Luận án Nghiên cứu hỗn hợp đá – nhựa nóng cường độ cao dùng trong kết cấu mặt đường ô tô cấp cao ở Việt Nam

 cứu 
này, phương pháp Marshall được lựa chọn để thiết kế hỗn hợp ĐNMC. Tuy 
nhiên, do các hỗn hợp ĐNMC thiết kế có Dmax = 25 mm và 31,5 mm kiến nghị 
sử dụng khuôn Marshall cải tiến. 
Phương pháp Bailey được sử dụng kết hợp với phương pháp Marshall cải tiến 
để thiết kế thành phần của các hỗn hợp ĐNMC và ĐNC đối chứng. 
2.5. THIẾT KẾ THÀNH PHẦN HỖN HỢP ĐÁ – NHỰA CƯỜNG ĐỘ CAO 
50 
2.5.1. Lựa chọn vật liệu thí nghiệm 
- Đá dĕm các loại và cát nghiền được khai thác và gia công tại mỏ đá Thống 
Nhất, tỉnh Hải Dương. 
- Bột khoáng sản xuất bởi xí nghiệp tư nhân Hồng Lạc, Hải Dương. 
- Nhựa đường sử dụng gồm: nhựa đường mác 20/30, 35/50 của hãng Total, 
Pháp và nhựa đường mác 60/70 của Shell Singapore được nhập khẩu bởi công 
ty TNHH nhựa đường Petrolimex Việt Nam. 
2.5.2. Kế hoạch thí nghiệm 
Các nghiên cứu thực nghiệm xác định thành phần của hỗn hợp đá – nhựa 
cường độ cao được thực hiện trong phòng với các nội dung chủ yếu sau: 
- Xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu khoáng và nhựa đường; 
- Thiết kế các cấp phối cốt liệu đá – nhựa cường độ cao; 
- Xác định hàm lượng nhựa tối ưu của các hỗn hợp đá – nhựa cường độ 
cao tương ứng với các cấp phối thiết kế và nhựa đường lựa chọn. 
Các thí nghiệm cần thực hiện và số lượng mẫu yêu cầu được thể hiện trong 
từng nội dung nghiên cứu. 
2.5.3. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu khoáng và nhựa đường 
2.5.3.1. Các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu khoáng 
Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của các cốt liệu thành phần và bột khoáng được thí 
nghiệm tại phòng thí nghiệm Lasxd 1256 – Trường Đại học Giao thông Vận 
tải. Các kết quả thí nghiệm được tổng hợp ở Bảng 2-4. Các chỉ tiêu này đều 
thỏa mãn các yêu cầu quy định tại quyết định 858/QĐ – BGTVT [2]. 
Bảng 2-4. Các chỉ tiêu cơ lý của đá dĕm và bột khoáng 
Chỉ tiêu thí nghiệm 
Loại cốt liệu 
Đá 
10/31,5 
Đá 
10/25 
Đá 
10/20 
Đá 
5/10 
Cát nghiền 
0/5 
Bột 
khoáng 
Tỷ trọng khối (Gsb) 2,741 2,727 2,711 2,707 2,702 2,713 
Tỷ trọng khối của mẫu bão hòa 
khô bề mặt (Gssb) 2,746 2,731 2,717 2,716 2,720 - 
Tỷ trọng biểu kiến (Gsa) 2,753 2,739 2,727 2,731 2,751 - 
Khả nĕng hấp phụ (%) 0,154 0,172 0,216 0,320 0,659 - 
51 
Chỉ tiêu thí nghiệm 
Loại cốt liệu 
Đá 
10/31,5 
Đá 
10/25 
Đá 
10/20 
Đá 
5/10 
Cát nghiền 
0/5 
Bột 
khoáng 
Hàm lượng bụi, bùn, sét (%) 0,377 0,316 0,365 0,702 - 2,329 
Hàm lượng hạt thoi dẹt (%) 4,28 3,84 5,79 5,20 - - 
Mô đun độ lớn của cốt liệu mịn - - - - - 3,285 
Hệ số đương lượng cát của cốt 
liệu mịn (%) - - - - - 73,540 
Hàm lượng sét cục (%) - - - - - 0,251 
Hàm lượng hạt mềm yếu, 
phong hóa 0,35 0,42 0,508 0,35 - - 
Khả nĕng dính bám với nhựa Cấp 3 
Thành phần cấp phối cốt liệu của đá dĕm các loại và bột khoáng thể hiện ở 
Bảng 2-5. 
Bảng 2-5. Cấp phối cốt liệu của đá dĕm các loại và bột khoáng 
Cỡ sàng (mm) % lọt sàng Đá 10/40 Đá 10/31,5 Đá 10/20 Đá 5/10 Đá 0/5 Bột khoáng 
37,5 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 
31,5 89,89 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 
25 57,76 90,84 100,00 100,00 100,00 100,00 
19 29,69 37,86 100,00 100,00 100,00 100,00 
12,5 3,84 4,89 69,11 100,00 100,00 100,00 
9,5 0,51 0,65 21,73 99,12 100,00 100,00 
4,75 0,19 0,24 2,21 26,30 99,49 100,00 
2,36 0,16 0,20 1,43 1,91 65,89 100,00 
1,18 0,13 0,16 1,16 1,46 46,28 100,00 
0,6 0,00 0,00 0,96 1,26 31,58 100,00 
0,3 0,00 0,00 0,74 1,07 16,07 99,79 
0,15 0,00 0,00 0,63 0,97 11,66 98,60 
0,075 0,00 0,00 0,38 0,80 8,36 84,89 
Để thiết kế cấp phối cốt liệu theo phương pháp Bailey cần xác định khối 
lượng thể tích của các cốt liệu ở trạng thái xốp và chặt theo AASHTO T19 
(xem Hình 2-8). 
52 
Hình 2-8. Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của các loại cốt liệu 
khoáng theo AASHTO T19 
 Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của cốt liệu khoáng cho các 
cốt liệu thành phần thể hiện ở Bảng 2-6. 
Bảng 2-6. Khối lượng thể tích của các cốt liệu thành phần 
STT Loại cốt liệu Khối lượng thể tích (kg/m
3) 
Trạng thái xốp Trạng thái chặt 
1 Đá dĕm 10/31,5 1455,03 1629,47 
2 Đá dĕm 10/25 1421,86 1584,48 
3 Đá dĕm 10/20 1393,89 1569,12 
4 Đá dĕm 5/10 1318,52 1521,52 
5 Cát nghiền 0/5 1629,58 1840,54 
2.5.3.2. Nhựa đường 
a) Các chỉ tiêu cơ bản của nhựa đường 
Kết quả thí nghiệm trong phòng các chỉ tiêu cơ bản của nhựa đường nghiên 
cứu thể hiện ở Bảng 2-7. 
Bảng 2-7. Các chỉ tiêu cơ bản của 3 loại nhựa đường nghiên cứu 
TT Chỉ tiêu Đơn vị 
Giá trị Phương pháp thử 
nghiệm Nhựa 20/30 
Nhựa 
35/50 
Nhựa 
60/70 
1 Độ kim lún ở 25˚C, 0,1mm, 5s 
1/10 
mm 21,3 40,0 62,0 TCVN 7495:2005 
2 Độ kéo dài ở 25
0C, 5 
cm/phút cm 69 >100 >100 TCVN 7496:2005 
3 Nhiệt độ hóa mềm 0C 61,7 53,2 48,8 TCVN 7497:2005 
4 Điểm chớp cháy 0C 332 336 328 TCVN 7498:2005 
53 
TT Chỉ tiêu Đơn vị 
Giá trị Phương pháp thử 
nghiệm Nhựa 20/30 
Nhựa 
35/50 
Nhựa 
60/70 
5 
Tổn thất khối lượng 
sau khi gia nhiệt 5 
giờ ở 1630C so với 
ban đầu 
% 0,13 0,14 0,35 TCVN 7495:2005 
6 Khối lượng riêng ở 250C g/cm
3 1,044 1,030 1,032 TCVN 7501:2005 
7 Độ dính bám với đá cấp 3 cấp 3 cấp 3 TCVN 7504:2005 
Các chỉ tiêu cơ bản của 3 loại nhựa đường đều thỏa mãn quy định kỹ thuật đối 
với nhựa đường dùng trong công trình giao thông ban hành kèm theo thông tư 
27/2014/TT-BGTVT của Bộ trưởng Bộ GTVT. Từ biểu đồ Hình 2-9 có thể 
nhận thấy rằng loại nhựa đường 20/30 có độ kim lún thấp nhất và nhiệt độ hóa 
mềm cao nhất. Nhiệt độ hóa mềm của loại nhựa đường 20/30 lớn hơn đáng kể 
(+12,9 0C) so với 60/70. Với 2 loại nhựa đường 35/50 và 60/70 mặc dù độ 
kim lún có sự chênh lệch lớn nhưng nhiệt độ hóa mềm chỉ cao hơn +4,40C. 
Nhiệt độ hóa mềm của 2 loại nhựa đường 20/30 và 35/50 cao hơn so với 60/70 
là cơ sở để cải thiện tính chất của đá – nhựa nghiên cứu. 
Hình 2-9. So sánh độ kim lún và nhiệt độ hóa mềm của 3 loại nhựa đường 
b) Xác định một số chỉ tiêu của nhựa đường theo cấp đặc tính PG 
Theo tiêu chuẩn AASHTO M320-10 [20], nhựa đường được phân loại theo 
đặc tính PG (Performance Grade). Phân cấp nhựa đường theo phương pháp 
này đã xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất của nhựa đường, từ đó 
có thể lựa chọn nhựa đường phù hợp với các vùng khí hậu và điều kiện giao 
thông khác nhau. Chính vì vậy, việc xác định một số tính chất của nhựa đường 
21,3
40
6261,7
53,2
48,8
0
10
20
30
40
50
60
70
0
10
20
30
40
50
60
70
20/30 35/50 60/70
Nh
iệt 
độ 
hóa
 mề
m (
0 C)
Độ
 kim
 lún
 (1/
10 
mm
)
Loại nhựa đường
Nhiệt độ hóa mềm
Độ
kim
 lún
54 
theo cấp đặc tính PG là cần thiết, làm cơ sở dự báo các tính chất của các hỗn 
hợp đá – nhựa tương ứng. 
Để phân loại nhựa đường theo đặc tính PG, một trong các thí nghiệm quan 
trọng nhất là thí nghiệm cắt động lưu biến xác định mô đun cắt động (|G*|) và 
góc pha () của nhựa đường ở các trạng thái gốc, sau hóa già ngắn hạn RTFO 
và sau hóa giá dài hạn PAV ở tần số 1,59 Hz. Nghiên cứu này sử dụng thiết bị 
cắt động lưu biến DSR RHEOTEST RN 4.3 (xem Hình 2-10). Thí nghiệm cắt 
động lưu biến được thực hiện với mẫu nhựa đường hình trụ đường kính 25 
mm dày 1 mm hoặc đường kính 8 mm dày 2 mm được đặt kẹp giữa 2 đĩa hình 
tròn.Trong khi thí nghiệm, đĩa phía dưới được cố định trong khi đĩa phía trên 
dao động điều hòa để tạo ra lực cắt. Thí nghiệm được điều khiển bằng phần 
mềm chuyên dụng. 
Hình 2-10. Thiết bị cắt động lưu biến RHEOTEST RN 4.3 Nguyên tắc đo 
Thực nghiệm được thực hiện bằng cách tạo ra biến dạng góc trên mẫu nhựa 
đường ở các nhiệt độ và tần số khác nhau. Biến dạng này là một hàm số dạng 
hình sin của thời gian là một dao động điều hòa. 
max sin( )t    (2-11) 
Ứng suất cắt đo được có dạng hình sin nhưng có sự lệch pha  giữa ứng suất 
cắt và biến dạng theo công thức: 
max sin( )t     (2-12) 
Giá trị của mô đun cắt động được tính theo công thức (2-13: 
Máy tính 
Thiết bị đo 
Điều chỉnh 
nhiệt độ 
55 
 * max
max
G  (2-13) 
 Trình tự thí nghiệm 
Các mẫu thí nghiệm cắt động được nung nóng đến nhiệt độ xấp xỉ 1630C bằng 
cách đặt trong tủ sấy và nung cho đến khi nóng chảy theo AASHTO T315-12. 
Một lượng nhỏ của mỗi loại nhựa được rót vào trong một khuôn nhỏ. Sau đó, 
các mẫu này sẽ được làm lạnh trong vòng 1,0 giờ trước khi thí nghiệm. Kế hoạch thí nghiệm 
Số lượng mẫu thử tương ứng với các thí nghiệm cần thực hiện để phân loại 
nhựa đường theo cấp đặc tính PG được thể hiện ở Bảng 2-8. 
Bảng 2-8. Số mẫu thí nghiệm phân loại nhựa đường theo cấp đặc tính PG 
TT Chỉ tiêu thí nghiệm Số lượng mẫu thí nghiệm 20/30 35/50 60/70 
Thí nghiệm với nhựa đường gốc 
1 Nhiệt độ bắt lửa theo tiêu chuẩn AASHTO T48, 0C 2 2 2 
2 Độ nhớt ở 135
0C theo tiêu chuẩn 
AASHTO T316 2 2 2 
3 
Mô đun cắt động của nhựa đường 
gốc (T315), G*/sin, 10 rad/s, nhiệt 
độ 460C – 820C. 
3 3 3 
Thí nghiệm với nhựa đường sau RTFO 
 (85 phút, 1630C theo AASHTO T240-13) 
4 Tổn thất khối lượng sau RTFO, % 2 2 2 
5 
Mô đun cắt động của nhựa đường 
RTFO (T315), G*/sin, 10 rad/s, 
nhiệt độ 460C – 820C. 
3 3 3 
Thí nghiệm với nhựa đường sau PAV 
 (20h, 1000C theo AASHTO R28-12) 
6 Mô đun cắt động của nhựa đường PAV (T315), G*sin, 10 rad/s. 3 3 3 Kết quả thí nghiệm 
Các kết quả thí nghiệm cắt động lưu biến đối với các mẫu nhựa đường gốc, 
sau hóa già ngắn hạn RTFO và sau hóa già dài hạn PAV được thể hiện ở Phụ 
lục 2. Tổng hợp các kết quả thí nghiệm kiến nghị bước đầu phân cấp 3 loại 
nhựa đường theo PG như ở Bảng 2-9. 
56 
Bảng 2-9. Kết quả bước đầu phân cấp nhựa đường theo đặc tính PG 
TT Cấp nhựa đường theo kim lún 
Cấp nhựa đường 
theo PG Ghi chú 
1 20/30 PG 82-28 Chưa thực hiện thí nghiệm 
uốn dầm (BBR) và kéo trực 
tiếp (DTT) 2 35/50 PG 70-34 3 60/70 PG 64-34 
2.5.4. Thiết kế cấp phối cốt liệu cho hỗn hợp đá – nhựa cường độ cao 
theo phương pháp Bailey 
Sử dụng phương pháp Bailey để thiết kế cấp phối cốt liệu cho các hỗn hợp 
ĐNMC 31,5 và ĐNMC 25. 
2.5.4.1. Kết quả thiết kế các cấp phối cốt liệu đá – nhựa cường độ cao theo 
phương pháp Bailey 
Phối trộn cốt liệu cho hỗn hợp ĐNMC 25 từ 03 loại cốt liệu thô (10/25; 10/20 
và 5/10), 01 loại cốt liệu mịn (0/5) và bột khoáng theo phương pháp Bailey 
cần xác định các thông số sau: Cấp phối của các đống cốt liệu thành phần và tỷ trọng khối của chúng; Khối lượng thể tích ở trạng thái xốp và ở trạng thái chặt theo AASHTO 
T-19. 
Ngoài ra, cần phải lựa chọn các thông số của các cốt liệu thành phần gồm: Khối lượng thể tích thiết kế của cốt liệu (lấy theo % của khối lượng thể 
tích ở trạng thái xốp); Lượng lọt sàng 0,075 mm; Tỷ lệ phối trộn của các cốt liệu thô; Tỷ lệ phối trộn của các cốt liệu mịn. 
Lựa chọn 3 tỷ lệ phối trộn của các nhóm cốt liệu thô. Các kết quả phối trộn 
cốt liệu theo phương pháp Bailey được thể hiện ở Bảng 2-10 và Hình 2-11. 
Tương tự, phối trộn cốt liệu cho hỗn hợp ĐNMC 31,5 từ 03 loại cốt liệu thô 
(10/31,5; 10/20 và 5/10), 01 loại cốt liệu mịn (0/5) và bột khoáng được kết 
quả ở Bảng 2-11 và Hình 2-12. 
57 
Bảng 2-10. Phối trộn cốt liệu cho hỗn hợp ĐNMC 25 
TT 
Loại 
cấp 
phối 
cốt liệu 
Tỷ lệ phối trộn cốt liệu 
thô (%) Kết quả thiết kế phối trộn (%) 
CA#1 CA#2 CA#3 CA#1 CA#2 CA#3 FA#1 MF 
1 CP1 40 35 25 25,52 22,15 18,29 31,78 2,26 
2 CP2 65 20 15 41,13 12,65 11,10 32,86 2,27 
3 CP4 75 15 10 47,43 9,48 7,39 33,44 2,26 
Hình 2-11. Cấp phối cốt liệu thiết kế của hỗn hợp ĐNMC 25 
Bảng 2-11. Phối trộn cốt liệu cho hỗn hợp ĐNMC 31,5 
TT 
Loại cấp 
phối cốt 
liệu 
Tỷ lệ phối trộn cốt 
liệu thô (%) Kết quả thiết kế phối trộn (%) 
CA#1 CA#2 CA#3 CA#1 CA#2 CA#3 FA#1 MF 
1 CP 3 65 20 15 42,51 12,78 11,21 31,06 2,43 
Hình 2-12. Cấp phối cốt liệu thiết kế của hỗn hợp ĐNMC 31,5 
31,525,019,012,59,54,752,361,180,60,30,150,075
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 CP1
CP2
CP4
Cận trên
Cận dưới
Fuller n=0,45
Cỡ sàng (mm)
Ph
ần
trĕ
m l
ọt s
àng
 (%
)
CP2
Fuller 
n=0,45
CP4
CP1
37,531,5251912,59,54,752,361,180,60,30,150,075
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 CP3
ĐNMC 31,5_Cận dưới
ĐNMC 31,5_Cận trên
Fuller n=0,45
Cỡ sàng (mm)
Ph
ần
trĕ
m l
ọt s
àng
 (%
)
CP3
Fuller 
n=0,45
58 
2.5.4.2. Đánh giá các cấp phối cốt liệu thiết kế bằng phương pháp Bailey 
Tính toán hệ số của các cấp phối cốt liệu sau khi phối trộn được kết quả thể 
hiện ở Bảng 2-12. 
Bảng 2-12. Các hệ số cốt liệu của các cấp phối cốt liệu ĐNMC và ĐNC 
STT Loại cấp phối cốt liệu Các hệ số đánh giá cấp phối cốt liệu CA FAC FAf 
1 CP1 0,95 0,45 0,44 
2 CP2 0,44 0,47 0,43 
3 CP4 0,29 0,48 0,43 
4 CP3 0,41 0,47 0,44 
Có thể thấy rằng cấp phối đề xuất CP1, CP2 và CP4 thỏa mãn đường bao cấp 
phối đề xuất cho hỗn hợp ĐNMC và ĐNC 25, còn cấp phối CP3 cũng thỏa 
mãn đường bao cấp phối đề xuất cho hỗn hợp ĐNMC và ĐNC 31,5. 
Khi sử dụng các hệ số của phương pháp Bailey để đánh giá các cấp phối này 
có nhận xét như sau: CP4 có hệ số CA = 0,29 cho thấy hỗn hợp có tỷ lệ các cỡ 
hạt trung gian ít có thể tạo ra bộ khung cốt liệu thô tốt nhưng khó thi công do 
hỗn hợp này dễ phân tầng khi rải; Đối với cấp phối CP1 có CA = 0,95; Cấp 
phối CP2 có hệ số CA = 0,44 và CP3 có CA = 0,41 đều nằm trong khoảng 
kiến nghị từ 0,4 – 0,95. Các cấp phối này được kỳ vọng là sẽ tạo ra bộ khung 
cốt liệu thô vừa hạn chế sự phân tầng và dễ đầm chặt khi thi công. 
Từ các phân tích ở trên, chọn 3 cấp phối cốt liệu CP1, CP2 và CP3 để tiến 
hành các nghiên cứu về các chỉ tiêu cơ lý của các hỗn hợp ĐNMC. Các cấp 
phối này sử dụng cho cả hỗn hợp ĐNMC và hỗn hợp đối chứng ĐNC. 
2.5.5. Xác định hàm lượng nhựa tối ưu của các hỗn hợp đá – nhựa cường 
độ cao theo phương pháp Marshall cải tiến 
2.5.5.1. Trình tự xác định hàm lượng nhựa tối ưu theo phương pháp 
Marshall cải tiến [6] 
- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu và nhựa đường. 
- Phối trộn các cốt liệu khoáng theo cấp phối thiết kế. 
- Chuẩn bị cốt liệu để đúc mẫu: Số lượng mẫu cốt liệu cần thiết là 5 tổ mẫu 
(mỗi tổ 3 mẫu) và khối lượng 1 mẫu khoảng 4000 g. 
- Trộn cốt liệu với nhựa đường ở nhiệt độ thích hợp (tham khảo Bảng 2-13). 
59 
Đối với các loại nhựa đường mác 20/30 và 35/50, nhiệt độ chế tạo hỗn hợp 
tham khảo theo EN 13108-1:2006 [27], nhựa đường mác 60/70 theo TCVN 
8819:2011 [7]. 
Bảng 2-13. Nhiệt độ của hỗn hợp ĐNMC và ĐNC khi trộn 
Cấp nhựa đường 
Nhiệt độ 
giới hạn 
(0C) 
Nhiệt độ 
trộn hỗn 
hợp (0C) 
Tiêu chuẩn tham 
khảo 
20/30 160 – 200 165 -170 EN 13108-1:2006 
35/50, 40/60 150 – 190 155- 160 EN 13108-1:2006 
60/70 140 - 180 150 - 155 TCVN 8819:2011 
- Đầm mẫu mẫu Marshall cải tiến với loại búa đầm 10,2 kg và chiều cao rơi là 
457 mm. Chiều cao mẫu sau khi đầm trong khuôn phải nằm trong khoảng quy 
định 95,2 1,8 mm. 
- Thí nghiệm và tính toán các chỉ tiêu thể tích của mẫu Marshall cải tiến. 
- Thí nghiệm xác định độ ổn định và độ dẻo trên các mẫu Marshall cải tiến 
(xem Hình 2-13a, b) theo các hướng dẫn trong TCVN 8860-1:2011. Kết quả 
thí nghiệm độ ổn định Marshall cần được hiệu chỉnh bằng cách nhân với hệ số 
hiệu chỉnh theo Bảng 2 của tiêu chuẩn này. 
a) Mẫu Marshall cải tiến b) Thiết bị nén Marshall cải tiến 
Hình 2-13. Thí nghiệm Marshall cải tiến 
152 mm 
60 
- Lựa chọn hàm lượng nhựa tối ưu: Trước tiên vẽ các đồ thị quan hệ giữa hàm 
lượng nhựa và các chỉ tiêu liên quan như độ ổn định, độ dẻo, độ rỗng dư, độ 
rỗng cốt liệu, độ rỗng lấp đầy nhựa, khối lượng thể tích của mẫu đá – nhựa 
chặt. Sau đó, cĕn cứ vào yêu cầu kỹ thuật đối với hỗn hợp, xác định hàm 
lượng nhựa tối ưu thỏa mãn các tiêu chí từ 3 – 8 ở Bảng 2-1. 
2.5.5.2. Kế hoạch thí nghiệm hàm lượng nhựa tối ưu 
Xác định hàm lượng nhựa đường tối ưu theo phương pháp Marshall với các 
hỗn hợp ĐNMC 20/30, ĐNMC 35/50 đối chứng với ĐNC 60/70. 
Số lượng mẫu thí nghiệm tương ứng với từng hỗn hợp ĐNMC và ĐNC được 
thể hiện ở Bảng 2-14. Số mẫu thí nghiệm cho mỗi tổ mẫu được lựa chọn được 
theo tiêu chuẩn TCVN 8820:2011. Để đảm bảo độ tin cậy của các kết quả thí 
nghiệm, sử dụng tiêu chuẩn ASTM E691 để đánh giá độ chụm của các kết quả 
thí nghiệm. Nếu thỏa mãn giới hạn về độ chụm theo các tiêu chuẩn tương ứng 
thì chấp nhận kết quả thí nghiệm và lấy giá trị trung bình làm kết quả đại diện 
cho tổ mẫu. Trong trường hợp không thỏa mãn độ chụm thì phải làm lại thí 
nghiệm. Kết quả đánh giá độ chụm của thí nghiệm Marshall được thể hiện ở 
Phụ lục 3. 
Bảng 2-14. Số lượng mẫu xác định hàm lượng nhựa tối ưu 
Hàm 
lượng 
nhựa 
Số lượng mẫu thử 
Tổng 
số 
mẫu 
ĐNMC 25 và ĐNC 25 
CP 1 
ĐNMC 25 và ĐNC 25 
CP 2 
ĐNMC 31,5 và ĐNC 
31,5 CP 3 
ĐNMC 
20/30 
ĐNMC 
35/50 
ĐNC 
60/70 
ĐNMC 
20/30 
ĐNMC 
35/50 
ĐNC 
60/70 
ĐNMC 
20/30 
ĐNMC 
35/50 
ĐNC 
60/70 
2,7% 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 
3,2% 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 
3,7% 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 
4,2% 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 
4,7% 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 
Tổng 
số 15 15 15 15 15 15 15 15 15 135 
2.5.5.3. Kết quả xác định hàm lượng nhựa tối ưu 
Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng nhựa tối ưu cho các hỗn hợp ĐNMC 
và ĐNC đối chứng được xác định trên cơ sở thỏa mãn các chỉ tiêu cơ lý yêu 
cầu, thể hiện ở Bảng 2-15. 
61 
Bảng 2-15. Hàm lượng nhựa tối ưu của các hỗn hợp ĐNMC và ĐNC 
TT Loại hỗn hợp Cấp phối Loại nhựa đường 
Hàm lượng nhựa 
tối ưu (% kl hh) 
1 ĐNMC 25 CP1 20/30 3,60 ÷ 4,30 
2 ĐNMC 25 CP1 35/50 3,50 ÷ 4,20 
3 ĐNC 25 CP1 60/70 3,50 ÷ 4,15 
4 ĐNMC 25 CP2 20/30 3,30 ÷ 4,20 
5 ĐNMC 25 CP2 35/50 3,30 ÷ 4,15 
6 ĐNC 25 CP2 60/70 3,30 ÷ 4,10 
7 ĐNMC 31,5 CP3 20/30 3,25 ÷ 4,00 
8 ĐNMC 31,5 CP3 35/50 3,20 ÷ 4,00 
9 ĐNC 31,5 CP3 60/70 3,20 ÷ 4,00 
Giá trị hàm lượng nhựa tối ưu của các hỗn hợp ĐNMC và ĐNC với cùng cấp 
phối thiết kế (CP1, CP2 hoặc CP3) không có sự chênh lệch. Điều này cho thấy 
chiều dày màng nhựa được tạo ra tương đương nhau khi sử dụng 3 loại nhựa 
đường 20/30, 35/50 và 60/70 khi chúng được trộn và tạo mẫu ở các nhiệt độ 
quy định ở Bảng 2-13. 
Giá trị hàm lượng nhựa tối ưu của các hỗn hợp ĐNMC và ĐNC với 3 cấp phối 
thiết kế (CP1, CP2 và CP3) nằm trong khoảng 3,2% – 4,3%, thấp hơn so với 
hàm lượng nhựa tối ưu của hầu hết các hỗn hợp BTNC 12,5 và BTNC 19 
(khoảng từ 4,5 - 5,2%) đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay. Sở dĩ 
hàm lượng nhựa tối ưu nhỏ hơn là do các hỗn hợp ĐNMC và ĐNC sử dụng 
cấp phối cốt liệu thô có cỡ hạt danh định lớn nên tỷ diện bề mặt cốt liệu nhỏ 
hơn so với các hỗn hợp BTNC 12,5 và BTNC 19 thông thường. 
2.6. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA HỖN 
HỢP ĐÁ – NHỰA CƯỜNG ĐỘ CAO 
2.6.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp đá – nhựa cường độ cao 
2.6.1.1. Các chỉ tiêu thể tích 
a) Độ rỗng cốt liệu 
Độ rỗng cốt liệu của đá – nhựa được xác định theo TCVN 8860-10 : 2011. 
Công thức xác định độ rỗng cốt liệu như sau: 
s
sb
mb PG
GVMA 100 (2-14) 
62 
Trong đó: 
Gsb - tỷ trọng khối của hỗn hợp cốt liệu; 
Gmb - tỷ trọng khối của mẫu đá – nhựa đã đầm nén; 
Ps - tỷ lệ cốt liệu, tính theo % khối lượng hỗn hợp. 
b) Độ rỗng dư 
Độ rỗng dư của ĐNMC và ĐNC được xác định theo TCVN 8860-9 : 2011. 
Công thức tính toán như sau: 
)1.(100
mm
mb
a G
GV (2-15) 
Trong đó: 
Gmm - tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp ở trạng thái rời; 
Gmb - tỷ trọng khối của hỗn hợp đã đầm nén. 
c) Độ rỗng lấp đầy nhựa 
Độ rỗng lấp đầy nhựa được xác định theo TCVN 8860-11 : 2011. Công thức 
tính toán như sau: 
).(100 VMA
VVMAVFA a (2-16) 
Trong đó: 
VMA - độ rỗng cốt liệu, tính bằng phần trĕm (%); 
Va - độ rỗng dư của hỗn hợp đã đầm nén, tính bằng phần trĕm (%). 
2.6.1.2. Độ ổn định và độ dẻo Marshall cải tiến 
Sau khi xác định khoảng hàm lượng nhựa tối ưu tương ứng với các cấp phối 
cốt liệu thiết kế với các loại nhựa đường khác nhau, chọn giá trị hàm lượng 
nhựa tối ưu tương ứng với từng cấp phối và loại nhựa đường để chế tạo các tổ 
mẫu Marshall cải tiến. Tiến hành thí nghiệm nén Marshall xác định độ ổn định 
và độ dẻo của các tổ mẫu này trong điều kiện thí nghiệm ngâm mẫu ở 600C 
trong 60 phút theo TCVN 8860-1:2011. 
63 
2.6.1.3. Độ ổn định còn lại 
Độ ổn định còn lại của đá – nhựa (R) xác định theo tiêu chuẩn TCVN 8860-
12:2011, được tính theo công thức (2-17). 
.100aSR S (2-17) 
 Trong đó: