Nghiên cứu sự phù hợp của cấp phối vật liệu áo đường bê tông nhựa trong điều kiện thời tiết cực đoan khu vực Bắc Trung Bộ

 BTNC đều tiếp
tục giảm. Điều này minh chứng rằng cường độ BTNC là rất thấp khi nhiệt độ vượt qua mức nhiệt độ
bất lợi trong tiêu chuẩn quy định. Ở thí nghiệm này, cường độ TTH_BTNC19 và QB_BTNC19 còn
rất thấp với cường độ lần lượt là 19% và 17% trong khi cường độ TTH_BTNC12.5 và QB_BTNC12.5
còn lần lượt là 37% và 34%. Điểm đáng chú ý ở đây là trong điều kiện bất lợi nhất thì cường độ BTNC
12.5 vẫn duy trì cường độ cao hơn BTNC 19. Điều này một lần nữa cho thấy khả năng thích ứng tốt
của BTNC 12.5 trước biến đổi điều kiện nhiệt độ.
4.2. Ứng xử của cấp phối BTNC trong điều kiện nhiệt ẩm
Hình 5 biểu diễn đại diện kết quả thí nghiệm các tổ mẫu ở hai cấp phối hỗn hợp BTNC với các
nguồn cốt liệu khác nhau theo thời gian tác động của điều kiện nhiệt ẩm. Mặc dù các tổ mẫu có
ứng suất kéo gián tiếp thấp hơn các tổ mẫu ở thí nghiệm số 1 nhưng một cách tương tự, các tổ mẫu
QT_BTNC vẫn cho thấy cường độ chịu kéo gián tiếp cao hơn các tổ mẫu TTH_BTNC và QB_BTNC
ở cả hai cấp phối hỗn hợp, nhưng cũng thể hiện độ suy giảm cường độ chịu kéo gián tiếp mạnh hơn
ở điều kiện nhiệt ẩm bất lợi nhất (từ 72 đến 120 giờ). Điều này phù hợp với nghiên cứu về BTNC sử
dụng đá hoa cươ có độ suy giảm cường độ trong điều kiện ngập nước lớn hơn hiều so với việc sử
dụng các loại cốt liệu đá dăm có nguồn gốc đá trầm tích [15].
Với sự tương đồng về tính chất cốt liệu, hai cấp phối BTNC có nguồn gốc cốt liệu đá dăm QB cho
thấy điều đáng chú ý là trong điều kiện nhiệt ẩm cao, một cách tương tự, BTNC 19 tiếp tục cho thấy
80
Hùng, P. V., Giang, N. H. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018 
11 
của BGTVT [13] về việc chỉ sử dụng BTNC12.5 cho lớp mặt trong điều kiện nhiệt ẩm 
cao và phù hợp điều kiện môi trường khắc nghiệt. 
Hình 5. Phân bố cường độ chịu kéo gián tiếp theo thời gian nhiệt ẩm Thí nghiệm số 2 
5. Kết luận 
Các tổ mẫu được thiết kế và chế tạo ở hai cấp phối BTNC12.5 và BTNC19 
theo phương pháp Marshall được kiểm tra cường độ chịu kéo gián tiếp ở điều kiện 
nhiệt ẩm trong thí nghiệm IDT. Kết quả nghiên cứu đưa ra một số kết luận như sau: 
Trong điều kiện nhiệt độ cao hơn (75oC) yêu cầu trong tiêu chuẩn thiết kế hiện 
hành (60oC), cả hai cấp phối BTNC12.5 và BTNC 19 đều cho thấy sự kém ổn định rõ 
ràng thông qua cường độ nén gián tiếp các tổ mẫu tiếp tục giảm đáng kể. Vì vậy, việc 
xem xét điều kiện bất lợi trong thiết kế là cần thiết và càng có cơ sở với kịch bản 
BĐKH của Việt Nam về xu hướng nhiệt độ môi trường tiếp tục tăng, đặc biệt với lớp 
trên cùng của tầng mặt (lớp tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ không khí). 
Ngoài việc BTNC12.5 mang lại độ bằng phẳng cao hơn BTNC19, trong các thí 
nghiệm về ảnh hưởng của điều kiện nhiệt ẩm cao, cấp phối BTNC12.5 còn cho thấy 
sự ổ định tốt hơn cấp phối BTNC 19. 
Về tính chất đá dăm trong nghiên cứu này, ứng xử BTNC 12.5 trong sử dụng 
đá vôi tốt hơn là đá hoa cương trong điều kiện nhiệt ẩm cao và cũng là phù hợp cho 
lớp trên cùng của tầng mặt. 
Kết quả trên là cơ sở quan trọng đối với việc lựa chọn cấp phối áp dụng cho lớp 
mặt AĐM tại những địa phương có điều kiện môi trường khắc nghiệt cục bộ. Đặc biệt 
là trong tình hình biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp như hiện nay. 
Lời cảm ơn: 
Tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ tài chính của Bộ Giáo dục và Đào tạo cho 
đề tài “Nghiên cứu cơ chế hư hỏng đường bê tông nhựa trong điều kiện khí hậu Bắc 
Trung Bộ và đề xuất giải pháp ngăn ngừa tác hại”, mã số B2016-DHH-07. 
383
341 334
259
180
161 155
141
184
162 157
140
241
218
204
189
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 24 72 120
C
ườ
ng
 đ
ộ 
ké
o 
gi
án
 ti
ếp
 (k
Pa
)
Thời gian nhiệt ẩm (giờ)
QT_BTNC19
TTH_BTNC19
QB_BTNC19
QB_BTNC12.5
Hình 5. Phân bố cường độ c ị i ti t t ời gian nhiệt ẩm Thí nghiệm số 2
sự kém ổn định hơn so với cấp phối BTNC 12.5 cả về cường độ chịu kéo gián tiếp và độ suy giảm
cường độ chịu kéo gián tiếp theo thời gian nhiệt ẩm. Điều này có thể do hỗn hợp BTNC 19 có độ ổn
định cấu trúc cốt liệu thấp hơn hỗn hợp BTNC 12.5. Sự kém ổn định này có thể bắt ng ồn từ sự hình
thành bộ khung cốt liệu thô với sự phân bố hạt có đường kính lớn nhất trong hỗn hợp BTNC 19 khó
đồng đều. Kéo theo đó là sự phân bố cốt liệu nhỏ và đặc biệt là chất kết dính cũng sẽ không đồng
đều. Vì vậy, trong cũng điều kiện nhiệt ẩm thí nghiệm, bộ khung cốt liệu hỗn hợp BTNC 19 sẽ truyền
tải kém đồng đều, dễ gây ứng suất cục bộ và dễ tạo điều kiện cho nước tác động làm giảm khả năng
liên kết bề mặt hạt cốt liệu thô có đường kính lớn nhất. Hiện tượng này có dịp diễn ra mạnh hơn khi
BTNC 19 làm việc trong điều kiện nhiệt ẩm cao. Đặc biệt, khả năng thoát nước bề mặt của BTNC 19
kém hơn của BTNC 12.5 sẽ tạo điều kiện để áp lực nước do tiếp xúc giữa mặt đường và bánh xe có
tải trọng trục lớn công phá bề mặt đường mạnh hơn như đề cập ở trên (mục 2.2). Kết quả này cũng
cho thấy, sự phù hợp của hướng dẫn trong QĐ của BGTVT [15] về việc chỉ sử dụng BTNC 12.5 cho
lớp mặt trong điều kiện nhiệt ẩm cao và phù hợp điều kiện môi trường khắc nghiệt.
5. Kết luận
Các tổ mẫu được thiết kế và chế tạo ở hai cấp phối BTNC 12.5 và BTNC 19 theo phương pháp
Marshall được kiểm tra cường độ chịu kéo gián tiếp ở điều kiện nhiệt ẩm trong thí nghiệm IDT. Kết
quả nghiên cứu đưa ra một số kết luận như sau:
Trong điều kiện nhiệt độ cao hơn (75◦C) yêu cầu trong tiêu chuẩn thiết kế hiện hành (60◦C), cả
hai cấp phối BTNC 12.5 và BTNC 19 đều cho thấy sự kém ổn định rõ ràng thông qua cường độ nén
gián tiếp các tổ mẫu tiếp tục giảm đáng kể. Vì vậy, việc xem xét điều kiện bất lợi trong thiết kế là cần
thiết và càng có cơ sở với kịch bản BĐKH của Việt Nam về xu hướng nhiệt độ môi trường tiếp tục
tăng, đặc biệt với lớp trên cùng của tầng mặt (lớp tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ không khí).
Ngoài việc BTNC 12.5 mang lại độ bằng phẳng cao hơn BTNC 19, trong các thí nghiệm về ảnh
hưởng của điều kiện nhiệt ẩm cao, cấp phối BTNC 12.5 còn cho thấy sự ổ định tốt hơn cấp phối
BTNC 19.
Về tính chất đá dăm trong nghiên cứu này, ứng xử BTNC 12.5 trong sử dụng đá vôi tốt hơn là đá
hoa cương trong điều kiện nhiệt ẩm cao và cũng là phù hợp cho lớp trên cùng của tầng mặt.
Kết quả trên là cơ sở quan trọng đối với việc lựa chọn cấp phối áp dụng cho lớp mặt AĐM tại
những địa phương có điều kiện môi trường khắc nghiệt cục bộ. Đặc biệt là trong tình hình biến đổi
khí hậu diễn biến phức tạp như hiện nay.
81
Hùng, P. V., Giang, N. H. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Lời cảm ơn
Tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ tài chính của Bộ Giáo dục và Đào tạo cho đề tài “Nghiên cứu
cơ chế hư hỏng đường bê tông nhựa trong điều kiện khí hậu Bắc Trung Bộ và đề xuất giải pháp ngăn
ngừa tác hại”, mã số B2016-DHH-07.
Tài liệu tham khảo
[1] Chiêu, N. Q. (2005). Nhựa đường và các loại mặt đường nhựa. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
[2] Hữu, P. D., Chính, V. Đ., Đông, Đ. V., Sang, N. T. (2015). Bê tông Asphalt. Nhà xuất bản Giao thông vận
tải.
[3] Nhất, N. T., Thiện, T. V. (2014). Một số nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa phổ biến ở Nam
bộ và hướng giải quyết. Tạp chí Giao thông vận tải.
[4] TCN: 22TCN 211- 06. Áo đường mềm – Tiêu chuẩn thiết kế. Bộ Giao thông vận tải, Việt Nam.
[5] Bộ Khoa học và Công nghệ (2015). Nhiệt độ tháng năm phá vỡ hàng loạt kỷ lục. Truy cập ngày 02/6/2015.
[6] Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam (2015). Đường lún do nắng nóng: Ai chịu tội thay ông
trời? Truy cập ngày 15/6/2015.
[7] TCVN 8819: 2011. Mặt đường bê tông nhựa nóng-Yêu cầu thiết kế và thi công. Bộ Giao thông vận tải,
Việt Nam.
[8] MONRE (2012). Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam. Bộ Tài nghiên và Môi
trường, Việt Nam.
[9] Đài truyền hình kỹ thuật số (2016). Huế: Quốc lộ nghìn tỷ chi chít “ổ gà” sau hơn 1 năm thông xe. Truy
cập ngày 27/12/2016.
[10] Cui, S., Blackman, B. R., Kinloch, A. J., Taylor, A. C. (2014). Durability of asphalt mixtures: Effect of
aggregate type and adhesion promoters. International Journal of Adhesion and Adhesives, 54:100–111.
[11] Lân, N. N., Hữu, P. D., Đông, Đ. N. (2013). Nghiên cứu đánh giá hư hỏng mặt đường bê tông Asphalt có
liên quan đến xô dồn nứt trượt trên một số quốc lộ Việt Nam. Tạp chí Giao thông vận tải.
[12] Viện kỹ thuật xây dựng hạ tầng (2014). Hiện tượng lún vệt bánh xe trên mặt đường bê tông nhựa - Nguyên
nhân và giải pháp khắc phục. Truy cập ngày 2014.
[13] Zaniewski, J. P., Srinivasan, G. (2004). Evaluation of indirect tensile strength to identify asphalt concrete
rutting potential. Asphalt Technology Program, Department of Civil and Environmental Engineering,
West Virginia University.
[14] Schwartz, C., Gibson, N., Schapery, R. (2002). Time-temperature superposition for asphalt concrete
at large compressive strains. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research
Board, (1789):101–112.
[15] Bộ Giao thông vận tải (2014). Hướng dẫn áp dụng hệ thống các tiêu chuẩn kỹ thuật 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. Số 858/QĐ-BGTVT, ngày 26/3/2014.
[16] Ahlrich, R. C. Influence of aggregate gradation and particle shape/texture on permanent deformation of
hot mix asphalt pavements. Army Engineer Waterways Experiment Station Vicksburg MS Geotechnical
Lab.
[17] Bahia, H. U., Stakston, A. (2003). The effect of fine aggregate angularity, asphalt content and perfor-
mance graded asphalts on hot mix asphalt performance. University of Wisconsin – Madison, Submitted
to Wisconsin Department of Transportation, Highway Research Study 0092-45-98.
[18] Chompoorat, T., Likitlersuang, S. (2009). Temperature shift function of asphaltic concrete for pavement
design in tropical countries. The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, 2(3):246–254.
[19] Yilmaz, A., Sargin, S¸. (2012). Water effect on deteriorations of asphalt pavements. The Online Journal
of Science and Technology, 2(1):1–6.
82