1


1. Đặt vấn đề
Mng bê tông asphalt chim t trng ln trong mng ô tô trên th gii và  Vit Nam do
nhm v: chng khai thác, giá thành và m thun li trong thi công. Theo s liu thng
kê, hng s chiu dài ng cao tc trên th gii, 72% tng ching cao tc  
80% tng chiu dài mng  Vit Nam s dng kt cu mng bê tông asphalt [18].
Các tiêu chun ca th gii và tiêu chun Vinh v c tính ca bê tông asphalt làm mt
i ng ca nhi và ti trng, hai v cn b sung và xem xét: kh ng lún và
chu mi ca bê tông asphalt. Thông qua thí nghim lún vt bánh xe, chii s t
tác dng ca ti trc xnh. Thông qua thí nghim mi, tui th mi và cc tính mi
ca vt liu nh. T nhng kt qu thí nghi h ng lún và chng
mi ca vt liu làm mng ô tô, phc v cho quá trình thit k và thi công.
 nâng cao chng bê tông asphalt, hin nay trên th giba ng:
+ S dng bitum ci tin
+ u chnh cp phi phù hp vi m dng và s dng ct liu chng cao
+ Ci tin thành phn hn hp bê tông asphalt bng vt liu ng
Các loi si gia cng trong bê tông asphalt rng, i Cellulose, si cácbon, si thy tinh, si
Polypropylene, si khoáng,  Nghiên cu ca Lun án tp trung vào vic xem xét ng si thy
n kh ng mi và chng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt.
Trên th gii, t nha th k c ng si c nghiên cu
[51]n nay nghiên ci toàn din và kt qu thy rng vt liu này làm vic tu kin
i. V t ra là ct si thy tinh có ci thic tính chng mi và chng lún
cho vt liu bê tông asphalt nóng u kin Vit Nam hay không? Cn phc nghiên cu, thc
nghi có câu tr li.
Do v tài Nghiên cứu ảnh hưởng cốt sợi thủy tinh phân tán đến khả năng chống mỏi và chống lún
vệt bánh xe của bê tông asphalt trong điều kiện Việt Nam là cn thit và có tính thi s.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cn c tính chng lún vt bánh xe, c tính chu mi ca bê tông asphalt cht ri
nóng (HMA);

 ng mi và chng lún vt bánh ca bê tông asphalt ct si thy tinh phân tán vi
bê tông asphalt i chng vi 2 loi bitum PMBIII và 40-50;
- c tính mi ca bê tông asphalt c tính mi ca bê
tông asphalt 40/50 tùy thung si thy tinh 0%; 0.1%; 0.3%; 0.5% t thí nghim un
mng ch ng sut.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Bê tông asphalt ri nóng là vt li xây dng lp mng ô tô. Trong quá trình khai thác dài hn,
lp bê tông asphalt trong kt cu mng có th b phá hoi do mi và xut hin các bin dng không hi
phc (lún vt bánh xe). Các v này ng ln tui th và an toàn khai thác. Vì v 
ng hai tính cht trên có th s dng bin pháp ci tin chng
nghiên cu s dng ct si phân tán. Mt s nghiên cu trên th gic tính ca bê tông
asphalt khi s dng si các bon, si polyester, si amiang và si thy tinh theo các ch tiêu k thut thu
c các kt qu tt.
c và thc ti
stông asphalt sa ng 40/50 liên quan n
dng không hi phc. Lung si thy tinh phân tán cho bê tông asphalt cht
ri nóng s dng bitum 40/50 và bitum polymer vi hàm mc tiêu là chu k mi khi khng ch ng sut và
chiu sâu v lún bánh xe. Lun án góp pha ct si thy tinh phân tán vng
t n 0,5% trong bê tông asphalt ri nóng. Lun án làm phong phú thêm các kin thc lý thuyt và
thc nghim v  gia ng ct si phân tán trong bê tông asphalt ri nóng và là tài liu tham kho tt
cho nhng nhà nghiên cu v v trên.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan đặc tính kháng lún vệt bánh xe và kháng mỏi của bê tông asphalt trong xây dựng
mặt đƣờng ô tô
1.1.1 Các vấn đề chung
1.1.1.1 
1.1.1.2 Khái niệm và phân loại bê tông asphalt
1.1.2 Đặc tính kháng lún vệt bánh xe của bê tông asphalt
1.1.2.1 Giới thiệu chung
Lún v    c gi là bin dng không hi phc là mt hi ng ca m ng bê tông

Hình 1-1 

- c
1.1.3 Đặc tính kháng mỏi của bê tông asphalt
1.1.3.1 Giới thiệu chung
Bn cht hing mi là s suy gi bn ca vt lii tác dng ca ti trng trùng phi tác
dng ca ti tru các vt nt vi mô xut hin trong vt liu. Dn dn, các vt nt vi mô phát trin,
liên kt và hình thành vt nt ln gây suy gi, phá hoi mng.
 c tính mi ca bê tông asphalt i ta tin hành hai nhóm thí nghim chính: nhóm thc
nghim hing và nhóm thí nghim trong phòng.
Nhóm thí nghim hing
Nhóm trong phòng thí nghim có th chia làm 3 loi ln:
- Thí nghim un (hai, ba, bn m);
- Thí nghim kéo nén (trc tip hoc gián tip);
- Thí nghit.
Hai dng thí nghim c s dng:
- Thí nghim khng ch bin dng;
- Thí nghim khng ch ng sut.
1.1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính mỏi của bê tông asphalt
 Nhiệt độ
- Thí nghim khng ch ng sut
Vi thí nghim mi khng ch ng sut, nhiu nghiên cu thy rng tui th mi gi 
lên [65]. Trong mt vài nghiên cu, phân tích nhng thí nghim mi khng ch ng sut ch ra rng, khi th
hin tui th mi theo s i ca bin dc tính mi là duy nht không b nh
ng ca yu t nhi khi nhi thí nghim trong khong t -10
o
n 20
o
C. [80] (Hình 1-2).
Tuổi thọ mỏi N (chu kì)

Hai d tác dng tc s dng trong các thí nghim có thi gian ch:
- Tác dng nhiu chu kì ti liên ti gian ngh ch dài;
- Tác dc, sau mu có khong ngh và lp li nhiu ln.
Các kt qu nghiên cu cho thy rng tui th mi ci gian ngh ch
trong các thí nghim mi [28], [80]. Tuy nhiên thi gian ngh ch ó gii hn hiu qu. Vt qua
khong gii hi gian ngh tui th mi ca vt liu. Thi gian ngh ch gp
10 ln thi gian tác dng lc c lng thí nghitui th mi ca bê tông asphalt [21].
 Bitum
Nhìn chung, s dng các loi bitum polyme, bitum ci tin s tui th mi ca bê tông asphalt.
 Cốt liệu và bột khoáng
Kt qu nghiên cu ca mt s tác gi [27] cho rng hình dng ct liu c tính mi ca bê
tông asphalt. Kim ch ra rng tính dính bám ca bitum và ct liu có c tính mi ca bê
tông asphalt [52]. Mt khác bê tông asphalt s dng cp phn có tui th mi bê
tông asphalt s dng cp phi liên tc [60]
bitum, n ti mng bt khoáng thit k cho sc
kháng mi [83]ng này khong t 7-i vi hn hbitum s dng làm lp móng (GB -
Grave Bitume)  Pháp.
1.2 Các nghiên cứu về biện pháp cải thiện đặc tính kháng lún vệt bánh xe và đặc tính chịu mỏi của
bê tông asphalt trên thế giới và ở Việt Nam
 ci thin c tính lún vt bánh xe và c tính mi ca bê tông asphalt cht ri nóng, hin nay th gii nói
chung và  Vit Nam  dng theo ba ng:
- u chnh cp phi phù hp vi ms dng và s dng ct liu chng cao;
5

- Ci tin thành phn hn hp bng vt ling;
- S dng bitum ci tin.
Lun án tng ci tin bng vt ling và s dng bitum ci tin.
1.2.1 Sử dụng sợi gia cƣờng
Trên th gii, mt trong nhng bin pháp ci tin thành phn ch to hu hiu nh nâng cao chng
ca bê tông asphalt là bing si trong bê tông asphalt. c nghiên cu

- Nghiên cu kh chng mi ca bê tông asphalt cht ri nóng ng si thy tinh phân tán;
- ng ca ng si thy tinh, bitum polymer PMBIII ng
mác 40-n kh ng lún vt bánh xe và chng mi ca bê tông asphalt cht ri nóng.
1.5 Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cu lý thuyt v bn chc tính si thy tinh và G-FRAC; vai trò ca si thy tinh
ng bê tông asphalt;
- Nghiên cu thc nghinh công thc thành phn ca G-FRAC trong phòng thí nghim  Vit
Nam;
- Nghiên cu thc nghim kh  chng lún vt bánh xe và kh  chng mi ca G-
FRAC u kin ca Vit Nam.

6 CHƢƠNG 2. SỢI THỦY TINH VÀ KHẢ NĂNG GIA CƢỜNG SỢI THỦY TINH TRONG BÊ
TÔNG ASPHALT

2.1 Các nghiên cứu cơ bản về sợi thủy tinh và ứng dụng của sợi thủy tinh để gia cƣờng bê tông
asphalt
2.1.1 Khái niệm và phân loại sợi thủy tinh
2.1.1.1 Khái niệm
Si thy tinh là mt trong nhng vt liu c ng dng nhiu trong công ngh mi  nhng ngành công
nghip khác nhau, c sn xut t mt ngun nguyên liu sn có. Tt c các loi si thu có
ngun gc t silica.
2.1.1.2 Quá trình hình thành sợi
t cách to sn hình, ngoài ra còn mt s cách to si khác bng bi quay ly tâm vi thy tinh
y.
2.1.1.3 Phân loại sợi thủy tinh
Theo phân loi ca [23] si thBng 2-1:
2-1 


2.2 Vai trò sợi thủy tinh trong bê tông asphalt theo một số nghiên cứu trên thế giới
2.2.1 Vai trò sợi thủy tinh
2.2.1.1 Về mặt hóa học
Nhìn chung các loi si thy tinh rt nh vi các cht hóa hc. Trong khuôn kh lun án, si thy tinh s
dng là loi C-Glass, si th nh hóa hc rt cao, ng trong bê tông asphalt không
i tính cht hóa hc ca bitum [23].
2.2.1.2 Về mặt lý học
ng s  chu kéo cao s  ca hn hp bê tông asphalt. V lý
thuyt, ng sut s truyn sang s cao, làm gim ng sut lên ph yt
liên kt asphalt [59]. p tc nghiên cu vai trò ca si th
b   bn mi ca G-     ng si thy tinh v  ng t
0,175%  0,375% theo khng hn hp HMA [58]. Si thy tinh có kh  nh cho cht kt
c biu kin nhi ng giao thông la si có cu trúc
mi ba chiu trong hn hp asphalt nên nó ng cho b khung giúp chng li lc ct và gim
kh  chy ca hn hp asphalt [49][55].

Hình 2-2 -49]
Nhm trên th hin rõ rng si th l st quá 0,3%
thì các giá tr này li gim xung. Nghiên cu này [55] cho thy rng si thng
hng si.

Hình 2-3


Hình 2-4
[55]

Sc coi ln trong khi cht liên kt asphalt là pha nn.
Si s có kh u mt phn ng sut trong hn hp composite mà pha nn là asphalt. Si trong pha

 l chiu dài sng kính si ln cho hiu qu mi ca
si phân tán trong bê tông asphalt càng cao [42]. Tuy nhiên chiu dài si b khng ch bi kh c
tru trong hn hp vt liu. u dài si thy tinh c la chn  ng bê tông
asphalt trong các mu th ca lun án.
2.3 Nghiên cứu thực nghiệm tính chất của sợi thủy tinh dự kiến sử dụng trong nghiên cứu
2.3.1 Tính chất lý học của sợi thủy tinh
Thí nghing kính sm s si trong mt tao si thc nghiên cu sinh thc hin 
Vin Dt may da giy và Trung tâm Thí nghim vt liu Dt may da gii hc Bách khoa Hà
ni.Thí nghim phân tích các thành phn nguyên t có trong si thc nghiên cu sinh thc hin 
Phòng Thí nghim Siêu cu trúc công ngh nano y sinh thuc Vin V sinh Dch t TW s 1 Yersin Hà ni.
- ng kính si thy tinh

Hình 2-9 
2-2 
Mu si thy tinh
Mu 1
Mu 2
Mu 3
Mu 4
Mu 5
TB
ng kính si (mm)
0.02
0.015
0.02
0.018
0.02
0.018
9


30.431
29.571
25.349
28.450
2.3.3 Hình thái sợi thủy tinh
Hình thái b mt ca si thy tinh và thành phn hóa hc ch yu p
bng máy quang ph EDX (Energy-dispersive X-ray).
Hình 2-10500 

CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG LÚN VỆT BÁNH XE CỦA BÊ TÔNG
ASPHALT CHẶT RẢI NÓNG GIA CƢỜNG SỢI THỦY TINH (G-FRAC)
3.1 Thiết kế thành phần G-FRAC
3.1.1 Trình tự thiết kế
Các loi bê tông asphalt s dng trong nghiên cu s ng si thy tinh vng: 0% ;
0,1% ; 0,3% ; 0,5% theo khng hn hp vt lic chia thành 2 nhóm :
Nhóm th nhng si thy tinh (Glass Fiber reinforced asphalt concrete G-FRAC)
s dng bitum polyme PMBIII: G-FRAC PMBIII
Nhóm th ng si thy tinh s dng mác 40-50: G-FRAC 40-50
 3-1G-FRAC 
STT
Nhóm bê tông
Loi bitum
Ký hiu G-FRAC
ng si thy
tinh (%)
1
G-FRAC PMBIII

ca tiêu chun 22TCN 356-06 [5] dùng cho G-FRAC PMBIII và TCVN 8819-2011 [9] dùng cho G-FRAC
40-50
3.1.2.2 Cốt liệu nhỏ
Các yêu cu k thut ca ct liu nh hay gi là cát sau khi kim tra chtha mãn theo 22TCN
356-06 dùng cho G-FRAC PMBIII, TCVN 8819-2011 dùng cho G-FRAC 40-50
10

3.1.2.3 Bột khoáng
Bt khoáng s dng trong nghiên cu có ngun gc c khai thác  Ph Lý-Hà Nam. Các yêu cu
k thut ca bt khoáng sau khi kim tra chtha mãn theo 22TCN 356-06 dùng cho G-FRAC
PMBIII và TCVN 8819-2011 dùng cho G-FRAC 40-50. Chi tit kt qu xem Ph lc1-Kt qu thí nghim
các yêu cu k thut ca vt liu ch to
3.1.2.4 Chất kết dính
Bitum polyme PMBIII: Bitum polyme PMBIII s dng sau khi kim tra chtho mãn các yêu cu
k thut ca Tiêu chun bitum polymer 22 TCN 319-04 [6].
Bitum 40-50: Loi bitum th hai c s dng mác 40-50. Loi bitum này mc
khuyn ngh áp dng ti u lý do khác nhau nên hc nghiên
cu áp dng nhiu  nc ta hin nay. Vic la chn loi bitum 40- nghiên cu có tính thi s, nhm
c các thông tin v hiu qu s dng loi bitum 40-50 này thông qua kt qu thí nghim lún vt
bánh xe, thí nghim mi cng si thy tinh phân.
3.1.2.5 Sợi
Si thy tinh s dng trong nghiên cu là loi si thng C-Glass, chiu dài sc ct
t cun si ln. Mt s ch  yu ca si thc thí nghim ti Vin Di hc
Bách Khoa theo tiêu chun [24]c thng kê trong Bng 3-2.

3-2  
c tính
Si Thy tinh
ng kính si (mm)
0,018

+  do - ng bitum;
+  r - ng bitum;
+  rng ct liu - ng bitum;
+  rng ly bitum - ng bitum;
+ Khng th tích ca G-FRAC - ng bitum.
3.1.3.5 Lựa chọn hàm lượng bitum
c chn sao cho tho mãn tt c các ch tiêu yêu cu ca hn hp
3.1.3.6 Kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật sau khi đã thiết kế thành phần hỗn hợp
Sau khi thit k  cho 8 loi G-FRAC, nghiên cu sinh tin hành ch b tám t mu
ng vi 8 loi G-FRAC, mi t ba m kim tra các ch tiêu k thut theo 22 TCN 356-06 cho G-
FRAC PMBIII và theo TCVN 8819-2011 cho G-FRAC 40-50.
3.1.4 Nghiên cứu thực nghiệm
3.1.4.1 Kế hoạch thực nghiệm
K hoch thc nghinh khong bitum hp lý n -3.
3-3 
Loi bê tông
Loi
bitum
Ch tiêu thí nghim
S ng
mu
Ghi chú
G-FRAC PMBIII
PMBIII
nh t trng ca
bitum
3

G-FRAC 40-50
40-50

do Marshall
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
G-FRAC
40-50
40-50
nh t trng ln nht
ca G-FRAC  trng thái
ri
60
3 mu (1 t mu) x 4 công thc bê
ng bitum (4% ;
4,5% ; 5% ; 5,5% ; 6%)
nh t trng khi
(khng th tích) ca
mu G-FRAC m
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
 
do Marshall
60
3 mu x 4 công thc bê tông x 5
ng bitum(4% ; 4,5% ; 5% ;
5,5% ; 6%)
Tng s mu
369

FRAC m
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
  do
Marshall
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k

 nh còn li
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
G-FRAC 40-50
40-50
nh t trng ln nht ca
G-FRAC  trng thái ri
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
nh t trng khi (khi
ng th tích) ca mu G-
FRAC m
12
3 mu x 4 công thc bê tông x 1 hàm
ng bitum thit k
  do
Marshall
12

0,3
B3PMB
5,0
0,5
B5PMB
5,2
0,0
G-FRAC 40-50
B0TT
4,8
0,1
B1TT
4,9
0,3
B3TT
5,0
0,5
B5TT
5,2
 Kết quả kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật sau khi đã thiết kế thành phần hỗn hợp
ng hp kt qu thí nghim kim tra các yêu cu k thut ca G-FRAC.
Kt qu thí nghim kim tra các yêu cu k thut vi nhóm G-FRAC c th hin trên Bng 3-6
3-6 G-FRAC PMBIII
Hàm
ng
si, %
Loi bê
tông
Hàm
ng

TCN
356-
06
Kt qu
TN
0,0
B0PMB
4,8

14,41
3-6
3,44
3-6
3,83
≥14
15,13
t
0,1
B1PMB
4,9
15,32
3,50
3,86
15,06
t
0,3
B3PMB
5,0
16,37
3,67

 r
 rng hn
hpVLK, %

giá
TCVN
8819:20
11
Kt qu
TN
TCVN
8819:20
11
Kt
qu
TN
TCVN
8819:20
11
Kt
qu
TN
TCVN
8819:
2011
Kt qu
TN
0,0
B0TT
4,8

3,91
15,76
t
3.1.5 Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm
3.1.5.1 Hàm lượng bitum lựa chọn (B
lc
)
 HMA (xem
Hình 3-2 là do hing hp th bitum vào si [47]. a, s có mt ca si thy tinh 
din b mt ca hn hp, dn cng bitum nh bao ph b mt si [67]. Hình 3-2.    G-FRAC
3.1.5.2 Độ rỗng dư (VA)
Kt qu thí nghim cho th rA ca c hai nhóm G-FRAC s dng PMBIII và bitum 40-u
i vào hn hp tc ding s (hình 3-3 và hình 3-
4). St loi ct liu mn trong hn hn ch các ht ct liu lp xúc
nhau, tác dc gi là hiu t khác do B
lc
ca các G-FRAC
nguyên nhân gây ra VA  ru ln quá s gây n cht
kt dính asphalt bc ct lic li, giá tr này nh quá có th  do và chy bitum.

Hình 3-3 Quan h gi  r   
ng si ca G-FRAC

Hình 3-4 
-FRAC

3.1.5.3 Độ ổn định Marshall (MS) và độ dẻo Marshall (FV)

b 
Tin hành thí nghim
Thí nghinh vt hn lún bánh xe bng thit b Wheel tracking, loi nh model A trong bung khí
hHình 3-5 vi s t tác dng là 60.t

Hình 3-5mm×300mm×50mm
 sâu vt lún là chênh lch chuyn v theo ching t giá tr u r
0
n s c r
30000.

3.2.1.5 Nghiên cứu thực nghiệm
 Loại bê tông asphalt thí nghiệm
Tám loi G-FRAC chia thành 2 nhóm, chi tit xem Bng 3-1
Nhóm G-FRAC PMBIII : B0PMB, B1PMB, B3PMB, B5PMB,
Nhóm G-FRAC 40-50 : B0TT, B1TT, B3TT, B5TT
 Kế hoạch thí nghiệm
Nghiên cu sinh n hành thí nghim Lún vt bánh xe trên 24 mu G-FRAC theo tiêu chun BS EN
12697-22-2004. Mi loi G-FRAC, làm thí nghim 3 mu và ly kt qu trung bình ca 3 mu. K hoch
thc nghim th hin trên Bng 3-8
3-8 
Loi bê tông
Ký hiu Bê tông
Ch tiêu thí nghim
S ng mu
Ghi chú
G-FRAC
PMBIII
B0PMB
nh chiu sâu vt lún

si
Loi
bitum
Chiu sâu
lún 
 t
(mm)
Chiu sâu
lún 
 t
(mm)
Chiu sâu
lún 
 t
(mm)
H s
bin sai
(%)
ng
dn thit
k
VicRoads
2012
1
B0PMB
0%
PMBIII
1,83
2,29
2,54

5%

6
B1TT
0,1%
3,92
5,36
6,48
4%
7
B3TT
0,3%
3,39
4,17
4,81
7%
8
B5TT
0,5%
3,67
4,96
5,93
4%
3.2.2 Phân tích đánh giá khả năng chống lún vệt bánh xe
3.2.2.1 Chiều sâu lún vệt bánh xe
Kt qu là giá tr trung bình ca 3 mu th trong 1 t mng. Hình 3-6 à
-FRAC PMBIII

ngay sau khi lu lèn.  n 1(0-5.000 chu k) có th gii thích mt phn do hn
hp cht li i tác dng ca áp lc thng ca bánh xe so v ru. a, bê tông
asphalt có tính do nht, bin di nhanh trong khong thu ca s i ti trng.
- n 2
T sau 5.000 chu k tr  RD gi rõ rt dc cng lún th hin m u
 nh ca hn hp vt li dc càng l nh ca vt lii tác dng ti
trng càng thn 2 ca quá trình lún vt bánh xe.
3.2.2.3 Ảnh hưởng của sợi thủy tinh đến chiều sâu lún vệt bánh xe
Có th nhn xét rng, khi chiu sâu lún càng nh tc là kh ng lún vt bánh xe ca G-FRAC càng
l có th ng hóa kh ng bin du  chng lún vt bánh xe ta gi h s k
KLi
 h
s kháng lún vc tính bng phm chiu sâu lún ca các mu G-FRAC ng si
vi mi chng.
H s k
KLi
nh cho tng G-FRAC  :
k
Kli
= (3.1)

T :
RD
Bo
: chiu sâu lún vt bánh ca mi chng, mm;
RD
Bi
: chiu sâu lún vt bánh ca mu bê tông có ng si, mm;
i ng si, %.


vi nhóm G-FRAC  dc lng này càng rõ rt  nhng chu k tác dng ti ln
sau 15.000 chu ku này chng t G-FRAC  nh t ng chng bin
du tG-FRAC 40-c bit khi s t ti trng tác dng ln. P
sau: PMB III là mt loi bitum ci tin, trong thành phn có b sung ch i và n
nh nhit ca bitum. Nhi hóa mm ca PMB III là 87
o
n ca bitum 40-50 ch là 52,5
o
C Do
HMA s dng PMB III s nh vi nhi u sâu vi HMA s dng
bitum 40-50 trong mng hp có si hay không có si.

CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG MỎI CỦA BÊ TÔNG ASPHALT CHẶT RẢI
NÓNG GIA CƢỜNG SỢI THỦY TINH (G-FRAC )
4.1 Thí nghiệm mỏi
4.1.1 Mô hình thí nghiệm
- Thí nghim khng ch ng sut; Hình 4-1[38]
Trong nghiên cu này, thí nghic thc hin theo dng tác dng lc hay c nh ng sut.
 Nguyên tc thí nghim
Nguyên tc thí nghim mi là tác dng ti trng hình sin liên tc lên mu dm. C ca
ti trng trùng phc trong thí nghim mi phi nh  phá hy ca vt liu. Nu không, thí
nghim s không còn là mi thc s mà thiên v thí nghim phá hy.
18

4.1.2 Mục đích thí nghiệm
- nh tui th mi ca tng loi vt liu;
-  phng;

3: Mu dm (Beam specimen) 6: V v u (Return to original position)
Mu dm, hai kp mu ngoài và hai kp mt trên b truyn lc. Mu dm s c chuyn
ng dng hình sin vi tn s la chn f = 10Hz. Lc tác dng thông qua hai kp mu bên trong (v trí 1
trong mô hình thí nghim mi Hình 4-2). Ch  gia ti là không ch ng sut s m bo bi thit b
theo dõi khng ch lc.
ng sut, bin d ch pha gia ng sut và bin dng s  tác dng ti và s
p sau n=100 chu k cnh  chu k th 100, tui th mi N
f
nh
 cng git na so v cu.

Hình 4-3 

Hình 4-4 
19

4.1.5 Nghiên cứu thực nghiệm
4.1.5.1 Kế hoạch thí nghiệm
Tin hành thí nghim 72 mu G-FRAC ng vi ba mc ng sut  nhi 10
o
C, tn s 10Hz theo tiêu
chun BS EN 12697-24 [30]. Mi loi G-FRAC, làm thí nghim 3 mu và ly kt qu trung bình ca 3 mu.
K hoch thc nghiBng 4-2
4-2 
Loi bê tông
Ký hiu Bê tông
Ch tiêu thí nghim
S ng mu
Ghi chú
G-FRAC PMBIII


4-3 G-FRAC
Loi Bê
tông
Hàm
ng
si (%)
Loi bê tông asphalt gia
ng si thy tinh
Tui th mi (Nf)
ti mc ng sut
1,2 Mpa
Tui th mi
(Nf) ti mc
ng sut 1,4
Mpa
Tui th mi
(Nf) ti mc
ng sut 1,6
Mpa
B0PMB
0%
G-FRAC-PMBIII
158.000
117.000
35.500
B1PMB
0,1%
235.000
151.000

73.000
47.500
4.2 Phân tích đánh giá khả năng chống mỏi của G-FRAC
4.2.1 Tuổi thọ mỏi
Hi  c kháng mi ca vt liu có rt nhi  u này, hai
c la chn s d nh tui th m 
ng.
Kt qu trên hình 4-5 và hình 4-6 là tui th m n.

Hình 4-5 -FRAC PMBIII theo


Hình 4-6 -FRAC 40-50 theo
p
20 Theo kt qu thí nghim, ng si thng ít nhng sng
(0,1%) thì tác dng ca sn tui th m (1,2  2,1ln). Tuy nhiên, khi t l 
0,3% và 0,5%, kh  chu mi ca G-FRAC ci thin lên rõ rt so vi mi chng (2,0 - 43 ln). Xu
i c hai nhóm bê tông asphalt polyme G-FRAC PMBIII ng G-
FRAC 40-50. c gii thích bi vai trò ca si thy tinh trong bê tông asphalt:
+ Si có kh  bn liên kt gia cht kt dính asphalt và các ht ct liu. H thng si to
nên mi cu trúc ba chiu trong bê tông asphalt giúp gi nh cho các ht ct lii tác dng
ca loi lc.
+ Ngoài ra, mng i s khung cùng tham gia chu lc vi HMA : phân b
u ng sut tp trung xut hin tnh vt nt trong pha asphalt và truyn ng sut sang các si. Vì vy,
ng sut tp trung ti các vt nt gi i tác dng ca ti trng bên ngoài.
Nhc tính trên ca si có th hn ch s xut hin các vt nm s lan
truyn vt nt do bê tông b mng, suy gii tác dng ca ti trng trùng phc.

*
| gim dn theo s ln tác dng ti lên mu N. Giá
tr phng 
(4.1)

|E
*
| phng ca vt liu
σ
0
:  ng suu
ɛ
0
:  bin du
Dù tác dng ti theo lc hay chuyn v, s gi cng ca vt liu có th chia làm ba n (Hình
4-7):
-  cng ca vt liu gim nhanh. Theo Benedetto và các cng s,
a vt liu gim không ch do tác dng mi ca ti trng trùng phc
mà nguyên nhân chính là các hing ph: hing xúc bin, phi tuyn và t nóng lên ca vt
liu [40]. Các vt nt vi mô bu xut hin này.
- n mi): T gi chu kì ti tác du.
n này, các vt nt vi mô phát trin trong toàn b vùng tác dng ti ca mu.
- n phá hy): Các vt nt vi mô phát trin và tp hp li to thành vt nt ln
 tp trung ng sut ti các vùng b phá hoi và s xut hin các vt nt ln gây nên s gim
 cng và phá hy mu.
21 Giá tr i t 4320 n 9700 MPa.
4-4G-FRAC 

ca mu, kí hiu là N
f50
.
4.2.3 Độ lệch pha ứng suất biến dạng
 lch pha ng sut bin dng  cùng v l
nht tuyn tính ca vt liu bê tông asphalt. S i giá tr  trong thí nghim mc th hin trên
Hình 4-8. Giá tr  có th thm mi.

0
5
10
15
20
25
0 10000 20000 30000 40000 50000
 (độ)
Số chu kì N
Thí nghiệm B1TT-II

Hình 4-8 -II
4-5G-FRAC 
Vt liu
Loi G-FRAC
 lch pha ng sut
bin d)
 lch chu)
B0PMB
G-FRAC-PMBIII
17,3
±0,9

A và B là các thông s ca vt liu.
Hình 4-9 và hình 4-10 là tng hc tính mi ca các vt liu HMA thí nghim trong nghiên
cu có giá tr R
2
khá cao (t 0,85 tr lên).
22 Hình 4-9
-50

Hình 4-10


c tính mi có dng N = A 
(-B)
ng thng trong h
t logarit vi A và B là các thông s ca vt liu.
4-6  các G-FRAC 
o
C, 10Hz)
STT
Loi vt liu
A
B
R
2

1
B0TT

4E+06
6,917
0,8616
8
B5PMB
9E+06
3,521
0,8494
Giá tr  dc cc tính mi B th hi nhy cm mi ca vt liu. Giá tr này càng ln thì khi
i ng sut, tui th mi ca vt lii càng nhiu.

Hình 4-11


Hình 4-12
-FRAC- 40-50

Nhìn trên Hình 4-11 và Hình 4-12, dc tính mi ca mt loi bê tông asphalt nhnh nào
:
-
Ti mt mc ng sut σ
1
ng vi ti trng tác dng P
1
c giá tr tui th mi N
f1
- Ti mt mc ng sut σ
2
ng vi ti trng tác dng P
2

40-50 vng si ti các t l là 0,1%; 0,3%; 0,5%.
1.2 Tám loc nghiên cu chng lún vt bánh xe và chng mi thông qua 2 thí nghim lún
vt bánh xe và thí nghim un mm khng ch ng sut. c tính mi ca
bê tông asphalt c tính mi ca bê tông 40/50 tùy thung si thy tinh
0%; 0.1%; 0.3%; 0.5% t thí nghim mi
1.3 Kh ng lún vt bánh xe ca bê tông asphalt cht nóng ng si thi
thin rõ ràng, m ci thi
- S dng hai loi bitum 40-50 và PMBIII trong bê tông asphalt  ng si thy tinh vi t l
0,3% theo khng hn hp HMA cho chiu sâu lún vt bánh xe là nh nht lt là: 4,81mm;
1,90mm bng 53%; 32% so vi chun chic khng ch ng dn thit k bê
tông asphalt ca Úc;
- Tr s chiu sâu vt lún bánh xe RD cng si thy tinh s dng bitum 40-50
(G-FRAC 40-50) gim 18,4% - 39,4%; s dng bitum polime PMBIII (G-FRAC PMBIII) gim
10,6% - 25,2% so vi HMA không s dng si;
- H s ci thin chiu sâu lún vt bánh xe ca nhóm G-FRAC s dng bitum 40- n
so vi nhóm bê tông s dng PMB III.
1.4 Kh ng mi ca bê tông asphalt chng si thng rõ
ràng, chi tit th hi
- Mc  ci thin tui th mi i vi nhóm G-FRAC PMBIII  27- 43 ln và vi nhóm G-
FRAC40-ng t 9-3 ln tùy theo mc ng

sut là 1,2MPa và

1,6Mpa;
- Khi s dng bitum polyme PMBIII, hiu qu ci thin tui th mi càng  khi

mc ng sut
càng ln; trong khi s dng bitum 40-50 hiu qu ci thin rõ khi thí nghim  mc ng sut thp;
-  lch pha gia ng sut và bin dng ca G-FRAC-PMBIII ln  ca G-FRAC 40-50;
- Khi s t tác dng ti càng ln, G-FRAC PMB III có  n nh tt 