Cấp phối bê tông nhựa nóng – lịch sử và phạm vị ứng dụng

Ngày đăng: 08-03-2013

Mặc dù được phát minh và ứng dụng rộng rãi từ những năm đầu tiên của thế kỉ XIX, việc chọn lựa sản phẩm bê tông nhựa nóng (BTNN) phù hợp với từng cấp đường, điều kiện khí hậu, thời tiết và cả yếu tố kinh tế luôn là một vấn đề lớn của các nhà thiết kế và cũng là một lĩnh vực nghiên cứu lớn của các nhà khoa học. Để có thể chọn một sản phẩm bê tông nhựa nóng thích hợp, điều quan trọng đầu tiên là phải đưa ra loại cấp phối thích hợp trong điều kiện mặt đường được thiết kế. Theo cấp phối cốt liệu, BTNN thường được chia làm 3 loại khác nhau: cấp phối chặt (dense-graded course), cấp phối rỗng (open-graded course) và cấp phối gián đoạn (gap-graded course).

Cấp phối chặt (hay còn được gọi là cấp phối liên tục) được ra đời từ năm 1872 bởi De Smedt và được thi công thử nghiệm tại Công viên Battery và trên Đại lộ 5 – thành phố Newyork (USA). Đến nay, BTN cấp phối chặt là sản phẩm truyền thống được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất khắp thế giới. Cấp phối chặt phù hợp với mọi cấp đường, có thể dùng để làm lớp móng, lớp liên kết hoặc lớp mặt. BTNN cấp phối chặt được thiết kế với độ rỗng thấp (thông thường từ 3-6%) nhằm đảm bảo mặt đường không bị thấm nước. Tuy nhiên, với sự phát triển tăng vọt của ngành giao thông vận tải trong những thập niên qua, tính khả quan của việc sử dụng cấp phối chặt làm lớp mặt cho các tuyến đường siêu trường, siêu trọng, đường cao tốc, đường cảng đang là một câu hỏi lớn và qui mô sử dụng chúng trong các cấp đường này đang ngày càng thu hẹp dần.

   

 Ảnh mô phỏng và mẫu khoan hiện trường BTNN cấp phối chặt

Cấp phối rỗng được chia làm 2 loại: cấp phối rỗng nhám và cấp phối rỗng thoát nước.

 - Cấp phối rỗng nhám (open-graded friction course) có độ rỗng lớn hơn 15% và chỉ được dùng để làm lớp mặt với chiều dày rất mỏng. Cấp phối rỗng nhám được dùng rộng rãi tại Mỹ từ năm 1950. Ngoài tính năng tạo ma sát, chống trượt nhờ được thiết kế với độ nhám thích hợp, BTNN cấp phối rỗng nhám còn làm giảm sự bắn tóe nước khi trời mưa và giảm tiến ồn trên mặt đường. Cấp phối rỗng nhám thích hợp dùng làm lớp mặt cho các đường cao tốc, đường đua, những đoạn đường đèo, dốc. Tuy nhiên cấp phối này được khuyến cáo không nên dùng ở những nút giao thông và khu vực xe lưu thông tốc độ chậm.
 - Cấp phối rỗng thoát nước (asphalt-treated permeable base) thường dùng làm lớp móng hoặc nằm dưới lớp BTNN cấp phối chặt, SMA hoặc lớp bê tông xi măng. BTNN cấp phối rỗng có chức năng thoát nước cho mặt đường nhờ được thiết kế với độ rỗng cao.

  

Ảnh mô phỏng và mẫu khoan hiện trường BTNN cấp phối rỗng

Cấp phối gián đoạn  được dùng cho 2 loại sản phẩm là BTNN cấp phối gián đoạn và hỗn hợp đá vữa nhựa (SMA). Được thiết kế theo nguyên tắc đá chèn đá, tạo thành một bộ khung vững chắc, chịu lực tốt, cấp phối gián đoạn được xem là sản phẩm ưu việt, thích hợp để chống đùn trồi và các biến dạng mỏi, đặc biệt trong số đó phải kể đến là hỗn hợp đá vữa nhựa SMA – một sản phẩm được phát minh bởi Cộng hòa liên bang Đức từ năm 1960. Nhờ những tính năng vượt trội đó, cấp phối gián đoạn được khuyên dùng cho những tuyến đường siêu trường, siêu trọng, các nút giao thông và khu vực giao thông tốc độ chậm.

  

Ảnh mô phỏng và mẫu khoan hiện trường BTNN cấp phối gián đoạn

Bên cạnh việc chọn lựa các cấp phối thích hợp, việc chọn lựa cấp nhựa và các chất phụ gia, chọn lựa công nghệ sản xuất và thi công tương ứng cũng là một yếu tố không thể thiếu. Với trạm trộn hiện đại theo công nghệ Đức, Mỹ cùng với đội ngũ cán bộ nghiên cứu – kỹ thuật có trình độ và kinh nghiệm cao, Công ty Cổ phần Đầu tư và Xây dựng BMT đã và đang cung cấp ra thị trường nhiều dòng sản phẩm tương ứng với từng điều kiện giao thông, thời tiết, khí hậu: các cấp phối chặt và rỗng theo tiêu chuẩn Việt Nam 22 TCN 249-98, 22 TCN 356-06, 22 TCN 345-36 TCVN 8819:2011, cấp phối rỗng tạo nhám công trình đường cao tốc Thành phố Hồ Chí Minh – Trung lương, Thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây, cấp phối tạo nhám công nghệ Novachip, hỗn hợp đá vữa nhựa SMA và nhiều sản phẩm khác. Bên cạnh những sản phẩm đã cung cấp ra thì trường, BMT luôn luôn không ngừng cải tiến chất lượng và đa dạng hóa sản phẩm nhằm cung cấp cho khách hàng những sản phẩm chất lượng tốt nhất với dịch vụ ần cần và giá thành hợp lý nhất.

Đến với BMT, khách hàng sẽ được những ưu tiên sau:
- Hỗ trợ, tư vấn miễn phí trong việc chọn lựa sản phẩm bê tông nhựa nóng và các cấp phối thích hợp.
- Thiết kế cấp phối sản phẩm theo các tiêu chuẩn hiện hành trong ngoài nước và theo yêu cầu của khách hàng.
- Cung cấp sản phẩm đạt chất lượng đúng như những cam kết trong hợp đồng.
- Đảm bảo dịch vụ bảo hành sản phẩm ở mức tốt nhất.

BMT thi công lớp cấp phối rỗng tạo nhám siêu mỏng VTO đường cao tốc
Thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây

Tài liệu thao khảo:

1. Cominsky, R. J., B. M. Killingsworth, R. M. Anderson, D. A. Anderson, and W. W. Crockford. NCHRP Report 409: Quality Control and Acceptance of Superpave-Designed Hot-Mix Asphalt. Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1998.
2. Quality Control for Hot-Mix Plant and Paving Operations. QIP-97. National Asphalt Pavement Association, Lanham, Md., 1997.
3. Prithvi S. Kandhal and Rajib B. Mallick. Open-graded friction course. National Center for Asphalt Technology.

TS. Võ Đại Tú
Phòng Nghiên cứu – Phát triển và Thí nghiệm

Bài viết khác