Concrete pavement - Preformed expansion joint filler -Part 1: Determining of recovery and compression
Lời nói đầu
TCVN 11414:2016 do Viện Khoa học và Công nghệ GTVT biên soạn, Bộ Giao thông Vận tảiđề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệcông bố.
Bộ TCVN 11414:2016, Mặt đường bê tông xi măng - Vật liệu chèn khe dạng tấm gồm cácphần sau:
- Phần 1: Xác định độ phục hồi và khả năng chịu nén.
- Phần 2: Xác định độ đẩy trồi của vật liệu.
- Phần 3: Xác định độ giãn dài trong nước đun sôi.
- Phần 4: Thử nghiệm đun sôi trong dung dịch axit HCL.
- Phần 5: Xác định hàm lượng nhựa.
- Phần 6: Xác định độ hấp thụ nước.
- Phần 7: Xác định khối lượng riêng.
MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG - VẬT LIỆU CHÈN KHE GIÃN DẠNG TẤM - PHẦN 1: XÁC ĐỊNH ĐỘ PHỤC HỒI VÀ KHẢ NĂNG CHỊU NÉN
Concrete Pavement - Preformed Expansion Joint Filler -Part 1: Determining of Recovery and Compression
1.1 Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ phục hồi và khả năng chịu nén của vật liệu chèn khe giãn dạng tấm dùng cho mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô, đường cao tốc, đường đô thị, có thể tham khảo áp dụng cho xây dựng đường sân bay.
1.2 Phương pháp xác định độ phục hồi và khả năng chịu nén được áp dụng đối với các loại vậtliệu chèn khe giãn dạng tấm bao gồm:
- Vật liệu loại gỗ xốp; gỗ xốp tự co giãn;
- Vật liệu loại cao su xốp; cao su tái chế sử dụng chất liên kết Polyurethane;
- Vật liệu loại chứa bitum (bao gồm loại gỗ xốp có bitum, loại vật liệu có sợi...);
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu việndẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi nămcông bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
AASHTO M33, Specification for Preformed Expansion Joint Filler for Concrete (Bitumiuos Type)[Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với vật liệu chèn khe giãn dạng tấm (loại có bitum)].
AASHTO M153, Specification for Preformed Sponge Rubber and Cork Expansion Jont Filler forConcrete Paving and Structure Construction (Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với vật liệu chèn khe giãndạng tấm loại cao su xốp và gỗ xốp sử dụng cho mặt đường bê tông và kết cấu xây dựng).
AASHTO M213, Preformed Expansion Joint Fillers for Concrete Paving and StructuralConstruction (Nonextruding and Resilient Bituminous Types) [Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm sửdụng cho mặt đường bê tông và kết cấu xây dựng (loại có bitum không bị đẩy trồi và có tính đànhồi)].
3. Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt
3.1 Thuật ngữ, định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.
3.1.1 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm (Preformed Expansion Joint Filler)
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm là những vật liệu dạng thể rắn, định hình sẵn, có các đặc tính cơlý phù hợp sử dụng làm vật liệu chèn khe giãn mặt đường bê tông xi măng.
3.1.2 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại gỗ xốp (Preformed Expansion Joint Filler - Cork Type)
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại gỗ xốp là vật liệu được sản xuất từ các hạt gỗ xốp sạch, cósàng lọc và được liên kết với nhau bằng chất dính kết không hòa tan.
3.1.3 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại gỗ xốp tự co giãn (Preformed Expansion Joint Filler -Self Expanding Cork Type)
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại gỗ xốp tự co giãn là vật liệu được chế tạo trong điều kiệnnén ở nhiệt độ và áp suất nhất định, vật liệu có khả năng co giãn cao sau khi lắp đặt, thích hợpvới hiện tượng co ngót của bê tông xi măng. Sản phẩm loại này có thể được cắt theo kích thướcmong muốn tại hiện trường.
3.1.4 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại cao su xốp (Preformed Expansion Joint Filler - SpongeRubber Type)
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại cao su xốp là vật liệu được chế tạo từ cao su tổng hợp vàcao su tự nhiên, không sử dụng cao su phế phẩm hoặc tái chế. Vật liệu này có màu xám tro gầngiống với màu của bê tông xi măng.
3.1.5 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại cao su tái chế sử dụng chất liên kết Polyurethane(Polyurethane - bonded recycled rubber).
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại cao su tái chế sử dụng chất liên kết Polyurethane là vật liệuđược chế tạo từ cao su lốp xe ô tô tận dụng kết hợp với chất kết dính Polyurethane tạo thành liênkết có độ bền cao.
3.1.6 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại có chứa bitum (Preformed Expansion Joint Filler -Bituminous Type)
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại có chứa bitum là vật liệu thành phần có chứa mastic bitum(nhựa đường hoặc hắc ín). Mastic bao gồm bột khoáng, các sợi gia cường và có thể là các miếngvật liệu gia cường mỏng. Vật liệu này không ngấm nước, độ bền cao, linh động và có khả năng tựchèn.
3.1.7 Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại có sợi (Preformed Expansion Joint Filler - Fiber Type)
Vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại có sợi là vật liệu được tạo thành từ các sợi dệt đan kết chặtchẽ với nhau và kết hợp thêm nhựa đường để tăng tuổi thọ vật liệu. Đây là loại vật liệu linh động,đàn hồi, không bị đẩy trồi.
3.2 Từ viết tắt
AASHTO American association of State Highway and Transportation (Hiệp hội đường bộ Mỹ).
ASTM American Society for Testing and Materials (Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Mỹ)
BTXM Bê tông xi măng
4.1 Phương pháp xác định khả năng chịu nén theo hướng vuông góc với các bề mặt tấm, độphục hồi của vật liệu sau khi dỡ tải là những thử nghiệm được dùng để đánh giá khả năng làmviệc liên tục, không bị phá hoại trong quá trình giãn nở nhiệt của vật liệu chèn khe và của mặtđường BTXM.
4.2 Độ phục hồi vật liệu được xác định sau khi nén mẫu đạt tới chiều dày bằng 50 % so vớichiều dày mẫu trước khi thí nghiệm, sau đó dỡ tải ngay và để mẫu tự hồi phục.
4.3 Khả năng chịu nén của vật liệu được xác định bằng giá trị tải trọng cần thiết để nén mẫu đạtđến chiều dày bằng 50 % so với chiều dày mẫu trước khi thí nghiệm.
5.1 Thước kẹp - Thiết bị đo chiều dài và chiều rộng của mẫu với độ chính xác ± 0,25 mm.
5.2 Đồng hồ đo - đồng hồ vi phân kế hoặc các thiết bị đo khác với vạch chia đến 0,02 mm.
5.3 Tấm dưỡng - bằng thép có kích thước 102 mm x 102 mm được gia công từ tấm kim loại dày13 mm. Sai số cho phép về chiều dài và chiều rộng - 0,13 mm.
5.4 Tấm kim loại - được chế tạo từ tấm thép dày 13 mm với các mặt phẳng song song, có kíchthước 114 mm x 114 mm, sai số ± 2,5 mm.
5.5 Thiết bị tạo lực nén
Có thể là loại nén thủy lực hoặc loại trục vít với khoảng cách giữa mặt truyền lực trên và dưới chophép sử dụng với nhiều thiết bị khác nhau. Tải trọng tác dụng lên mẫu có độ chính xác ± 1,0 %.
Mặt truyền lực trên có điểm đặt lực dạng mặt cầu được làm bằng khối kim loại cứng và được gắnchắc chắn thẳng tâm tại đầu trên của thiết bị nén. Tâm của điểm đặt lực dạng mặt cầu sẽ nằm tạitâm của bề mặt khối tiếp xúc với mẫu và có thể tự do chuyển động theo các hướng.
6.1 Lấy mẫu
Mẫu đại diện được lấy với lượng vật liệu đảm bảo chế tạo đủ số mẫu với kích thước 114 mm x 114mm phục vụ thử nghiệm. Tỷ lệ lấy mẫu đại diện của vật liệu chèn khe giãn dạng tấm là 1 mẫu / 90 m2.Mẫu được bảo quản và vận chuyển an toàn về phòng thí nghiệm.
6.2 Chuẩn bị mẫu
6.2.1 Với những vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại gỗ xốp, cao su xốp, gỗ xốp có chứa bitum hoặcloại vật liệu có sợi, tiến hành cắt 1 mẫu kích thước 102 mm x 102 mm. Mẫu được cắt khi vật liệu cònmới, vuông vức và sử dụng tấm dưỡng quy định tại 5.3 để cắt theo kích thước quy định.
6.2.2 Với riêng vật liệu chèn khe giãn dạng tấm loại gỗ xốp tự co giãn, sau khi đun mẫu trong nướcsôi trong vòng 1 h, làm khô mẫu trong không khí trong 24 h. Sau đó cắt 1 mẫu theo kích thước quy địnhtại 6.2.1.
6.2.3 Nếu vật liệu chèn khe loại gỗ xốp không đạt các yêu cầu quy định, tiến hành thử nghiệm kiểmtra trên mẫu được ngâm trong nước 24 h và sau đó để khô trong không khí 24 h. Việc đánh giá vật liệuđược dựa trên kết quả của thử nghiệm kiểm tra này.
6.2.4 Chiều dày mẫu được xác định chính xác đến 0,025 mm.
7.1 Lắp đặt mẫu
(a) Tiến hành thí nghiệm với một mẫu được chuẩn bị theo quy định tại 6.2.1, 6.2.2 hoặc 6.2.3. Đặt mẫulên một tấm kim loại phẳng, đặt tấm kim loại có kích thước 114 mm x 114 mm x 13 mm thẳng tâm trênbề mặt mẫu. Sử dụng một giá đỡ hình chữ U để lắp đặt một đồng hồ hoặc thiết bị đo phù hợp có độchính xác đến 0,025 mm ngay phía trên và chính giữa mẫu thí nghiệm.
(b) Lắp đặt một ống truyền lực hình trụ rỗng bằng kim loại, có khe để lắp giá đỡ hình chữ U và mộtkhoảng hở để nhìn thiết bị đo. Yêu cầu thiết bị tạo lực nén quy định tại 5.5 và cách thức lắp đặt đượcthể hiện trong hình H1, tuy nhiên có thể sử dụng các thiết bị khác tương đương.
Kích thước tính bằng mm
CHÚ THÍCH:
1 Tấm kim loại phẳng; | 5 Thiết bị đo; |
2 Mẫu thí nghiệm; | 6 Ống truyền lực hình trụ; |
3 Tấm kim loại kích thước 114 mm x 114 mm x 13 mm; | 7 Khối đỡ hình cầu. |
4 Giá đỡ chữ U; |
|
Hình H1 - Lắp đặt mẫu trong thử nghiệm độ phục hồi và khả năng chịu nén
7.2 Đo chiều dày mẫu
Sau khi mẫu đã được lắp đặt theo mục 7.1 và chỉ chịu áp lực tĩnh tải của tấm kim loại kích thước 114mm x 114 mm x 13 mm, xác định chiều dày của mẫu bằng thiết bị đo. Khi thiết bị truyền tải trọng vàkhối tựa hình cầu được đặt lên mẫu, mẫu bắt đầu chịu nén. Cần theo dõi độ giảm chiều dày mẫu đếnkhi đạt đến 50 % so với chiều dày mẫu ban đầu.
7.3 Tác dụng tải trọng
Để xác định độ phục hồi của vật liệu, tác dụng lên mẫu một lần với tải trọng đủ lớn để nén mẫu đến50% chiều dày mẫu ban đầu, tải trọng được tác dụng đều với tốc độ 1,3 mm/1 min. Ghi lại giá trị tảitrọng tác dụng này, nhanh chóng dỡ tải ngay sau khi tác dụng và cho phép mẫu phục hồi trong 10 min,đo chiều dày mẫu thí nghiệm. Dỡ bỏ các thiết bị truyền tải trọng và khối tựa hình cầu khỏi mẫu ngay khi dỡtải.
7.4 Thử nghiệm lại
Trong trường hợp mẫu không đạt các yêu cầu quy định về độ phục hồi theo thử nghiệm trên, tiến hànhthử nghiệm theo các bước như sau:
Tác dụng lên mẫu ba lần với một tải trọng đủ lớn để nén mẫu đạt 50 % chiều dày ban đầu của mẫu, tảitrọng được tác dụng đều với tốc độ 1,3 mm/1 min. Ngay sau mỗi lần tác dụng lập tức tiến hành dỡ tải,thời gian cho phép mẫu phục hồi giữa các lần tác dụng tải trọng là 30 min. Sau khi tải trọng tác dụnglần thứ ba, nhanh chóng dỡ tải và cho phép mẫu phục hồi trong 1 h, sau đó đo lại chiều dày mẫu. Dỡbỏ các thiết bị truyền tải trọng và khối tựa hình cầu khỏi mẫu trong khoảng thời gian phục hồi giữa các giai đoạn nén và sau khi tác dụng tải trọng lần ba. Việc đánh giá độ phục hồi vật liệu sẽ phụ thuộc vào các kết quả thử nghiệm này.
8. Tính toán và biểu thị kết quả
8.1 Độ phục hồi
8.1.1 Độ phục hồi của mẫu (RPH), tính bằng phần trăm (%), được tính toán theo công thức (1):
(1) |
trong đó:
RPH | là độ phục hồi của mẫu, tính bằng phần trăm (%); |
t | là chiều dày của mẫu trước thí nghiệm, tính bằng milimet (mm); |
t1 | là chiều dày của mẫu sau 10 min dỡ tải, tính bằng milimet (mm). |
8.1.2 Thử nghiệm lại
Độ phục hồi trong thử nghiệm lại (), tính bằng phần trăm (%) được tính toán theo công thức (2):
(2) |
trong đó:
là độ phục hồi thử nghiệm lại, tính bằng phần trăm (%); | |
t | là chiều dày của mẫu trước thí nghiệm, tính bằng milimét (mm); |
t1 | là chiều dày của mẫu đo được sau khi dỡ tải lần ba được 1 h, tính bằng milimét (mm). |
8.2 Khả năng chịu nén
Khả năng chịu nén của vật liệu (P), tính bằng kilôpasscal (kPa), là áp lực nén được tính toán theocông thức (3) sau:
(3) |
Trong đó:
P là khả năng chịu nén của vật liệu, tính bằng kilôpasscal (kPa);
N là tải trọng lớn nhất được xác định tại 7.3, tính bằng Niutơn (N)
MỤC LỤC
1. Phạm vi áp dụng
2. Tài liệu viện dẫn
3. Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt
4. Quy định chung
5. Thiết bị, dụng cụ
6. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu
7. Cách tiến hành
8. Tính toán và biểu thị kết quả
9. Báo cáo thử nghiệm