Vật liệu xây dựng - Chương 10: Bê tông asphalt (bài 2)

CHƯƠNG 10 BÊ TÔNG ASPHALT (Bài 2) Vật liệu xây dựng – Phần 2 4. Vật liệu chế tạo BTAP: 4.1. Cốt liệu lớn  Nguồn gốc: đá dăm, hoặc sỏi nghiền, hoặc một số loại chất thải rắn;  Hàm lượng từ 20 – 65 %;  Các yêu cầu kỹ thuật về cơ bản giống như yêu cầu về CLL cho bê tông xi măng;  Cường độ đá gốc tối thiểu từ 80 đến 100 MPa;  Nên dùng các loại CLL gốc bazơ. Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Cốt liệu lớn Thành phần hạt (theo ASTM D448), % lọt sàng KÝch th­íc lç sµng 2 in 50 1,5 in 37,5 1 in 25 3/4 in 19 1/2 in 12,5 3/8 in 9,5 N04 4,75 N08 2,36 N016 1,18mm 2 in-NO4 50,0-4,75mm 95-100 - 37-70 - 10-30 - 0-5 1,5 in-NO4 37,5-4,75mm 100 95-100 - 35-70 - 10-30 0-5 1 in-NO4 25-4,75mm 100 95-100 90-100 25-60 - 0-10 0-5 1/2 in-NO4 12,5-4,75mm 100 90-100 40-70 0-15 0-5 3/8 in-NO8 9,5-2,36mm 100 85-100 10-30 0-10 0-5 N04-NO16 4,75-1,18mm 100 85-100 10-40 0-10 Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4. Vật liệu chế tạo BTAP: 4.2. Cốt liệu nhỏ  Nguồn gốc: cát tự nhiên hoặc cát nghiền;  Hàm lượng từ 15-50%, BTAP cát chỉ dùng cát;  Vai trò: chèn lỗ rỗng của CLL;  Cát nghiền phải được chế tạo từ đá gốc có Rn từ 60-100MPa;  Lượng hạt < 0.071 mm không vượt quá 14%;  Lượng hạt < 0.14 mm không vượt quá 20%;  Hàm lượng sét ≤ 0.5%. Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Cát nghiền Thành phần hạt (theo AASHTO M29), % lọt sàng KÝch th­íc lç sµng 3/8 in 9,5mm No4 (4,75) No8 (2,36) No16 (1,18) No30 (0,6) No50 (0,3) No100 (0,15) No200 (0,075) Lo¹i 1 100 95-100 70-100 40-80 20-65 7-14 2-20 0-10 Lo¹i 2 100 75-100 50-74 28-52 8-30 0-12 0-5 Lo¹i 3 100 95-100 85-100 65-90 30-60 5-25 0-5 Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4. Vật liệu chế tạo BTAP: 4.3. Bột khoáng  Là thành phần quan trọng trong hỗn hợp BTAP;  Vai trò:  Lấp đầy lỗ rỗng của cốt liệu → tăng độ đặc;  Tăng tỷ diện tích bề mặt → màng bitum mỏng → tăng liên kết vật lý;  Thường có gốc bazơ → tăng liên kết hóa học giữa bitum – VLK;  Tăng ổn định nước cho BTAP; Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4.3. Bột khoáng  Nguồn gốc: được nghiền mịn từ đá vôi, đá đôlômít, vỏ sò, ximăng, tro bay nhiệt điện, v.v...; Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4.3. Bột khoáng  Yêu cầu:  Cường độ đá gốc ≥ 20 MPa;  Lượng tạp chất < 5%;  Khô, tơi, xốp;  Độ nhỏ: lượng lọt sàng 0.6 mm đạt 100% lượng lọt sàng 0.3 mm đạt 90-100% lượng lọt sàng 0.075 mm đạt 70-100% Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4.3. Bột khoáng  Yêu cầu:  Độ hút bitum của bột khoáng ≥ 65 g/ 100 cm3 bitum.  Độ rỗng khi lèn chặt với áp lực 40 MPa ≤40% với loại được nghiền từ đá gốc ≤ 45% với các loại khác  Hệ số ưa nước Ku = V1/V2 Với V1: thể tích lắng trong nước của 5 g bột khoáng V2: thể tích lắng trong dầu của 5 g bột khoáng Nên dùng loại bột khoáng nghét nước (Ku <1) Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4. Vật liệu chế tạo BTAP: 4.4. Bitum  Loại bitum lựa chọn cần thỏa mãn:  Điều kiện khí hậu, (đk VN nên chọn bitum quánh mác 60-70 hoặc 40-50);  Điều kiện tải trọng làm việc;  Phương pháp thi công.  Hàm lượng bitum từ 4 đến 7%;  Có thể sử dụng các loại bitum cải tiến. Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 4. Vật liệu chế tạo BTAP: 4.5. Phụ gia  Để cải thiện một số tính chất của BTAP như ổn định nước, ổn định nhiệt, v.v...;  Một số loại phụ gia gồm: phụ gia khoáng bột cao su; các polyme nhiệt dẻo, v.v... Chương 10: Bê tông asphalt 4. Vật liệu chế tạo BTAP 5. Thiết kế thành phần BTAP: 5.1. Khái niệm  Thiết kế thành phần bê tông asphalt (BTAP) là việc tính toán và thí nghiệm để tìm ra tỷ lệ (%) thành phần VLK (đá, cát, bột khoáng); hàm lượng bitum tối ưu và lượng phụ gia (nếu cần) đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật và các đặc tính khai thác của kết cấu mặt đường. Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.1. Khái niệm  Khi thiết kế thành phần BTAP cần chú ý một số vấn đề sau:  Xác định rõ yêu cầu và lựa chọn tiêu chuẩn áp dụng;  Nguồn vật liệu, khả năng cung cấp, các chỉ tiêu kỹ thuật và giá;  Tính chất kỹ thuật của công trình, điều kiện thi công và khai thác; Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.2. Các phương pháp thiết kế  Phương pháp thiết kế theo TC 9128-84 của Nga;  Phương pháp Marshall của Mỹ;  Phương pháp theo TC BS 594-598 của Vương quốc Anh;  Phương pháp theo tiêu chuẩn VN (kết hợp 2 phương pháp của Nga và Marshall). Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.3. Phương pháp thiết kế thành phần BTAP theo TC Nga 5.3.1. Tính toán thành phần VLK  Hỗn hợp VLK cần được chọn để đảm bảo độ đặc hợp lý;  Lý thuyết của Ivanop về đường cong độ đặc hợp lý là cơ sở để tạo ra thành phần hạt VLK hợp lý: trong đó: d1, d2, d3, ..., dn là đường kính các cỡ hạt 2 d d... d d d d n 1n 3 2 2 1   Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.3.1. Tính toán thành phần VLK  Lượng hạt y1, y2, y3, ..., yn tương ứng với các cỡ hạt d1, d2, d3, ..., dn sẽ là: y1, y2=k.y1, y3=k2.y1, ..., yn=kn-1.y1 Tổng các hạt sẽ là: ∑yi=100 (%) = y1(1-kn)/(1-k) → y1 = 100.(1-k)/(1-kn) trong đó hệ số k thường được chọn từ 0.75-0.90. Hỗn hợp có độ đặc lớn nhất khi k=0.81. Từ các phương trình trên lập được cấp phối VLK hợp lý cho các loại hỗn hợp BTAP khác nhau. Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP D¹ng vµ lo¹i hçn hîp L­îng lät sµng, % ë cì h¹t, mm 20 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14 0.071 A 95-100 60-100 35-50 24-38 17-28 12-20 9-15 6-11 4-10 B 95-100 70-100 50-65 38-52 28-39 20-29 14-22 9-16 6-12 C 95-100 80-100 65-80 52-66 39-53 20-40 20-28 12-20 8-14 BT c¸t lo¹i D - - 95-100 68-83 45-67 28-50 18-35 11-24 8-16 BT c¸t lo¹i E - - 95-100 74-93 53-86 37-75 27-55 17-33 10-16 Thành phần VLK của hỗn hợp BTAP rải nóng và ấm để làm lớp trên của mặt đường Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Thành phần VLK của hỗn hợp BTAP rải nóng và ấm đặc hoặc rỗng để làm lớp dưới của mặt đường D¹ng vµ lo¹i hçn hîp L­îng lät sµng, % ë cì h¹t, mm 40 20 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14 0.071 A 95-100 65-80 47-62 35-50 24-38 17-28 12-20 9-15 6-11 4-10 B 95-100 80-89 62-77 50-65 38-52 28-39 20-29 14- 22 9-16 6-12 BT c¸t lo¹i D 95-100 70-100 45-82 27-65 18-48 10-38 7-28 4-20 3-12 2-8 BT c¸t lo¹i E - - 95-100 68-100 45- 100 28-98 18- 73 10- 45 4-10 Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Thành phần VLK của hỗn hợp BTAP nguội để làm lớp trên của mặt đường D¹ng vµ lo¹i hçn hîp L­îng lät sµng, % ë cì h¹t, mm 20 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14 0.071 A 95-100 60-100 50-65 33-50 21-39 14-29 10-22 9-16 8-12 B 95-100 70-100 65-80 50-68 39-40 29-45 22-32 16-22 12-17 C - - 95-100 66-82 46-68 26-54 18-43 14-30 12-20 Các bước tính toán thành phần VLK:  Bước 1: gọi D, M, C, B (%) lần lượt là tỷ lệ của đá, đá mạt, cát, và bột khoáng. D + M + C + B = 100 (%) (1a) Nếu hỗn hợp không dùng đá mạt, có D + C + B = 100 (%) (1b) Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 2: gọi Dx, Mx, Cx, Bx (%) lần lượt là lượng lọt sàng tại cỡ sàng x của đá, đá mạt, cát, và bột khoáng. Vậy lượng lọt sàng của cả hỗn hợp VLK (Lx) tại cỡ sàng x là: Để hỗn hợp VLK thỏa mãn cấp phối tiêu chuẩn theo quy phạm thì lượng lọt sàng Lx tại mọi cỡ sàng phải thuộc phạm vi cho phép của cấp phối tiêu chuẩn, Lxmax ≥ Lx ≥ Lxmin. (2) 100 BB 100 CC 100 MM 100 DDL xxxxx  Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 3: Xác định lượng đá dăm. trong đó: Ax, ADx là lượng sót tích lũy tại cỡ hạt x của hỗn hợp hợp lý theo quy phạm và của riêng đá dăm. (Lượng sót tích lũy = 100 – lượng lọt sàng) Cỡ sàng x thường chọn sao cho lượng đá mạt, cát, và bột khoáng đều lọt qua 100%. (3) (%) 100 A AD Dx x Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 4: Xác định lượng bột khoáng. trong đó: L0.071, B0.071 là lượng lọt sàng tại cỡ sàng 0.071mm của hỗn hợp VLK hợp lý theo quy phạm và của riêng bột khoáng. (để tính lượng bột khoáng thường xét tại cỡ sàng đặc trưng 0.071mm). (4) (%) 100 B L B 0.071 0.071 Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 5: Xác định lượng đá mạt và cát. Từ (1a) có: M + C = 100 – (D + B) = M’ (1c) Xét phương trình (2) tại cỡ sàng 1.25mm, có → Giải hệ (1c) và (5) tìm được M và C (%) (2b) 100 BB 100 CC 100 MM 100 DDL 1.251.251.251.251.25  (5) B -L 100 CC 100 C)(MM 1.251.25 ' 1.25   Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 6: Kiểm tra. Từ kết quả tính toán và thành phần vật liệu thực tế, tiến hành tính Lx tại mọi cỡ hạt và so sánh với cấp phối tiêu chuẩn theo quy phạm. (2c) )L , (L 100 BB 100 CC 100 MM 100 DDL maxx min xxxxxx  Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.3.2. Xác định lượng bitum và các tính chất vật lý của hỗn hợp BTAP  Bước 1: Xác định lượng bitum ban đầu Lượng bitum được tính dựa trên:  Thành phần của VLK  Độ rỗng dư của BTAP Lượng bitum gồm:  Lượng bitum so với khối lượng của VLK  Lượng bitum so với khối lượng của cả hỗn hợp. Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 1: Xác định lượng bitum ban đầu. Tổng khối lượng VLK là 100%, trong đó CLL từ 20-65%, CLN từ 30-60%, bột khoáng từ 4-14%. Lượng bitum B (%) thường từ 5 đến 7% so với khối lượng của VLK. Lượng bitum (%) so với khối lượng của cả hỗn hợp BTAP: (%) 100 100B BPb   Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 2: Xác định các tính chất vật lý của BTAP.  Độ rỗng của hỗn hợp VLK: trong đó : ρok - khối lượng thể tích của VLK trong BTAP với ρoAF - khối lượng thể tích của BTAP qk - tỷ lệ % khối lượng của VLK qB - tỷ lệ % khối lượng của bitum (%) 100 ) ρ ρ (1V k ok rk  qq ρq ρ Bk oAFk ok   Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 2: Xác định các tính chất vật lý của BTAP.  Khối lượng riêng của hỗn hợp VLK: Độ rỗng còn lại (dư) của BTAP với ρAF - khối lượng riêng của BTAP )(g/cm ρ BK ρ C ρ D 100 ρ 3 BKCD k   (%) )100 ρ ρ (1V AF oAF rd  Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP  Bước 3: Xác định lượng bitum tối ưu.  Lượng bitum tối ưu được xác định bằng thực nghiệm  Thông thường B = 5-7% so với khối lượng của VLK;  Chế tạo các mẫu thử với lượng B thay đổi trong khoảng trên;  Xác định lượng B tối ưu cho các chỉ tiêu:  Độ rỗng của hỗn hợp VLK;  Độ rỗng dư của BTAP;  Khối lượng riêng của BTAP;  Cường độ nén của BTAP ở 50oC. Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 2.55 2.60 2.65 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 Hàm lượng bitum (%), B3=5.93% K h ố i l ư ợ n g r iê n g , g /c m 3 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 4.5 5.5 6.5 7.5 Đ ộ rỗ n g c ủ a h ỗ n h ợ p V L k h o án g , % Hàm lượng bitum (%), B1=5.56% 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.5 6.5 7.5 Hàm lượng nhựa (%), B2=5.53% Đ ộ r ỗ n g c ò n lạ i,% 0.4 0.7 1.0 1.3 1.6 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 Hàm lượng bitum (%), B4=5.58% C ư ờ n g đ ộ ở 5 0 đ ộ C B = (B1+B2+B3+B4)/4  Bước 4: Tính toán lại lượng bitum. trong đó: Vrk – độ rỗng của VLK (%) Vrd – độ rỗng dư của BTAP ρbt – khối lượng riêng của bitum (g/cm3) ρok – khối lượng thể tích của VLK trong BTAP (g/cm3). (%) ρ ρ VV B bt ok rdrk  Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Lo¹i vËt liÖu L­îng lät sµng (%) t¹i cì sµng cã ®­êng kÝnh (mm) 20 15 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14 0.071 и dăm 100 95 45 5 0 0 0 0 0 0 C¸t 100 100 100 95 60 40 25 20 5 0 Bét ®¸ 100 100 100 100 100 100 100 100 96 80 L­îng lät sµng theo TC 95- 100 95- 100 60- 100 35- 50 24- 38 17- 28 12- 20 9- 15 6- 11 4-10 Ví dụ: Tính toán thành phần VLK để chế tạo hỗn hợp BTAP đặc, rải nóng loại A dùng cho lớp trên của kết cấu mặt đường 5.4. Phương pháp thiết kế thành phần BTAP theo Marshall và tiêu chuẩn Việt nam  Thành phần hạt VLK tuân thủ theo cấp phối Fuller;  Tiêu chuẩn VN có cải tiến để phù hợp với điều kiện VN: trong đó: D, d là đường kính cỡ hạt lớn nhất và đường kính cỡ hạt cần tính toán. n = 0.42-0.52 (theo Marshall, n được chọn = 0.45). (%); D d100P n       Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Cì sµng Lo¹i 65 21/2 in 37.5 11/2 in 25 1 in 19 3/4 in 12.5 1/2 in 9.5 3/8 in 4.75 N04 2.36 N08 N016 0.6 N030 0.3 N050 0.15 N0100 0.075 N0200 Nhùa % Ia IIa IIb IIc IId IIe IIIa IIIb IIIc IIId IIIe IVa IVb IVc IVd Va Vb VIa VIb VIIa VIIb 100 100 100 100 35-70 100 75-100 100 75-100 100 80-100 0-15 100 70-100 50-80 100 100 75-100 60-85 100 80-100 70-90 100 100 100 100 70-100 100 75-100 75-100 100 80-100 100 85-100 100 100 70-100 45-75 35-60 25-60 75-100 60-85 60-85 45-70 40-65 80-100 70-90 60-80 55-75 85-100 85-100 85-100 100 45-50 20-40 20-40 15-35 10-30 35-55 35-55 30-50 30-50 30-50 55-75 50-70 48-65 45-62 65-80 65-80 85-100 100 0-5 5-20 5-20 5-20 5-20 5-20 20-35 20-35 20-35 20-35 20-35 35-50 35-50 35-50 35-50 50-65 50-65 65-78 65-80 80-95 95-100 37-52 37-52 50-70 47-68 70-89 85-98 10-22 10-22 5-20 5-20 5-20 18-29 18-29 19-30 19-30 25-40 25-40 35-60 30-55 55-80 70-95 6-16 6-16 3-12 3-12 3-12 13-23 13-23 13-23 13-23 18-30 18-30 25-48 20-40 30-60 40-75 6-16 6-16 3-12 3-12 3-12 13-23 13-23 13-23 13-23 18-30 18-30 25-48 20-40 30-60 40-75 4-12 4-12 2-8 2-8 2-8 8-16 8-16 7-15 7-15 10-20 10-20 15-30 10-25 10-35 20-40 0-3 0-4 0-4 0-4 0-4 0-4 2-8 2-8 0-4 0-4 0-4 4-10 4-10 0-8 0-8 3-10 3-10 6-12 3-8 4-14 8-16 3.0-4.5 4.0-5.0 4.0-5.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.0-6.0 3.5-7.0 3.5-7.0 3.5-7.0 3.5-7.0 4.0-7.5 4.0-7.5 4.5-8.5 4.5-8.5 7.0-11.0 7.5-12.0 Các hỗn hợp BTAP theo tiêu chuẩn của Mỹ Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Thành phần cấp phối VLK cho BTAP đặc nóng theo TCVN Lo¹i BTNC BTNC 9,5 BTNC 12,5 BTNC 19 Bª t«ng nhùa c¸t BTNC 4,75 Cì h¹t lín nhÊt danh ®ịnh (mm) 9,5 12,5 19 4,75 Ph¹m vi ¸p dông Líp mÆt trªn Líp mÆt trªn hoÆc líp mÆt d­íi Líp mÆt d­íi VØa hÌ, lµn dµnh cho xe ®¹p, xe th« s¬ ChiÒu dµy rải hîp lý, cm 4-5 5-7 6-8 3-5 Cì sµng m¾t vu«ng, mm L­îng lät qua sµng (% khèi l­îng) 25 - - 100 - 19 - 100 90-100 - 12,5 100 90-100 71-86 - 9,5 90-100 74-89 58-78 100 4,75 55-80 47-71 36-61 80-100 2,36 36-63 30-55 25-45 65-82 1,18 25-45 21-40 17-33 45-65 0,6 17-33 15-31 12-25 30-50 0,3 12-25 11-22 8-17 20-36 0,15 9-17 8-15 6-12 15-25 0,075 6-10 6-10 5-8 8-12 Hµm l­îng nhùa tham khảo (% khèi l­îng hçn hîp BTAP) 5,2-6,2 5,0-6,0 4,8-5,8 6,0-7,5 Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Thành phần cấp phối VLK cho BTAP rỗng theo TCVN Lo¹i BTNC BTNR 19 BTNR 25 BTNR 37,5 Cì h¹t lín nhÊt danh ®ịnh (mm) 19 25 37,5 Ph¹m vi ¸p dông Líp mãng trªn Líp mãng Líp mãng ChiÒu dµy rải hîp lý, cm 4-5 5-7 6-8 Cì sµng m¾t vu«ng, mm L­îng lät qua sµng (% khèi l­îng) 50 - - 100 37,5 - 100 90-100 25 100 90-100 - 19 90-100 - 40-70 12,5 - 40-70 - 9,5 40-70 - 18-48 4,75 15-39 10-34 6-29 2,36 2-18 1-17 0-14 1,18 - - - 0,6 0-10 0-10 0-8 0,3 - - - 0,15 - - - 0,075 - - - Hµm l­îng nhùa tham khảo (% khèi l­îng hçn hîp BTAP) 4,0-5,0 3,5-4,5 3,0-4,0 5.4. Phương pháp thiết kế thành phần BTAP theo Marshall và tiêu chuẩn Việt nam 5.4.1. Tính toán thành phần VLK Bước 1: Phương trình tổng quát: P = A.a + B.b + C.c (1) trong đó: P – lượng lọt sàng (%) tại cỡ sàng khảo sát của hỗn hợp theo quy định của tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án; A, B, C – lượng lọt sàng tại cỡ sàng tương ứng của từng VLK, %; a, b, c – tỷ lệ của từng VLK trong hỗn hợp; a + b + c = 1 (2) Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.1. Tính toán thành phần VLK Bước 2: Khi thiết kế cho hỗn hợp gồm 2 vật liệu:  Tỷ lệ đá dăm: khảo sát tại cỡ sàng 2.36 mm  Tỷ lệ cát: b = 1- a 2.362.36 2.362.36 BA BP a    Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.1. Tính toán thành phần VLK Bước 2: Khi thiết kế cho hỗn hợp gồm 3 vật liệu:  Tỷ lệ đá dăm: khảo sát tại cỡ sàng 2.36 mm  Tỷ lệ bột khoáng: khảo sát cỡ sàng 0.075 mm P0.075 = A0.075.a + B0.075.b + C0.075.c ; và b + c = 1 - a  Tỷ lệ cát: b = 1- a - c 2.362.36 2.362.36 BA BP a    Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.1. Tính toán thành phần VLK Bước 3: Kiểm tra lại hỗn hợp VLK theo phương trình (1) tại mọi cỡ hạt: P = A.a + B.b + C.c (1) Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4. Phương pháp thiết kế thành phần BTAP theo Marshall và tiêu chuẩn Việt nam 5.4.2. Lựa chọn hàm lượng bitum và tính toán các đặc trưng vật lý: Bước 1: Tính toán hàm lượng bitum ban đầu Hàm lượng bitum sử dụng cho hỗn hợp nên được lựa chọn sao cho độ rỗng dư của hỗn hợp BTAP từ 3 – 5 % Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.2. Lựa chọn hàm lượng bitum và tính toán các đặc trưng vật lý: Bước 1: Tính toán hàm lượng bitum ban đầu Hàm lượng bitum sử dụng cho hỗn hợp nên được lựa chọn sao cho độ rỗng dư của hỗn hợp BTAP từ 3 – 5 % trong đó: B – hàm lượng bitum (%) theo khối lượng của VLK; VrVLK – độ rỗng của VLK Vrd – độ rỗng dư của BTAP ρB –tỷ trọng (khối lượng riêng) của bitum ρch –tỷ trọng có hiệu của VLK B ch rdrVLK ρ ρ VV B   Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.2. Lựa chọn hàm lượng bitum và tính toán các đặc trưng vật lý: Bước 1: Tính toán hàm lượng bitum ban đầu Hàm lượng bitum sử dụng tính theo % của cả hỗn hợp: 100 B-100 BPp  Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.2. Lựa chọn hàm lượng bitum và tính toán các đặc trưng vật lý: Bước 2: Xác định hàm lượng bitum cuối cùng (tối ưu)  Chế tạo 5 tổ hợp mẫu thử với hàm lượng bitum thay đổi (bước thay đổi 0.5%) từ 4.5 đến 7.0 %;  Xác định các đặc tính của BTAP, gồm:  Tỷ trọng khối của hỗn hợp BTAP;  Tỷ trọng khối & tỷ trọng của VLK;  Độ rỗng của hỗn hợp VLK;  Độ rỗng dư của BTAP;  Tỷ lệ % lấp lỗ rỗng của bitum. Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP 5.4.2. Lựa chọn hàm lượng bitum và tính toán các đặc trưng vật lý: Bước 2: Xác định hàm lượng bitum cuối cùng (tối ưu)  Tỷ trọng khối của VLK: Gsb – tỷ trọng khối (biểu kiến) của hỗn hợp VLK; P1, P2, ..., Pn – tỷ lệ % của từng thành phần VLK; G1, G2, ..., Gn – khối lượng thể tích tương ứng của VLK. n n 2 2 1 1 n n 2 2 1 1 n21 sb G P... G P G P 100 G P... G P G P P...PP G      Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Bước 2: Xác định hàm lượng bitum cuối cùng (tối ưu)  Tỷ trọng có hiệu của cốt liệu: Gse – tỷ trọng có hiệu của cốt liệu; Gmn – tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp (không có đỗ rỗng dư); Pmn – % theo khối lượng của hỗn hợp VLK ở trạng thái rời; Pb – hàm lượng bitum theo % so với tổng khối lượng BTAP. Gb – tỷ trọng của bitum. b b mn mn bmn se G P G P PP G    Chương 10: Bê tông asphalt 5. Thiết kế thành phần BTAP Bước 2: Xác định hàm lượng bitum cuối cùng (tối ưu)  Độ rỗng của VLK (% theo thể tích): VMA – độ rỗng của VLK, % theo thể tích; Gsb