1
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU 9
Chương I 13
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC MASTIC CHO MẶT
ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 13
Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường Bê tông xi
măng 13
Những khái niện cơ bản 17
Khái niệm và đặc điểm của mặt đường bê tông xi măng 17
Phân loại mặt đường BTXM 18
Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe 19
Các loại khe mặt đường BTXM ô tô 22
Các loại khe mặt đường BTXM sân bay 24
Tính toán kích thước mặt bằng của tấm bê tông (khoảng cách giữa các
khe co) và chiều rộng khe dãn 27
Nhiệm vụ của mastic trong kết cấu khe 33
Các hình thức bít khe co dãn mặt đường BTXM sân bay 33
Các dạng hư hỏng của kết cấu khe và mastic trong kết cấu khe MĐBTXM
sân bay 34
KẾT LUẬN CHƯƠNG I 35
Chương II 36
2
NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA, KHẢO SÁT CÁC LOẠI MASTIC CHO MẶT
ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 36
Một số loại Mastic và các chỉ tiêu đánh giá 36
Mastic bitum 37
Mastic bitum cao su 37
Mastic UMC - 50 38
Mastic Tiokon. 39
Mastic bitum polimer 40

BTXM SÂN BAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 64
Các tác động cơ học đến Mastic trong kết cấu khe mặt đường BTXM sân
bay 64
Tác động của tải trọng máy bay khi cất hạ cánh [9] 64
Tác động của luồng khí phụt của động cơ máy bay 65
Tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trường 65
4
Đặc điểm khí hậu Việt Nam khi xét tác động của nhiệt độ môi trường
đến sự làm việc của mastic trong khe co - dãn mặt đường
BTXM sân bay 66
Phân tích ảnh hưởng của các tác động cơ học đến mastic trong kết cấu
mặt đường BTXM sân bay 66
Trường nhiệt trong mặt đường BTXM sân bay 68
Bức xạ mặt trời 68
Các hình thức truyền nhiệt trong MĐBTXM 68
Trường nhiệt độ trung MĐBTXM 70
Ứng suất nhiệt trong mặt đường BTXM 73
Đề xuất các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe 75
Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 75
Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 77
Yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 79
Các phương pháp thử 81
Phương pháp xác định độ côn lún của Mastic 81
Phương pháp xác định độ đàn hồi của Mastic. 85
Phương pháp xác định độ chảy dẻo của Mastic. 87
Xác định độ dãn dài tương đối tại thời điểm đứt mẫu 89
Điểm hóa mềm (hay nhiệt độ mềm) 92
Phương pháp xác định độ kết dính của Mastic, không ngâm. 96
Kết dính, ngâm trong nước 100
5

Bảng 2.1: Thành phần và đặc tính của mastic bitum 37
Bảng 2.2: Thành phần của mastic bitum cao su 38
Bảng 2.3: Các chỉ tiêu của mastic bitum cao su 38
Bảng 2.4: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic UMC - 50 39
Bảng 2.5: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic Tiokon 40
Bảng 2.6: Thành phần và các chỉ tiêu của mastic bitum polimer 40
Bảng 2.7: Đặc tính kĩ thuật Mastic IGAS - KHPT 41
Bảng 2.8: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic CrackMaster 1190 44
Bảng 2.9: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic VICTA-BS 48
Bảng 2.10: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic PL-06 49
Bảng 2.11: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic chèn khe bê tông MĐS-02HK 50
Bảng 2.12: Các chỉ tiêu kỹ thuật của Mastic MTBC-95 51
8
Bảng 2.13. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của Mastic TK-01 51
Bảng 2.14: Tiêu chuẩn tạm thời của Mastic dùng trong xây dựng sân bay 59
Bảng 2.15: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nóng 61
Bảng 2.16: Các chỉ tiêu đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi công nóng.
62
Bảng 3.1: Yêu cầu kỹ thuật bắt buộc đối với Mastic chèn khe thi công nóng
76
Bảng 3.2: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi
công nóng 77
Bảng 3.3: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe thi công nguội 78
Bảng 3.4: Các chỉ tiêu khuyến nghị đặc biệt khác đối với Mastic chèn khe thi
công nguội 78
Bảng 3.5: Các yêu cầu kỹ thuật đối với Mastic chèn khe chịu dầu 80
9
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Vấn đề làm mặt đường BTXM thật sự đã trở nên rất phổ biến trong

dưỡng định kỳ. Nếu tính toán kỹ về giá thành quy đổi theo chi phí khai thác
thì mặt đường BTXM lại rẻ hơn 25 - 30%. BTXM thời gian qua cho thấy, mặt
đường BTXM rất phù hợp các đoạn tuyến chịu tải trọng nặng, lưu lượng xe
lớn.
Trong thời gian vừa qua hoạt động hàng không Việt Nam phát triển
mạnh mẽ cùng với sự đổi mới và phát triển của đất nước. Với đặc điểm địa lý
và lịch sử của mình, Việt Nam đang trở thành một thị trường hàng không mới,
hấp dẫn và trở nên quan trọng của khu vực. Để đáp ứng được điều này công
tác xây dựng hạ tầng cơ sở các săn bay được đặt lên hàng đầu.
Các công trình sân bay phục vụ cho hoạt động hàng không dân dụng
11
thực hiện chiến lược xây dựng Việt Nam thành một trung tâm của khu vực.
Ba săn bay lớn là Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh đã từng bước
được nâng cấp, cải tạo. Hệ thống sân bay nhỏ đã và đang được quy hoạch
thành ba vùng Bắc, Trung, Nam và được đưa vào mạng sân bay nội địa và
hoàn chỉnh phân bổ đều khắp ba vùng.
Phần lớn các săn bay ở nước ta có mặt đường bê tông xi măng
(MĐBTXM) là loại mặt đường được chia tấm, có khe nối liên kết với nhau và
dùng mastic bít kín khe nối. Để đáp ứng nhu cầu cho việc nâng cấp, cải tạo
công trình sân bay ở nước ta hiện nay cần một khối lượng lớn mastic chèn khe
MĐBTXM sân bay. Mặc dùng mastic là phần rất nhỏ trong việc xây dựng hạ
tầng cơ sở của sân bay nhưng không giải quyết đúng đắn sẽ dẫn đến hư hỏng
của MĐBTXM sân bay, ảnh hưởng đến khai thác và hoạt động thường xuyên
của sân bay. Việc sử dụng mastic chèn khe MĐBTXM sân bay trong thời gian
vừa qua cho thấy khâu đánh giá, tuyển chọn còn gặp những khó khăn nhất
định. Do đó việc nghiên cứu để đưa ra các chỉ tiêu của mastic trong kết cấu
khe MĐBTXM sân bay dưới tác động cơ học và tác động tự nhiên khác phù
hợp với điều kiện thực tế, thời tiết khí hậu của nước ta là rất cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn và phương pháp thực hiện
Luận văn “Nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu cơ bản của Mastic cho mặt

Quá trình hình thành và phát triển của Mastic cho mặt đường BTXM
gắn liền với sự phát triển của Mặt đường BTXM, mặt đương BTXM là loại
mặt đường cứng cùng với mặt đường mềm là 2 loại hình mặt đường chính
được sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vai trò quan trọng
trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của các khu vực, lãnh thổ và
xuyên quốc gia. Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giao
thông đường bộ, từ địa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưu
lượng xe thấp đến đường phố, đường trục chính, đường cao tốc, đường giao
thông miền núi, khu vực có thời tiết khắc nghiệt. Ngày nay, mặt đường
BTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhà quản lý rất quan tâm. Hệ
thống Tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng
phát triển đồng bộ hiện đại. Do có lợi thế về tuổi thọ và công nghệ xây dựng
ngày càng có nhiều tiến bộ nên mặt đường BTXM đang được các nước sử
dụng nhiều cho các đường cấp cao, đường cao tốc và sân bay. Vì vậy, tỷ trọng
nói chung về mặt đường BTXM so với mặt đường các loại khác ngày càng
tăng theo thời gian và chiến lược phát triển giao thông quốc gia của các nước
trong đó có Việt Nam.
14
Hình 1.1. Tình hình phát triển của mặt đường BTXM
Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, bắt đầu ở Anh vào
những năm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt
hơn 100 năm qua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phát triển
ở hầu hết các nước trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh
tế phát triển như: Canada, Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia,
Trung Quốc… Theo Báo cáo Long - Life Concrete Pavements in Europe and
Canada” của Cục Đường bộ Liên bang Mỹ - FHWA) Khối lượng mặt đường
BTXM đã xây dựng ở một số nước như sau:
Tại Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% của 490.179km đường đô thị
và 4% của 1.028.491km đường ngoài đô thị. Tỉnh Québec, Canada có
1.239km (đường 2 làn xe) trong tổng số 29.000km đường (khoảng 4%) là mặt

giao thông nông thôn trong cả nước bao gồm 172437km, trong đó có 0,56%
mặt đường bê tông nhựa và 7,2% mặt đường nhựa hoặc BTXM.
16
Cùng với tốc độ phát triển nhanh chóng của việc xây dựng mặt đường
bê tông xi măng trong xây dựng đường và xây dựng sân bay đòi hỏi mastic
chèn khe MĐBTXM nói chung ngày càng phải có chất lượng tốt hơn, phù
hợp với việc khai thác, sử dụng dài lâu của mặt đường BTXM. Từ đó cũng
đòi hỏi có một tiêu chuẩn đánh giá chất lượng mastic phù hợp với sự làm việc
thực của vật liệu trong kết cấu khe.
Ở nước ta cho đến nay vẫn chưa có tiêu chuẩn Quốc gia về đánh giá
chất lượng mastic chèn khe mặt đường BTXM. Việc lựa chọn Mastic cho mặt
đường BTXM với từng công trình cũng được chủ đầu tư đưa ra các tiêu chí
khác nhau, hiện nay Bộ Giao thông vận tải đã có quyết định số 3230/QĐ-
BGTVT quy định tạm thời về thiết kế mặt đường BTXM, trong đó có đề cập
các chỉ tiêu đánh giá về Mastis chèn khe. Do đó việc áp dụng loại Mastic có
các chỉ tiêu kỹ thuật nào vẫn phải áp dụng chủ yếu cácTiêu chuẩn và các
phương pháp đánh giá chúng đã được sử dụng ở nước ngoài.
Nghiên cứu về mastic chèn khe mặt đường BTXM sân bay và đường
cao tốc của nước ngoài có thể xem qua các tài liệu tiêu chuẩn đánh giá chất
lượng mastic chèn khe mặt đường BTXM và có thể chia ra làm hai nhóm
chính như sau:
Nhóm thứ nhất gồm một bộ các tiêu chuẩn của USA (Mỹ) đánh gái
chất lượng các loại mastic chèn khe mặt đường BTXM đường cao tốc và sân
bay. Bộ tiêu chuẩn này bao gồm các Tiêu chuẩn kỹ thuật liên bang (Federal
specification), các tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM (Standard of the American
society for testing and material). Đây là bộ tiêu chuẩn rất hoàn chỉnh với các
loại mastic có công nghệ sản xuất và thi công khác nhau. Các thử nghiệm
được thực hiện bằng những máy móc hiện đại, độ chính xác cao và có những
đòi hỏi rất cao về vật liệu. Bộ tiêu chuẩn này được các nước phương Tây sử
17

Phân loại mặt đường BTXM
Sau hơn 100 năm phát triển, cho đến nay mặt đường BTXM có thể
được phân ra một số loại như sau:
- Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm, đổ tại chỗ (thông
thường);
- Mặt đường BTXM cốt thép;
- Mặt đường BTXM lưới thép;
- Mặt đường BTXM cốt thép liên tục;
- Mặt đường BTXM cốt phân tán;
- Mặt đường BTXM lu lèn;
- Mặt đường BTXM ứng suất trước;
- Mặt đường BTXM lắp ghép.
Tương ứng với mỗi loại mặt đường BTXM có những đặc điểm và
phạm vi áp dụng nhất định: Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm ra
19
đời sớm nhất và cho đến nay vẫn đang được áp dụng phổ biến ở nhiều nơi.
Chiều dày của tấm từ 20 - 40cm; kich thước tấm (chiều dài, chiều rộng) thay
đổi tuỳ theo từng công trình cụ thể: khoảng từ 3m đến 7m, thông thường
khoảng 5m. Mặt đường BTXM không cốt thép được sử dụng cho hầu hết
đường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay.
Mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạp
thêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng, vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởng
đến chất lượng vận doanh, khai thác (xe chạy không êm thuận). Khe nối lại là
chỗ yếu nhất của mặt đường BTXM, khiến cho chúng dễ bị phá hoại ở cạnh
và góc tấm.
Khe trong mặt đường BTXM và Mastic chèn khe.
Cần nâng cao khả năng đồng bộ hoá về thiết bị thi công và tăng cường
công tác hướng dẫn công nghệ và kiểm soát chất lượng thi công, nhất là chất
lượng bề mặt, chất lượng thi công tại các mối nối, bảo dưỡng, cắt khe, chèn
khe.

5
h
/
2
50
d)
h
/
2
4
a)
1
2
50
h
/
2
2
3
1
8
c)
1
,
5
4

1
c
b

cách mua sắm thiết bị.
Hiện nay, thực tế ở Việt Nam đã và đang sử dụng nhiều loại Mastic
khác nhau. Vì tính chất đặc thù chuyên ngành nên Mastic chèn khe mặt đường
BTXM thường được sử dụng cả của nước ngoài cũng như của các cơ sở sản
xuất ở trong nước. Khi Chủ đầu tư mua của nước ngoài thường phải chấp
nhận giá cao mà đôi khi Mastic mua về lại chưa phù hợp với thời tiết khí hậu
Việt Nam. Còn, khi sử dụng đồ “nội” thì chúng ta thường bị tâm lý: “bụt chùa
nhà không thiêng” nên rất cần có những quy định nhằm đảm bảo các yêu cầu
kỹ thuật của loại vật liệu quan trọng này.
22
Các loại khe mặt đường BTXM ô tô
Khe dọc
Khi chiều rộng của vệt rải nhỏ hơn chiều rộng của mặt đường thì phải
thiết kế khe ngừng thi công, khe dọc loại này phải bố trí thanh lien kết , trên
bề mặt phải tiến hành cắt khe 3-:-8 mm. Khe cắt được lấp đầy bằng vật liệu
chèn khe.
Khi chiều rộng của vệt rải>4.5m thì cũng phải thiết kế khe dọc, khe
này được thiết kế dạng khe dọc giả có thanh lien kết và được cắt khe, tuy
nhiên khe cắt có chiều sâu lớn hơn khe dọc ngừng thi công. Khi lớp móng là
cấp phối đá dăm thì cắt khe đến 1/3 chiều sâu tấm BTXM. Khi lớp móng là
lớp móng gia cố chất lien kết thì chiều sâu cắt khe đến 2/3 chiều dày tấm.
Phân cách giữa phần xe chạy và lề gia cố bắt buộc phải thiết kế khe
dọc có thanh lien kết
Thanh liên kết của khe dọc được chọn là thép có gờ, đặt tại cị trí 1/2
chiều dày tấm song song với mặt tấm, đồng thời được xử lý chống gỉ 100mm
đoạn giữa thanh liên kết. Đường kính thanh, chiều dài thanh và khoảng cách
giữa các thanh được quy định như sau:
Bảng 1.1: Kích thước và khoảng cách đến khe dọc liền kề không bố trí thanh
liên kết
Chiều dày tấm

có thanh truyền lực chiều sâu cắt khe nên chọn khoạng 1/4 -:-1/3 chiều dày
tấm, nếu không có thanh truyền lực thì chiều sâu cắt khe khoảng 1/5 -:-1/4
chiều dày tấm. chiều rộng khe phụ thuộc vào điều kiện thi công và loại vật
liệu chèn khe, nên chọn chiều rộng khe trong khoảng 3-:-8mm, cắt khe xong
phải lấp đầy khe bằng vật liệu chèn khe. Việc cắt khe được tiến hành một lần
đối với đường cấp III trở xuống, đối với đường cao tốc, đường cấp I, cấp II
việc cắt khe được tiến hành 2 lần: cắt tạo thành hình giật cấp trên to dưới bé,
khe cắt bên trên được mở rộng với chiều rộng khe cắt từ 7-:-10mm, bên dưới
nên thiết kế dải đệm lót để khống chế chiều sâu rót vật liệu chèn khe.
24
Khe dãn phải được bố trí tiếp giáp với cầu hoặc tại các vị trí giao nhau
với các đường khác. Số lượng các loại khe dãn được bố trí tùy theo trị số giãn
nở của BTXM nhiều hay ít. Chiều rộng của khe dãn nên thiết kế trong khoảng
20-:- 25mm, trong khe bố trí vật liệu chèn khe, bản đệm và thanh truyền lực
có thể di động
Thanh truyền lực của khe ngang (khe co, khe dãn) phải dùng cốt thép
tròn trơn. Đường kính, chiều dài và khoảng cách bố trí thanh truyền lực tùy
theo chiều dày tấm BTXM. Khoảng cách tối thiều của thanh truyền lực ngoài
cùng đến mép ngoài của tấm nên trong khoảng 150-:-200mm.
Các loại khe mặt đường BTXM sân bay
Cấu tạo khe nối của mặt đường BTXM sân bay
Ngay từ lúc sau khi thi công cũng như trong quá trình khai thác, các
tấm của mặt đường BTXM sân bay luôn chịu tác động của nhân tố thiên nhiên
khác nhau. Các tác động này gây ra trong tấm mặt đường BTXM sân bay ứng
suất nhiệt và ứng suất co ngót. Những ứng suất này càng lớn nếu tấm càng
dài; đối với các tấm dài chúng có thể lớn đến nỗi vật liệu không chịu được và
bắt đầu xuất hiện các vết nứt nhiệt độ, tức là mặt đường bị phá hỏng ngay cả
khi không có tải trọng khai thác. Để tránh điều đó, trong mặt đường BTXM
người ta làm các khe co và khe dãn chia mặt đường BTXM thành các tấm với
các kích thước được quyết định trên cơ sở chống ứng suất nhiệt hoặc ứng suất