. Về cơ bản có thể xếp chúng thành 4 nhóm. + Phương pháp kinh nghiệm: Hàm lượng bi tum tối ưu hoá được ấn định cùng với cấp phối cốt liệu theo những quy trình kỹ thuật đã được chính xác hoá. Hàm lượng bi tum được xác định dựa theo kinh nghiệm nên không yêu cầu phải làm các thí nghiệm về độ bền cơ học. Quá trình tối ưu hoá tỷ lệ bi tum gồm có 5 bước thực hiện như sau: - Bước thứ nhất: chọn loại bi tum thích hợp. Bi tum có độ kim lún 40/60: cho điều kiện thông thường. Bi tum có độ kim lún 60/80: cho vùng khí hậu ẩm và lạnh hơn. Bi tum có độ kim lún 30/40: cho bến xe buýt và những đường chịu tải trọng nặng - Bước thứ hai: xác định cỡ hạt cốt liệu đá lớn nhất. Tuỳ theo chiều dày lớp dải tỷ lệ D/h thường là (1/2.5)/(1/2) - Bước thứ ba: Xác định hàm lượng hạt thô ( trên 2.4mm) tuỳ theo yêu cầu về độ nhám của mặt đường, chiều dày lớp rải và loại cốt liệu đá. Hàm lượng hạt thô khi dùng cốt liệu đá nghiền có thể chọn từ 0 55% và khi dùng cuội sỏi hay xỉ nghiền quy định khoảng 15 45%. - Bước thứ tư: Xác định loại bê tông Asphalt. - Bước thứ năm: Xác định các trị số tương ứng của tỷ lệ thành phần cốt liệu đá và tỷ lệ bitum cần dùng. + Phương pháp kinh nghiệm kết hợp tính toán. Dựa theo quy trình kỹ thuật hoặc theo kinh nghịêm người ta chọn cấp phối cốt liệu và dùng cách tính toán để xác định tỷ lệ bi tum tối ưu. Khi đó cũng không cần tiến hành các thí nghịêm độ bền cơ học của vật liệu bê tông Asphalt. Chỉ hoàn toàn tính theo công thức, bảng hoặc biểu đồ có sẵn, dựa nhiều vào chỉ tiêu cấp phối cốt liệu. + Tối ưu hoá tỷ lệ bi tum bằng cách tính toán: Cơ sở của phương pháp này dựa vào các lý thuyết. - Lý thuyết tối ưu hoá tỷ lệ bi tum theo độ rỗng cốt liệu. - Lý thuyết tối ưu hoá tỷ lệ bi tum theo bề dày tối ưu của lớp bi tum bọc hạt cốt liệu. - Lý thuyết của Duriez: B = K. Trong đó: B: hàm lượng bi tum (khối lượng %) F: Diện tích bề mặt của tất cả các cốt liệu đá (m2/kg) K: Hệ số điều chỉnh, áp dụng cho bê tông Asphalt mặt đường Hệ số K phụ thuộc vào loại mặt đường bê tông Asphalt và tải trọng xe chạy: bê tông Asphalt hạt rất mị._.n ở phẩn trước và đơn giá định mức khấu hao tài sản cố định của các thiết bị nhà máy bê tông đúc sẵn. Để tính toán ta lập bảng thống kê tài sản cố định như sau: Tổng số vốn đầu tư thiết bị trong nhà máy. Vn = 3.600.000.103 đồng 2. Vốn đầu tư xây lắp. Bảng thống kê vốn xây lắp STT Tên thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá 103/Đ.vị Giá trị 103đồng 2 Kho bột khoáng m2 48 2.000 96.000 8 Bể nước m2 108 500 54.000 12 Phòng giám đốc +công nhân m2 200 1.800 360.000 13 Nhà ăn tập thể+ bếp m2 200 1.000 200.000 14 Gara ôtô m2 200 800 160.000 15 Nhà để xe m2 72 1.000 72.000 16 Phòng thí nghiệm m2 108 1.000 108.000 17 Phòng bảo vệ m2 18 1.000 18.000 Tổng số vốn đầu tư xây lắp là: 1.068.103 đồng Tổng số vốn đầu tư xây dựng cơ bản được xác định bằng tổng vốn đầu tư trang thiết bị với vốn xây lắp. V = VTB + V XL VTB: Vốn đầu tư mua sắm trang thiết bị VXL: Vốn đầu tư xây lắp V = 3.600.000.103 + 1.068.000.103 = 4.668.000.103 đồng III. Hạch toán giá thành sản phẩm. Giá thành sản phẩm là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng nhất, nó cho phép đánh giá quá trình sản xuất kinh doanh có đạt hiệu quả kinh tế hay không? Giá thành sản phẩm bao gồm: Chi phí mua nguyên vật liệu. Chi phí trả lương cho công nhân Chi phí sản xuất Chi phí khấu hao tài sản cố định ..... 1. Chi phí mua nguyên vật liệu Giá thành của nguyên vật liệu như sau: + Giá cát: 45.000 đồng/m3= 31.000 đồng/tấn + Giá đá: 90.000 đồng/m3 = 60.000 đồng/tấn + Giá bột đá: 250.000 đồng/tấn + Giá bitum : 260$/ tấn = 4.100.000 đồng/tấn + Giá dầu DO: 5000 đồng/lít + Giá dầu FO 4000đồng/cân + Chi phí 9 cân FO/tấn + Chi phí 1 lít DO/tấn + Chi phí nhân công + điện nước 8000 đồng/tấn Vậy giá thành nguyên vật liệu và nhân công sản xuất bê tông Đá: 41,1%60.000 = 24660 đồng/tấn Cát: 38,4%31.000 = 11904 đồng/tấn Bột đá: 11,9%250.000 = 29750 đồng/tấn Bi tum: 5,64.100.000 = 229.600 đồng/tấn Dầu FO: 94.000 = 36.000 đồng/tấn Dầu DO: 15.000 = 5.000 đồng/tấn Nhân công + điện nước 8.000 đồng/tấn Vậy chi phí cho 1 tấn bê tông Asphalt CP = 24.660 + 11.904 + 29.750 + 229.600 + 36.000 + 5.000 + 8.000 = 344914 đồng = 345.000 đồng/tấn IV. Xác định thời hạn thu hồi vốn đầu tư. Trạm bán sản phẩm cho khách hàng với đơn giá : 370.000 đồng/tấn - Mức lãi sản phẩm. L = 370.000 - 345.000 = 25.000 đồng/tấn Một năm trạm sản xuất trong 8 tháng(trừ 4 tháng mùa mưa) Vậy mức lãi trong 1 năm: LN = 25.0008308104 = 4.992.000.000 đồng - Theo quy định về mức thuế của nhà nước thì thuế thu nhập mà doanh nghiệp phải nộp là 10% do vậy số tiền thuế mà doanh nghiệp phải nộp là: 4.992.000.000 ´10% = 499.200.000 đồng -. Phần tính toán khấu hao tài sản cố định. Khấu hao trang thiết bị và nhà xưởng là 12,5% 4.992.000.000 ´12,5% = 624.000.000 đồng Từ đó ta có lãi của nhà máy là : LX = 4.992.000.000 - 499.200.000 - 624.000.000 = 3.868.800.000 đồng . Thời hạn thu hồi vốn đầu tư. Tth = Tth: Thời hạn thu hồi vốn đầu tư V: Tổng số vốn đầu tư xây dựng cơ bản Lkd: Lãi hàng năm của nhà máy Tth = = 1,2 (năm) Chương IV. Thi công các lớp mặt đường bêtông Asphalt Phối hợp các công việc để thi công Phải đảm bảo nhịp nhàng hoạt động của trạm trộn, phương tiện vận chuyển hỗn hợp ra hiện trường, thiết bị rải và phương tiện lulèn. Chỉ được thi công mặt đường bêtông Asphalt trong những ngày không mưa, móng đường khô ráo, nhiệt độ không khí không dưới ± 50C. Trong những ngày đầu thi công hoặc sử dụng một loại bêtông Asphalt mới phải tiến hành thi công thử một đoạn để kiểm tra và xác định công nghệ của quá trình rải, lulèn áp dụng được cho đại tra. Đoạn thi công thử phải dùng ít nhất 80 tấn hỗn hợp bêtông Asphalt. Nếu đoạn thử chưa đạt được chất lượng yêu cầu, nhất là về độ chặt, độ bằng phẳng thì phải làm một đoạn thử khác với sự điều chỉnh lại công nghệ rải và lu lèn cho đến khi đạt được chất lượng yêu cầu. Chuẩn bị lớp móng Trước khi rải bêtông Asphalt phải làm sạch, khô và bằng phẳng mặt lớn móng (hoặc mặt đường cũ), xử lý độ dốc ngang theo đúng yêu cầu thiết kế. Các công việc sửa chữa chỗ lồi lõm, ổ gà, bù vênh mặt đường cũ, nếu dùng hỗn hợp bêtông Asphalt rải nguội phải tiến hành trước khi rải lớp bêtông Asphalt rải nóng không ít hơn 15 ngày. Nếu dùng bêtông Asphalt rải nóng thì cần dầm chặt trước khi thi công lớp bêtông Asphalt. Chỉ cho phép rải bêtông Asphalt khi cao độ mặt lớp mỏng, độ phẳng bằng mặt dốc ngang, độ dốc dọc có sai số số nằm trong phạm vi cho phép Trước khi rải lớp bêtông Asphalt, trên lớp móng hoặc trên lớp mặt đường cũ đã được sửa chữa, làm vệ sinh, phải tưới một lượng bitum dính bám. Tùy theo loại móng và trạng thái mà lượng bitum dính bám thay đổi từ 0,8 đến 1,3L/m2 . Dùng bitum lỏng tốc độ đông đặc nhanh hoặc đông đặc vừa (RC-70; MC-70) hoặc dùng nhũ tương cationic phân tích chậm (CSS-1) hoặc nhũ tương anionic phân tích chậm (SS-1). Có thể dùng bitum đặc 60/70 pha với dầu hỏa theo tỉ lệ dầu hỏa trên bitum đặc là 80/100 (theo trọng lượng) tưới ở nhiệt độ bitum 45 ± 100C. Phải tưới trước độ 4 – 6h để bitum lỏng đông đặc lại, hoặc nhũ tương phân tích xong mới được rải lớp bêtông Asphalt lên trên. Trên các lớp móng có dùng bitum (thấm nhập bitum, láng bitum…) vừa mới thi công xong hoặc trên lớp bêtông Asphalt thứ nhất vừa mới rải xong, sạch và khô ráo thì chỉ cần tưới lượng bitum lỏng RC-70 hoặc MC-250 hoặc nhũ tương CSS-1h hoặc SS-1h từ 0,2 đến 0,5 lít hỗn hợp/m2; hoặc bitum đặc 60/70 pha dầu theo tỉ lệ dầu hỏa/ bitum đặc là 25/100 (theo trọng lượng) tưới ở nhiệt độ bitum 110 ± 100C. Phải định vị trí và cao độ rải ở hai mép mặt đường đùng với thiết kế. Kiểm tra cao độ bằng máy cao đạc. Khi có đá vỉa hai bên cần đánh dấu độ cao rải và quét lớp bitum lỏng (hoặc nhũ tương) ở thành đá vỉa. Khi dùng máy rải có bộ phận tự động điều chỉnh cao độ lúc rải, cần chuẩn bị cẩn thận các đường chuẩn (hoặc căng dây chuẩn thật thẳng, thật căng dọc theo mép mặt đường và dải sẽ rải, hoặc đặt thanh đầm làm đường chuẩn, sau khi đã cao đạc chính xác dọc theo mép mặt đường và mép của dải sẽ rải) kiểm tra cao độ bằng máy cao đạc. Vận chuyển bêtông Asphalt Dùng ô tô tự đổ vận chuyển hỗn hợp bêtông nhựa. Chọn trọng tải và số lượng ôtô phù hợp với công suất của trạm trộn của máy rải và cự ly vận chuyển, bảo đảm sự liên tục, nhịp nhàng ở các khâu. Cự ly vận chuyển phải chọn sao cho nhiệt độ của hỗn hợp đến nơi rải không thấp hơn 1200C. Thùng xe phải kín, sạch, có quét lớp mỏng dung dịch xà phòng vào đáy và thành thùng (hoặc dầu chống dính bám), không được dùng dầu mazut hay các dung môi hòa tan được bitum để quét đáy và thùng xe. Xe vận chuyển hỗn hợp bêtông Asphalt phải có bạt che phủ. Mỗi chuyến ô tô vận chuyển hỗn hợp khi rời trạm phải có phiếu xuất xưởng ghi rõ nhiệt độ hỗn hợp, khối lượng, chất lượng (đánh giá bằng mắt), thời điểm xe rời trạm trộn, nơi xe về đến, tên người lái xe. Trước khi đổ hỗn hợp bêtông Asphalt vào phễu máy rải, phải kiểm tra nhiệt độ hỗn hợp bằng nhiệt kế, nếu nhiệt độ hỗn hợp dưới 1200C thì phải loại đi (chở đến công trình phụ khác để tận dụng). Rải hỗn hợp bêtông Asphalt Chỉ được rải bêtông Asphalt nóng bằng máy chuyên dụng, ở những chỗ hẹp, không rải được bằng máy chuyên dụng thì mới cho phép rải thủ công. Tùy theo bề rộng mặt đường nên dùng 2 (hoặc 3) máy rải hoạt động đồng thời trên 2 (hoặc 3) vệt rải. Các máy rải đi cách nhau 10 – 20m. Khi chỉ dùng một máy rải trên mặt đường rộng gấp đôi vệt rải thì rải theo phương pháp so le, bề dài của mỗi đoạn dài 25 – 80m tùy theo nhiệt độ không khí lúc rải tương ứng từ 5 – 300C. Khi bắt đầu ca làm việc, cho máy rải hoạt động không tải từ 10 – 15 phút để kiểm tra máy, sự hoạt động của guòng xoắn, băng chuyền, đốt nóng tấm là. Đặt dưới tấm là hai con xúc xắc hoặc thanh gỗ có chiều cao bằng 1,2 – 1,3 bề dày thiết kế của lớp bêtông nhựa. Trị số chính xác được xác định thông qua đoạn thi công thử. Ô tô chở hỗn hợp đi lùi tới phễu máy rải, bánh xe tiếp xúc đều và nhẹ nhàng với 2 trục lăn của máy rải. Sau đó điều khiển cho thùng ben đổ từ từ hỗn hợp giữa phễu máy rải. Xe để số 0, máy rải sẽ đẩy ô tô từ từ về phía trước cùng máy rải. Khi hỗn hợp đã được phân đều dọc theo guồng xoắn của máy rải và ngập tới 2/3 chiều cao guồng xoắn thì máy rải bắt đầu tiến về phía trước theo vệt quy định. Trong quá trình rải luôn giữ cho hỗn hợp thường xuyên ngập 2/3 chiều cao guồng xoắn. Trong suốt thời gian rải hỗn hợp bêtông Asphalt bắt buộc phải để thanh đầm của máy rải luôn hoạt động. Tùy bề dày của lớp, tùy năng suất của máy trộn mà chọn tốc độ của máy rải cho thích hợp. Khi năng suất của trạm trộn thấp hơn năng suất máy rải thì chọn tốc độ của máy rải nhỏ để giảm tối thiếu số lần đứng đợi hỗn hợp của máy rải. Giữ tốc độ máy rải thật đều trong cả quá trình rải. Phải thường xuyên dùng que sắt đá đánh dấu để kiểm tra bề dày rải khi cần điều chỉnh (với máy không có bộ phận tự động điều chỉnh) thì vặn tay nâng (hay hạ) tấm là từ từ để lớp bêtông Asphalt khỏi bị khấc. Cuối ngày làm việc, máy rải phải chạy không tải ra cuối vệt tải khoảng 5 -7m mới được ngừng hoạt động. Dùng bàn trang nóng, cào sắt nóng vung vén cho mép cuối vệt rải đủ chiều dày và thành một đường thẳng, thẳng góc với trục đường. Cuối ngày làm việc phải xắn bỏ một phần hỗn hợp để mép chỗ nối tiếp được ngay thẳng, phải tiến hành ngay sau khi lulèn xong, lúc hỗn hợp còn nóng, nhưng nhiệt độ không lớn hơn 700C. Trước khi rải tiếp phải sửa sang lại chỗ mép nối tiếp dọc và ngang và quét một lớp mỏng bitum lỏng đông đặc vừa hay nhũ tương bitum đường phân tách nhanh (hoặc sấy nóng chỗ nối tiếp bằng thiết bị chuyên dùng) để đảm bảo sự kết dính tốt giữa hai vệt rải cũ và mới. Khe nối dọc giữa lớp trên và lớp dưới phải so le nhau, cách nhau ít nhất 20cm. Khe nối ngang ở lớp trên và lớp dưới cách nhau ít nhất 1m. Nếu lớp trên là lớp bêtông Asphalt, lớp dưới trực tiếp bằng vật liệu đã gia cố ximăng thì vị trí khe nối của hai lớp cũng tuân theo như thế. Khi máy rải làm việc, bố trí công nhân cầm dụng cụ theo máy để làm các công việc sau: Té phủ hỗn hợp hạt nhỏ lấy từ trong phễu máy rải thành lớp mỏng dọc theo mối nối, san đều các chỗ lồi lõm, rỗ của mối nối trước khi lulèn. Xúc, đào bỏ chỗ mới rải bị quá thiếu hoặc quá thừa bitum và bù vào chỗ đó hỗn hợp tốt. Gọt bỏ, bù phụ những chỗ lồi lõm cục bộ trên lớp bêtông Asphalt mới rải. Trong trường hợp máy rải đang làm việc bị hỏng (thời gian phải sửa chữa kéo dài hàng giờ) thì phải báo ngay về trạm trộn ngừng cung cấp hỗn hợp và cho phép dùng máy san tự hành san rải nốt số hỗn hợp còn lại (nếu bề dày thiết kế của lớp hỗn hợp bêtông Asphalt > 4cm) hoặc rải nốt bằng thủ công khi khối lượng hỗn hợp còn lại ít. Trong trường hợp máy đang rải gặp mưa đột ngột thì: Báo ngay về trạm trộn ngừng cung cấp hỗn hợp. Khi lớp bêtông nhựa đã được lulèn đến khoảng 2/3 độ chặt yêu cầu thì cho phép tiếp tục lu trong mưa cho hết số lượt lu lèn yêu cầu. Khi lớp bêtông Asphalt mới được lu lèn < 2/3 độ chặt yêu cầu thì ngừng lu, san bỏ hỗn hợp ra khỏi phạm vi mặt đường. Chỉ khi nào mặt đường khô ráo lại thì mới được rải hỗn hợp tiếp. Sau khi mưa xong, khi cần thiết thi công gấp, cho xe chở cát đã được rung nóng ở trạm trộn (1700C – 1800C) đến rải một lớp dày khoảng 2cm lên mặt để chóng khô ráo. Sau đó dem cát ra khỏi mặt đường, quét sạch tưới bitum dính bám, rồi tiếp tục rải hỗn hợp bêtông Asphalt. Có thể dùng máy hơi ép và đèn khô làm khô mặt đường trước khi rải tiếp. Trên đoạn đường có độ dốc >40 phải tiến hành rải bê tông Asphalt từ chân dốc đi lên. Khi phải rải bằng thủ công (ở các chỗ hẹp) phải tuân theo quy định sau: Dùng xẻng xúc hỗn hợp đổ thấp tay, không được hất từ xa để hỗn hợp không bị phân tầng. Dùng cào và bàn trang trải đều thành một lớp bằng phẳng đạt dốc ngang yeu cầu, có bề dày bằng 1,35 – 1,45 bề dày thiết kế. Rải thủ công đồng thời với máy rải để có thể lulèn chung vệt rải bằng máy với chỗ rải bằng thủ công, bảo đảm mặt đường không có vết nối. Khi phải rải vệt lớn hơn vệt rải của máy 40 -50cm liên tục theo chiều dài thì được phép mở má thép bàn ốp một bên dầu guồng xoắn phía cần rải thêm bằng thi công và dùng cào, xẻng phân phối hỗn hợp ra đều. Lúc này cần đặt thanh chắn bằng gỗ hoặc thanh ray (có chiều cao bằng bề dày rải) dộc theo mép mặt đường và đóng cọc sắt giữ chặt. Sau khi lu lèn vài lượt thì di chuyển các thanh chắn này lên phía trước theo máy rải. Lu lèn hỗn hợp bêtông Asphalt Lu lèn các lớp mặt đường bêtông Asphalt rải nóng bằng: Lu bánh hơi phối hợp với lu bánh cứng. Lu rung và lu bánh cứng phối hợp Lu rung và lu bánh hơi kết hợp. Máy rải bêtông Asphalt xong đến đâu là máy lu phải tiến hành theo sát để lu lèn ngay đến đó. Cần tranh thủ lu lèn khi hỗn hợp còn giữ nhiệt độ lu lèn có hiệu quả. Nhiệt độ hiệu quả nhất khi lu lèn hỗn hợp bêtông Asphalt nóng 130 – 1400C. Khi nhiệt độ của lớp bêtông Asphalt hạ xuống dưới 700C thì lu lèn không còn hiệu quả nữa. Trong quá trình lu đối với bánh sắt phải thường xuyên làm ẩm bánh sắt bằng nước. Khi hỗn hợp dính bám bánh xe lu phải dùng xẻng cào ngay và bôi ướt mặt bánh. Mặt khác dùng hỗn hợp hạt nhỏ lấp ngay chỗ bị bóc ra. Đối với lu bánh hơi dùng dầu chống dính bám bôi bánh lốp vài lượt đầu, về sau khi lốp đã có nhiệt độ cao xấp xỉ với hỗn hợp bêtông thì hỗn hợp sẽ không dính bám vào lốp nữa. Không được dùng dầu mazut bôi vào bánh lu để chống dính bám. Không được dùng nước để bôi vào bánh lốp của lu bánh hơi. Vệt bánh lu phải chồng lên nhau ít nhất 20cm. Trường hợp rải theo phương pháp so le, khi lu lèn trên vệt rải thứ nhất, cần chừa lại một dải rộng khoảng 10cm kể từ mép vệt rải, để sau đó cùng lu với mép của vệt rải thứ hai cho khe nối dọc được liền. Khi lu lèn vệt thứ hai thì dành những lượt lu đầu tiên cho mối nối dọc này. Khi máy lu khởi động, đổi hướng tiến lùi, phải thao tác nhẹ nhàng. Máy lu không được đỗ lại trên lớp bêtông Asphalt chưa lu lèn chặt và chưa nguội hẳn. Sau một lượt lu đầu tiên phải kiểm tra độ bằng phẳng bằng thước 3m bổ khuyết ngay những chỗ lồi lõm. Trong khi lu lèn nếu thấy lớp bêtông nhựa bị nứt nẻ phải tìm nguyên nhân để bổ khuyết. Chương V. Giám sát, kiểm tra và nghiệm thu Việc giám sát kiểm tra tiến hành thường xuyên trước khi rải, trong và sau khi rải lớp bêtông Asphalt. Kiểm tra giám sát việc chế tạo hỗn hợp bêtông Asphalt ở trạm trộn Kiểm tra về sự hoạt động bình thường của các bộ phận của thiết bị ở trạm trộn trước khi hoạt động: Kiểm định lại lưu lượng của các bộ phận cân đong cốt liệu và bitum, kiểm tra độ chính xác của chúng. Kiểm định lại các đặc trưng của bộ phận trộn. Chạy thử máy. Điều chỉnh sự chính xác thích hợp với lý lịch máy. Kiểm tra các điều kiện để đảm bảo an toàn lao động và bảo vệ môi trường khi máy hoạt động. Kiểm tra thiết bị trong khi chế tạo hỗn hợp bêtông Asphalt. Kiểm tra theo dõi các thông tin thể hiện trên bảng điều khiển của trạm trộn để điều chỉnh chính xác. Lưu lượng các bộ phận cân đong Lưu lượng của bơm nhựa Lưu lượng của các thiết bị vận chuyển bột khoáng Khối lượng hỗn hợp của một mẻ trộn và thời gian một mẻ trộn Nhiệt độ và độ ẩm của cốt liệu khoáng đã được rang nóng Nhiệt độ của bitum Lượng tiêu thụ trung bình của bitum Các sai số cho phép khi cân đong vật liệu là ± 3% khối lượng của từng loại vật liệu tương ứng. Sai số cho phép khi cân lượng bitum là ± 1,5% khối lượng. Kiểm tra chất lượng vật liệu đá dăm, cát: Cứ 5 ngày lại lấy mẫu kiểm tra một lần, xác định hàm lượng bụi sét, thành phần cỡ hạt, lượng hạt dẹt. Ngoài ra phải lấy mẫu kiểm tra khi có loại đá mới. Cần phối hợp kiểm tra chất lượng vật liệu đá ở nơi sản xuất đá con trước khi chở tới trạm trộn. Cứ 3 ngày phải lấy mẫu cát kiểm tra một lần, xác định môđun độ lớn của cát (Mk), thành phần hạt, hàm lượng bụi sét. Ngoài ra phải kiểm tra khi có loại cát mới. Sau khi mưa, trước khi đưa vật liệu cát, đá vào thùng sấy, phải kiểm tra độ ẩm của chúng để điều chỉnh khối lượng khi cân đong và thời gian sấy. Kiểm tra chất lượng bột khoáng cho mỗi lần nhập. Ngoài ra, cứ 5 ngày một lần kiểm tra xác định thành phần hạt và độ ẩm. Đối với bitum đặc phải kiểm tra mỗi ngày một lần độ kim lún ở 250C của mẫu bitum lấy từ thùng nấu bitum sơ bộ. Kiểm tra chất lượng của bêtông Asphalt khi ra khỏi thiết bị trộn: Kiểm tra bằng mắt chất lượng trộn đều của hỗn hợp Kiểm tra nhiệt độ của hỗn hợp của mỗi mẻ trộn Kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp bêtông Asphalt đã trộn xong (xem bảng VI.6) Trong mỗi hoạt động của trạm trộn phải lấy mẫu kiểm tra ít nhất một lần cho một công thức chế tạo hỗn hợp bêtông Asphalt. Đối với các máy có năng suất lớn thì ít nhất lấy một lần mẫu thí nghiệm các chỉ tiêu trên cho 200 tấn hỗn hợp cùng công thức chế tạo. Dung sai cho phép so với cấp phối hạt và hàm lượng bitum của công thức đã thiết kế cho hỗn hợp bêtông Asphalt không vượt quá giá trị cho ở bảng VI.1. Bảng VI.1. Dung sai cho phép so với cấp phối hạt và lượng bitum đã thiết kế cho hỗn hợp bêtông Asphalt Cỡ hạt Dung sai cho phép (%) Dụng cụ và phương pháp kiểm tra Cỡ hạt từ 15mm trở lên ± 8 Bằng sàng Cỡ hạt từ 100mm đến 5mm ± 7 Bằng sàng Cỡ hạt từ 2,5mm đến 1,25mm ± 6 Bằng sàng Cỡ hạt từ 0,63mm đến 0,315mm ± 5 Bằng sàng Cỡ hạt dưới 0,074mm ± 2 Bằng sàng Hàm lượng bitum ± 0,1 Bảng VI.2. Sai số cho phép đối với các đặc trưng của mặt lớp móng Các đặc trưng của mặt lớp móng Sai số cho phép Dụng cụ và phương pháp kiểm tra Cao độ mặt lớp móng + 5mm, - 10mm Bằng máy thủy bình, mia Độ bẳng phẳng dưới thước là 3m ≤ 5mm 22TCN 016 – 79 Độ dốc ngang sai không quá ± 0,2% Bằng máy thủy bình, mia hoặc thước đo độ dốc ngang Độ dốc dọc trên đoạn dài 25m ± 0,1% Bằng máy thủy bình, mia Tất cả những số liệu kiểm tra phải được lưu giữ. Kiểm tra trước khi rải bêtông Asphalt ở hiện trường: Kiểm tra chất lượng lớp móng: Kiểm tra cao độ của mặt lớp móng bằng máy thủy bình. Kiểm tra độ phẳng của mặt lớp móng bằng thước dài 3m Kiểm tra độ dốc ngang của móng bằng thước mẫu hoặc bằng máy thủy bình (nếu đường rộng, bến bãi) Kiểm tra độ dốc dọc của móng Kiểm tra độ sạch và độ khô ráo mặt móng bằng mài Kiểm tra kỹ thuật tưới bitum dính bám bằng mắt Kiểm tra chất lượng bù vênh, ổ gà, xử lý các đường nứt trên mặt đường cũ làm móng. Kiểm tra vị trí các cọc tim và các cọc giới hạn các vệt rải. Kiểm tra các dây căng làm cữ. Kiểm tra các thanh chắn ở các mép mặt đường. Kiểm tra độ căng và cao độ của dây chắn hoặc dầm chuẩn (khi dùng máy rải có bộ phận điều chỉnh tự động cao độ rải). Kiểm tra bằng mắt thành mép các mối nối ngang, dọc của các vết rải ngày hôm trước (thẳng đứng và được bôi bitum dính bám). Trước khi rải lớp trên của mặt đường bêtông Asphalt hai lớp, phải kiểm tra lớp đất dưới, lớp dưới phải thỏa mãn ccs yêu cầu ở bảng VI.3 và bảng VI.4. Kiểm tra trong khi rải và lu lèn lớp bêtông Asphalt Kiểm tra chất lượng hỗn hợp bêtông Asphalt vận chuyển đến nơi rải. Kiểm tra nhiệt độ hỗn hợp trên mỗi chuyến xe bằng nhiệt kế trước khi cho đổ vào phễu máy rải. Nhiệt độ không dưới 1300C (-100C) Kiểm tra hỗn hợp trên mỗi chuyến xe bằng mắt (mức độ trộn đều quá nhiều bitum hoặc quá thiếu bitum, phân tầng...) Trong quá trình rải, thường xuyên kiểm tra độ bằng phẳng bằng thước dài 3m, chiều dày lớp rải bằng que sắt có đánh dấu mức rải quy định (hoặc bằng các phương tiện hiện đại), độ dốc ngang mặt đường, kiểm tra phối hợp bằng cao đạc. Kiểm tra chất lượng bù phụ, gọt bỏ các chỗ lồi, lõm của công nhân. Kiểm tra chất lượng các mối nối dọc và ngang bằng mắt, bảo đảm mối nối thẳng, mật mối nối không rõ, không lồi lõm, không bị khấc. Kiểm tra chất lượng lu lèn của lớp bêtông Asphalt trong cả quá trình các máy lu hoạt động. Sơ đồ lu, sự phối hợp các loại lu, tốc độ lu từng giai đoạn, áp suất của bánh hơi, hoạt động của bộ phận chấn động, của lu chấn động, nhiệt độ lúc bắt đầu lu lèn và lúc kết thúc lu lèn... Tất cả các điều ấy phải đúng theo chế độ đã thực hiện có hiệu quả trên đoạn rải thử. Nghiệm thu lớp mặt đường bêtông nhựa. Sau khi thi công hoàn chỉnh mặt đường bêtông Asphalt phải tiến hành nghiệm thu. Các yêu cầu sau phải thỏa mãn: Về các kích thước hình học Bề rộng mặt đường bằng thước thép. Bề dày lớp rải được nghiệm thu theo các mặt cắt bằng cách cao đạc mặt lớp bêtông Asphalt so với các số liệu cao đạc các điểm tương ứng ở mặt của lớp móng (hoặc của lớp bêtông Asphalt dưới). Hoặc bằng cách đo trên các mẫu khoan trong mặt đường, hoặc bằng phương pháp đo chiều dày không phá hoại. Độ dốc ngang mặt đường được đo theo hướng thẳng góc với tim đường từ tim ra mép (nếu 2 mái), từ mái này đến mái kia (nếu đường 1 mái). Điểm đo ở mép phải lấy cách mép 0,5m. Khoảng cách giữa 2 điểm đo không quá 10m. Độ dốc dọc kiểm tra bằng cao đạc tại các điểm dọc theo tim đường. Sai số của các đặc trưng hình học của lớp mặt đường bêtông Asphalt không vượt quá các giá trị ghi ở bảng VI.3 Bảng VI.3. Sai số cho phép của các đặc trưng hình học của lớp mặt đường bêtông Asphalt Các kích thước hình học Sai số cho phép Ghi chú Dụng cụ và phương pháp kiểm tra Bề rộng mặt đường bêtông Asphalt - 5cm Tổng số chỗ hẹp không vượt quá 5% chiều dài đường Theo mục 5 Bề dày lớp bêtông Asphalt Đối với lớp dưới Đối với lớp trên Đối với lớp trên khi dùng máy rải có điều chỉnh tự động cao độ ± 10% ± 8% ± 5% áp dụng cho 95% tổng số điểm đo, 5% còn lại không vượt quá 10mm Độ dốc ngang mặt đường bêtông Asphalt Đối với lớp dưới Đối với lớp trên áp dụng cho 95% tổng số điểm đo Sai số cao đạc Đối với lớp dưới Đối với lớp trên áp dụng cho 95% tổng số điểm đo Về độ bằng phẳng: Kiểm tra độ bằng phẳng bằng thước dài 3m. Tùy theo rải bằng máy rải thông thường hay máy rải có thiết bị điều chỉnh tự động cao độ mà tiêu chuẩn nghiệm thu độ bằng phẳng tuân theo các giá trị ghi trong bảng VI.4 Bảng VI.4: Tiêu chuẩn nghiệm thu độ bằng phẳng mặt đường bêtông Asphalt (Dụng cụ và phương pháp kiểm tra: thước dài 3m, 22 TCN 016-79) Loại máy rải Vị trí lớp bêtông at Phần trăm các khe hở giữa thước dài 3m với mặt đường (%) Khe hở lớn nhất (mm) < 2mm < 3mm ³ 3mm ³ 5mm Có điều khiển tự động cao độ rải Lớp trên Lớp dưới ³ 90% ³ 85% - - ≤ 5% ≤ 5% - - 6 - Thông thường Lớp trên Lớp dưới - - ³ 85% ³ 80% - - ≤ 5% ≤ 5% 10 10 Ngoài ra phải kiểm tra độ chênh giữa hai điểm dọc theo tim đường. Hiệu số đại số của độ chênh của hai điểm so với đường chuẩn phải tuân theo các giá trị ghi trong bảng VI.5. Bảng VI.5. Tiêu chuẩn nghiệm thu độ chênh giữa hai điểm dọc theo tim đường (Dụng cụ và phương pháp kiểm tra theo điều 5) Loại máy rải Khoảng cách giữa hai điểm đo (m) Hiệu số đại số độ chênh của hai điểm đo so với đường chuẩn (mm), không lớn hơn Máy rải có điều khiển cao độ rải 5 10 20 5 8 16 Máy rải thông thường 5 10 20 7 12 24 Ghi chú: 90% tổng các điểm đo thỏa mãn yêu cầu trên Nên dùng các thiết bị hiện đại để kiểm tra độ bằng phẳng như thiết bị phân tích trắc dọc (APL), máy đo xóc (B1)… Độ bằng phẳng tính theo chỉ số bằng phẳng quốc tế (IRI) phải nhỏ hơn hoặc bằng 2. Về độ nhăn: Kiểm tra độ nhăn của mặt đường bằng phương pháp rắc cát. yêu cầu chiều cao lớn hơn hoặc bằng 0,4mm Nếu dùng các thiết bị hiện đại như xe đo lực, thiết bị con lắc Anh, chụp ảnh…để kiểm tra hệ số bám của mặt đường bêtông Asphalt với bánh xe. Về độ chặt lulèn: Hệ số độ chặt lulèn (K) của lớp mặt đường bêtông Asphalt rải nóng sau khi thi công không được nhỏ hơn 0,91 Trong đó: Ytn: Dung trọng trung bình của bêtông Asphalt sau khi thi công ở hiện trường Yo: Dung trọng trung bình của bêtông Asphalt ở trạm trộn tương ứng với lý trình kiểm tra. Cứ mỗi 200m đường hai làn xe hoặc cứ 1500 m2 mặt đường bêtông nhựa khoan lấy 1 tổ 3 mẫu đường kính 101,6 mm để thí nghiệm hệ số độ chặt lu lèn. Nên dùng các thiết bị thí nghiệm không phá hoại để kiểm tra độ chặt mặt đường bêtông Asphalt. Về độ dính bám giữa hai lớp bêtông Asphalt hay giữa hai lớp bêtông Asphalt với lớp móng được đánh giá bằng mắt bằng cách nhận xét mẫu khoan. Sự dính bám phải tốt. Về chất lượng các mối nối được đánh giá bằng mắt. Mối nối phải ngay thẳng, bằng phẳng, không rỗ mặt, không bị khấc, không có khe hở. Hệ số độ chặt lu lèn của bê tông Asphalt ở ngay mép khe nối dọc chỉ được nhỏ hơn 0,01 so với hệ số độ chặt lu lèn của toàn mặt đường bê tông Asphalt. Các thí nghiệm cần tiến hành để xác định các chỉ tiêu cơ lý của bê tông Asphalt trong các gian đoạn khác nhau được trình bày trong bảng VI.6. Bảng VI: Liệt kê các thí nghiệm cần tiến hành để xác định các chỉ tiêu cơ lý của bê tông Asphalt trong các giai đoạn khác nhau để kiểm tra giám sát và nghiệm thu. TT Các chỉ tiêu cần thí nghiệm Khi thiết kế hỗn hợp Kiểm tra trong trạm trộn Kiểm tra và nghiệm thu ở mặt đường Dung trọng trung bình của bê tông Asphalt + + + Dung trọng trung bình của cốt liệu khoáng + 0 + Dung trọng thực của hỗn hợp bê tông Asphalt + - 0 Độ rỗng của cốt liệu khoáng vật trong bê tông Asphalt + 0 0 Độ rỗng còn dư của bê tông Asphalt + 0 0 Độ ngậm nước của bê tông Asphalt + + + Độ nở thể tích của bê tông Asphalt + + + Cường độ kháng nén ở 200C và 500C của bê tông Asphalt + + + Hệ số ổn định nước của bê tông Asphalt + + + Hệ số ổn định nước sau khi ngâm mẫu trong nước 15 ngày đêm + 0 0 Thành phần cấp phối các cỡ hạt của bê tông Asphalt + + + Hàm lượng bitum trong hỗn hợp bê tông Asphalt 0 + + Độ dính bám của bitum với đá + - 0 Hệ số độ chặt lu lèn của lớp bê tông Asphalt 0 0 + Các chỉ tiêu Marshall (+) (+) (+, 0) Ghi chú: + Bắt buộc xác định Nên tiến hành Không nên tiến hành (+) Bắt buộc với các phòng thí nghiệm có thiết bị Marshall (+, 0) Chỉ làm các chỉ tiêu 4, 5 và 6 ở mục b bảng II.2a Chương VI. An toàn lao động và bảo vệ môi trường Tại trạm trộn hỗn hợp bê tông Asphalt: Phải triệt để tuân theo các quy định về phòng hoá, chống sét, bảo vệ môi trường, an toàn lao động mà nhà nước và UBND địa phương đã ban hành. Ngoài ra cần chú ý thực hiện các điều sau: ở các nơi có thể xảy ra đám cháy (kho, nơi chứa bitum, nơi chứa nhiên liệu, máy trộn…) phải có sẵn các dụng cụ chữa cháy, thùng đựng cát khô, bình bọt dập lửa, bể nước và các lối ra phụ. Nơi nấu bitum phải cách xa các công trình xây dựng dễ cháy và các kho tàng khác ít nhất 50m. Những chỗ có nhựa rơi vãi phải dọn sạch và rắc cát. Bộ phận hút bụi của trạm trộn phải hoạt động tốt. Khi vận hành máy ở trạm trộn cần phải: Kiểm tra các máy móc và thiết bị Khởi động máy, kiểm tra sự di chuyển của bitum trong các ống dẫn, nếu cần thì phải làm nóng các ống, các van cho nhựa cháy được. Chỉ khi nào máy móc chạy thử không tải trong tình trạng tốt mới đốt đèn khô ở thùng sấy. Trình tự thao tác khi đốt đèn khô phải tuân theo bảng chỉ dẫn của trạm trộn. Khi mồi lửa cũng như điều chỉnh đèn khô phải đứng phía cạnh buồng đốt, không được đứng trực diện với đèn khô. Không dược dùng thùng rang vật liệu khi có những hư hỏng ở buồng đốt nơi đèn khô, cũng như khi có hiện tượng ngọn lửa len qua các khe hở của buồng đốt phụt ra ngoài trời. ở các trạm trộn bê tông Asphalt điều khiển tự động cần theo các quy định: Trạm điều khiển cách xa máy trộn ít nhất là 15m Trước mỗi xã làm việc phải kiểm tra các đường dây, các cơ cấu điều khiển, từng bộ phận máy móc thiết bị trong máy trộn. Khi khởi động phải triệt để tuân theo trình tự đã quy định cho mỗi loại trạm trộn từ khâu cấp vật liệu vào thùng sấy đến khâu tháo hỗn hợp đã trộn xong vào thùng. Trong lúc kiểm tra cũng như sửa chữa kỹ thuật trong các lò nấu, thùng chứa, các chỗ ẩm ứơt chỉ được dùng các ngọn đèn điện di động có điện thế 12V. Khi kiểm tra và sửa chữa bên trong thùng rang và thùng trộn hỗn hợp phải để các bộ phận này nguội hẳn. Mọi người làm việc ở trạm trộn bê tông Asphalt đề phải học qua một lớp về an toàn lao động và kỹ thuật cơ bản của từng khâu trong dây chuyền công nghệ chế tạo hỗn hợp bê tông Asphalt ở trạm trộn. Phải được trang bị quần áo, kính, găng tay, giầy bảo hộ lao động tùy theo từng phần việc. ở trạm trộn phải có y tá thường trực, đặc biệt là phải sơ cứu khi bị bỏng, có trang bị đầyđủ các dụng cụ và thuốc men mà cơ quan y tế đã quy định. Tại hiện trường thi công mặt đường bê tông Asphalt cần phải tuân theo các quy định sau: Trước khi thi công phải đặt dấu hiệu “Công trường” ở đoạn đầu và đoạn cuối, bố trí người và bảng hướng dẫn đường tránh cho các loại phương tiện giao thông trên đường, quy định sơ đồ chạy đến và chạy đi của ô tô vận chuyển hỗn hợp, chiếu sáng khu vực thi công nếu làm đêm. Công nhân phục vụ theo máy rải phải có ủng, găng tay, khẩu trang, quần áo lao động phù hợp với công việc phải đi lại trên hỗn hợp có nhiệt độ cao. Trước mỗi ca làm việc phải kiểm tra tất cả các máy móc và thiết bị thi công; sửa chữa điều chỉnh để máy làm việc tốt. Ghi vào sổ trực ban ở hiện trường về tình trạng các hư hỏng của máy và báo cho người chỉ đạo thi công ở hiện trường kịp thời. Đối với máy rải hỗn hợp phải chú ý kiểm tra sự làm việc của băng tải cáp liệu, đốt nóng tấm là. Trước khi hạ phần treo của máy rải phải trông chừng không để có người đứng kế sau máy rải. Tài liệu tham khảo 1. Phùng Văn Lự , Phạm Duy Hữu , Phan khắc Trí Giáo trình vật liệu xây dựng - Nhà xuất bản Giáo dục ,1998 2. PGS.TS.Phạm Duy Hữu , TS.Ngô Xuân Quảng Giáo trình vật liệu xây dựng - Nhà xuất bản Giao thông vẩn tải ,2004 3. Sổ tay đường nhựa ASPHALT Nhà xuất bản Giao thông vẩn tải , 1995 4. Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường đặc yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm Bộ giao thông vận tải- Viện khoa học công nghệ GTVT , 2001 5. Nguyễn Tấn Quý , Phạm Duy Hữu , Nguyễn Thúc Tuyên Giáo trình thí nghiệm vật liệu xây dựng - Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp(tập II), 1983 6. Phạm Hữu Hanh Hot Mix Asphalt Plants 7. Nguyễn Xuân Đào Tối ưu hoá nhựa đường và thí nghiệm độ bền Marshall - Tạp chí Giao thông vận tải(số 3+4), 1991 8. Công ty Thí nghiệm vật liệu giao thông I Tài liệu học tập :Công tác kiểm tra ,thí nghiệm vật liệu theo tiêu chuẩn AASHTO và ASTM ,1996 9. Annual book of ASTM standards Volum 04.02: Concrete and aggregates 10. Highway engineering Volume 2: Pavement material 10. Quy trình thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa (22TCN 249-98) Bộ giao thông vận tải ,1998 ._.