BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
---------------------PHẠM VĂN THÀNH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP BÊ TÔNG NHỰA
MẶT ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1 ĐOẠN QUA TỈNH QUẢNG TRỊ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng đường ô tô và đường thành phố
Mã số: 60.58.02.05.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGSTS. NGUYỄN QUANG PHÚC

HÀ NỘI, 2020


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân,
được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PSGTS. NGUYỄN QUANG PHÚC
Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực
và không trùng lặp với các đề tài khác.Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho
việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn
đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.
Học viên

PHẠM VĂN THÀNH

ii
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay luận văn
Thạc sĩ kỹ thuật: “Nghiên cứu đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt
đường Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị” đã hoàn thành đúng thời hạn và đảm bảo
đầy đủ các yêu cầu đặt ra trong bản đề cương đã được phê duyệt.
Để hoàn thành luận văn, học viên đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của các thầy
cô hướng dẫn, các nhà khoa học, các bạn đồng hành, cho phép sử dụng tài liệu đã công
bố và các đơn vị quản lý đường bộ cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành
luận văn.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau
đại học - Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội đã giúp đỡ em trong suốt quá
trình học tập nghiên cứu, em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô, các bạn đồng
nghiệp. Đặc biệt đến người thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS. Nguyễn Quang Phúc
– Bộ môn Đường bộ - Trường ĐHGT Vận tải Hà Nội đã tận tình giúp đỡ trong quá
trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Trong khuôn khổ và thời gian tiến hành của một luận văn thạc sỹ Khoa học kỹ
thuật, cũng chưa hẳn đã giải quyết triệt để và hoàn thiện được đầy đủ những vấn đề đặt
ra. Chính vì vậy, em nghiêm túc tiếp thu những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học,
các thầy cô và các bạn đồng nghiệp.
Cuối cùng xin cảm ơn đến gia đình đã động viên, khuyến khích tạo điều kiện
cho tôi những giúp đỡ tốt nhất trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2020
Học viên

PHẠM VĂN THÀNH


iii


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU............................................................................viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ....................................................................................ix
PHẦN MỞ ĐẦU........................................................................................................11
1.Tính cấp thiết của đề tài.........................................................................................11
2. Mục tiêu của đề tài................................................................................................12
3. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................12
4. Phạm vi nghiên cứu...............................................................................................12
5. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................13
6. Kết cấu của luận văn.............................................................................................13
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG NHỰA VÀ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG
BÊ TÔNG NHỰA......................................................................................................14
1.1. Khái niệm bê tông nhựa........................................................................................14
1.1.1. Xu hướng sử dụng bê tông nhựa tại Việt Nam và trên Thế giới...............15
1.1.1.1. Xu hướng trên Thế giới........................................................................15
1.1.1.2. Xu hướng tại Việt Nam........................................................................15
1.1.2. Phân loại bê tông nhựa................................................................................17
1.1.3. Cấu trúc bê tông nhựa.................................................................................18
1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa.................................19
1.2. Các phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa...............................................20
1.2.1. Phương pháp Marshall................................................................................20
1.2.2. Phương pháp Superpave.............................................................................23
1.3. Kết cấu mặt đường bê tông nhựa.........................................................................29
1.3.1. Khái niệm kết cấu áo đường mềm..............................................................29
1.3.2. Giới thiệu điển hình kết cấu áo đường mềm..............................................30
1.3.3. Cấu tạo kết cấu áo đường mềm..................................................................30
1.3.3.1. Sơ đồ bố trí các lớp trong kết cấu mặt đường bê tông nhựa...............30
2.3.3.2. Yêu cầu đối với kết cấu mặt đường bê tông nhựa................................32

1.3.4. Kết cấu áo đường mềm phổ biến và công nghệ thi công ở Việt Nam.......32
1.3.4.1. Kết cấu áo đường mềm phổ biến.........................................................32


iv
1.3.4.2. Công nghệ thi công các lớp kết cấu mặt đường...................................37
1.3.4.3. Công tác duy tu, bảo dưỡng kết cấu áo đường mềm............................38
1.3.5. Các phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường bê tông nhựa....................38
1.3.5.1. Phương pháp theo 22TCN211-06 [7]..................................................42
1.3.5.2. Phương pháp theo AASHTO1993 (22TCN274-01) [6]........................47
1.5.3.3. Phân tích kết cấu tăng cường theo cơ học thực nghiệm......................51
1.4. Kết luận chương 1.................................................................................................54
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN, THỰC TRẠNG PHÁ HOẠI KẾT
CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC............56
2.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................56
2.2. Các dạng hư hỏng mặt đường bê tông nhựa và phương hướng khắc phục [19]
56
2.2.1. Nứt mỏi.........................................................................................................56
2.2.2. Nứt do nhiệt độ thấp....................................................................................58
2.2.3. Nứt dọc.........................................................................................................59
2.2.4. Nứt ngang.....................................................................................................60
2.2.5. Nứt lưới lớn dạng khối................................................................................61
2.2.6. Nứt phản ánh...............................................................................................62
2.2.7. Nứt trượt......................................................................................................63
2.2.8. Lún vệt bánh xe............................................................................................64
2.2.9. Bong bật........................................................................................................66
2.2.10. Vết vá mặt đường/Ổ gà..............................................................................67
2.2.11. Chảy nhựa..................................................................................................68
2.3. Nguyên nhân phá hoại kết cấu và giải pháp khắc phục mặt đường BTN.........69
2.3.1. Nguyên nhân phá hoại kết cấu....................................................................69

2.3.1.1. Nguyên nhân do nhiệt độ không khí cao..............................................69
2.3.1.2. Nguyên nhân do tải trọng xe và lưu lượng xe......................................70
2.3.1.3. Nguyên nhân do công tác khảo sát thiết kế..........................................71
2.3.1.4. Nguyên nhân do công tác thi công......................................................72
2.3.1.5. Nguyên nhân do tải trọng vượt quá của phương tiện..........................73
2.3.2. Giải pháp khắc phục....................................................................................74


v
2.3.2.1. Thiết kế kết cấu mặt đường..................................................................74
2.3.2.2. Lựa chọn lớp mặt đường BTN.............................................................75
2.3.2.3. Đảm bảo chất lượng thi công..............................................................76
2.3.2.4. Quản lý khai thác đường hợp lý..........................................................78
2.4. Kết luận chương 2.................................................................................................78
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP BÊ
TÔNG NHỰA MẶT ĐƯỜNG QUỐC LỘ 1 ĐOẠN QUA TỈNH QUẢNG TRỊ
TỪ KM717+100 – KM791A+500.............................................................................80
3.1. Tổng quan về dự án QL1A đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 đến
Km791A+500................................................................................................................80
3.2. Đánh giá thiết kế kết cấu mặt đường QL1A đoạn qua tỉnh Quảng Trị
Km717+100 - Km791A+500........................................................................................83
3.2.1. Phân tích đánh giá công tác thiết kế kết cấu mặt đường dự án................84
3.2.1.1. Một số vấn đề còn tồn tại trong khâu thiết kế kết cấu áo đường..........84
3.2.1.2. Phân tích sự đáp ứng của kết cấu mặt đường khi tính theo AASHTO
1998.................................................................................................................85
3.2.2. Kết luận........................................................................................................88
3.3. Đánh giá thiết kế hỗn hợp BTN đối với dự án....................................................89
3.3.1. Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa...............................................89
3.3.1.1. Giai đoạn thiết kế sơ bộ.......................................................................89
3.3.3.2. Giai đoạn thiết kế hoàn chỉnh..............................................................90

3.3.3.3. Phê duyệt công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa............................91
3.3.2. Kết quả thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa của dự án....................................92
3.3.3. Phân tích, đánh giá công tác thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa
của dự án................................................................................................................98
3.3.4. Đánh giá thiết kế mác nhựa theo PG (Superpave)..................................104
3.3.4.1. Chọn mác nhựa đường PG theo điều kiện nhiệt độ...........................105
3.3.4.2. Điều chỉnh mác nhựa theo mức lưu lượng xe và đặc tính dòng giao
thông............................................................................................................... 113
3.3.4.3. Kết luận.............................................................................................116
3.4. Công tác thi công bê tông nhựa và kiểm soát chất lượng bê tông nhựa..........117


vi
3.4.1. Kết quả thi công thảm thử.........................................................................117
3.4.2. Đánh giá công nghệ thi công mặt đường bê tông nhựa bằng phương pháp
thống kê 117
3.4.2.1. Lý thuyết về kiểm soát quá trình thi công BTN bằng biểu đồ kiểm tra
[17]................................................................................................................. 117
3.4.2.2. Đánh giá sự đồng đều của hàm lượng nhựa và độ rỗng dư của hỗn hợp
....................................................................................................................... 121
3.4.2.3. Đánh giá sự đồng đều của các chỉ tiêu Marshall trong quá trình thi
công................................................................................................................ 123
3.4.2.4. Đánh giá sự đồng đều của mẫu khoan hiện trường trong quá trình thi
công................................................................................................................ 127
3.5. Đánh giá chất lượng mặt đường BTN sau khi đưa vào khai thác sử dụng.....134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................137
1. Kết luận...................................................................................................................137
2. Kiến nghị.................................................................................................................138
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................140



vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

AASHTO

Hiệp hội những người làm đường và vận tải Mỹ

ASTM

Tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu Mỹ

BN

Chỉ số bitum của bột khoáng

BTN

Bê tông nhựa

BTNC

Bê tông nhựa chặt

BTNR

Bê tông nhựa rỗng


BTXM

Bê tông xi măng

CPĐD

Cấp phối đá dăm

KCAĐ

Kết cấu áo đường

EN

Tiêu chuẩn châu âu

GTVT

Giao thông vận tải

HLVBX

Hằn lún vệt bánh xe

Max

Giá trị lớn nhất

Min


Giá trị nhỏ nhất

NCHRP

National cooperation highway reseach program

QL

Quốc lộ

TCN

Tiêu chuẩn ngành

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


viii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Số liệu mạng lưới đường bộ Việt Nam theo vật liệu lớp mặt đường............16
Bảng 1.2. Phân loại bê tông nhựa nóng [11]................................................................17
Bảng 1.3. Yêu cầu BTN theo Marshall........................................................................21
Bảng 1.4. Cấp phối cốt liệu BTN theo Marshall..........................................................22
Bảng 1.5. Cấp phối hỗn hợp Superpave.......................................................................25
Bảng 1.6. Khống chế hỗn hợp bê tông nhựa................................................................25
Bảng 1.7. Yêu cầu cốt liệu...........................................................................................26
Bảng 1.8. Điều chỉnh mác nhựa theo điều kiện giao thông..........................................27

Bảng 1.9. Các đặc trưng của tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn...................................44
Bảng 1.10. Hệ số tải trọng tương đương khuyến cáo trong tiêu chuẩn 22TCN 274-01
..................................................................................................................................... 51
Bảng 2.1. So sánh nhựa đường thông thường và Multiphalte......................................76
Bảng 3.1. Kết cấu áo đường được phê duyệt của dự án QL1A đoạn đi qua địa phận tỉnh
Quảng Trị..................................................................................................................... 81
Bảng 3.2. Các hệ số tải trọng trục tương đương dùng ở Việt Nam [1].........................84
Bảng 3.3a. Số liệu khảo sát xe trên QL1A đoạn qua địa phận tỉnh Quảng Trị..............85
Bảng 3.3b. Bảng xác định tổng số ESAL’s cho thời hạn phục vụ [20].........................86
Bảng 3.4. Nhiệt độ trung bình trên toàn tỉnh Quảng Trị thời kỳ 1999 - 2018 (oC).....105
Bảng 3.5. Lọc số liệu nhiệt độ tính toán trên toàn tỉnh thời kỳ 1999 - 2018 (oC).......106
Bảng 3.6. Nhiệt độ không khí cao, thấp năm - trạm quan trắc tỉnh Quảng Trị...........106
Bảng 3.7. Kết quả phân tích nhiệt độ tại khí tượng tỉnh Quảng Trị............................111
Bảng 3.8. Kết quả tính toán mác nhựa PG theo LTPP tại trạm khí tượng tỉnh Quảng Trị
................................................................................................................................... 111
Bảng 3.9. Lựa chọn mác nhựa PG mức lưu lượng xe và tốc độ dòng xe lưu thông....113
Bảng 3.10. Bảng xác định tổng số ESAL’s cho thời hạn 20 năm................................114
Bảng 3.11. Hàm lượng nhựa và độ rỗng dư của bê tông nhựa trong quá trình thi công
................................................................................................................................... 121
Bảng 3.12. Kết quả các chỉ tiêu Marshall trong quá trình thi công.............................123
Bảng 3.13. Tập hợp kết quả các chỉ tiêu Marshall mẫu khoan và độ chặt trong quá trình
thi công...................................................................................................................... 128


ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Các cốt liệu đá với độ góc cạnh lớn, phù hợp cho BTN theo quy định của
Superpave..................................................................................................................... 25
Hình 1.3. Đánh giá cấp nhựa đường theo các nguồn dầu.............................................27
Hình 1.4. So sánh mẫu Superpave (bên trái) và mẫu Marshall (bên phải)....................28

Hình 1.5a. Máy đầm Gyratory chế bị mẫu thí nghiệm.................................................29
Hình 1.5b. Thí nghiệm độ hằn lún vệt bánh xe...........................................................29
Hình 1.6. Sơ đồ các tầng, lớp của kết cấu mặt đường mềm [7]....................................31
Hình 1.7. Thống kê phương pháp thiết kế áo đường mềm của FHWA [16].................40
Hình 1.8. Đoạn thử nghiệm AASHO 1958-1960 [17]..................................................41
Hình 1.9. Trình tự thiết kế KCAĐ mềm theo cơ học – thực nghiệm............................42
Hình 1.10. Trình tự thiết kế theo MEPDG...................................................................52
Hình 1.11. Phần mềm cơ học – thực nghiệm MEPDG 1.1...........................................53
Hình 1.12. Giao diện phần mềm SW-1 của Viện Asphalt.............................................54
Hình 2.1. Nứt mỏi mặt đường bê tông nhựa.................................................................57
Hình 2.2. Nứt do nhiệt độ thấp.....................................................................................59
Hình 2.3. Nứt dọc mặt đường.......................................................................................59
Hình 2.4. Vết nứt ngang mặt đường mức độ nhẹ.........................................................61
Hình 2.5. Lở mép, nứt lưới dạng nhẹ, vệt lún bánh xe.................................................62
Hình 2.6. Nứt phản ánh................................................................................................63
Hình 2.7a. Nứt trượt dọc..............................................................................................63
Hình 2.7b. Nứt trượt ngang..........................................................................................64
Hình 2.8. Lún vệt bánh xe............................................................................................65
Hình 2.9. bong bật mặt đường......................................................................................66
Hình 2.10. Nứt lưới dạng nặng, mặt đường bị bong tróc ổ gà......................................68
Hình 2.11. Chảy nhựa..................................................................................................69
Hình 2.12. Quan hệ giữa nhiệt độ không khí với nhiệt độ các loại áo đường [18].......69
Hình 2.13. Mô hình tương tác nhiệt độ của kết cấu áo đường [18]..............................70
Hình 2.14. Ảnh hưởng của tải trọng bánh xe đến lún vệt hằn bánh xe [11]..................71
Hình 2.15. Biểu đồ ứng suất cắt trượt theo chiều sâu [11]...........................................73
Hình 2.16. Lún vệt bánh xe tại nút giao thông nơi có xe nặng lưu thông do lực ngang
phát sinh bởi điều kiện tăng, giảm tốc của xe nặng......................................................74
Hình 3.1. Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Trị................................................................82
Hình 3.2. Sơ đồ về các lỗ rỗng và thành phần hỗn hợp BTN đầm chặt......................101
Hình 3.3. Kiểm tra dạng phân phối nhiệt độ trạm Quảng Trị.....................................108

Hình 3.4. Biểu đồ hàm mật độ phân phối nhiệt trạm Quảng Trị.................................108
Hình 3.5. Mác nhựa theo nhiệt độ, R=98% [16].........................................................112
Hình 3.6. Nhiều đoạn HLVBX trên Quốc lộ 1A đoạn từ Km 756+750 + Km769+947
................................................................................................................................... 115
Hình 3.7. HLVBX tại Trạm thu phí Đông Hà Km752+300........................................116
Hình 3.8. Các loại kiểm tra dùng trong đồ thị kiểm soát [17].....................................119
Hình 3.9. Biểu đồ kiểm soát hàm lượng nhựa mẫu hot bin theo ngày thi công..........122
Hình 3.10. Biểu đồ kiểm soát độ rỗng dư mẫu hot bin theo ngày thi công.................122
Hình 3.11. Biểu đồ phân bố độ ổn định Marshall trong quá trình thi công (mẫu trong
phòng)........................................................................................................................125


x
Hình 3.12. Biểu đồ phân bố độ dẻo Marshall trong quá trình thi công (mẫu trong
phòng)........................................................................................................................125
Hình 3.13. Biểu đồ phân bố độ ổn định Marshall sau khi ngâm trong nước 24h trong
quá trình thi công (mẫu trong phòng).........................................................................126
Hình 3.14. Biểu đồ phân bố độ dẻo Marshall sau khi ngâm trong nước 24h trong quá
trình thi công (mẫu trong phòng)...............................................................................126
Hình 3.15. Biểu đồ phân bố độ ổn định còn lại trong quá trình thi công (mẫu trong
phòng)........................................................................................................................127
Hình 3.16. Biểu đồ phân bố độ ổn định Marshall của mẫu khoan hiện trường trong quá
trình thi công..............................................................................................................130
Hình 3.17. Biểu đồ phân bố độ dẻo Marshall của mẫu khoan hiện trường trong quá
trình thi công..............................................................................................................130
Hình 3.18. Biểu đồ phân bố độ độ rỗng dư của mẫu khoan hiện trường trong quá trình
thi công......................................................................................................................130
Hình 3.19. Biểu đồ phân bố độ chặt của mẫu khoan hiện trường trong quá trình thi
công............................................................................................................................ 131
Hình 3.20. Biểu đồ kiểm soát độ rỗng dư mẫu hot bin và mẫu khoan hiện trường....132

Hình 3.21. Biểu đồ kiểm soát độ ổn định Marshall 40p, 24h mẫu hot bin và độ ổn định
Marshall 40p của mãu khoan.....................................................................................132
Hình 3.22. Biểu đồ kiểm soát độ dẻo Marshall 40p, 24h mẫu hot bin và độ dẻo
Marshall 40p của mãu khoan.....................................................................................133
Hình 3.23. Biểu đồ phân bố độ chặt hiện trường của mẫu khoan...............................133
Hình 3.24. Nhiều đoạn bị lún, nứt trên Quốc lộ 1A đoạn từ Km 756+750 +
Km769+947...............................................................................................................135
Hình 3.25. Hình ảnh hư hỏng hằn lún vệt bánh xe tại vị trí đèn đỏ............................136


11
PHẦN MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Quốc lộ 1 là tuyến giao thông huyết mạch của nước ta, kéo dài từ cửa khẩu Hữu
Nghị (Lạng Sơn) đến Năm Căn (Cà Mau) với tổng chiều dài 2.300km. Tuyến đường
này đã được nâng cấp thành đường cấp III, 2 làn xe từ những năm 1993 theo các
nguồn vốn ODA. Từ năm 2003 đến nay, một số đoạn có lưu lượng giao thông lớn đã
được mở rộng với quy mô 4 làn xe và xây dựng một số tuyến tránh qua các khu đô thị.
Tuy nhiên, do lưu lượng xe ngày càng tăng cao nên xảy ra tình trạng ùn tắc, tai nạn
giao thông trên các đoạn tuyến chưa được mở rộng. Vì vậy, việc mở rộng Quốc lộ 1 là
một trong những nhiệm vụ trọng tâm của ngành Giao thông vận tải trong giai đoạn vừa
qua. Đề án mở rộng Quốc lộ 1 từ Hà Nội đến Cần Thơ nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải
ngày càng cao, cải thiện điều kiện khai thác, giảm ùn tắc và tai nạn giao thông, phục
vụ phát triển kinh tế xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng, phù hợp với quy hoạch
phát triển ngành Giao thông vận tải đã được phê duyệt tại Quyết định số 356/QĐ-TTg
ngày 25/02/2013 của Thủ tướng Chính phủ.
Dự án ĐTXD công trình mở rộng Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị được được
Bộ Giao thông vận tải phê duyệt tại Quyết định số 1383/QĐ-BGTVT ngày 25/03/2013
với chiều dài khoảng 41,3km được đầu tư từ nguồn vốn TPCP và giao cho Ban Quản
lý dự án 6 làm đại diện Chủ đầu tư. Dự án thi công trong điều kiện đường đang khai

thác nên ngoài yêu cầu đảm bảo về chất lượng, tiến độ thì cần phải đảm bảo sự lưu
thông bình thường và an toàn giao thông trên đường hiện tại. Trong quá trình triển
khai thực hiện Dự án, Ban Quản lý dự án 6 đã chỉ đạo các Nhà thầu thi công, Tư vấn
giám sát tuân thủ thực hiện theo tiêu chuẩn của Dự án. Riêng với hạng mục mặt đường
BTN, do đặc thù thời tiết nắng nóng kéo dài tại khu vực Miền Trung và sự ảnh hưởng
của gió Lào cho nên Ban quản lý dự án 6, các Nhà thầu thi công, các đơn vị Tư vấn
giám sát đã ý thức và chú trọng được sự ảnh hưởng của thời tiết đến mặt đường BTN
sau khi khai thác vận hành; Vì vậy trong quá trình thực hiện hạng mục BTN, các đơn
vị tham gia đã tập trung tất cả các nguồn nhân lực, thiết bị, vật liệu tốt nhất và thực
hiện tuân thủ theo chỉ dẫn kỹ thuật của dự án, các chỉ đạo của Bộ GTVT về công tác
lựa chọn vật liệu, cấp phối, thiết bị thi công tại các văn bản: Chỉ thị 13/CT-BGTVT
của Bộ GTVT về việc tang cường công tác quản lý chất lượng vật liệu nhựa đường;


12
Quyết định 858/QĐ-BGTVT của Bộ GTVT về việc ban hành hướng dẫn các tiêu
chuẩn kỹ thuật hiện hành nhằm tang cường quản lý chất lượng thiết kế và thi công mặt
đường

BTN;

Văn

bản

số

6495/BGTVT-CQLXD,

7654/BGTVT-CQLXD,


9297/BGTVT-KHCN của Bộ GTVT về việc giải pháp, kế hoạch khắc phục hằn lún vệt
bánh xe sau khi đưa công trình vào khai thác; Văn bản số 13658/BGTVT-CQLXD của
Bộ GTVT về việc tang cường công tác quản lý chất lượng – Dự án ĐTXD CTMR
QL1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên Huế….., đến nay sau khi bàn giao khai thác
đưa vào sử dụng gần 4 năm mặt đường trên tuyến cơ bản vẫn còn tốt đảm bảo yêu cầu
khai thác; tuy nhiên trên tuyến vấn còn cục bộ những điểm hằn lún vệt bánh xe tập
trung chủ yếu ở những vị trí bất lợi như những vị trí có lắp đặt đèn tín hiệu giao thông,
những vị trí đường cong, nút giao giao cắt với các đường tỉnh lộ, những đoạn đường
cong, đoạn dốc…
Là một học viên đang theo học lớp KTXDCTGT K26.1 tại trường, cũng là người
trực tiếp tham gia thực hiện Dự án với vai trò quản lý, tôi xin lựa chọn đề tài “Nghiên
cứu đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua
tỉnh Quảng Trị", lý trình từ Km717+100 – Km791A+500 để nghiên cứu, đánh giá
chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường, để rút kinh nghiệm, để khắc phục
một số vấn đề trong quá trình thi công nhằm đảm bảo và nâng cao chất lượng mặt
đường bê tông nhựa.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu đánh giá ưu điểm, những tồn tại của công tác thi công lớp bê tông
nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500. Từ những
phân tích, đánh giá đề xuất những kiến nghị cho công tác quản lý, tổ chức thi công lớp
BTN mặt đường cấp cao với những điều kiện tương tự.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên của đề tài là nghiên cứu đánh giá chất lượng thi công lớp bê
tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 –
Km791A+500.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc lộ 1 đoạn qua
tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500.



13
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết kết hợp với đánh giá
trong quá trình quản lý và giám sát thi công.
6. Kết cấu của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn kết cấu
gồm 3 chương:
Phần Mở đầu
Chương 1. Nghiên cứu tổng quan về bê tông nhựa và kết cấu mặt đường bê tông
nhựa;
Chương 2. Phân tích nguyên nhân, thực trạng phá hoại kết cấu mặt đường bê tông
nhựa và giải pháp khắc phục;
Chương 3. Phân tích đánh giá chất lượng thi công lớp bê tông nhựa mặt đường Quốc
lộ 1 đoạn qua tỉnh Quảng Trị từ Km717+100 – Km791A+500.
Kết luận và kiến nghị.


14
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG NHỰA VÀ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG
BÊ TÔNG NHỰA
1.1. Khái niệm bê tông nhựa
Bê tông nhựa là vật liệu khoáng – bitum xây dựng đường nhận được khi làm đặc
hỗn hợp bê tông nhựa. Hỗn hợp bê tông nhựa bao gồm đá dăm (hoặc sỏi), cát, bột
khoáng, bitum dầu mỏ, có thể có phụ gia.
Hỗn hợp được thiết kế hợp lý và gia nhiệt từ 120 oC ÷ 160oC thành phần của bê
tông nhựa theo khối lượng thông thường như sau: Đá dăm 20-60%; cát 30-66%; bột
khoáng 4-16%; bitum 5-7% và phụ gia tùy theo kết quả thực nghiệm.
Trên cơ sở chất kết dính hữu cơ (bitum, guđrông, nhũ tương) trong xây dựng
đường thường dùng các hỗn hợp vật liệu khoáng và chất kết dính hữu cơ phổ biến nhất

và chất lượng cao nhất từ vật liệu khoáng – bitum là bê tông asphalt. Bê tông nhựa là
sản phẩm nhận được khi làm đặc và rắn chắc hỗn hợp asphalt – bê tông.
- Ưu điểm
Mặt đường BTN sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam và thế giới do có những ưu
điểm nổi bật như:
+ Tính liên tục và mức độ êm thuận của mặt đường khi khai thác.
+ Tiến độ thi công đưa đường vào khai thác nhanh.
+ Có thể sử dụng tái chế sản xuất mặt đường mới.
+ Công nghệ thi công phổ biến.
+ Làm mặt đường BTN màu, để tạo màu sắc cho các con đường, cung đường có
thể áp dụng một số giải pháp như sau: cho chất tạo màu vào hỗn hợp, sử dụng cốt liệt
có màu xử lý vào bề mặt, dùng cốt liệu có màu với chất kết dính trong (không màu).
+ BTN được sử dụng làm lớp phủ mặt đường có lượng giao thông cao như
đường cao tốc, đường thành phố, sân bay.
- Nhược điểm
Ngoài những ưu điểm, mặt đường BTN có nhược điểm như:
+ Khả năng chịu lực và mô đun đàn hồi thấp.
+ Độ bền nước thấp.
+ Nhạy cảm đối với sự thay đổi nhiệt độ môi trường, có thể bị hư hỏng dưới tác
dụng của tải trọng nặng như bong tróc, lún về bề mặt, xô dồn,…


15
1.1.1. Xu hướng sử dụng bê tông nhựa tại Việt Nam và trên Thế giới
1.1.1.1. Xu hướng trên Thế giới
Mặt đường bê tông nhựa được nghiên cứu, phát minh và ứng dụng rộng rãi từ
những năm đầu tiên của Thế kỷ XIX.
Hiện nay, các quốc gia trên thế giới, mặt đường bê tông nhựa được sử dụng ở hầu
hết các tuyến đường đô thị trong thành phố, các tuyến trục, các tuyến trung tâm, các
đại lộ, các khu vực quảng trường, chiếm khoảng 70% số Km đường trong đô thị.

Ngoài ra các khu, các tuyến phố còn được sử dụng BTN tạo màu, tạo cảnh quan đô thị,
tạo màu sắc đường khu du lịch. Không những thế bê tông nhựa còn sử dụng cho các
tuyến xuyên qua rừng.
Tình hình sử dụng mặt đường BTN ở một số quốc gia trên thế giới như: tại Mỹ
khoảng 80% số Km đường trong đô thị sử dụng BTN; tại Canađa trên 90%; tại Đức
khoảng 75%; tại Áo trên 30%; tại Bỉ khoảng 40%; tại Hà Lan gần 80%; tại Vương
quốc Anh gần 90%; tại Úc trên 30%; tại Trung Quốc trên 40% số Km đường trong đô
thị sử dụng BTN.
1.1.1.2. Xu hướng tại Việt Nam
Mặt đường BTN được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam từ những năm thập niên 90
trên cơ sở tiếp cận lý thuyết và công nghệ thi công, nghiệm thu mặt đường BTN theo
tiêu chuẩn của Liên Xô (cũ), sau đó là hệ thống tiêu chuẩn của các nước phương tây
mà điển hình là tiêu chuẩn AASHTO (Mỹ). Mặt đường bê tông nhựa được đưa vào
TCVN năm 1990, qua các lần cập nhật, điều chỉnh vào năm 1998 và hiện nay đang sử
dụng là TCVN 8819:2011 “Mặt đường BTN nóng – Yêu cầu thi công và nghiệm thu”.
Năm 2014, Bộ GTVT đã có Quyết định số 858/QĐ-BGTVT ngày 26/3/2014 về việc
ban hành hướng dẫn áp dụng hệ thống các tiêu chuẩn hiện hành nhằm tăng cường quản
lý chất lượng thiết kế và thi công mặt đường bê tông nhựa nóng đối với các tuyến
đường ô tô có quy mô giao thông lớn.
Với những ưu điểm nối bật về thẩm mỹ, độ êm thuận trong quá trình khai thác mặt
đường bê tông nhựa đã trở thành ưu tiên số 1 trong việc thiết kế kết cấu cho hầu hết
các tuyến đường quốc lộ, đường cao tốc và thay thế mặt đường bê tông xi măng ngoại
trừ những công trình đặc biệt chịu tải trọng nặng hoặc tuyến đường có chạy xe bánh
xích có yêu cầu thiết kế đặc biệt.


16
Đến nay có đến hơn 80% các tuyến đường cấp cao, đường cao tốc chịu tải trọng
nặng ở Việt Nam sử dụng kết cấu mặt đường bê tông nhựa. Có thể nói chúng ta đã có
kinh nghiệm trong thiết kế, thi công, khai thác và duy tu, bảo dưỡng loại kết cấu mặt

đường này. Tuy nhiên, việc thiết kế kết cấu áo đường mới chỉ dừng lại ở việc thiết kế
tỷ phối đối với các loại vật liệu trong vùng xây dựng để đạt được cường độ yêu cầu
theo thiết kế mà chưa căn cứ vào các yếu tố khai thác để xét tới tính bền vững và ổn
định cường độ như:
+ Điều kiện khí hậu nơi tuyến đường đi qua bao gồm: nhiệt độ cao nhất trong năm,
thời gian duy trì ở mức nhiệt độ cao, độ ẩm, lượng mưa hàng năm...vv;
+ Điều kiện địa chất nền đường nơi tuyến đi qua về cường độ và độ ổn định trong
quá trình khai thác;
+ Điều kiện tải trọng bao gồm: lưu lượng xe; tần suất xe có tải trọng nặng...
Việc tính toán thiết kế cũng chỉ mang tính quy ước, các chỉ tiêu vật liệu được tra
bảng mà chưa có những thử nghiệm trong phòng và hiện trường. Hàng loạt các công
trình vừa đưa vào khai thác đã bị hư hỏng đặc biệt với các tuyến đường có lưu lượng,
tải trọng xe chạy lớn như đường QL1, QL3, QL5, QL49, QL18..., với những hiện
tượng như: xô dồn, nứt trượt lớp mặt bê tông nhựa, rạn nứt bong bật…vv, và phổ biến
hiện nay là tình trạng hằn lún vệt bánh xe, gây hư hỏng mặt đường, ảnh hưởng nghiêm
trọng tới giao thông và gây mất an toàn giao thông. Đây là mối quan tâm hàng đầu của
tất cả các đơn vị quản lý, nhà thầu thi công xây dựng công trình, đơn vị tư vấn thiết
kế, tư vấn giám sát...vv. Việc nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân gây hư hỏng cần phải
dựa trên kiến thức khoa học, hiểu biết về thực tiễn và cần có thời gian để nghiên cứu
thực nghiệm để có thể đưa ra đề xuất và phương án giải quyết.
Bảng 1.1. Số liệu mạng lưới đường bộ Việt Nam theo vật liệu lớp mặt đường


17

- Theo thống kê số liệu mạng lưới đường bộ Việt Nam theo vật liệu lớp mặt thì tỷ
lệ sử dụng mặt đường BTN ở Việt Nam vẫn còn chưa cao, chủ yếu loại mặt đường này
sử dụng cho các tuyến Quốc Lộ, đường đô thị.
1.1.2. Phân loại bê tông nhựa
Căn cứ các chỉ tiêu như: Phương pháp thi công; nhiệt độ khi rải; Theo độ rỗng dư,

theo kích thước hạt lớn nhất ta có có thể chia ra các loại bê tông nhựa như Bảng 1.2
dưới đây.
Bảng 1.2. Phân loại bê tông nhựa nóng [11]
Cấp phối chặt

Cấp phối ½ rỗng

Cấp phối rỗng

Cỡ hạt
lớn
nhất

Loại hỗn
hợp

Cấp phối liên tục

BTNC

Hạt rất lớn

ATB

MA

Cấp phối
gián đoạn BTNR
(VN)
SMA


Đá dăm

Cấp phối gián

danh

đoạn

định

đen AM

Cỡ hạt
lớn nhất
(mm)

(mm)
OGFC

ATPB

ATB

BTNR

ATPB

37,5


37,5

37,5
ATPB
31,5

37,5

50

31,5

37,5


18
Cấp phối chặt
Loại hỗn
hợp

Cấp phối liên tục
BTNC

ATB

MA

Cấp phối ½ rỗng
Cấp phối


Cấp phối rỗng
Cấp phối gián

gián đoạn BTNR
(VN)
SMA

Đá dăm

đoạn

31,5
BTNC
ATB 25
25
BTNC
SMA 19
Hạt trung

Hạt nhỏ

Cát
Độ rỗng dư
thiết kế %

19
BTNC

MA


12,5

12,5

BTNC

MA

9,5

9,5

BTNC

MA

4,75

4,75

3-6

≤2

BTNR

ATPB

25


25

BTNR
19

SMA 12,5

SMA 9,5

3-4

AM 19
AM

OGFC

12,5

12,5

AM 9,5

OGFC
19,5

6 - 12

lớn

lớn nhất


nhất

(mm)

ATPB

ATB
Hạt lớn

Cỡ hạt

danh

đen AM
OGFC

Cỡ hạt

31,5

37,5

25

31,5

19

25


12,5

19

9,5

12,5

4,75

9,5

≥ 18

+ Gussaphalt: Là hỗn hợp của cốt liệu, bột khoáng và chất liên kết được thi công ở
nhiệt độ từ 200oC – 250oC và không cần lu lèn. Độ rỗng dư rất thấp và kín nước nên
thường thích hợp làm lớp phủ mặt cầu (đặc biệt là cầu thép).
+ Bê tông nhựa rải ấm: nhiệt độ rải từ 90oC -1100C. Sử dụng cho đường cấp thấp
hoặc duy tu bảo dưỡng.
+ Bê tông nhựa rải nguội: Thường được trộn với nhũ tương hoặc nhựa pha dầu.
+ Bê tông nhựa tái chế: gồm tái chế nóng và tái chế nguội
1.1.3. Cấu trúc bê tông nhựa
Cấu trúc có khung là cấu trúc mà độ rỗng của hỗn hợp được lấp đầy hoàn toàn
bằng vữa asphalt. Thể tích vữa asphalt bao gồm hỗn hợp của cát, bột khoáng và bitum
không vượt quá thể tích rỗng của đá dăm, độ lớn của các hạt cát không lớn hơn kích
thước của các lỗ rỗng trong bộ khung đá dăm.


19

+ Cấu trúc bán khung của vật liệu khoáng là cấu trúc có các phần cục bộ của hạt
đá dăm tập trung lớn hơn thể tích của vữa asphalt.
+ Cấu trúc không có khung là cấu trúc trong đó các hạt đá dăm dễ di chuyển do
lượng thừa của chất kết dính asphalt (hệ số lấp đầy lỗ rỗng lớn hơn 1). Cường độ và độ
dính kết của cấu trúc giảm khi chịu nhiệt làm cho lớp phủ mặt đường bị biến dạng dẻo.
- Cấu trúc của bitum trong bê tông nhựa: Khi trộn vật liệu khoáng với bitum
trên bề mặt của hạt đá dăm, cát, bột khoáng được phủ một lớp màng mỏng bitum. Cấu
trúc và tính chất của lớp phủ đó ảnh hưởng đến tính chất và chất lượng bê tông nhựa.
Sự liên kết giữa vật liệu khoáng và lớp màng mỏng của bitum được hình thành nhờ các
quá trình vật lý và hóa học phức tạp. Sự dính bám của bitum với vật liệu khoáng được
giải thích là có phụ thuộc nhiều vào tổng diện tích bề mặt của các hạt. Bề mặt riêng
của đá lớn hơn 10 cm2/g, cát 100-200 cm2/g, bột đá 2.000-3.000 cm2/g. Ví dụ trong
100 g hỗn hợp có 50% đá dăm, 40% cát và 10% bột khoáng có kích thước nhỏ hơn
0.071 mm thì diện tích bề mặt của đá dăm sẽ là 500 cm2, cát 8.000 cm2 và bột khoáng
là 30.000 cm2 [19].
1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông nhựa
- Cỡ hạt vật liệu khoáng: Vật liệu khoáng trong BTN thường theo nguyên lý cấp
phối, hỗn hợp cốt liệu gồm nhiều cỡ hạt được phân bố chiếm một tỷ lệ nhất định trong
hỗn hợp cốt liệu.
Hình dạng cốt liệu đôi khi còn quan trọng hơn cấp phối, cường độ và độ bền khi
cốt liệu được nhào trộn vào trong hỗn hợp BTN.
- Các nhóm hạt làm nên vật liệu khoáng: Cốt liệu lớn (đá) tạo thành bộ khung
chịu lực. Nếu cốt liệu lớn có nhiều thành phần hạt thoi dẹt, phong hóa lớn hơn quy
định khả năng chịu lực cốt liệu kém dẫn tới cường độ BTN thấp hơn. Yêu cầu cốt liệu
lớn phải sạch để khả năng dính bám với vữa asphalt tốt thì cường độ BTN mới cao.
Cốt liệu nhỏ (cát) chèn lấp một phần khe rỗng cốt liệu lớn, cát phải sạch để khả
năng đính bám với chất kết dính asphalt tốt.
Bột khoáng cỡ hạt không đảm bảo thì khả năng dàn mỏng màng bitum không
được mỏng. Bột khoáng không đảm bảo sạch thì khả năng dính bám kém.



20
- Bitum: Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dính bám giữa bitum và vật
liệu khoáng. Các yếu tố đó phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu cũng như yếu tố bên
ngoài.
- Nhiệt độ sấy và thời gian trộn của bitum với hỗn hợp vật liệu khoáng: Khi
nhiệt độ sấy cao làm bay các nhóm chất dầu trong các hy đrôcácbon cao phân tử có
trong bitum làm bitum trở nên giòn.
1.2. Các phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa
1.2.1. Phương pháp Marshall
Quy trình thiết kế hỗn hợp BTN được chỉ dẫn theo TCVN 8820:2011 gồm có
những nội dung sau:
1.2.1.1. Nguyên tắc thiết kế hỗn hợp theo phương pháp Marshall
Công tác thiết kế hỗn hợp BTN theo phương pháp Marshall nhằm mục đích tìm ra
hàm lượng nhựa tối ưu ứng với hỗn hợp cốt liệu đã chọn. Việc thiết kế phải tuân thủ
các yêu cầu sau:
Tất cả các vật liệu sử dụng (đá dăm, cát, bột khoáng, nhựa đường) đều phải thỏa
mãn các chỉ tiêu cơ lý theo quy định của tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường
BTN.
Đường cong cấp phối của hỗn hợp cốt liệu sau khi phối trộn phải nằm trong giới
hạn của đường bao cấp phối quy định.
Hàm lượng nhựa tối ưu lựa chọn phải thỏa mãn các chỉ tiêu liên quan đến đặc tính
thể tích (Độ rỗng dư, độ rỗng cốt liệu,…), các chỉ tiêu thí nghiệm theo Marshall (Độ
ổn định, độ dẻo,…) và các chỉ tiêu bổ sung nếu có theo quy định của tiêu chuẩn thi
công và nghiệm thu mặt đường BTN.
1.2.1.2 Công tác thiết kế hỗn hợp BTN
Công tác thiết kế hỗn hợp BTN liên quan rất mật thiết với tiến độ thi công của
công trình. Công tác thiết kế được chia làm 4 giai đoạn.
-


Giai đoạn 1: Thiết kế sơ bộ


21
Mục đích chính của công tác thiết kế sơ bộ là xác định chất lượng của các loại cốt
liệu sẵn có tại nơi thi công, đối chiếu với các yêu cầu kỹ thuật xem có phù hợp hay
không. Giai đoạn này sử dụng mẫu vật liệu lấy tại ngồn cung cấp hoặc phễu nguội của
trạm trộn để thiết kế. Thành phần hạt của hỗn hợp cốt liệu thường đượng chọn nằm
giữa miền giới hạn của biểu đồ thành phần hạt quy định.
-

Giai đoạn 2: Thiết kế hoàn chỉnh
Mục đích của giai đoạn này là tìm ra thành phần hạt thực của hỗn hợp cốt liệu và

hàm lượng nhựa thực khi sản xuất hỗn hợp BTN tại trạm trộn. Thành phần hạt của cốt
liệu trong giai đoạn này phải được thiết kế sao cho tương tự như thành phần hạt giai
đoạn1.
Ngay trước khi tiến hành thiết kế hoàn chỉnh phải tiến hành hiệu chuẩn các phễu
nguội của trạm trộn BTN và thiết lập biểu đồ quan hệ giữa tốc dộ cấp cốt liệu nguội và
tốc độ băng tải.
-

Giai đoạn 3: Phê duyệt công thức chế tạo BTN sau khi rải thử, giai đoạn này gồm

5 bước như sau:
+ Bước 1: Sản xuất thử
+ Bước 2: Rải thử
+ Bước 3: Kiểm tra hỗn hợp BTN vừa trộn thử
+ Bước 4: Kiểm tra hỗn hợp BTN sau khi rải thử ngoài hiện trường
+ Bước 5: Phê duyệt công thức chế tạo BTN

- Giai đoạn 4: Kiểm soát chất lượng hàng ngày bao gồm
+ Kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất
+ Kiểm soát chất lượng sau khi thi công
Bảng 1.3 là các yêu cầu của hỗn hợp BTN thiết kế theo phương pháp Marshall.
Bảng 1.3. Yêu cầu BTN theo Marshall


22

Những quy định về cốt liệu thô (sót trên sàng 4.75mm):
-

Độ mài mòn Los Angeles, AASHTO T 96: Tối đa 40%

-

Độ bền sulfate (5chu kỳ), AASHTO T 104: Tối đa 12%

-

Tỷ lệ mặt vỡ, ASTM D 5821: Tối thiểu 75%

-

Chỉ số độ bền cốt liệu, AASHTO T 210: Tối thiểu 35%

Đối với BTN lớp mặt trên: Không được sử dụng cốt liệu bị mài bóng hoặc sử
dụng đá gốc carbonate mà có chứa ít hơn 25% khối lượng không hòa tan trong acid
(ASTM D 3042 Insoluble Residue in Carbonate Aggregate)
Những quy định về cốt liệu mịn (loạt qua sàng 4.75mm): Tuân thủ theo tiêu chuẩn

AASHTO M 29 (Standard Specification for Fine Aggregate for Bituminous Paving
Mixtures)
-

Chỉ số độ bền cốt liệu, AASHTO T 210: Tối thiểu 35%

-

Đương lượng cát ES, AASHTO T 176: Tối thiểu 45

-

Cấp phối cốt liệu theo Bảng 1.4.
Bảng 1.4. Cấp phối cốt liệu BTN theo Marshall


23

1.2.2. Phương pháp Superpave
Các mức thiết kế:
Superpave phân ra 3 mức thiết kế hỗn hợp BTN tùy theo lưu lượng trục xe tích lũy
trên tuyến. Căn cứ vào lưu lượng trục xe tích lũy (ESALs) với tải trọng trục tiêu chuẩn
là 80 kN trong suốt thời hạn khai thác mà có các mức thiết kế sau:
Mức 1 (Level 1 Mix Design) khi ESALs ≤ 10 6: Chỉ cần thiết kế theo “thể tích”,
tức đánh giá thông qua thể tích, dung trọng, độ rỗng dư…
Mức 2 (Level 2 Mix Design) khi ESALs từ 10 6 đến 107: Ngoài việc thiết kế như
mức 1, cần bổ sung thêm thí nghiệm sức chịu cắt Superpave shear tester (SST), thí
nghiệm đánh giá khả năng chịu ẩm…
Mức 3 (Level 3 Mix Design) khi ESALs ≥ 10 7: Cần thí nghiệm như mức 2 nhưng
khoảng nhiệt độ thí nghiệm lấy rộng hơn, bổ sung thêm các thí nghiệm đánh giá mô

đun đàn hồi động hạn chế nở hông, mô đun đàn hồi động khi trượt, mô đun đàn hồi
động khi uốn...
Các bước thiết kế cơ bản:
Phương pháp thiết kế hỗn hợp BTN theo Superpave bao gồm 7 bước cơ bản
như sau:
Bước 1 - Lựa chọn cốt liệu;
Bước 2 - Lựa chọn mác nhựa đường;
Bước 3 - Chế bị mẫu;
Bước 4 - Thí nghiệm kiểm tra đặc tính kỹ thuật;


24
Bước 5 - Phân tích độ chặt và độ rỗng;
Bước 6 - Chọn lựa hàm lượng nhựa đường tối ưu;
Bước 7 - Đánh giá độ kháng ẩm.
Lựa chọn cốt liệu: Cốt liệu, bột khoáng, nhựa, RAP và phụ gia (nếu có).
Lựa chọn mác nhựa theo PG mô hình LTPP.
Nguyên tắc lựa chọn mác nhựa.
Các tiêu chuẩn: AASHTO M320-2015 và AASHTO M332-2014.
Hiệu chỉnh mác nhựa theo đặc tính tải trọng xe: Bao gồm các cấp lưu lượng và
tốc độ xe.
Lựa chọn mác nhựa theo độ tin cậy tính toán: Theo R=98% và R=50%.
Thiết kế cấp phối cốt liệu: Chọn ít nhất 3 cấp phối.
Ngoài những chỉ tiêu cốt liệu đá gốc như độ cứng, độ hao mòn Los Angeles, độ
hút nước được quy định trong các phương pháp khác, Superpave đưa ra 2 quy định về
cốt liệu chặt chẽ hơn:
Giới hạn đường cong cấp phối cốt liệu;
Tiêu chuẩn cốt liệu thô và cốt liệu mịn về độ góc cạnh, hạt thoi dẹt và hàm lượng
bùn sét.
Độ góc cạnh của cốt liệu đóng vai trò quan trọng trong thiết kế bởi vì các cốt liệu

nhẵn, tròn không cài vào nhau để tạo liên kết được, dẫn đến nguy cơ lún trồi cao.
Superpave quy định chặt chẽ độ góc cạnh cho phép đối với cốt liệu thô và cốt liệu mịn
cho mỗi cấp đường và mỗi lớp kết cấu.
Đặc biệt trong Superpave quy định về tỉ số thành phần lọt sàng #200 (0,075mm) –
P200 và hàm lượng nhựa đường hiệu quả Pbe (effective binder content). Thông thường
tỉ số P200/Pbe này được quy định nằm trong khoảng 0,6 ÷ 1,2, một số đơn vị của
AASHTO cho phép lên đến 1,6.