Đồ án Nghiên cứu tái sử dụng bê tông asphalt phế liệu để làm đường bêtông asphalt

Như chúng ta đã biết bêtông asphalt có nhiều ưu điểm như: ít bụi, tốc độ thi công nhanh, dễ đảm bảo chất lượng, dễ bảo dưỡng sửa chữa nên đã và đang được sử dụng rộng rải trên thế giới và ở Việt Nam. Trong quá trình khai thác do chịu tác dụng của tải trọng trùng phục cũng như chịu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường nên không tránh khỏi hư hỏng và đến một thời điểm nào đó cần phải tiến hành nâng cấp, tăng cường. Các nước trên thế giới đang phải đối mặt với việc duy tu bảo dưỡng đường trong điều kiện lưu lượng giao thông ngày càng tăng với cường độ tải trọng cao. Trong số những lựa chọn để duy tu hoặc nâng cấp đường, quy trình tái sử dụng lại vật liệu làm đường sẵn có đang trở nên ngày càng phổ biến trên thế giới. Các quy trình này cho phép mặt đường được sửa chữa và gia cố bằng vật liệu mặt đường cũ, do đó giảm chi phí cung cấp vật liệu mới. Giảm chi phí và thời gian so với phương pháp thông thường. Tác động tốt một cách đáng kể đến môi trường. Giải pháp hiện tại đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam là phủ một lớp bêtông asphalt mới lên mặt đường cũ nhiều khi tỏ ra không thích hợp nhất là đối với đường trong đô thị và mặt cầu do các nguyên nhân sau:  Phá vỡ quy hoạch chung của thành phố (hệ thống thoát nước, vỉa hè, nhà ở, các công trình xây dựng liên quan) do cao độ mặt đường liên tục bị tăng lên do phủ thêm một lớp bêtông asphalt mới lên mặt đường cũ;  Trường hợp mặt đường cũ đã bị hư hỏng nặng, việc phủ thêm một lợp bêtông nhựa mới đôi khi không hợp lý do những vết nứt ở lớp mặt đường cũ lan truyền lên lớp mới (vết nứt phản xạ) làm cho lớp phủ mới mau hỏng;  Làm tăng tĩnh tải khi phủ thêm một lớp bêtông asphalt mới lên mặt cầu. Do vậy, giải pháp cào bỏ mặt đường cũ bị hư hỏng và thay thế bằng một lớp bêtông asphalt mới được coi là khả thi và được áp dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng.

doc68 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 5116 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Nghiên cứu tái sử dụng bê tông asphalt phế liệu để làm đường bêtông asphalt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Văn Chánh (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày ......tháng......năm 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp. HCM, ngày 25 tháng 01 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hữu Duy Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 19 – 06 – 1984 Nơi sinh: Tiền Giang Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố MSHV:00108525 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG BÊTÔNG ASPHALT PHẾ LIỆU ĐỂ LÀM ĐƯỜNG BÊTÔNG ASPHALT II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Thực hiện các nội dung đã đưa ra trong báo cáo đề cương luận văn như sau: Thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của bêtông asphalt phế liệu Nghiên cứu thiết kế hỗn hợp bêtông asphalt mới tận dụng lại lượng bêtông asphalt phế liệu Thiết kế ứng dụng bêtông asphalt tái chế trong xây dựng đường ô tô III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong Quyết định giao đề tài): 25 – 01 - 2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02 – 7 - 2010 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): PGS. TS Nguyễn Văn Chánh CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN (Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua. Ngày tháng năm 2010 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN -----o0o----- Sau hai năm theo học chương trình đào tạo sau đại học tại Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, em đã đúc kết được những kiến thức bổ ích cho chuyên môn của mình. Với đề tài nghiên cứu dưới hình thức luận văn thạc sĩ, em đã vận dụng những kiến thức mà mình được trang bị để tiến hành giải quyết một bài toán thực tiễn. Vì đề tài nghiên cứu về vấn đề còn khá mới mẻ ở Việt Nam nên lúc đầu tiếp cận còn gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ. Với sự tận tình chỉ dẫn của Thầy hướng dẫn PGS. TS Nguyễn Văn Chánh, cùng với sự hỗ trợ từ phía gia đình, bạn bè, cho đến nay luận văn đã hoàn thành và đạt được kết quả như ban đầu đưa ra. Ngoài ra, em cũng gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến: Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Phòng Đào tạo sau đại học và các phòng khoa trong Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Gia đình, bạn bè và các Anh, Chị tron lớp cao học Xây dựng đường ô tô và đường thành phố, khóa 2008 – 2010 Trung tâm Đào tạo thực hành và Chuyển giao công nghệ Trường Đại học Giao thông Vận tải – cơ sở II đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành các thí nghiệm trong luận văn này Một lần nữa xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, sự hỗ trợ, sự động viên của tất cả mọi người. Xin trân trọng cảm ơn./. Tp. HCM, tháng 6 năm 2010 Học viên thực hiện luận văn Nguyễn Hữu Duy TÓM TẮT LUẬN VĂN -----o0o----- Như chúng ta đã biết chất lượng bêtông nhựa có vai trò rất quan trọng trọng đối với chất lượng khai thác cũng như tuổi thọ của kết cấu áo đường mềm. Trong quá trình khai thác do chịu tác dụng của tải trọng trùng phục cũng như chịu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường nên không tránh khỏi hư hỏng và đến một thời điểm nào đó cần phải tiến hành nâng cấp, tăng cường. Giải pháp xử lý của Nước ta hiện nay là cào bỏ lớp bêtông nhựa cũ và thay thế bằng lớp bêtông nhựa mới hoặc phủ chồng thêm một lớp bêtông nhựa mới lên lớp mặt đường cũ. Theo tình hình thực tế tác giả nhận thấy lượng vật liệu cào bóc của mặt đường cũ hiện nay ở Nước ta hầu như chưa có tái sử dụng lại. Công việc này đối với nhiều nước tiên tiến trên thế giới cũng như trong khu vực Đông Nam Á đã nghiên cứu và triển khai ứng dụng. Do vậy tác giả chọn đề tài “NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG BÊTÔNG ASPHALT PHẾ LIỆU ĐỂ LÀM ĐƯỜNG BÊTÔNG ASPHALT” Nội dung của đề tài nghiên cứu lần lượt các vấn đề sau đây: Tìm hiểu về tình hình mạng lưới đường bộ, những hư hỏng lớn cần sửa chữa đại tu ở Nước ta hiện nay. Tìm hiểu về công nghệ cào bóc mặt đường bêtông nhựa cũ trên thế giới và công nghệ cào bóc mặt đường cũ đang được áp dụng ở Nước ta. Nghiên cứu lý thuyết tái chế bêtông nhựa Nghiên cứu thực nghiệm tái chế bêtông nhựa được cào bóc trên quốc lộ 1A đoạn từ Km1986 – Km1998 Nghiên cứu sử dụng bêtông nhựa tái chế trong xây dựng mặt đường ô tô ở Việt Nam Phần chính trong nội dung của đề tài này là tiến hành thí nghiệm đánh giá lại chất lượng của bêtông nhựa cũ và tiến hành cung cấp thêm cốt liệu mới và tác nhân tái chế nhằm cải thiện tính chất bêtông nhựa cũ, trên cơ sở thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của bêtông nhựa tái chế đối chiếu với bêtông nhựa cũ, bêtông nhựa mới đối chứng đưa ra phạm vi áp dụng cho bêtông nhựa tái chế. MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 8 I. Ý NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC CÀO BÓC VÀ SỬ DỤNG LẠI BÊTÔNG NHỰA CŨ 8 II. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 9 II.1. Trên thế giới 9 II.1.1. Về qui mô sử dụng 9 II.1.2. Về mặt công nghệ tái chế 11 II.1.2.1. Công nghệ tái chế mặt đườngBTN tại chỗ 11 II.1.2.2. Công nghệ tái chế mặt đường BTN tại trạm trộn 11 II.1.3. Về nghiên cứu đặc tính lão hóa của nhựa cũ 12 II.1.4. Về mặt lý thuyết tính toán thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa tái chế 13 II.2. Ở Việt Nam 13 III. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 15 IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 16 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CÀO BÓC VÀ TÁI CHẾ MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG NHỰA CŨ 17 I. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÀO BÓC MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG ASPHALT THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỐT NÓNG HIR (HOT IN-PLACE RECYCLING) 17 II. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÀO BÓC MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG ASPAHLT THEO PHƯƠNG PHÁP NGUỘI CIR (COLD IN-PLACE RECYCLING) 21 II.1. Tái tạo nguội tại trạm trộn 21 II.2. Tái tạo nguội ngay tại mặt đường 24 III. TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CÀO BÓC VÀ TÁI TẠO MẶT ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY 26 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG VIỆC TÁI CHẾ BÊTÔNG NHỰA 27 I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ BÊTÔNG ASPHALT 27 II. CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ BÊTÔNG NHỰA THEO KIỂU HỖN HỢP BÊTÔNG NHỰA TRỘN NÓNG 28 II.1. Công nghệ tái chế bêtông nhựa theo kiểu trộn nóng 28 II.2. Cơ sở lý thuyết thiết kế thành phần hỗn hợp bêtông nhựa tái chế theo kiểu trộn nóng 29 II.3. Công nghệ xây dựng 42 II.3.1. Trộn hỗn hợp 42 II.3.2. Rải và đầm nén: 44 III. CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ BÊTÔNG NHỰA THEO PHƯƠNG PHÁP TRỘN NGUỘI 44 III.1. Tổng quan 44 III.2. Nguyên tắc thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa nguội tái chế 45 III.3. Các loại cấp phối sử dụng cho hỗn hợp bêtông nhựa nguội tái chế 46 III.3.1. Hỗn hợp cấp phối hở 46 III.3.2. Hỗn hợp cấp phối chặt 46 III.4. Công nghệ xây dựng 47 III.4.1. Chuẩn bị lòng đường 47 III.4.2. Rải luống vật liệu 47 III.4.3. Tưới chất kết dính 48 III.4.4. Trộn hỗn hợp 48 III.4.5. Rải hỗn hợp 49 III.4.6. Đầm nén 50 IV. KẾT LUẬN 50 CHƯƠNG 4: NGHÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ TÁI CHẾ BÊTÔNG NHỰA THEO PHƯƠNG PHÁP NÓNG 51 I. ĐẶT VẤN ĐỀ 51 II. TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH 51 II.1. Nguyên tắc thực hiện 51 II.2. Thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa tái chế 52 III. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 61 III.1. Về hiệu quả kỹ thuật 61 III.2. Về hiệu quả kinh tế 62 III.3. Ý nghĩa về mặt môi trường 62 III.4. Kết luận 62 CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÊTÔNG NHỰA TÁI CHẾ TRONG THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG ÔTÔ 63 I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 63 II. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 63 II.1. Tính số trục tính toán 63 II.2. Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn xe 63 II.3. Tính trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn 15 năm 64 II.4. Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường 64 II.4.1. Sử dụng lại BTN cũ chưa cải tạo tính chất 64 II.4.2. Sử dụng lại BTN cũ đã được tái chế cải tạo tính chất 64 II.4.3. Sử dụng lại BTN cũ tái chế cải tạo tính chất làm lớp mặt dưới 65 III. KẾT LUẬN 65 CHƯƠNG 6: NHẬN XÉT KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 66 I. NHẬN XÉT KẾT LUẬN 66 II. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 LÝ LỊCH KHOA HỌC 69 PHỤ LỤC PHỤ LỤC I: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BTN CŨ, BTN TÁI CHẾ VÀ BTN MỚI ĐỐI CHỨNG PHỤ LỤC II: KẾT QUẢ KIỂM TOÁN CÁC MẪU KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM PHỤ LỤC III: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Ý NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC CÀO BÓC VÀ SỬ DỤNG LẠI BÊTÔNG NHỰA CŨ Như chúng ta đã biết bêtông asphalt có nhiều ưu điểm như: ít bụi, tốc độ thi công nhanh, dễ đảm bảo chất lượng, dễ bảo dưỡng sửa chữa… nên đã và đang được sử dụng rộng rải trên thế giới và ở Việt Nam. Trong quá trình khai thác do chịu tác dụng của tải trọng trùng phục cũng như chịu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường nên không tránh khỏi hư hỏng và đến một thời điểm nào đó cần phải tiến hành nâng cấp, tăng cường. Các nước trên thế giới đang phải đối mặt với việc duy tu bảo dưỡng đường trong điều kiện lưu lượng giao thông ngày càng tăng với cường độ tải trọng cao. Trong số những lựa chọn để duy tu hoặc nâng cấp đường, quy trình tái sử dụng lại vật liệu làm đường sẵn có đang trở nên ngày càng phổ biến trên thế giới. Các quy trình này cho phép mặt đường được sửa chữa và gia cố bằng vật liệu mặt đường cũ, do đó giảm chi phí cung cấp vật liệu mới. Giảm chi phí và thời gian so với phương pháp thông thường. Tác động tốt một cách đáng kể đến môi trường. Giải pháp hiện tại đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam là phủ một lớp bêtông asphalt mới lên mặt đường cũ nhiều khi tỏ ra không thích hợp nhất là đối với đường trong đô thị và mặt cầu do các nguyên nhân sau: Phá vỡ quy hoạch chung của thành phố (hệ thống thoát nước, vỉa hè, nhà ở, các công trình xây dựng liên quan) do cao độ mặt đường liên tục bị tăng lên do phủ thêm một lớp bêtông asphalt mới lên mặt đường cũ; Trường hợp mặt đường cũ đã bị hư hỏng nặng, việc phủ thêm một lợp bêtông nhựa mới đôi khi không hợp lý do những vết nứt ở lớp mặt đường cũ lan truyền lên lớp mới (vết nứt phản xạ) làm cho lớp phủ mới mau hỏng; Làm tăng tĩnh tải khi phủ thêm một lớp bêtông asphalt mới lên mặt cầu. Do vậy, giải pháp cào bỏ mặt đường cũ bị hư hỏng và thay thế bằng một lớp bêtông asphalt mới được coi là khả thi và được áp dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Tuy nhiên một vấn đề đặt ra ở đây là phần mặt đường cũ được cào bỏ được xử lý như thế nào? Hiện nay khối lượng mặt đường cũ được cào bóc khá lớn, tuy nhiên tình hình tái sử dụng lại hầu như rất hạn chế. Nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu có nhiều ưu điểm như sau: Có tính kinh tế; Tận dụng được cốt liệu cũ nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên cốt liệu có xu hướng cạn kiệt; Bảo vệ môi trường khi mà ô nhiễm môi trường hiện nay đang là vấn đề nóng bỏng không riêng ở Việt Nam mà trên toàn thế giới; Hiện tại ở nước ta hiện nay tài liệu hướng dẫn thiết kế thành phần bêtông asphalt mới tận dụng lại nguồn bêtông asphalt phế liệu hầu như không nhiều; Do vậy việc nghiên cứu tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu sau khi cào bóc đang là một vấn đề không kém phần quan trọng và có ý nghĩa thiết thực. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Trên thế giới Về qui mô sử dụng Việc cào bóc mặt đường cũ và tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi từ rất lâu ở nhiều nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Pháp, Thụy Sỹ, Canada, Đức... Theo thống kê, ở Pháp, diện tích bêtông asphalt được tái chế năm 1976 là 200.000 m2, đến năm 1979 là 1.500.000 m2, năm 1980 đã đến 2.000.000 m2. Riêng năm 1984 đã dùng 75.000 tấn bêtông asphalt tái chế. Giá thành xây dựng bằng bêtông asphalt tái chế so với bêtông nhựa mới giảm được đến 45%. Ở Mỹ, từ năm 1915 đã tiến hành áp dụng công nghệ tái chế bêtông asphalt cũ. Đến năm 1980, Mỹ đã sử dụng bêtông asphalt tái chế khoảng 15% tổng khối lượng bêtông asphalt trộn nóng, rải nóng. Năm 1992, đã có 17 bang ở Mỹ sử dụng rộng rãi bêtông asphalt tái chế chiếm khoảng 33% tổng số bêtông asphalt trộn nóng rải nóng. Kết quả theo dõi sau 17 năm sử dụng (từ năm 1976 đến năm 1992) đã chỉ ra rằng khối lượng bêtông asphalt tái chế đã tương đương với bêtông asphalt mới. Và hiện tại theo ước tính hàng năm tại Mỹ lượng bêtông asphalt tái chế được sử dụng khoảng 45 triệu tấn. Ở Italia, bêtông asphalt tái chế sử dụng từ năm 1979 đến năm 1983 đã làm giảm giá thành xây dựng đến 40%. Ở Thụy Sỹ, bêtông asphalt chế được sử dụng giảm được 30% giá thành xây dựng. Ở Anh, trong nhiều năm qua người ta đã sử dụng lại một số lượng đáng kể vật liệu lớp phủ bêtông asphalt cũ. Cụ thể lớp vật liệu bêtông asphalt cũ sau khi được cào bóc được thu gom lại và sử dụng cho lớp bù vênh hoặc làm lớp mặt cho những mặt đường chịu lưu lượng giao thông nhỏ hoặc trung bình. Một dạng của tái chế mặt đường bêtông asphalt tại chỗ bao gồm sự cào xới mặt đường hiện có, trộn lại vật liệu này với nhũ tương hoặc nhựa lỏng, tiếp theo là làm phẳng và lu chặt đã được thực hiện ở Anh từ năm 1937.  Hình 1.1: Mặt đưhờng bêtông asphalt vừa được tái tạo lại  Hình 1.2: Mặt đường bêtông asphalt tái chế đang được khai thác  Hình 1.3: Công nghệ tái tạo mặt đường bêtông asphalt cũ Về mặt công nghệ tái chế Hiện tại đã xuất hiện những dây chuyền công nghệ hiện đại, bao gồm một tổ hợp thiết bị thi công với máy cào bóc, máy trộn, máy rải, máy lu để hoàn thiện ngay lớp mặt đường bêtông asphalt tái chế tại hiện trường. Hỗn hợp bêtông asphalt cũ sau khi được tái chế có thể được sử dụng vào chính mặt đường bêtông nhựa cũ đã cào bóc hoặc được sử dụng ở vị trí mới. Nói chung, công nghệ tái chế bêtông asphalt cũ được phân thành 2 dạng như sau: Công nghệ tái chế mặt đường tại chỗ; Công nghệ tái chế bêtông asphalt tại trạm trộn; Công nghệ tái chế mặt đườngBTN tại chỗ Có thể chia nhỏ hơn nữa bao gồm 3 công nghệ như sau: Rải tại mặt đường – Repaving Trộn lại – Remixing Xử lý tại mặt đường – Retreat Repaving và Remixing là công nghệ tái chế mặt đường nhựa tại chỗ bằng phương pháp đốt nóng. Repaving: Lớp mặt đường BTN nhựa cũ được sấy nóng và xào xới đến chiều sâu khoảng 200 mm, sau đó người ta rãi một lớp BTN mới có chiều dày xấp xỉ 20 mm trực tiếp lên lớp vật liệu cũ đã được sấy nóng và cào xới. Cuối cùng là lu lèn mặt đường. Quá trình thi công này có thể hoàn thiện bằng một lần đi qua của một tổ hợp thiết bị. Vì cả hai lớp đều được sấy nóng nên liên kết giữa hai lớp rất dễ đảm bảo trong quá trình lu lèn. Remixing: Lớp mặt BTN cũ được sấy nóng và xào xới, sau đó được trộn với vật liệu mới (cốt liệu và nhựa mới) trong máy trộn. Hỗn hợp đá nhựa sau khi trộn được rãi lại lên mặt đường và đầm nén. Retreat: Là công nghệ tái chế mặt đường nhựa tại chỗ bằng phương pháp trộn nguội. Công nghệ này bao gồm việc xào xới mặt đường hiện có đến chiều sâu xấp xỉ 78mm, làm nhỏ vật liệu được cào bóc đến kích cỡ yêu cầu, sửa lại mặt cắt ngang. Sau đó tiến hành phun chất kết dính nhũ tương bitum hoặc nhựa lỏng từ 2 đến 3 lần, sau mỗi lần phun, vật liậu cào boc được trộn đều chất kết dính bằng máy bừa. Khi bừa xong thì vật liệu được đầm chặt bằng lu bánh nhẵn có tải trọng tĩnh 8-10 tấn. Cuối cùng bề mặt được phủ một lớp láng nhựa. Công nghệ này đã được thực hiện thành công ở những đường phụ, đường địa phương.v.v.. trong nhiều năm. Hiện nay hàng năm ở Anh có xấp xỉ 1 triệu m2 mặt đường loại này được tái chế theo công nghệ Retreat. Công nghệ tái chế mặt đường BTN tại trạm trộn Vật liệu bêtông nhựa cũ sau khi cào bóc được vận chuyển đến một trạm bêtông nhựa nóng, tại đó vật liệu này có thể được dự trữ để sử dụng sau này hoặc được xử lý ngay. Để sản xuất ra hỗn hợp bêtông nhựa tái chế có hiệu quả kinh tế – kĩ thuật, cả trạm trộn chu kỳ và trộn liên tục đều được cải phương pháp sấy nóng nhằm tạo ra một hỗn hợp bêtông nhựa tái chế có chất lượng và không ô nhiễm môi trường (không làm cháy vật liệu bêtông nhựa cũ và phát ra khói xanh). Tái chế bêtông nhựa ở trạm trộn chu kỳ được thực hiện bằng cách đốt quá nóng cốt liệu mới, sau đó vật liệu bêtông nhựa cũ vào, trộn đều nhằm mục đích truyền nhiệt từ vật liệu mới vào vật bêtông nhựa cũ. Mặc dù phương pháp này thành công trong việc vượt qua vấn đề khói xanh, nó đòi hỏi phải giữ cốt liệu trong trống đốt nóng lâu hơn và kết quả là sản lượng tối đa bị giảm. Vì không đạt được truyền nhiệt đầy đủ với phầm trăm cao của vật liệu tái sử dụng nên người ta chấp nhận rộng rãi rằng tối đa của vật liệu tái chế có thể thêm vào là 25% - 40%. Những bất lợi của tram trộn chu kỳ trong việc tái chế lá chi phí đốt nóng cao, làm tăng hư hỏng do sử dụng quá thường xuyên trống quay và bộ thu bụi do nhiệt độ sản xuất cao. Tái chế bêtông nhựa ở tram trộn liên tục được thực hiện bằng cách đưa vật liệu tái sử dụng vào nửa dưới của trống, tầng trong của trống sấy được sửa đổi dể sản xuất ra hỗn hợp đồng nhất giữa vật liệu ban đầu và vật liệu tái chế trước khi thêm vào bitum và bột khoáng. Nhiều máy trộn liên tục sửa đổi đã được thiết kế và có thể đạt được 60% vật liệu tái sử dụng mà vẫn đảm bảo dạt được tiêu chuẩn cho phép về ô nhiễm môi trường. Về nghiên cứu đặc tính lão hóa của nhựa cũ Các tác giả đã tiến hành nghiên cứu thực hiện qua các mẫu nhựa được tách từ BTN cũ để đánh giá tốc độ hóa già của nhựa cũ qua các năm khai thác thông qua các chỉ tiêu cơ lý hóa của nhựa. Các chỉ tiêu cơ lý của nhựa được thí nghiệm là: độ kim lún, độ kéo dài và nhiệt độ hóa mềm. Các chỉ tiêu hóa của nhựa được thí nghiệm là: thành phần nhóm dầu, nhóm nhựa và nhóm asphalt trong nhựa. Có thể đưa ra kết quả nghiên cứu của các tác giả Liên Xô (cũ) về tốc độ hóa già của nhựa đường thông qua sự thay đổi chỉ tiêu độ kim lún, độ dãn dài và nhiệt độ hóa mềm phụ thuộc vào thời gian khai thác ở Bảng 1.1 sau: Sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của nhựa sau khi khai thác Mẫu  Thời gian khai thác  Độ kim lún ( 1/10 mm)  Độ dãn dài (cm)  Nhiệt độ hóa mềm (0C)     Thực  %  Thực  %  Thực  %   1  0  53  100  84  100  56  100    17  39  73  10  12  73  130   2  0  63  100  100  100  55  100    17  35  55  3  3  75  140   3  0  68  100  100  100  42  100    17  33  48  5  5  70  165   Về mặt lý thuyết tính toán thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa tái chế Đã có những nghiên cứu nhằm đưa ra một lý thuyết lựa chọn tỷ lệ các thành phần cốt liệu và nhựa một cách hợp lý có cơ sở khoa học. Điển hình có thể kể đến phương pháp thiết kế hỗn hợp BTN tái chế của Asphalt Institute (Mỹ). Nguyên lý của phương pháp này là: lựa chọn loại nhựa và hàm lượng nhựa mới, lựa chọn hàm lượng cốt liệu mới để pha chế vào hỗn hợp bêtông nhựa cũ sao cho hợp lý, đảm bảo cấp phối chuân và có các thỏa mãn các yêu cầu theo phương pháp thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa của Marshall. Ở Việt Nam Theo số liệu thống kê năm 1998, tổng chiều dài đường bộ của nước ta lên đến 210.006 km, trong đó đường quốc lộ đến 14.935 km và chiều dài các con đường sử dụng lớp mặt bêtông asphalt khoảng 5.624km. Hầu hết toàn bộ các đường cấp I, II, III đã sử dụng phổ biến các loại mặt đường bêtông asphalt, khá nhiều các loại mặt đường bêtông asphalt đã có niên hạn sử dụng trên 10 năm. Theo quy hoạch mạng đường bộ cao tốc Việt Nam đang được Bộ GTVT trình Chính phủ, nước ta sẽ có hơn 6200km và theo lộ trình thực hiện mỗi nãm nước ta xây dựng hàng trăm km đường cao tốc. Theo số liệu thống kê mới nhất của cục đường bộ Việt Nam mạng lưới đường bộ nước ta lên đến 223.059 km tăng 3871 km so với cuối năm 1999. Hiện tại có khoảng 7600 km mặt đường đã suốt cấp trầm trọng và cần được sửa chữa.  Hình 1.4: Hư hỏng thường gặp trên các mặt đường ở nước ta hiện nay Về mặt giao thông đô thị, tổng chiều dài mạng lưới đường bêtông asphalt của các đô thị lớn như Tp. Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, Cần Thơ… cũng đến hàng nghìn km. Tính đến thời điểm hiện tại các công trình cầu lớn ở nứớc ta hiện nay khá nhiều với tổng chiều dài cầu lên đến hàng trăm km và lớp phủ trên mặt cầu đa phần là sử dụng bêtông asph
Luận văn liên quan