Bê tông asphalt là gì? Ưu điểm, Tính năng và cách Thi công

Bê tông nhựa thường được gọi là bê tông asphalt là vật liệu tổng hợp thường được sử dụng để phủ mặt đường,bãi đậu xe,sân bay,lõi của các đập đắp.Thành phần bao gồm liên kết tổng hợp khoáng chất cùng với nhựa đường,rải thành từng lớp và nén chặt. 

Bê tông nhựa Asphalt

Ngoài nhựa đường và cốt liệu, các chất phụ gia như po-ly-me,chất chống thấm có thể được thêm vào để cải thiện các đặc tính của sản phẩm cuối cùng.

Bê tông nhựa trộn nóng HMA

Được tạo ra bằng cách làm nóng chất kết dính nhựa đường để giảm độ nhớt của nó và làm khô cốt liệu để loại bỏ độ ẩm khỏi nó trước khi trộn. 

Việc trộn thường được thực hiện với cốt liệu ở khoảng 150°C đối với nhựa đường nguyên chất và 166°C đối với nhựa đường polyme cải tiến và xi măng nhựa đường ở 95 °C. Việc lát và lu lèn phải được thực hiện khi nhựa đường đã đủ nóng. 

HMA là dạng bê tông nhựa được sử dụng phổ biến nhất trên các mặt đường có lưu lượng giao thông cao như đường cao tốc chính , đường đua và sân bay. Nó cũng được sử dụng làm lớp lót môi trường cho các bãi chôn lấp, bể chứa và ao ươm cá giống

Bê tông nhựa trộn ấm (WMA)

Được tạo ra bằng cách thêm zeolit,sáp,nhũ tương nhựa đường,hoặc đôi khi thậm chí là nước vào chất kết dính nhựa đường trước khi trộn. Điều này cho phép nhiệt độ trộn và đặt thấp hơn đáng kể và dẫn đến tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch thấp hơn , do đó giải phóng ít carbon dioxide , sol khí hơn và hơi. 

Điều kiện làm việc không chỉ được cải thiện mà nhiệt độ lắp đặt thấp hơn cũng dẫn đến việc bề mặt được sử dụng nhanh chóng hơn, điều này rất quan trọng đối với các công trường có lịch trình thời gian quan trọng. 

Việc sử dụng các chất phụ gia này trong nhựa đường trộn nóng có thể tạo ra khả năng đầm nén dễ dàng hơn và cho phép lát đường trong thời tiết lạnh hoặc kéo dài hơn. 

Bê tông nhựa trộn nguội

Được sản xuất bằng cách nhũ hóa nhựa đường trong nước với chất tạo nhũ trước khi trộn với cốt liệu. Khi ở trạng thái nhũ tương, nhựa đường ít nhớt hơn và hỗn hợp dễ thi công và nhỏ gọn. 

Nhũ tương sẽ vỡ ra sau khi nước bốc hơi đủ và hỗn hợp nguội, lý tưởng nhất, sẽ mang các đặc tính của mặt đường HMA. Hỗn hợp nguội thường được sử dụng làm vật liệu vá và trên các con đường nhỏ.

Bê tông nhựa cắt

Là một dạng nhựa đường hỗn hợp nguội được sản xuất bằng cách hòa tan chất kết dính trong dầu hỏa hoặc một phần nhỏ khác của hỗn hợp dầu mỏ với cốt liệu. 

Khi ở trạng thái hòa tan, nhựa đường ít nhớt hơn và hỗn hợp dễ thi công và nhỏ gọn. Sau khi hỗn hợp được đặt xuống, phần nhẹ bay hơi. 

Bê tông nhựa dẻo, hoặc nhựa đường tấm

Được sản xuất bằng cách nung nóng bitum thổi lớp cứng đã bị oxy hóa một phần trong máy trộn cho đến khi nó trở thành chất lỏng nhớt, sau đó hỗn hợp tổng hợp được thêm vào.

Hỗn hợp cốt liệu bitum được nấu chín  trong khoảng 6-8 giờ và khi nó đã sẵn sàng, máy trộn bê tông nhựa được vận chuyển đến địa điểm làm việc, nơi các lớp có kinh nghiệm làm trống máy trộn và bằng máy hoặc bằng tay rải thành phần nhựa đường mastic lên trên đường bộ. 

Bê tông nhựa ma tít thường được rải với độ dày khoảng 20–30 mm cho các ứng dụng dành cho lối đi bộ và đường và khoảng 10 mm cho các ứng dụng sàn hoặc mái nhà.

Bê tông nhựa mô đun cao

Sử dụng một công thức bitum rất cứng độ xuyên 10/20 với tỷ lệ gần 6% trọng lượng của cốt liệu, cũng như tỷ lệ bột khoáng cao (từ 8–10%) để tạo ra một loại bê tông nhựa.

Điều này làm cho nó có thể giảm độ dày của lớp nền lên đến 25% (tùy thuộc vào nhiệt độ) so với bitum thông thường, trong khi cung cấp độ bền mỏi rất cao.

Các lớp nhựa đường có mô đun cao được sử dụng trong cả hoạt động gia cố và xây dựng các tuyến gia cố mới cho giao thông hạng trung và hạng nặng. 

Đặc điểm của bê tông nhựa

• Bê tông nhựa ít tốn kém hơn bê tông xi măng, tốn ít thời gian thi công hơn.
• Cấu trúc nhựa đường dày có tuổi thọ cao và chỉ cần bảo dưỡng bề mặt.
• Hoàn thiện nhanh và tiết kiệm chi phí, đặc biệt là đối với đường thành phố và đường tỉnh lộ
• Bê tông nhựa kém bền và trở nên mềm hơn khi thời tiết khí hậu nóng.
• Khi nhựa đường không được thảm đúng cách sẽ gây ra các vết nứt và các vấn đề bề mặt.
• Phương pháp thi công đòi hỏi phải lắp đặt các thiết bị cơ giới, bất kể loại nhựa đường nào đã được sử dụng.

Phân loại bê tông nhựa BTN

Bốn cách phân loại BTN – bê tông nhựa như sau

1.Phân loại theo cỡ hạt danh định lớn nhất của cốt liệu

BTN được phân thành các loại có cỡ hạt danh định lớn nhất là: 37,5 mm; 25,0 mm; 19,0 mm; 12,5 mm; 9,5 mm và 4,75 mm 

2.Phân loại theo đặc tính của cấp phối hỗn hợp cốt liệu

Theo đặc tính của cấp phối cốt liệu, BTN thường được phân thành các loại:

• BTN có cấp phối chặt (dense graded mix);
• BTN có cấp phối gián đoạn (gap graded mix);
• BTN có cấp phối hở (open graded mix).

3.Phân loại theo độ rỗng dư

Theo độ rỗng dư, BTN thường được phân thành các loại:

– BTN chặt, có độ rỗng dư từ 3% – 6%.

– BTN rỗng, bao gồm các loại BTN có độ rỗng dư lớn hơn 6 %.

4.Phân loại theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường

Theo vị trí và công năng trong kết cấu mặt đường , BTN thường được phân thành các loại:

BTN có độ nhám cao, tăng khả năng kháng trượt: sử dụng cho đường ô tô cấp cao, đường cao tốc, các đoạn đường nguy hiểm. Lớp BTN này được phủ trên mặt BTN, ngay sau khi thi công các lớp BTN phía dưới hoặc được phủ sau này, khi nâng cấp mặt đường.

– BTN dùng làm lớp mặt (surface course mixture), bao gồm:

+ BTN dùng làm lớp mặt trên (wearing course mixture): thường sử dụng BTN chặt.

+ BTN dùng làm lớp mặt dưới (binder course mixture): thường sử dụng BTN chặt.

– BTN dùng làm lớp móng (base course mixture): loại BTN chặt và BTN rỗng đều có thể sử dụng làm lớp móng. BTN rỗng có giá thành thấp hơn do không cần sử dụng bột khoáng và hàm lượng nhựa thấp hơn so với BTN chặt.

–  BTN cát (sand-asphalt mixture): sử dụng làm lớp mặt tại khu vực có tải trọng xe không lớn, vỉa hè, làn dành cho xe đạp, xe thô sơ. Có thể sử dụng để làm 1 lớp bù vênh mỏng trước khi rải lớp BTN lên trên. Cốt liệu sử dụng cho BTN cát là cát nghiền, cát tự nhiên hoặc hỗn hợp của hai loại cát này.

Thi công bê tông nhựa asphalt

Hỗn hợp bê tông nhựa nóng (Hot Mix Asphalt-HMA) gồm cốt liệu đá dăm, cát, bột khoáng có tỷ lệ phối trộn xác định, được sấy nóng và trộn đều với nhau, sau đó được trộn với nhựa đường theo tỷ lệ xác định qua thiết kế. Hỗn hợp bê tông nhựa nóng được chế tạo tại trạm trộn.

Phối hợp các công việc trong quá trình thi công, đảm bảo nhịp nhàng hoạt động của trạm trộn, phương tiện vận chuyển hỗn hợp ra hiện trường, thiết bị rải và phương tiện lu lèn.

Cần đảm bảo năng suất trạm trộn bê tông nhựa phù hợp với năng suất của máy rải. Khi tổng năng suất của trạm trộn thấp, cần bổ sung trạm trộn hoặc đặt hàng ở một số trạm trộn lân cận nơi rải.

Khoảng cách giữa các trạm trộn và hiện trường thi công phải xem xét cẩn thận sao cho hỗn hợp bê tông nhựa khi được vận chuyển đến hiện trường đảm bảo nhiệt độ quy định

Thi công Bê tông nhựa trộn ấm (WMA)

Yêu cầu về điều kiện thi công

Chỉ được thi công lớp bê tông nhựa khi nhiệt độ không khí lớn hơn 15⁰C. Không được thi công khi trời mưa hoặc có thể mưa.

Cần đảm bảo công tác rải và lu lèn được hoàn thiện vào ban ngày. Trường hợp đặc biệt phải thi công vào ban đêm, phải có đủ thiết bị chiếu sáng để đảm bảo chất lượng và an toàn trong quá trình thi công và được Tư vấn giám sát chấp thuận.

Chuẩn bị mặt bằng

Phải làm sạch bụi bẩn và vật liệu không thích hợp rơi vãi trên bề mặt sẽ rải bê tông nhựa lên bằng máy quét, máy thổi, vòi phun nước và bắt buộc phải hong khô.

Bề mặt chuẩn bị phải rộng hơn sang mỗi phía lề đường ít nhất là 20 cm so với bề rộng sẽ đượ c tưới thấm bám hoặc dính bám.

Tiến hành công tác sửa chữa chỗ lồi lõm, vá ổ gà, bù vênh mặt. Nếu dùng hỗn hợp đá nhựa rải nguội hoặc bê tông nhựa rải nguội để sửa chữa thì phải hoàn thành trước ít n hất 15 ngày, nếu dùng bê tông nhựa rải nóng thì phải hoàn thành trước ít nhất 1 ngày.

Bề mặt chuẩn bị, hoặc là mặt của lớp móng hay mặt của lớp dưới của mặt đường sẽ rải phải bảo đảm cao độ, độ bằng phẳng, độ dốc ngang, độ dốc dọc với các sai số nằm trong phạm vi cho phép mà các tiêu chuẩn kỹ thuật tương ứng đã quy định.

Tưới vật liệu thấm bám hoặc dính bám: trước khi rải bê tông nhựa phải tưới vật liệu thấm bám hoặc dính bám.Chỉ được dùng thiết bị chuyên dụng có khả năng kiểm soát được liều lượng và nhiệt độ của nhựa tưới dính bám hoặc thấm bám. Không được dùng dụng cụ thủ công để tưới.

Phải định vị trí và cao độ rải ở hai mép mặt đường đúng với thiết kế. Kiểm tra cao độ bằng máy cao đạc. Khi có đá vỉa ở hai bên cần đánh dấu độ cao rải và qué t lớp nhựa lỏng (hoặc nhũ tương) vào thành đá vỉa.

Khi dùng máy rải có bộ phận tự động điều chỉnh cao độ lúc rải, cần chuẩn bị cẩn thận các đường chuẩn

Kiểm tra cao độ bằng máy cao đạc. Khi lắp đặt hệ thống cao độ chuẩn cho máy rải phải tuân thủ đầy đủ hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị và phải đảm bảo các cảm biến làm việc ổn định với hệ thống cao độ chuẩn này.

Vận chuyển hỗn hợp bê tông nhựa

Dùng ô tô tự đổ vận chuyển hỗn hợp bê tông nhựa. Chọn ô tô có trọng tải và số lượng phù hợp với công suất của trạm trộn, của máy rải và cự li vận chuyển, bảo đảm sự liên tục, nhịp nhàng ở các khâu.

Cần phải có kế hoạch vận chuyển phù hợp sao cho nhiệt độ của hỗn hợp đến nơi rải không thấp hơn quy định

Thùng xe vận chuyển hỗn hợp bê tông nhựa phải kín, sạch, được phun đều một lớp mỏng dung dịch xà phòng (hoặc các loại dầu chống dính bám) vào thành và đáy th ùng. Không được dùng dầu mazút, dầu diezen hay các dung môi làm hoà tan nhựa đường để quét lên đáy và thành thùng xe. Xe phải có bạt che phủ.

Mỗi chuyến ô tô vận chuyển hỗn hợp bê tông nhựa khi rời trạm trộn phải có phiếu xuất xưởng ghi rõ nhiệt độ hỗn hợp, khối lượng, chất lượng hỗn hợp, thời điểm xe rời trạm trộn, nơi xe sẽ đến, tên người lái xe

Trước khi đổ hỗn hợp bê tông nhựa vào phễu máy rải phải kiểm tra nhiệt độ hỗn hợp bằng nhiệt kế. Nếu nhiệt độ hỗn hợp thấp hơn nhiệt độ nhỏ nhất quy định cho công đoạn đổ hỗn hợp từ xe ô tô vào phễu máy rải thì phải loại bỏ.

Rải hỗn hợp bê tông nhựa

Hỗn hợp bê tông nhựa được rải bằng máy chuyên dùng, nên dùng máy rải có hệ thống điều chỉnh cao độ tự động. Trừ những chỗ hẹp cục bộ không rải được bằng máy thì cho phép rải thủ công và tuân theo quy định

Tuỳ theo bề rộng mặt đường, nên dùng 2 (hoặc 3) máy rải hoạt động đồng thời trên 2 (hoặc 3) vệt rải. Các máy rải phải đi cách nhau 10 đến 20 m.

 Trường hợp dùng một máy rải, trình tự rải phải được tổ chức sao cho khoảng cách giữa các điểm cuối của các vệt rải trong ngày là ngắn nhất.

Trước khi rải phải đốt nóng tấm là, guồng xoắn.

Ô tô chở hỗn hợp bê tông nhựa đi lù i tới phễu máy rải, bánh xe tiếp xúc đều và nhẹ nhàng với 2 trục lăn của máy rải. Sau đó điều khiển cho thùng ben đổ từ từ hỗn hợp xuống giữa phễu máy rải.

Xe để số 0, máy rải sẽ đẩy ô tô từ từ về phía trước cùng máy rải. Khi hỗn hợp bê tông nhựa đã phân đều dọc theo guồng xoắn của máy rải và ngập tới 2/3 chiều cao guồng xoắn thì máy rải tiến về phía trước theo vệt quy định.

Trong quá trình rải luôn giữ cho hỗn hợp thường xuyên ngập 2/3 chiều cao guồng xoắn.

Trong suốt thời gian rải hỗn hợp bê tông n hựa bắt buộc phải để thanh đầm (hoặc bộ phận chấn động trên tấm là) của máy rải luôn hoạt động.

Tuỳ bề dầy của lớp rải và năng suất của máy mà chọn tốc độ của máy rải cho thích hợp để không xảy ra hiện tượng bề mặt bị nứt nẻ, bị xé rách hoặc không đều đặn. Tốc độ rải phải được Tư vấn giám sát chấp thuận và phải được giữ đúng trong suốt quá trình rải.

Phải thường xuyên dùng thuốn sắt đã đánh dấu để kiểm tra bề dày rải. Đối với máy không có bộ phận tự động điều chỉnh thì vặn tay nâng (hay hạ) t ấm là từ từ để chiều dày lớp bê tông nhựa không bị thay đổi đột ngột.

Khi máy rải làm việc, bố trí công nhân cầm dụng cụ theo máy để làm các việc sau:

– Lấy hỗn hợp hạt nhỏ từ trong phễu máy té phủ rải thành lớp mỏng dọc theo mối nối, san đều các chỗ lồi lõm, rỗ của mối nối trước khi lu lèn;

– Gọt bỏ, bù phụ những chỗ lồi lõm, rỗ mặt cục bộ trên lớp bê tông nhựa mới rải.

Cuối ngày làm việc, máy rải phải chạy không tải ra quá cuối vệt rải khoảng từ 5 -7 m mới được ngừng hoạt động.

Trên đoạn đường có dốc dọc lớn hơn 40 ‰ phải tiến hành rải hỗn hợp bê tông nhựa từ chân dốc đi lên.

Trường hợp máy rải đang làm việc bị hỏng (thời gian sửa chữa phải kéo dài hàng giờ) thì phải báo ngay về trạm trộn tạm ngừng cung cấp hỗn hợp bê tông nhựa v à cho phép dùng máy san tự hành san nốt lượng hỗn hợp bê tông nhựa còn lại.

Trường hợp máy đang rải gặp mưa đột ngột thì:

– Báo ngay về trạm trộn tạm ngừng cung cấp hỗn hợp bê tông nhựa;

– Nếu lớp bê tông nhựa đã được lu lèn trên 2/3 tổng số lượt lu y êu cầu thì cho phép tiếp tục lu trong mưa cho đến hết số lượt lu lèn yêu cầu. Ngược lại thì phải ngừng lu và san bỏ hỗn hợp bê tông nhựa ra ngoài phạm vị mặt đường. Chỉ khi nào mặt đường khô ráo lại mới được rải hỗn hợp tiếp.

Trường hợp phải rải bằng thủ công (ở các chỗ hẹp cục bộ) cần tuân theo quy định sau:

– Dùng xẻng xúc hỗn hợp bê tông nhựa và đổ thấp tay, không được hất từ xa để tránh hỗn hợp bị phân tầng;

– Dùng cào và bàn trang trải đều hỗn hợp bê tông nhựa thành một lớp bằng phẳng đạt dốc ngang yêu cầu, có bề dày dự kiến bằng 1,35 ÷ 1,45 bề dày lớp bê tông nhựa thiết kế (xác định chính xác qua thử nghiệm lu lèn tại hiện trường);

– Việc rải thủ công cần tiến hành đồng thời với việc rải bằng máy để có thể lu lèn chung vệt rải bằng máy và chỗ rải bằng thủ công, bảo đảm mặt đường không có vết nối.

Mối nối ngang:

– Mối nối ngang sau mỗi ngày làm việc phải được sửa cho thẳng góc với trục đường. Trước khi rải tiếp phải dùng máy cắt bỏ phần đầu mối nối sau đó dùng vật liệu tưới dính bám quét lên vết cắt để đảm bảo vệt rải mới và cũ dính kết tốt.

– Các mối nối ngang của lớp trên và lớp dưới cách nhau ít nhất là 1m;

– Các mối nối ngang của các vệt rải ở lớp trên cùng được bố trí so le tối thiểu 25 cm.

Mối nối dọc:

– Mối nối dọc để qua ngày làm việc phải được cắt bỏ phần rìa dọc vết rải cũ, dùng vật liệu tưới

dính bám quét lên vết cắt sau đó mới tiến hành rải;

– Các mối dọc của lớp trên và lớp dưới cách nhau ít nhất là 20 cm.

– Các mối nối dọc của lớp trên và lớp dưới được bố trí sao cho các đường nối dọ c của lớp trên cùng của mặt đường bê tông nhựa trùng với vị trí các đường phân chia các làn giao thông hoặc trùng với tim đường đối với đường 2 làn xe.

Lu lèn lớp hỗn hợp bê tông nhựa

Thiết bị lu lèn bê tông nhựa gồm có ít nhất lu bánh thép nhẹ 6-8 tấn, lu bánh thép nặng 10-12 tấn và lu bánh hơi có lốp nhẵn đi theo một máy rải.

Ngoài ra có thể lu lèn bằng cách phối hợp các máy lu sau:

– Lu bánh hơi phối hợp với lu bánh thép;

– Lu rung phối hợp với lu bánh thép;

– Lu rung phối hợp với lu bánh hơi.

Lu bánh hơi phải có tối thiểu 7 bánh, các lốp nhẵn đồng đều và có khả năng hoạt động với áp lực lốp đến 0,85 MPa. Mỗi lốp sẽ được bơm tới áp lực quy định và chênh lệch áp lực giữa hai lốp bất kỳ không được vượt quá 0,03 daN/cm 2.

Phải có biện pháp để điều chỉnh tải trọng của lu bánh hơi sao cho tải trọng trên mỗi bánh lốp có thể thay đổi từ 1,5 tấn đến 2,5 tấn.

Ngay sau khi hỗn hợp bê tông nhựa được rải và làm phẳng sơ bộ, cần phải tiến hành kiểm tra và sửa những chỗ không đều. Nhiệt độ hỗn hợp bê tông nhựa sau khi rải và nhiệt độ lúc lu phải được giám sát chặt chẽ đảm bảo trong giới hạn đã quy định 

Sơ đồ lu lèn, tốc độ lu lèn, sự phối hợp các loại lu, số lần lu lèn qua một điểm của từng loại lu để đạt được độ chặt yêu cầu được xác định trên đoạn rải thử.

Máy rải hỗn hợp bê tông nhựa đi đến đâu là máy lu phải theo sát để lu lèn ngay đến đó. Trong các lượt lu sơ bộ, bánh chủ động sẽ ở phía gần tấm là của máy rải nhất.

Tiến trình lu lèn của các máy lu phải được tiến hành liên tục trong thời gian hỗn hợp bê tông nhựa còn giữ được nhiệt độ lu lèn có hiệu quả, không được thấp hơn nhiệt độ kết thúc lu lèn (xem Bảng 9).

Vệt bánh lu phải chồng lên nhau ít nhất là 20 Cm. Những lượt lu đầu tiên dành cho mối nối dọc, sau đó tiến hành lu từ mép ngoài song song với tim đường và dịch dần về phía tim đường.

Khi lu trong đường cong có bố trí siêu cao việc lu sẽ tiến hành từ bên thấp dịch dần về phía bên cao. Các lượt lu không được dừng tại các điểm nằm trong phạm vi 1 mét tính từ điểm cuối của các lượt trước.

Trong quá trình lu, đối với lu bánh sắt phải thường xuyên làm ẩm bánh sắt bằng nước. Đối với lu bánh hơi, dùng dầu chống dính bám bôi mặt lốp vài lượt đầu, khi lốp đã có nhiệt độ xấp xỉ với nhiệt độ của hỗn hợp bê tông nhựa thì sẽ không xảy ra tình trạng dính bám nữa.

Không được dùng nước để làm ẩm lốp bánh hơi. Không được dùng dầu diezel, dầu cặn hay các dung môi có khả năng hoà tan nhựa đường để bôi vào bánh lu.

Khi lu khởi động, đổi hướng tiến lùi… phải thao tác nhẹ nhàng, không thay đổi đột ngột để hỗn hợp bê tông nhựa không bị dịch chuyển và xé rách.

Máy lu và các thiết bị nặng không được đỗ lại trên lớp bê tông nhựa chưa được lu lèn chặt và chưa nguội hẳn.

Trong khi lu lèn nếu thấy lớp bê tông nhựa bị nứt nẻ phải tìm nguyên nhân để điều chỉnh (nhiệt độ, tốc độ lu, tải trọng lu…).

Tổng kết

Như vậy chúng tôi đã trình bày đặc điểm, tính năng và cách thi công bê tông nhựa asphalt, vật liệu được sử dụng trong các công trình xây dựng đường giao thông, tại nước ta bê tông nhựa nóng được dùng thi công trên 1/2 công trình đường bộ, dễ sử dụng, tiết kiệm thời gian, kinh phí.

Mong nội dung trên là hữu ích, giúp Bạn thêm thông tin về bê tông nhựa asphalt, ưu điểm và cách thi công sản phẩm 

Thông tin tham khảo:

• Trải thảm bê tông nhựa nóng nền sân tennis
• Mặt đường bê tông nhựa nóng- Yêu cầu thi công và nghiệm thu
  Specification for Construction of Hot Mix Asphalt Concrete Pavement and Acceptance

Xin mời Theo Dõi và Thích chúng tôi tại:

989

2k