một số kết quả nghiên cứu phục vụ việc xây dựng
tiêu chuẩn ngành quy trình công nghệ thi công và nghiệm thu
mặt đờng bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đờng polime TS Vũ đức chính
Phòng Thí nghiệm trọng điểm đờng bộ 1
Viện Khoa học v Công nghệ GTVT

Tóm tắt: Bê tông nhựa chặt cải thiện sử dụng nhựa đờng polime có nhiều u điểm nổi
bật nên đợc sử dụng phổ biến ở những công trình m bê tông nhựa thông thờng khó đáp ứng:
đờng xe tải nặng, đờng cất hạ cánh sân bay, bãi đỗ xe Việc nghiên cứu xây dựng Quy
trình công nghệ thi công v nghiệm thu mặt đờng bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đờng
polime phù hợp với trình độ công nghệ trong nớc l vấn đề cần thiết hiện nay. Bi báo ny
giới thiệu những kết quả nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm phục vụ cho xây dựng quy trình.
Summary: The dense HMA concrete using Polymer Modified Bitumen (PMB) with
exellent performance has been widely used for heavy loaded traffic roads, airport runways,
parking lot, where the HMA using conventional bitumen revealed some disadvantages. The
developement of Technical specification for dense graded HMA using PMB that
suitable/applicable with the domestic construction equipment has became an urgent need. This
paper introduces the theoretical research and practical result obtained in the developing
progress of Specification.

CT 2
I. Đặt vấn đề
Bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đờng polime có nhiều u điểm so với bê tông nhựa chặt
thông thờng nh: cải thiện đáng kể khả năng biến dạng vĩnh cửu (vệt hằn bánh xe), cờng độ
(mô đun đàn hồi) khi nhiệt độ cao, chịu mỏi tốt, tăng khả năng đàn hồi, ít dòn khi nhiệt độ thấp,
tăng khả năng hoá già, khả năng dính bám đá nhựa, tăng tuổi thọ mặt đờng.
Với tính năng u việt nêu trên, mặt đờng bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đờng polime

CT 2
Đờng cong cấp phối cốt liệu đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định chất lợng hỗn
hợp bê tông nhựa, là cơ sở tạo ra độ rỗng d, độ rỗng cốt và cờng độ của lớp phủ. Cấp phối
cốt liệu bê tông nhựa chặt là loại cấp phối liên tục. Đờng cong hỗn hợp cốt liệu xác định từ
phơng trình Fuller (phơng trình (1)) với số mũ n = 0,45 đợc khẳng định trên lý thuyết và thực
tiễn áp dụng phù hợp cho bê tông nhựa chặt. Bê tông nhựa chặt polime - BTNP là loại bê tông
nhựa chặt, chất kết dính là nhựa đờng polime nên cũng sử dụng công thức này.
P =
100.
D
d
n






(1)
trong đó:
p - lợng lọt qua sàng trên cỡ sàng kích cỡ d, %;
d - kích cỡ lỗ sàng, mm;
D - kích cỡ lỗ sàng lớn nhất, mm;
n - số mũ (n = 0,45 với bê tông nhựa chặt).
Nhìn chung, các cấp phối hỗn hợp cốt liệu sử dung cho bê tông nhựa chặt trên thế giới
(Super Pave, ASTM D3515) và trong nớc (22 TCN 249 - 98, các Dự án trong nớc sử dụng
vốn vay nớc ngoài) đều dựa trên cơ sở công thức Fuller nói trên và có điều chỉnh cho phù hợp.
Một số đờng bao cấp phối của bê tông nhựa chặt đợc nghiên cứu, phân tích, so sánh để
làm cơ sở cho việc lựa chọn đờng bao cấp phối hỗn hợp cốt liệu của BTNP, trong đó có đánh


min 95 43 31 22 16 12 8 6
22TCN
249 -
98
max
100 100 57 44 33 24 18 13 11

CT 2
Bảng 2
So sánh cấp phối hỗn hợp cốt liệu, loại 12,5 mm
Cỡ sàng mm 25 19 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
min 90 28 2
Super
Pave
max 100 100 90 58 10
min 90 44 28 5 2
ASTM
D3515
max 100 100 74 58 21 10
min 90 44 28 5 2
Tiêu
chuẩn
Thái Lan
max 100 100 74 58 21 10
min 79 68 48 33 20 14 9 6 3
Sân bay
Thái Lan
max 100 99 88 68 53 40 30 21 16 6
min 90 74 48 30 21 15 11 8 6
BTNP

min 90 71 58 36 25 17 12 8 6 5
BTNP
2006
max 100 100 86 78 61 45 33 25 17 12 8
Cỡ sàng, mm 19 16 12.5 8 4 2 1 0.5 0.3 0.16 0.075
min 95 76 60 43 31 22 16 12 8 5
22TCN
249 - 98
max 100 84 70 57 44 33 24 18 13 10
Để thuận tiện cho việc so sánh các cấp phối, trên cơ sở số liệu ở bảng 1, 2 và 3, thiết lập
đồ thị đờng bao cấp phối của các tiêu chuẩn nghiên cứu nêu trên (Superpave, ASTM D3515,
BTNP và 22 TCN 249 - 98, đờng cấp phối chuẩn theo Fuller với n = 0,45) tơng ứng với cỡ hạt
lớn nhất danh định 9,5 mm; 12,5 mm; 19 mm ở các hình 1, 2 và 3.
So sánh các cấp phối - Cỡ hạt danh định lớn nhất = 9.5 mm
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0
Cỡ sàng (mm)
Lợng lọt sàng %
ASTM D3515
BTNP 2006

10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0
Cì sµng (mm)
L−îng lät sµng %
ASTM D3515
BTNP 2006
22TCN 249-98
Fuller (n = 0,45)

CT 2
H×nh 3. Trên cơ sở các đờng bao cấp phối hỗn hợp cốt liệu nêu trên (các bảng 1, 2, 3 và các hình
1, 2, 3), có nhận xét sau:
a) Đờng cong Fuller với số mũ n = 0,45: là đờng cong cấp phối chuẩn cho bê tông nhựa
chặt. Với đờng cong cấp phối nằm phía trên đờng chuẩn, độ rỗng d của bê tông nhựa có xu
thế thấp hơn so với đờng cong nằm dới đờng chuẩn (SHRP).
b) Đờng bao cấp phối của SuperPave (SHRP):
- Dựa trên cơ sở đờng bao ASTM D 3515 (các giá trị lọt sàng ở các cỡ sàng quy định
trùng với ASTM D 3515).
e) Đờng bao cấp phối của Sân bay Thái Lan (Sân bay Bankok mới):
- áp dụng cho bê tông nhựa chặt sử dụng nhựa đờng polime trong xây dựng đờng hạ cất
cánh.
- Dựa trên cơ sở của ASTM D 3515, có chỉnh sửa cho phù hợp, đảm bảo chất lợng kết
cấu: Miền giới hạn đờng bao cấp phối (chênh lệch về trị số giới hạn giữa lợng lọt sàng cận
trên và cận dới trên 1 cỡ sàng) thấp hơn so với ASTM D 3515 (sàng 4,75 là 20, sàng 2,36 là
20); Hàm lợng lọt sàng 0,075 đợc cải thiện hơn, nâng cận dới (3%) và giảm cận trên (6%).
f) Đờng bao cấp phối đề xuất cho BTNP:
- Dựa trên cơ sở phân tích u nhợc điểm của các chuẩn đờng bao trên, căn cứ vào trình
độ công nghệ trong nớc để chỉnh sửa cho hợp lý.
- Miền giới hạn đờng bao cấp phối (chênh lệch về trị số giới hạn giữa lợng lọt sàng cận
trên và cận dới trên 1 cỡ sàng) lựa chọn giá trị trung gian giữa ASTM D 3515 và Tiêu chuẩn
sân bay Thái Lan (sàng 4,75 là 25, sàng 2,36 từ 20 đến 27).
- Hàm lợng lọt sàng 0,075 quy định từ 5 đến 8 (từ 6 đến 10) là hợp lý, đảm bảo hỗn hợp
thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật, kể cả khi sử dụng giá trị cận dới.
- Đề xuất 3 loại cấp phối với cỡ hạt lớn nhất danh định 9,9 mm, 12,5 mm và 19 mm (ký hiệu
BTNP 2006) với thành phần cỡ hạt tơng ứng ở bảng 1, 2 và 3 (đề xuất của GS. Trần Đình Bửu,
chuyên gia cao cấp của Nhóm đề tài). Phạm vi áp dụng và hàm lợng nhựa tham khảo của 3
loại BTNP đợc thể hiện ở bảng 4.
Bảng 4
CT 2
Loại BTNP
Hạt nhỏ BTNP
9,5
Hạt nhỏ BTNP
12,5
Hạt trung
BTNP 19

Băng
Cốc
So sánh với
bê tông nhựa
thông thờng
1 Số chày đầm 75 x 2 75 x 2 75 x 2 75 x 2
2 Độ ổn định ở 60
0
C, kN - min. 13,3 min.10 min. 8
3 Độ dẻo, mm 2 - 5 2 - 4 3 - 6
Độ ổn định còn lại (sau khi
ngâm mẫu ở 60
0
C trong 24
giờ) so với độ ổn định ban
đầu, %
- min. 90 min. 75 min. 75
4
Độ ổn định còn lại (sau khi
ngâm mẫu ở 60
0
C trong 48
giờ) so với độ ổn định ban
đầu, %
min.80 - - -
5 Độ rỗng d bê tông nhựa, % - 3 - 5 3 - 5 3 - 6
CT 2
Trên cơ sở các Tiêu chuẩn thiết kế Marshall nêu trên, căn cứ vào điều kiện công nghệ
trong nớc, đề xuất Tiêu chuẩn thiết kế cho hỗn hợp BTNP ở bảng 6.
Bảng 6

- Nhựa đờng polime: Shell, Collas thoả mãn 22 TCN 319 - 04 loại PMB - I, PMB - II và
PMB - III.
Kết quả thí nghiệm đợc thể hiện ở bảng 7.
Bảng 7

Loại nhựa
Hàm
lợng
nhựa
thiết kế
(%)
Độ ổn
định
Marshall
(kN)
Độ ổn
định
còn lại
(%)
Độ dẻo
Marshall
(mm)
Độ rỗng
d
VA (%)
Độ rỗng
cốt liệu
VMA (%)
BTNP 12,5


nhựa trộn
thử (%
khối lợng
hỗn hợp)
Hàm lợng
nhựa thực
tế (% khối
lợng hỗn
hợp)
Độ ổn
định
Marshall
(kN)
Độ ổn
định
còn lại
(%)
Độ dẻo
Marshall
(mm)
Độ rỗng
d
VA (%)
Độ rỗng
cốt liệu
VMA (%)
Khối
lợng
thể
tích

thể tích
(g/cm
3
)
Đèo Rọ Tợng
Km 1429+10 5,42 11,84 90 3,9 4,2 2,406
Km 1429+776 5,51 7,81 90 3,7 4,8 2.401
Đèo Cả
Km 1363+10 5,65 14,98 94 4,2 4,45 2,369 Qua kết quả thí nghiệm ở bảng 7, 8 và 9 có nhận xét sau:
- Độ ổn định và độ ổn định còn lại của mẫu BTNP nhìn chung rất cao.
- Độ ổn định của mẫu khoan kiểm tra trên Đèo Rọ Tợng và Đèo Cả: có 2 mẫu cao (11,8
và 14,9 kN), 1 mẫu thấp (7,81 kN).
- Công nghệ thi công BTNP trên Đèo Rọ Tợng và đèo Cả: sử dụng thiết bị nh với bê tông
nhựa thông thờng, kiểm soát đợc chất lợng.
III. Kết luận
1. Các kết quả nghiên cứu của Nhóm đề tài (Đờng bao cấp phối hỗn hợp cốt liệu, tiêu
chuẩn thiết kế hỗn hợp BTNP) là cơ sở đa vào dự thảo Quy trình công nghệ thi công và
nghiệm thu mặt đờng bê tông nhựa sử dụng nhựa đờng polime.
2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm với BTNP khẳng định đợc hiệu quả kỹ thuật của loại
bê tông nhựa này. Công nghệ thi công BTNP sử dụng thiết bị nh với bê tông nhựa thông
thờng, việc kiểm soát đợc chất lợng là khả thi.
3. Việc triển khai xây dựng Quy trình công nghệ thi công và nghiệm thu mặt đờng bê tông
nhựa sử dụng nhựa đờng polime là cần thiết, nhằm phục vụ cho việc xây dựng các công trình
sắp tới và tơng lai. CT 2