Kết quả nghiên cứu bước đầu về một số đặc tính cơ lý của hỗn hợp đá dăm trộn nhựa chặt nóng (DBM) và ứng dụng trong kết cấu áo đường mềm tại Việt Nam

shall ɸ 101.6mm x 63.5mm ɸ 152.4mm x 95.3mm ɸ 101.6mm x 63.5mm
2. Số chày đầm mỗi mặt (chày) 75 112 75
3. Độ rỗng dư (%) 3 - 6 3 - 6 3-5
4. Độ ổn định (kN) ≥ 7.5 15 9 (*)
5. Độ dẻo (mm) 1.5 - 4.0 Không quy định 2 - 4 (**)
6. Thương số Marshall-Marshall 
Quotient (Độ ổn định/Độ dẻo)
Không quy định Không quy định 2 - 5
7. Tỷ số cường độ chịu kéo
(Tensile Strength Ratio)
Không quy định Không quy định 80% (tối thiểu)
47TẬP 11 SỐ 509 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
Các chỉ tiêu
ATB theo [8]
DBM theo [2]
ATB25 ATB 31.5 và ATB 37.5
8. Độ rỗng lấp đầy nhựa VFA (%) 55 - 70 55 - 70 65 - 75
9. Độ rỗng cốt liệu VMA (%) tùy thuộc độ rỗng dư (%) thiết kế
Theo [8]
4%
5%
6%
12%
13%
14%
11.0 - 11.5 % (***)
12.0 - 12.5 % (***)
13.0 - 13.5 % (***)
Theo [2]
Cỡ hạt danh định 
lớn nhất (mm)
VMA (%) nhỏ nhất tùy độ rỗng dư thiết kế
3 4 5
9.5 14 15 16
13.2 13 14 15
19.0 12 13 14
26.5 11 12 13
37.5 10 11 12
(*) và (**): Nếu thiết kế theo Marshall cải tiến được nhân tương ứng với 2.25 và 1.5. 
(***): với ATB 37.5
Bảng 5. Tổng hợp thành phần cấp phối của các DBM và đối chiếu giới hạn trên-dưới theo [8]
Cỡ hạt danh định 
chuẩn (mm)
50 37.5 31.5 25 19 16 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
Giới hạn trên 100 100 100 100 80 68 62 52 40 32 25 18 14 10 6
DBM 25 100 100 100 96.2 73.3 60.9 52.9 45.5 33.8 22.5 16.8 13.3 10.4 8 5.3
Giới hạn dưới 100 100 100 90 60 48 42 32 20 15 10 8 5 3 2
Giới hạn trên 100 100 100 90 72 66 60 51 40 32 25 18 14 10 6
DBM 31.5 100 100 94.4 80.9 63.3 56.4 49.5 43.6 31.8 21.2 15.7 12.2 9.4 7.3 4.5
Giới hạn dưới 100 100 90 70 53 44 39 31 20 15 10 8 5 3 2
Giới hạn trên 100 100 92 85 71 63 57 50 40 32 25 18 14 10 6
DBM 37.5 100 97.7 82.9 72.2 59.3 52.5 46.4 41.7 32.2 22.8 16 11.8 9.2 7 4.5
Giới hạn dưới 100 90 75 66 49 43 37 30 20 15 10 8 5 3 2
3. Chương trình thí nghiệm
Nhằm đánh giá khả năng áp dụng DBM trong kết cấu áo đường ở Việt Nam, nghiên cứu đã sử dụng 
phương pháp Marshall theo hướng dẫn của [8] để thiết kế chế tạo 3 loại hỗn hợp DBM 25, DBM 31.5 và 
DBM 37.5. Sau đó tiến hành xác định một số chỉ tiêu kỹ thuật (cường độ Marshall, đặc tính thể tích), mô đun 
đàn hồi tĩnh tại 10oC, 30oC và cường độ chịu kéo uốn tại 10oC thông qua thí nghiệm xác định cường độ kéo 
khi ép chẻ. Các thí nghiệm được thực hiện ở Phòng thí nghiệm trọng điểm Đường bộ 3, Viện Khoa học và 
Công nghệ giao thông Vận tải.
3.1 Vật liệu thí nghiệm và hỗn hợp DBM
Cốt liệu lớn (đá dăm) và cốt liệu mịn (đá 0-5 mm) lấy từ mỏ đá Biên Hòa - Đồng Nai, bột đá lấy từ 
Phủ Lý - Hà Nam, nhựa đường Shell Malaysia có độ kim lún 60/70. 
Các vật liệu trên (đá dăm các loại, bột đá và nhựa đường) đều được tiến hành thí nghiệm đánh giá 
chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành như khuyến cáo của [8].
Kết quả thiết kế thành phần cốt liệu của DBM 25, DBM 31.5 và DBM 37.5 được tổng hợp ở Bảng 5.
3.2 Phương pháp thí nghiệm
Thiết kế thành phần, xác định và kiểm tra các chỉ tiêu cường độ Marshall, đặc tính thể tích của DBM 
theo hướng dẫn của [8].
Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi tĩnh (E) ở 2 mức nhiệt độ 10oC và 30oC theo hướng dẫn [6]. 
Còn cường độ chịu kéo uốn (Rku) tại 10
oC xác định gián tiếp thông qua thí nghiệm cường độ kéo khi ép chẻ 
Rc [12] nhờ quan hệ Rku = Kn.Rc, với Kn = 2 [6]. Với các chỉ tiêu E và Rku, tại mỗi cấp nhiệt độ làm 03 mẫu thí 
nghiệm cho từng loại DBM. Lấy giá trị trung bình của 3 kết quả thí nghiệm.
48 TẬP 11 SỐ 509 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
4. Kết quả và đánh giá
Các kết quả cường độ Marshall và đặc tính thể tích của 3 loại DBM thu được sau quá trình thiết kế 
thành phần hỗn hợp được tổng hợp ở Bảng 6 dưới đây.
Phần lớn các chỉ tiêu trong Bảng 6 đều thỏa mãn các quy định của [8], đặc biệt, độ ổn định Marshall 
thường cao hơn từ 1.9 đến 2.0 lần so với tiêu chuẩn quy định trong khi các chỉ tiêu kỹ thuật khác thì tương 
đối sát với tiêu chí của [8]. Hiện tượng này có thể do chất lượng của vật liệu tốt cũng như độ chặt của hỗn 
hợp cốt liệu tương đối cao (độ rỗng dư nhỏ).
Bảng 6. Tổng hợp cường độ Marshall và đặc tính thể tích của 3 loại DBM
STT Cường độ Marshall và 
đặc tính thể tích
Đơn 
vị
DBM 25 DBM 31.5 DBM 37.5
Kết quả Yêu cầu Kết quả Yêu cầu Kết quả Yêu cầu
1 Độ ổn định Marshall kN 15.36 ≥ 7.5 30.17 ≥ 15 28.69 ≥ 15
2 Độ dẻo mm 3.73 1.5-4 5.43 - 7.37 -
3 Độ rỗng lấp đầy nhựa (VFA) % 72.84 55-70 71.74 55-70 72.64 55-70
4 Độ rỗng dư % 3.76 3-6 3.6 3-6 3.30 3-6
5 Độ rỗng cốt liệu (VMA) % 13.86 ≥ 12 12.37 ≥ 11.0 12.06 ≥ 11.5
6 Khối lượng thể tích g/cm3 2.484 - 2.526 - 2.530 -
7 Hàm lượng nhựa tối ưu % 4.89 - 4.25 - 4.30 -
Hình 1 và Hình 2 tổng hợp kết quả thí nghiệm E tại 10oC và 30oC và Rku tại 10
oC. Bảng 7 đánh giá 
mức suy giảm E khi nhiệt độ tăng từ 10oC đến 30oC, cũng như tổng hợp các giá trị Rku tại 10
oC của 3 DBM 
và đối chiếu với Rku của đá dăm đen nhựa đặc, BTN rỗng (BTNR) [6] (đây cũng là 2 loại vật liệu dùng làm 
lớp móng hoặc lớp mặt ở nước ta tương tự như DBM).
Các cột giá trị E và Rku ở 2 Hình 1 và 2 cho thấy xu hướng tăng nhẹ từ DBM 25 đến DBM 37.5, mức 
tăng từ 5% đến 15%. Tuy nhiên, để có thể đánh giá, so sánh toàn diện, đầy đủ ưu nhược điểm giữa các loại 
DBM khác nhau, vẫn cần tiếp tục tiến hành các nghiên cứu, thí nghiệm về các chỉ tiêu khác như độ bền chịu 
tải trọng lặp, độ bền chống vệt hằn lún bánh xe, độ mài mòn, thấm nước...
Các giá trị ở Bảng 7 cho thấy, E của cả 3 loại DBM đều cao hơn so với Đá dăm đen nhựa đặc. Cụ 
thể, tại mức nhiệt độ 10oC, E của DBM 25, DBM 31.5 và DBM 37.5 tăng hơn so với E của Đá dăm đen nhựa 
đặc từ 26%, 37% đến 41%. Còn tại mức 30oC, các giá trị tăng tương ứng là 15%, 25% và 23%. Mức độ suy 
giảm E của 3 DBM nhìn chung tương đương đá dăm đen nhựa đặc và ít hơn so với BTNR. 
Hình 1. E của 3 loại DBM tại 10oC và 30oC Hình 2. Rku của 3 loại DBM tại 10
oC
Có thể nhận xét rằng các kết quả thu được ở trên là do các yêu cầu về chất vật liệu của DBM đã cao 
hơn so với đá dăm đen nhựa đặc (đặc biệt về thành phần cấp phối cốt liệu lớn, nhỏ, bột khoáng và hàm 
lượng nhựa tối ưu - là các yếu tố hầu như trước đây chưa được quan tâm ở đá dăm đen nhựa đặc).
Đối với BTNR, độ rỗng lớn có thể là nguyên nhân khiến mức độ suy giảm E (lên tới 80%) của vật liệu này 
là nghiêm trọng hơn so với DBM - vốn có độ rỗng dư nhỏ khiến độ chặt của DBM đã được cải thiện đáng kể. 
Có thể cũng chính vì lý do đó cho nên cường độ chịu kéo uốn của cả 3 DBM đều cao hơn BTNR. 
Trong khi đối với đá dăm đen nhựa đặc, tiêu chuẩn [6] trước đây còn chưa quy định về cường độ chịu kéo 
uốn khiến công tác thiết kế, kiểm toán áo đường gặp khó khăn khi sử dụng vật liệu này làm mặt đường.
49TẬP 11 SỐ 509 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
Các kết quả thí nghiệm bước đầu ở trên một lần nữa củng cố thêm nhận định việc sử dụng hỗn hợp 
DBM để làm lớp mặt dưới, lớp móng trong kết cấu áo đường ở Việt Nam về mặt kỹ thuật là có tính khả thi.
5. Kết luận và kiến nghị
Dựa trên một số phân tích tổng quan về hỗn hợp đá đăm trộn nhựa và một số kết quả thực nghiệm 
trong phòng, bước đầu có thể rút ra một số kết luận như sau với các hỗn hợp DBM đã nghiên cứu:
- Nhìn chung, phương pháp thiết kế Marshall có thể áp dụng được khi thiết kế thành phần hỗn hợp 
DBM. Quá trình chế tạo thuận lợi, dễ dàng kiểm soát chất lượng. 
- Các chỉ tiêu mô đun đàn hồi, cường độ chịu kéo uốn của DBM đều cao hơn so với quy định của các 
lớp vật liệu tương đương trong tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm của Việt Nam. 
- Việc sử dụng DBM làm lớp móng và lớp mặt dưới trong kết cấu áo đường mềm ở Việt Nam có tính 
khả thi. 
Kiến nghị nên sớm xây dựng và ban hành tiêu chuẩn về "Hỗn hợp đá dăm trộn nhựa chặt nóng 
(DBM) - Yêu cầu thi công và nghiệm thu" cho nước ta. 
Tài liệu tham khảo
1. IRC: 37-2012, Indian Roads Congress. Guidelines for the Design of Flexible Pavements.
2. IRC:111-2009, Specifications for dense graded bituminous mixes.
3. A guide to the design of hot mix asphalt in tropical and sub-tropical countries (2002), Department for 
Internation Development, Overseas road note 19, United Kingdom, ISSN 0951-8797.
4. BS 4987-1:1993, Coated macadam for roads and other paved areas, Specification for constituent 
materials and for mixtures.
5. JTGF40-2004, Technical Specifications for construction of Highway Asphalt Pavements.
6. 22TCN 211 - 06, Áo đường mềm - các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế - Bộ GTVT Việt Nam.
7. TCCS06:2013/TCĐBVN, Sửa chữa kết cấu áo đường bằng hỗn hợp đá dăm đen rải nóng-thi công và 
nghiệm thu.
8. Vũ Đức Chính, Dương Học Hải và những người khác (2014), Nghiên cứu lựa chọn kết cấu và vật liệu cho 
kết cấu áo đường mềm trên các tuyến đường có xe tải trọng nặng phù hợp với điều kiện nhiệt ẩm, Báo cáo 
tổng kết Đề tài NCKH cấp Bộ GTVT, Mã số DT144047.
9. Roberts F.L., Louay N.M., Wang L.B. (2002), “History of Hot Mix Asphalt Mixture Design in the United 
States”, Journal of Materials in Civil Engineering, 14(4):82-93.
10. Darshna B.J., Patel A.K. (2013), “Optimum bitumen content by Marshall mix design for DBM”, Journal of 
Information, Knowledge and Research in Civil Engineering, ISSN: 0975 - 6744, 2(2):104-108.
11. Sridhar R., Kamaraj C., Sunil B., Nanda P.K., Manvinder S. (2007), “Effects Of Gradation And Compac-
tive Effort On The Properties Of Dense Bituminous Macadam Mixes”, Journal of Scientific and Industrial 
Research, 66:56-59.
12. TCVN 8862:2011, Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo khi ép chẻ của vật liệu hạt liên kết bằng 
chất kết dính.
13. TCVN 8819:2011, Mặt đường bê tông nhựa nóng-yêu cầu thi công và nghiệm thu.
Bảng 7. So sánh mức độ suy giảm E khi nhiệt độ tăng từ 10oC đến 30oC và Rku của các DBM 
với BTNR, đá dăm đen nhựa đặc
STT Các hỗn hợp 
Mô đun đàn hồi E (MPa) Rku (MPa)
Ghi chú
10oC 30oC Suy giảm E 
giữa 10oC-30oC 10
oC
1 DBM 25 1255 403 68% 2
Kết quả của 
nghiên cứu
2 DBM 31.5 1365 437 68% 2,1
3 DBM 37.5 1412 432 69% 2,3
4 Bê tông nhựa rỗng 1600 320 80% 1.2-1.6
Tham khảo [6]
5 Đá dăm đen nhựa đặc 1000 350 65% Không quy định