Sản phẩm bê tông nhựa tái chế tại trạm
Mặc dù đã phát triển rộng rãi từ lâu đời ở các nước trên thế giới, nhưng hiện nay đối với nước ta thì công nghệ tái chế bê tông nhựa tại trạm trộn còn là điều mới lạ với các đơn vị chủ đầu tư, đơn vị tư vấn và nhà thầu thi công. Với quan điểm là công nghệ mới nên việc đưa vào sử dụng không tránh khỏi sự lo ngại của các đơn vị về chất lượng của bê tông nhựa sử dụng RAP này.
Cần khẳng định lại rằng, theo các nghiên cứu và báo cáo khoa học của các tổ chức, nhà khoa học uy tín trên thế giới như Hiệp hội đường nhựa châu Âu (Europe Asphalt Pavement Association – EAPA), Hiệp Hội nhựa đường quốc gia Mỹ (National Asphalt Pavement Association – NAPA), Ban Quản lý đường cao tốc Liên bang thuộc Bộ giao thông vận tải Mỹ (Federal Highway Administration – FHWA), Chương trình nghiên cứu đường bộ quốc gia Mỹ (National Highway Cooperative Research Program – NHCRP), v.v… công nghệ tái chế tại trạm trộn là công nghệ tái chế BTN phổ biến nhất trên thế giới và hiện nay được xem như là phương pháp tái chế tiêu chuẩn. Chất lượng bê tông nhựa tái chế tương đương như BTN truyền thống, thể hiện ở các đặc tính chống lún, chống nứt, chống mỏi và các ảnh hưởng của thời tiết. Thậm chí theo một số nghiên cứu khoa học BTN tái chế nóng còn vượt trội hơn hẳn BTN truyền thống về khả năng kháng nước. Công nghệ này cho phép sử dụng RAP với hàm lượng tối đa cao nhất lên đến 100% tùy thuộc vào cấu tạo trạm trộn và chất lượng RAP.
Hình 1 – Thí nghiệm modul động các cấp phối với hàm lượng RAP khác nhau [GS. Mogawer, 2007]
Trong chương trình “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tái chế mặt đường nhựa tại Việt Nam” do TS. Võ Đại Tú chủ nhiệm cũng đã đưa ra nhiều kết luận khẳng định chất lượng của sản phẩm BTN áp dụng công nghệ này. Trong những lo ngại về chất lượng mặt đường sử dụng RAP thì đa phần quan tâm đến chất lượng nhựa đường tái chế, thành phần cốt liệu và các tính chất cơ lý của BTN sử dụng RAP. Bài viết này sẽ làm sáng tỏ những lo ngại làm cản trở việc áp dụng công nghệ hữu ích vào nước ta.
Hình 2 – Hình ảnh mẫu so sánh BTNC12.5 truyền thống và BTNC12.5 chứa 30% RAP
Về kiểm soát thành phần hạt cốt liệu trong BTN tái chế: mặt đường nhựa cũ sau khi được cào bóc cần kiểm tra, phân loại, nghiền sàng, trộn lại và phân loại lại chuẩn xác, đảm bảo tính đồng nhất thì RAP được xem như một loại cốt liệu. Việc thiết kế và trộn loại cốt liệu này với các cốt liệu mới hoàn toàn đơn giản và đảm bảo kiểm soát tốt.
Hình 3 – Biểu đồ cấp phối BTNC 12.5 chứa 30% RAP
Về tính chất nhựa đường đã lão hóa: Các nghiên cứu sự thay đổi thành phần hóa học trong nhựa đường qua quá trình lão hóa của các nhà nghiên cứu BMT đưa ra các nguyên nhân chính của sự lão hóa như sau: sự thất thoát của thành phần dầu do bay hơi hoặc hấp thụ, quá trình oxy hóa chuyển hóa các thành phần khối lượng phân tử nhỏ (dầu, chất bão hòa) thành các chất có khối lượng phân tử lớn (resin, asphaltene), sự thúc đẩy quá trình lưu hóa dưới tác dụng của lực cơ học làm thay đổi cấu trúc phân tử. Hiểu được các nguyên nhân trên TS. Võ Đại Tú đã tìm ra các loại phụ gia làm trẻ hóa nhựa. Bằng cách sử dụng các chất phụ gia tái sinh chúng ta hoàn toàn có thể khôi phục được tính chất của nhựa đường.
Hình 4 – Chất phụ gia giúp cải thiện độ nhớt của nhựa đường tùy theo nhu cầu sử dụng
Hình 5 – So sánh độ ổn định Marshall giữa BTNC12.5 truyền thống và BTNC12.5 chứa 30% RAP