Trong lĩnh vực xây dựng hạ tầng giao thông, hiện tượng hằn lún vệt bánh xe là một trong những vấn đề ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khai thác và tuổi thọ mặt đường. Trước tác động của khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ mặt đường cao cùng lưu lượng phương tiện lớn và tải trọng nặng, việc cải thiện đặc tính của chất kết dính asphalt trong biện pháp thi công đường nhựa ngày càng trở nên cần thiết. Nhằm giải quyết bài toán này, Công ty BMT (Việt Nam) đã nghiên cứu và ứng dụng thành công nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su, hướng đến nâng cao khả năng chống biến dạng của bê tông nhựa.
Vì sao cần cải tiến nhựa đường để hạn chế hằn lún?
Mục lục
- 1 Vì sao cần cải tiến nhựa đường để hạn chế hằn lún?
- 2 Các loại phụ gia polymer được sử dụng trong cải tiến nhựa đường
- 3 Nhựa đường cải tiến gốc cao su ATR
- 4 Kết quả ứng dụng nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su trong thực tế
- 5 Lợi ích kinh tế và môi trường khi sử dụng phụ gia cao su
- 6 Lưu ý khi lựa chọn nhựa đường cải tiến gốc cao su
- 7 Lời kết
Hằn lún vệt bánh xe có thể hình thành khi kết cấu mặt đường không đủ khả năng chống lại biến dạng dưới tác động lặp đi lặp lại của bánh xe. Trong đó, đặc tính của nhựa đường đóng vai trò quan trọng vì vật liệu này tạo liên kết giữa các hạt cốt liệu và ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của hỗn hợp bê tông nhựa.
Tại Việt Nam, điều kiện thời tiết nóng ẩm, nhiệt độ mặt đường tăng cao vào mùa hè và tình trạng xe tải nặng lưu thông thường xuyên có thể làm gia tăng nguy cơ biến dạng dẻo. Khi chất kết dính không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, mặt đường dễ xuất hiện rãnh bánh xe, gây mất bằng phẳng, ảnh hưởng đến độ an toàn và làm tăng chi phí sửa chữa.
Vì vậy, cải thiện tính ổn định nhiệt, khả năng đàn hồi và độ bền của nhựa đường là một trong những hướng nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng mặt đường bê tông nhựa, đặc biệt tại các tuyến giao thông có lưu lượng xe lớn. Đây chính là điều mà vật liệu nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su hướng đến.
Các loại phụ gia polymer được sử dụng trong cải tiến nhựa đường
Trên thế giới, nhiều loại polymer đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng để cải thiện đặc tính của nhựa đường. Một số vật liệu thường được đề cập gồm SBS, SBR, epoxy, EVA và EPDM. Mỗi loại có cơ chế tác động, ưu điểm và hạn chế riêng, cần được đánh giá dựa trên yêu cầu kỹ thuật, điều kiện khai thác, chi phí đầu tư và tác động môi trường.
Trong số đó, nhựa đường polymer (PMB) cải tiến bằng phụ gia block copolymer SBS đã được ứng dụng tại Việt Nam. Loại vật liệu nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su này có khả năng nâng cao một số đặc tính cơ học và khả năng làm việc của hỗn hợp bê tông nhựa. Tuy nhiên, theo nội dung nghiên cứu được đề cập, chi phí vật liệu PMB có thể tạo áp lực lên tổng mức đầu tư của công trình.
Từ yêu cầu cân bằng giữa hiệu quả kỹ thuật và chi phí, việc nghiên cứu các loại phụ gia thay thế phù hợp với điều kiện trong nước trở thành hướng đi đáng chú ý. Trong đó, sử dụng phụ gia gốc cao su là giải pháp được Công ty BMT nghiên cứu trong nhiều năm.
Mời bạn tham khảo: Các thiết bị xe lu bánh lốp, xe lu bánh thép và xe lu chân cừu
Nhựa đường cải tiến gốc cao su ATR
Sản phẩm nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su có tên gọi ATR. Theo thông tin được công bố trong tài liệu tham khảo, vật liệu này được phát triển nhằm nâng cao khả năng chống hằn lún vệt bánh xe khi sử dụng làm chất kết dính cho hỗn hợp bê tông nhựa.
Một số chỉ tiêu kỹ thuật được giới thiệu đối với nhựa đường ATR gồm:
- Nhiệt độ hóa mềm: Trên 60°C.
- Độ đàn hồi: Trên 60%.
- Khả năng làm việc của hỗn hợp bê tông nhựa cao su: Trong dải nhiệt độ từ 5–60°C.
- Độ lún vệt bánh xe: Dưới 3 mm theo kết quả được nêu trong tài liệu.
Các chỉ tiêu trên của nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su cho thấy định hướng cải thiện khả năng chống biến dạng và tính đàn hồi của vật liệu. Tuy nhiên, khi lựa chọn sản phẩm cho dự án cụ thể, cần kiểm tra hồ sơ kỹ thuật, phương pháp thử nghiệm, điều kiện thí nghiệm và yêu cầu của thiết kế để xác định mức độ phù hợp.
Việc sử dụng phụ gia cao su không thay thế các yêu cầu về thiết kế cấp phối, chất lượng cốt liệu, nhiệt độ trộn, quy trình rải và độ chặt sau lu lèn. Hiệu quả thực tế của mặt đường vẫn phụ thuộc vào sự phối hợp đồng bộ giữa vật liệu, thiết kế kết cấu và kiểm soát thi công.
Kết quả ứng dụng nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su trong thực tế
Theo thông tin từ tài liệu tham khảo, Công ty BMT đã phối hợp với Công ty Cổ phần Đầu tư Hạ tầng Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (CII) thử nghiệm bê tông nhựa cao su trên tuyến tỉnh lộ 25B và xa lộ Hà Nội.
Ngoài ra, BMT còn phối hợp với Công ty Cổ phần Đầu tư Phát triển Hạ tầng IDICO (IDICO-IDI) thử nghiệm kết hợp nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su với bê tông nhựa tái sinh nóng trên quốc lộ 1, đoạn An Sương – An Lạc.
Sau hơn một năm khai thác tại các công trình được đề cập, mặt đường chưa xuất hiện hiện tượng hằn lún vệt bánh xe. Đây là kết quả thực tiễn được công bố trong nguồn tham khảo, tuy nhiên chưa đủ để khẳng định vật liệu có thể loại bỏ hoàn toàn nguy cơ hằn lún trong mọi điều kiện. Để đánh giá toàn diện, cần tiếp tục theo dõi trong thời gian dài hơn, đồng thời xem xét tải trọng xe, điều kiện khí hậu, cấu tạo kết cấu áo đường và chất lượng thi công.
Bỏ túi ngay: Thiết bị lu rung 1 bánh thép trong thi công bê tông nhựa nóng
Lợi ích kinh tế và môi trường khi sử dụng phụ gia cao su
Một điểm đáng chú ý của giải pháp nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su ATR là định hướng tận dụng nguồn cao su trong nước để sản xuất vật liệu phục vụ xây dựng giao thông. Việc phát triển đầu ra cho nguyên liệu cao su có thể góp phần đa dạng hóa mục đích sử dụng của ngành cao su, đồng thời hỗ trợ nâng cao giá trị của nguồn nguyên liệu nội địa.
Bên cạnh đó, nếu sử dụng phù hợp nguồn cao su phế thải đã được xử lý, giải pháp này có tiềm năng góp phần giảm lượng chất thải cần chôn lấp hoặc đốt bỏ. Đây là hướng tiếp cận phù hợp với mục tiêu sử dụng tài nguyên hiệu quả và thúc đẩy các giải pháp vật liệu thân thiện hơn với môi trường.
Về kinh tế, sản phẩm nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su có mức tăng chi phí không lớn so với phương án thông thường. Tuy nhiên, hiệu quả tài chính cần được xác định thông qua báo giá thực tế, định mức sử dụng phụ gia trong cấp phối bê tông nhựa, chi phí sản xuất hỗn hợp, tuổi thọ khai thác dự kiến và chi phí bảo trì của từng dự án.
Lưu ý khi lựa chọn nhựa đường cải tiến gốc cao su
Trước khi đưa nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su vào công trình, chủ đầu tư và đơn vị thi công cần kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật của dự án, kết quả thử nghiệm vật liệu và tính tương thích với nguồn cốt liệu. Đồng thời, cần kiểm soát nhiệt độ trộn, thời gian trộn, nhiệt độ rải và quy trình lu lèn để bảo đảm hỗn hợp đạt yêu cầu thiết kế.
Đối với những tuyến đường có xe tải nặng lưu thông thường xuyên, việc đánh giá khả năng chống hằn lún nên được thực hiện cùng với kiểm tra kết cấu nền móng, thoát nước và điều kiện khai thác. Chỉ khi các yếu tố này được bảo đảm đồng bộ, vật liệu cải tiến mới có thể phát huy hiệu quả theo thiết kế.
Lời kết
Nhựa đường cải tiến sử dụng phụ gia cao su ATR là một hướng nghiên cứu nhằm nâng cao khả năng chống hằn lún của bê tông nhựa, đồng thời mở ra khả năng tận dụng nguồn nguyên liệu cao su trong nước. Các kết quả thử nghiệm được công bố trong tài liệu tham khảo cho thấy tiềm năng ứng dụng của giải pháp này tại một số công trình giao thông.
Để lựa chọn vật liệu phù hợp, các đơn vị cần căn cứ vào hồ sơ kỹ thuật, kết quả kiểm định và điều kiện thực tế của từng dự án. Việc kết hợp vật liệu đạt yêu cầu với thiết kế cấp phối hợp lý và quy trình thi công được kiểm soát chặt chẽ sẽ góp phần nâng cao chất lượng, độ bền và hiệu quả khai thác của mặt đường bê tông nhựa.
Hãy thường xuyên theo dõi các thông tin cập nhật về vật liệu mới, kỹ thuật thi công bê tông nhựa nóng, các loại Asphalt mới khác (như bê tông nhựa tự phục hồi…) được giới thiệu trên website của đơn vị thi công T&C VIệt Nam nhé!
