Nghiên cứu sự ảnh hưởng của chất kết dính nhựa đường

nghiên cứu sự ảnh hưởng của chất kết dính nhựa đường, nghiên cứu sự ảnh hưởng của chất kết dính bitum, nhựa đường, bitum, vật liệu xây dựng,công nghệ kỹ thuật môi trường, công nghệ môi trường, kỹ thuật môi trường

BÀI THẢO LUẬN MÔN: VẬT LIỆU XÂY DỰNG Đề bài: Nghiên cứu ảnh hưởng chất kết dính nhựa đường (Bitum) Bài làm: 1.KHÁI QUÁT CHUNG -Nhựa đường chất lỏng hay chất bán rắn có độ nhớt cao có màu đen, có mặt phần lớn loại dầu mỏ số trầm tích tự nhiên Thành phần chủ yếu nhựa đường bitum Vẫn tồn số bất đồng số nhà hóa học liên quan đến cấu trúc nhựa đường, nhiên phổ biến giả lập mơ chất keo -Nhựa đường đơi bị nhầm lẫn với hắc ín sản phẩm chứa bitum, hắc ín loại vật liệu nhân tạo sản xuất phương pháp chưng cất phá hủy chất hữu cơ(định hướng) Tuy sản phẩm chứa bitum thơng thường hàm lượng bitum hắc ín thấp nhựa đường Hắc ín nhựa đường có thuộc tính lý khác -Nhiều người tưởng Bitum nhựa đường, thực tế khơng phải Nhựa đường nhánh Bitum.Bitum chất dùng phổ biến công nghệ chống thấm Nó có mặt nhiều sản phẩm chống thấm thị trường Nhiều người tưởng Bitum nhựa đường, thực tế khơng phải Nhựa đường nhánh Bitum -Theo tiêu chuẩn Anh: Bitum hợp chất dạng lỏng nhớt rắn, chứa Hydoro cacbon dẫn xuất chúng, hòa tan Tricolro-etylen, ổn định, hâu không bay mềm bị nung nóng Bitum có màu nâu đen, có đặc tính kết dính khơng thấm nước Bitum thu từ trình lọc dầu tìm thấy thiên nhiên dạng kết hợp khoáng chất -Việc phân loại bitum phức tạp có nhiều nguồn gốc hình thành Nhựa đường hắc ín biến Bitum Nhựa đường tách từ dầu mỏ công nghệ mà khơng có tượng phá vỡ cấu trúc hay biến đổi nhiệt hắc ín chất lỏng thu chưng cất phân thủy hay cacbon hóa vật liệu hữu thiên nhiên than hay gỗ điều kiện khí -Do tính chất chống thấm sẵn có Bitum nên hầu hết sản phẩm chống thấm sử dụng thành phần Các nhà sản xuất gia cố thêm lớp sợi, lưới …để tăng cường tính dẻo, dai, đàn hồi, chịu nhiệt độ va đập học cho màng chống thấm gốc Bitum mà thơi -Màng bitum có độ bám dính tốt, gia cố thêm lớp sợi có hình dạng trải nên màng bitum thường sử dụng để chống thấm cho khu có bề mặt lớn, chịu nhiệt độ, ma sát lớn, khả chống mài mòn chịu va đập như: Chống thấm sân thượng, sàn mái bằng, tầng hầm, móng nhà… -Nhựa đường tách từ thành phần khác dầu thô xăng dầu diezen quy trình chưng cất phân đoạn, thông thường điều kiện chân không -Nhựa đường đủ cứng để vận chuyển theo đống rời (nó mềm bị nóng quá) đơi trộn lẫn dầu diezen hay dầu hỏa cho dễ vận chuyển Vào lúc giao hàng, chất nhẹ tách khỏi hỗn hợp Hỗn hợp thông thường gọi bitum nguyên liệu (BFS) -Ứng dụng lớn nhựa đường sản xuất bê tông nhựa để rải đường, chiếm khoảng 80% tồn lượng nhựa đường thương phẩm tiêu thụ Hoa Kỳ Việc gắn kết ván ốp chiếm chủ yếu phần lại Các ứng dụng khác có: làm thuốc xịt cho động vật, xử lý cột hàng rào chống thấm nước cho cơng trình xây dựng -Ở Trung Đơng cổ đại trầm tích tự nhiên chứa nhựa đường sử dụng để làm vữa xây dựng để gắn kết gạch đá, xảm tàu chống thấm nước Từ để nhựa đường tiếng Ba Tư mumiya, -Công dụng: Là nguyên vật liệu để sản xuất bê tông nhựa asphalt dùng thi công đường bộ, sân bay, bến bãi công dụng khác ▪ Phân loại nhựa đường: -Nhựa đường đặc nóng: gia nhiệt nhiệt độ 120 oC đến 145oC, vận chuyển dạng xá (lỏng) -Nhựa đường đặc: chứa thùng phuy, bao polymer nhiệt độ mơi trường Khi sử dụng phải đun nóng chảy để trở trạng thái lỏng sau lấy khỏi phuy đưa vào trạm trộn bê tông asphalt -Nhựa đường MC, nhựa đường nhũ tương, nhựa đường polymer,…: chế phẩm nhựa đường dạng lỏng, chứa thùng phuy vận chuyển xe bồn, ISO tank 2.ĐỘ BÁM DÍNH CỦA CHẤT LIỆU NHỰA ĐƯỜNG Một chức quan trọng nhựa đường hoạt động chất kết dính để liên kết hạt cốt liệu lại với Chính đặc tính làm cho Vương quốc Anh thành cơng rực rỡ việc sử dụng nhựa đường xây dựng hệ thống đường 70 năm qua, với tỷ lệ trường hợp thất bại hãn hữu Tuy nhiên, có số trường hợp xảy tình trạng nhựa đường kết dính với cốt liệu độ bền cốt liệu đưa đến tuổi thọ mặt đường bị giảm sút nghiêm trọng Tuy nhiên khơng có tác động nước, người ta loại bỏ hầu hết vấn đề có liên quan đến khả kết dính nhựa đường đại đa số loại cốt liệu (mặc dù cốt liệu chứa nhiều bụi, nhựa đường bị bụi hấp thụ bớt, làm cho lớp nhựa đường phủ bề mặt cốt liệu bị mỏng hơn, ảnh hưởng đến độ bền mặt đường) Tuy nhiên, cốt liệu dễ bị ướt nước nhựa đường, nên ban đầu có mặt nước bề mặt cốt liệu gây khó khăn cho nhựa đường phủ kín bề mặt cốt liệu, sau ảnh hưởng đến khả dính bám với hạt cốt liệu liên kết hạt cốt liệu với Một mối liên kết yếu hạt cốt liệu dẫn đến tình trạng mặt đường bị bong cốt liệu, nước chiếm chỗ đọng lại vị trí bị bong cốt liệu Tính chất loại cốt liệu khác tác động lớn đến độ kết dính nhựa đường lực cốt liệu khác tạo với nhựa đường Phần lớn cốt liệu phân thành hai nhóm “ưa nước” hay ‘kỵ dầu” Các cốt liệu có hàm lượng oxyt silic cao thạch anh, granit tức cốt liệu axit thường khó phủ nhựa đường nhũng cốt liệu bazơ đá bazan hay diabase A Độ kết dính khơng có nước Nhựa đường kết dính tốt với hầu hết loại cốt liệu làm đường với điều kiện cốt liệu phải sạch, khơ, khơng có bụi bám Để nhựa đường bám dính tốt với hạt cốt liệu, qua liên kết hạt cốt liệu với nhau, nhựa đường cần phải làm ướt hạt cốt liệu, tức bao phủ hoàn toàn hạt cốt liệu với độ dày thích hợp q trình bị chi phối phần lớn độ nhớt nhựa đường Độ nhớt cao thời gian làm ướt cốt liệu nhựa đường cao Trong thực tế, điều cần thiết để q trình nhựa đường phủ kín lượng hạt cốt liệu định phải thực gần đồng thời, độ nhớt cao dẫn đến tình trạng nhựa đường khơng phủ toàn bề mặt cốt liệu Điều đặc biệt quan trọng cốt liệu có nhiều bụi bám, lớp bụi cốt liệu phủ nhựa đường trước, nên làm tăng độ nhớt nhựa đường bề mặt cốt liệu làm cho nhựa đường không phủ hết bề mặt hạt cốt liệu lớn Một nhựa đường kết dính tốt với tồn hạt cốt liệu, kết dính bị chi phối, ngoại trừ có can thiệp nước B Kết dính có nước Thực tế khơng có vấn đề khó khăn thi cơng đường hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu Vương quốc Anh, trừ thời tiết ẩm ướt mưa Hàng năm đường Vương quốc Anh bị ướt theo thời gian rải rác năm, tương đương với 100 trận mưa, với lượng nước insơ trận Điều có nghĩa năm đường bị ướt từ tháng đến năm, tùy theo địa phương Khi có mưa sinh hai vấn đề có liên quan đến cơng tác thi công đường hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu: thứ cốt liệu bị ướt trước đem trộn với nhựa đường, thứ hai nước mưa làm ướt lớp đường phải rải thảm lên Do trộn nhựa đường với cốt liệu ướt, lạnh, ta phải loại bỏ lớp nước bám cốt liệu cách nung nóng cốt liệu Bằng cách ta giữ độ nhớt thích hợp nhựa đường trình trộn tạo điều kiện cho nhựa đường lan khắp bề mặt cốt liệu cách đồng * Hiện tượng khơng kết dính có nước Tình trạng nhựa đường bị tách khỏi cốt liệu (hay bong nhựa) thường liên quan đến việc hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu bị thấm nước Đối với hỗn hợp đá nhựa asphalt chặt có độ rỗng thấp, khả bị bong nhựa xảy Đối với loại vật liệu thấm nước, chí vật liệu tương đối chặt tồn tai nguy bong nhựa, dẫn đến tình trạng cố kết bên mặt đường có khả bị rã Nguy xảy bong nhựa , đề cập trên, phụ thuộc vào vai trò lực cốt liệu nhựa đường, sau khả nhựa đường cốt liệu chống lại chiếm chỗ nước Đa số cốt liệu có tính kháng nước tốt, khơng may số lại khơng có tính kháng nước Điều khơng có nghĩa chắn thời tiết ẩm ướt gây vấn đề cho số loại cốt liệu đó, có nghĩa thời tiết ẩm ướt nguy công tác thi công đường mà Kinh nghiệm thực tiễn qua nhiều năm cho thấy mặt đường rải vật liệu sản xuất cốt liệu có lực bình thường nhựa đường thường đạt đặc tính kỹ thuật thỏa đáng điều kiện bình thường, phần lớn thất bại vật liệu thời tiết bất thường tải trọng giao thông lớn Một khảo sát toàn quốc vấn đề mặt đường làm hỗn hợp đá nhựa đường hư hỏng sớm, cho thấy số trường hợp hư hỏng vấn đề bong nhựa tính kết dính với cốt liệu nhựa đường Kết từ khảo sát quan sát từ số trường cho thấy có hai loại hư hỏng đường phụ thuộc vào đặc tính vật liệu cơng nhận là: · Hư hỏng loại cốt liệu thô hỗn hợp, tức cốt liệu không đạt độ cứng tiêu chuẩn, mà cốt liệu có chất liệu khơng đồng (dù đạt tiêu chuẩn qua kiểm tra) vết rổ đường hình thành, cuối chúng kết hợp lại với để tạo thành ổ gà lớn; · Sự hư hỏng mối liên kết nhựa đường/ cốt liệu dẫn đến thiếu cố kết bong nhựa làm cho mặt đường bị bong cốt liệu, bị bào mòn nhanh Tình trạng xảy với cốt liệu mềm cốt liệu cứng có lực với nhựa đường Bản chất cốt liệu khoáng, đặc biệt bột khoáng, yếu tố ảnh hưởng đến khả kết dính với cốt liệu nhựa đường Sự khác loại nhựa đường ghi nhận chủ yếu khác biệt đặc tính lưu biến Điều minh họa cách so sánh đặc tính Marshall bêtơng asphalt trước sau ngâm nước ngày nhiệt độ 60 0C Thí nghiệm cho thấy khác nhựa đường chủ yếu khác độ rỗng mẫu thí nghiệm Sự biến động độ rỗng mẫu đầm lèn nhiệt độ, không nhiệt độ đồng nhớt Sự khác nhựa đường loại bỏ mẫu thí nghiệm đầm nhiệt độ đồng nhớt Sự ổn định Marshall lại sau thí nghiệm biểu để so sánh với lượng nước hấp thụ sau bốn ngày ngâm mẫu thí nghiệm nhiệt độ 600C Tầm quan trọng mức độ hấp thụ nước cốt liệu đặc tính trội loại cốt liệu bột khoáng khác Lượng nước hấp thụ phụ thuộc vào độ rỗng hỗn hợp, với độ rỗng cụ thể lượng nước hấp thụ thấp đáng kể bột khoáng bột đá vơi chí thấp có mặt vơi tơi Nếu số ổn định Marshall thấp 30%, lượng nước hấp thụ lớn độ rỗng hỗn hợp cho thấy chắn có tượng mẫu thí nghiệm nở đáng kể Điều gợi số hư hỏng xảy cho kết dính cốt liêụ nhựa đường, thực tế số hư hỏng cấu trúc hỗn hợp C Các đặc tính nhựa đường/cốt liệu/nước Sự chỗ chất lỏng bề mặt rắn chất lỏng khác sinh từ lực lý hóa hoạt động hệ thống Bề mặt hầu hết cốt liệu tích điện, ví dụ: silic thành phần đá Igneous, có đặc điểm tích điện âm yếu có mặt nguyên tử ôxy bề mặt, nguyên tử khơng hồn tồn bảo hòa điện Liên kết hóa học nhựa đường cốt liệu lực phân tán tương đối yếu nước thường bị phân cực mạnh, bị hút mạnh vào bề mặt cốt liệu tích điện âm lực định hướng Bề mặt cốt liệu có độ ưa nước lớn hay nhỏ, kỵ dầu Các cốt liệu có tính axit ưa nước cốt liệu bazơ Nếu bề mặt cốt liệu ướt, khơng thể phân tán nước vào nhựa đường, nhựa đường khó bám vào bề mặt cốt liệu Tuy nhiên, nước lại có khả xâm nhập vào lớp màng nhựa đường bề mặt cốt liệu, tách nhựa đường khỏi cốt liệu Các điều kiện tồn vật rắn hoàn toàn bị ướt nước nhựa đường đưa vào hệ thống Nếu gốc tiếp xúc pha Ø lượng bề mặt hệ vật rắn/nhựa đường, vật rắn/nước nhựa đường/nước theo thứ tự ^sb , ^sw , ^bw việc chỗ nước thêm đơn vị diện tích đá bằng: W = ^sb + ^bw - ^sw Bây để đạt đến cân phương trình Young Dubré thỏa mãn: ^sb = ^sw + ^bw cosØ Từ ta có: W = ^bw (1 + cosØ) Như Wα^bw (năng lượng giao diện nhựa đường/nước) Và W = f(Ø) (góc tiếp xúc) Vì giảm ^bw tăng Ø lên ta nâng cao khả kết dính nhựa đường cốt liệu Trong trường hợp với nhựa đường, Ø luôn 1, có nghĩa cần cơng đáng kể để làm cho nhựa đường chiếm chỗ nước nhựa đường có xu hướng tập trung lại thành giọt bề mặt rắn (tuy nhiên, làm ướt cốt liệu nhựa đường sử dụng áp lực ao) Giá trị thay đổi hai cách cho thêm hóa chất định vào hệ thống Khi chất hoạt động bề mặt cation hòa tan vào nhựa đường hấp thụ mạnh vào bề mặt cốt liệu góc tiếp xúc tăng lên (cũng có nghĩa lượng giao diện nhựa đường nước giảm đi), tức nhựa đường chiếm chỗ nước xảy Có tác hại cố hữu sử dụng chất phụ gia hóa học để làm giảm lượng bề mặt nước/nhựa đường xu hướng nhựa đường tạo nhũ tương nước tăng lên D Các yếu tố tác động đến kết dính nhựa đường/cốt liệu Các yếu tố ảnh hưởng đến độ kết dính nhựa đường cốt liệu nhiều phức tạp Một số ảnh hưởng xấp xỉ 80% xem kiểm sốt q trình sản xuất thi công đường Dưới số yếu tố đặc biệt quan trọng cần lưu tâm để đạt trì độ kết dính tốt Tầm quan trọng thành phần khoáng học cốt liệu thừa nhận từ nhiều năm Đặc điểm hóa lý cốt liệu quan trọng, với khả kết dính hàm số thành phần hóa học, hình dạng cấu trúc, hóa trị lại diện tích bề mặt cốt liệu Tổng qt hóa ảnh hưởng khống học khó tác động kích thước hạt, hình dạng cấu trúc hạt quan trọng Tuy vậy, phần lớn trường hợp khơng kết dính thường có liên quan đến cốt liệu silic granxit, rhiolit, thạch anh, đá phiến silic… Việc đạt đặc tính kỹ thuật thỏa mãn với cốt liệu thất bại xảy sử dụng cốt liệu có tính chống bong tốt đá vơi nói lên phức tạp q trình kết dính nhựa đường/cốt liệu Hóa trị dư diện tích bề mặt cốt liệu yếu tố quan trọng Các cốt liệu có điện tích bề mặt dao động có lượng bề mặt Nếu bề mặt cốt liệu bị phủ chất lỏng có tính phân cực đối nghịch nhu cầu lượng bề mặt đáp ứng, mối liên kết bám dính hình thành Trong có hai loại chất lỏng có mặt, ví dụ nhựa đường nước, chất lỏng đáp ứng tốt lượng bề mặt bám chặt lấy cốt liệu Do đó, tượng bong nhựa đường có nước liên quan đến điện tích bề mặt Trong nước làm cân điện tích bề mặt tốt nhựa đường nhựa đường bị tách rời khỏi bề mặt cốt liệu nhường chỗ cho nước Bảng – Các đặc tính vật liệu tác động ngoại cảnh ảnh hưởng đến liên kết nhựa đường/cốt liệu Các đặc tính Các đặc tínhCác đặc tính Các tác động cốt liệu nhựa đường hỗn hợp bên ngồi Khống học Lưu biến học Cấu trúc bề mặt Phân cực điện Khả thấm Độ xốp Thành phần cấuHàm lượng tạo đường Bụi Độ bền Hấp thu Độ rỗng Lượng mưa Độ ẩm nhựaĐộ pH nước Sự có mặt Độ dày màng nhựamuối đường Nhiệt độ Độ ẩm Hình dạng Tính chống chịu thời tiết Chu kỳ nhiệt độ Loại khống chất Giao thơng Cấp phối Thiết kế Loại hỗn hợp trộn Tay nghề thi cơng Thốt nước Sự hút bám lý nhựa đường vào bề mặt cốt liệu phụ thuộc vào số nhân tố gồm tổng thể tích khoảng rỗng thấm được, kích thích lỗ hổng, đồng thời phụ thuộc vào độ nhớt sức căng bề mặt nhựa đường Các lỗ vi cấu trúc mịn, lỗ rỗng vết nứt nhỏ làm tăng đáng kể hút bám bề mặt sẵn có nhựa đường Điều chứng tỏ phần tử nhựa đường hút bám mạnh vào bề mặt tới độ sâu xấp xỉ 180 A0 (đơn vị đo độ dài, A0 = 10-8 cm) Các nhân tố khác tác động đến độ kết dính ban đầu sau mối liên kết nhựa đường – cốt liệu cấu trúc bề mặt cốt liệu, diện bụi mặt hạt cốt liệu với mức độ độ pH nước bề mặt nhựa đường - cốt liệu Nói chung bề mặt cốt liệu xù xì tính bám dính tốt Tuy nhiên cần có cân để đạt khả nhựa đường làm ướt cốt liệu (bề mặt nhẵn dễ bị làm ướt hơn) Điều cho thấy mối liên kết học tốt bề mặt cốt liệu xù xì quan trọng tính chất khống học cốt liệu để trì kết dính nhựa đường/cốt liệu Như trình bày bảng 1, đặc tính nhựa đường đóng vai trò quan trọng kết dính nhựa đường cốt liệu Đặc biệt độ nhớt nhựa đường trình phủ cốt liệu thời gian đường sử dụng, tính phân cực, thành phần cấu tạo, tất ảnh hưởng đến tính chất kết dính Tuy nhiên, chất cốt liệu nhân tố ảnh hưởng nhiều đến kết dính nhựa đường cốt liệu E Cơ chế mối liên kết Nhiều nghiên cứu tiến hành nhằm xác định chế trình phá vỡ mối liên kết nhựa đường hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu Có hai kiểu hư hỏng hệ nhựa đường/cốt liệu, nhựa đường bị tính chất kết dính nội khả bám dính nhựa đường cốt liệu bị phá vỡ Nếu cốt liệu sạch, khơ sau nhựa đường chống thấm cách hiệu quả, dạng hư hỏng nhựa đường khả kết dính nội Tuy nhiên, có nước, dạng hư hỏng gần chắn nhựa đường cốt liệu khơng kết dính với Một số chế gây tượng liên kết xác định là: E.1 Sự chiếm chỗ Lý thuyết chiếm chỗ phát sinh từ việc xem xét cân nhiệt động học pha hệ thống nhựa đường/cốt liệu/nước Nếu nước đưa vào giao diện nhựa đường/cốt liệu sau xem xét lượng bề mặt cho thấy nhựa đường co lại bề mặt cốt liệu Một hạt cốt lớp màng nhựa đường bám vào, điểm A cho thấy vị trí tiếp xúc cân nhựa đường cốt liệu khơng có nước Khi tiếp xúc với nước điểm cân dịch chuyển hay co lại bề mặt tới điểm B Đây vị trí cân có góc tiếp xúc mới, góc phụ thuộc vào chủng loại độ nhớt nhựa đường sử dụng E.2 Sự tách rời Sự tách rời xảy nhựa đường cốt liệu tách lớp nước mỏng bụi cho dù không thấy rõ rạn nứt bề mặt lớp màng nhựa đường Mặt dù lớp màng nhựa đường bao bọc hoàn toàn bề mặt hạt cốt liệu, mối liên kết bám dính khơng tồn nữa, lớp màng nhựa đường dễ dàng bị tróc khỏi bề mặt cốt liệu tình trạng nước thấm vào nhựa đường cốt liệu E.3 Đứt lớp màng nhựa đường bao quanh cốt liệu Đứt màng nhựa đường xảy nhựa đường phủ hoàn toàn cốt liệu mép cốt liệu sắc cạnh gồ ghề, nơi lớp nhựa đường mỏng nhất, nước thấm qua lớp nhựa đường vào bề mặt cốt liệu Sự thâm nhập nước trạng thái lỏng trạng thái Một trình bắt đầu nước trải nhựa đường cốt liệu, làm cho lớp nhựa đường bị tách rời khỏi bề mặt cốt liệu Tốc độ mà nước thấm tách lớp nhựa đường phụ thuộc vào độ nhớt nhựa đường, chất bề mặt cốt liệu, độ dày lớp nhựa đường, có mặt bột khống chất thành phần khác hoạt chất có hoạt tính bề mặt Một lớp nhựa 10 đường mỏng bị tách khỏi bề mặt cốt liệu áp suất phương tiện giao thông tác động lên mặt đường làm cho lớp nhựa đường bao bọc cốt liệu bị đứt nhựa đường co lại, để lộ cốt liệu bị nước bao phủ ra, E.4 Phồng rộp rỗ Nếu nhiệt độ nhựa đường mặt đường tăng lên, độ nhớt nhựa đường giảm Nếu điều xảy với mưa vừa xảy trước đó, nhựa đường lên bề mặt bọt nước tạo mọt vết rộp Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng lên, vết rộp mở rộng để lại vết rỗ lõm xuống mặt đường, qua vết rỗ nước tiếp cận bề mặt cốt liệu E.5 Sự xói mòn thủy lực Xói mòn thủy lực xảy lớp mặt đường hoạt động tải trọng lốp xe tạo mặt đường bị ngập nước Nước tạo thành sóng xe chạy qua khu vực ngập nước, tác động áp lực vào phần rỗng mặt đường phía trước lốp xe qua, gây chu kỳ – nén kẽ hở bề mặt đường, điều cho nhựa đường bị bong khỏi bề mặt cốt liệu Bụi lơ lững bùn nước hoạt động chất mài mòn đẩy nhanh trình phá hủy liên kết nhựa đường cốt liệu E.6 Áp lực nước lỗ rỗng Cơ chế bong mối liên kết quan trọng nơi hỗn hợp hở đầm lèn không đạt yêu cầu Đối với dạng hỗn hợp này, nước chui vào khoảng trống, lưu lại tạo áp lực phương tiện giao thông lại mặt đường, gọi áp lực lỗ rỗng Quá trình tạo dòng kênh bao quanh giao diện nhựa đường/cốt liệu đẫn đến mối liên kết chúng bị phá hủy Khi nhiệt độ gia tăng , nước bị kẹt lỗ rỗng nở ra, gia tăng mức độ di chuyển phá hủy phá hủy liên kết nhựa đường cốt liệu Nhiệt độ thấp dẫn đến hình thành băng lỗ rỗng có tính phá hoại tương tự E.7 Mất liên kết hóa học Sự khuếch tán nước qua lớp nhựa đường mỏng tạo lớp nước bề mặt cốt liệu Sự có mặt nước làm cho bề mặt cốt liệu chấp nhận điện tích âm so với nhựa đường tích điện âm Điều dẫn đến hai bề mặt tiếp xúc với tích điện âm kết chúng đẩy Như 11 vậy, nhiều nước hút vào bề mặt cốt liệu liên kết cốt liệu màng nhựa đường bao quanh cốt liệu bị tách G Kiểm tra độ kết dính Chúng ta mong muốn có phương pháp đáng tin cậy để xác định, lượng hóa chất lượng độ kết dính nhựa đường cốt liệu có nước phòng thí nghiệm Nhiều phương pháp thí nghiệm xây dựng nhằm so sánh mức độ kết dính cốt liệu nhựa đường Tuy nhiên, phần lớn thí nghiệm này, có thơng tin có liên quan đến đặc tính hoạt động thực tiễn nhựa đường Trong hầu hết thí nghiệm độ kết dính, hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu ngâm nước điều kiện kiểm soát Độ bong nhựa đường xác định sau khoảng thời gian thí nghiệm Các thí nghiệm khác yếu tố chủng loại mẫu sử dụng, điều kiện thí nghiệm phương pháp đánh giá mức độ bong Trong tất thí nghiệm đó, cốt liệu phủ nhựa đường ngâm nước Các thí nghiệm phủ nhựa đường lên cốt liệu điều kiện có nước tiến hành, trường hợp này, mức độ nhựa đường phủ lên bề mặt cốt liệu sử dụng số độ kết dính Các thí nghiệm độ kết dính giảm xuống loại sau: · Các thí nghiệm ngâm nước tĩnh; · Các thí nghiệm ngâm nước động; · Các thí nghiệm ngâm dung dịch hóa học; · Các thí nghiệm ngâm nước tác động học; · Các thí nghiệm ngâm nước có tác động bánh xe thí nghiệm; · Các thí nghiệm phủ nhựa đường Trên số thí dụ loại thí nghiệm này, hầu hết trường hợp thí nghiệm thuộc loại khác chi tiết, khác nguyên lý G.1 Các thí nghiệm ngâm nước tĩnh Trong loại thí nghiệm này, cốt liệu trộn nhựa đường sau ngâm nước độ bong ước tính quan sát sau thời gian hỗn hợp ngâm nước Thực chất, thí nghiệm gồm đá dăm kích cỡ 12 khoảng 14mm trộn loại nhựa đường cho trước Cốt liệu trọng nhựa đường sau ngâm nước cất 25 0C 24 Tỷ lệ phần trăm nhựa đường bị bong khỏi cốt liệu tính cách quan sát Mặc dù độ hội tụ thí nghiệm khơng cao, cho thấy việc xếp hạng cốt liệu phòng thí nghiệm khác thực giống Như vậy, so sánh kết thí nghiệm với đặc tính kỹ thuật biểu đường Tuy nhiên, có số trường hợp rủi ro cốt liệu có kết thí nghiệm ngâm nước tĩnh lại có đặc tính biểu đường tốt, ngược lại cốt liệu khong bị bong thí nghiệm lại có biểu đường G.2 Các thí nghiệm ngâm nước động Loại thí nghiệm giống với thí nghiệm ngâm nước tĩnh mẫu thí nghiệm lắc học cách lắc đảo trộn Đối với mức độ bong ướt tính quan sát với điều chỉnh mà hỗn hợp giữ độ kết dính hay tách viên cốt liệu Độ hội tụ thí nghiệm G.3 Các thí nghiệm ngâm dung dịch hóa học Trong thí nghiệm cốt liệu trộn nhựa đường đun sơi dung dịch có chứa cacbonat natri với nồng độ khác Nồng độ dung dịch cacbonat natri mà tượng bong kết dính nhựa đường – cốt liệu bắt đầu xuất sử dụng đơn vị đo độ kết dính Tuy vậy, người ta chưa xác định rõ liệu điều kiện nhân tạo thí nghiệm có cho giá trị tin cậy dự đốn đặc tính hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu mặt đường hay khơng G.4 Các thí nghiệm ngâm nước tác động học Các thí nghiệm ngâm học để xác định thây đổi đặc điểm học nhựa đường đầm sau ngâm nước Như vậy, tỷ số đặc tính sau ngâm nước chia cho đặc tính ban đầu cách gián tiếp xác định mức độ bong nhựa đường – cốt liệu Một số đặc tính học xác định gồm : cường độ cắt, cường độ kéo uốn cường độ nén Có thể thơng dụng thí nghiệm Marshall, tỷ số độ ổn định Marshall sau trước ngâm biết đến độ ổn định Marshall trì thường ghi lại dạng tỷ lệ phần trăm 13 Shell thực thí nghiệm Marshall trì phần thử nghiệm QUALAGON nhựa đường Trong phiên Shell thí nghiệm có nhát mẫu Marshall sản xuất từ chủng loại cốt liệu, cấp phối, hàm lượng nhựa đường độ rỗng quy định Sau mẫu kiểm tra theo phương pháp Marshall tiêu chuẩn, bốn mẫu lại xử lý chân không nước nhiệt độ từ – oC lỗ hổng hỗn hợp chứa đầy nước Sau mẫu giữ bồn nước 60oC 48 giờ, cuối độ ổn định Marshall chúng xác định Tỷ lệ độ ổn định Marshall giữ chia cho độ ổn định Marshall tiêu chuẩn gọi thuật ngữ độ ổn định Marshall trì Giá trị độ ổn định Marshall tuyệt đối nằm phạm vi tương đối rộng không hội tụ, lặp lại đặc điểm gắn liền với thí nghiệm Marshall Tuy nhiên, người ta tìm xem xét tỷ lệ phần trăm so với kết thu từ quy trình tiêu chuẩn làm giảm khác phòng thí nghiệm khác G.5 Các thí nghiệm ngâm nước có tác động bánh xe Hầu tất thí nghiệm mơ tả khơng đề cập đến tác động loại phương tiện giao thông đến tượng bong nhựa, thực tế hoạt động giao thơng đóng vai trò quan trọng việc làm bong nhựa đường Một thí nghiệm mơ tác động giao thơng thí nghiệm ngâm – vệt lún bánh xe Thí nghiệm gồm có bánh xe bọc lốp đặc, bánh xe để nằm ngang qua mẫu hỗn hợp đá nhựa đường có cấu trúc hở Các bánh xe chạy chuyển động qua lại với tầng số 25 vòng phút Mỗi bánh xe bố trí có tổng tải trọng 20 kg lên mẫu Các mẫu thí nghiệm để nằm ngang ngập chút bồn nước Hỗn hợp đá nhựa đường đầm lèn khuôn điều kiện tiêu chuẩn để đông đặc thời gian ngắn trước nhúng Nhiệt độ bồn nước bình thường 400C Các tiêu chuẩn chấp nhận để xác định độ bong nhựa thời gian cần để tạo hư hỏng, thời gian bắt đầu xảy hư hỏng thời gian cuối mà hư hỏng xảy Người ta chứng minh có mối tương quan chặt chẽ hư hỏng, bong nhựa đường đường giao thông chịu tải trọng nặng biểu vật liệu 14 tương tự thí nghiệm ngâm – vệt lún bánh xe Các thí nghiệm 17 loại cốt liệu khác cho thấy biến động rộng thời gian gây hỏng với độ trùng lặp khoảng 30% giá trị thời gian gây hỏng trung bình Một nghiên cứu ảnh hưởng độ nhớt nhựa đường đến thời gian hư hỏng cho thấy mối quan hệ tuyến tính logarit độ nhớt thời gian hư hỏng trung bình Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian mà hư hỏng xảy gồm: · Hình dạng cốt liệu; · Mức độ chèn móc hạt cốt liệu với hỗn hợp; · Độ nhớt nhựa đường; · Chuẩn bị mẫu thí nghiệm G.6 Các thí nghiệm trộn Các thí nghiệm trộn cố gắng nhằm thu độ kết dính cốt liệu nhựa đường điều kiện có nước can thiệp Ví dụ thí nghiệm khay ngâm gồm khay chứa nhựa đường ngâm vào nước sau rải đá dăm vào bề mặt nhựa đường qua nước Thí nghiệm có ích cho việc kiểm tra chất hoạt động bề mặt nâng cao độ kết dính nhựa đường cốt liệu nhằm sử dụng kỹ thuật thi công lớp mặt đường điều kiện ẩm ướt H Nâng cao độ kết dính nhựa đường/cốt liệu Vơi thường sử dụng phụ gia chống bong hỗn hợp nhựa đường nóng Nó thường kết hợp thành phần bột khoáng với tỷ lệ từ – % tính theo trọng lượng Người ta cho vôi phản ứng với axit cacboxylic có mặt nhựa đường tạo điều kiện cho nhóm cacbony khác etone tự gắn vào bề mặt cốt liệu Các thành phần không dễ bị nước loại bỏ axit, vật liệu mẫn cảm với bong tách Để thay thế, người ta đề xuất hỗn hợp có chứa vơi tơi, nước có mặt giao diện nhựa đường/cốt liệu, dung dịch vơi tơi có kết tốt Ion canxi dung dịch làm cho bề mặt cốt liệu trở nên có tính bazơ cân điện hóa học buộc nước tránh xa giao diện nhựa đường/cốt liệu trở thành nhũ tương nhựa đường Cân sau tác động để gắn vào bề mặt kỵ nước khống chất Vơi tơi trường hợp phân tán nhựa đường hay hòa 15 tan nước Hình minh họa rõ ràng lợi ích việc cho thêm % tính theo trọng lượng vơi tơi cho vào hỗn hợp Đối với số loại cốt liệu, độ kết dính cải thiện cách cho thêm chất phụ gia định Nhìn chung chất phụ gia đóng vai trò : · Thay đổi điều kiện giao diện nhựa đường cốt liệu để nhựa đường ưu tiên làm ướt cốt liệu · Tăng cường mối kết dính cốt liệu nhựa đường nâng cao tính chống bong tách nhựa đường thấm nước thời gian dài Chuỗi dài amin tạo sở cho số chất tăng độ bám dính thương mại sẵn có cho hỗn hợp nhựa đường Các amin chất cation hút vào bề mặt cốt liệu khống Phần lại phân tử amin chuỗi dài hydrocacbon tương thích với nhựa đường, kết cuối hình thành mối liên kết ion nhựa đường cốt liệu Số lượng chất làm tăng độ kết dính cho thêm vào nhựa đường khoảng 0,1 – 1% (theo trọng lượng nhựa đường) Nó cho thêm vào nhựa đường trước trộn với cốt liệu trộn với cốt liệu trước cốt liệu trộn với nhựa đường Mặc dù việc làm ướt cốt liệu ban đầu nhựa đường tăng lên, hiệu số phụ gia bám dính việc nâng cao kết dính phải liên tục tiếp xúc với nước thời gian dài vấn đề cần nghiên cứu thêm Bởi chức chất phụ gia tương tác với nhóm phân cực bề mặt cốt liệu, chúng tương tác với nhóm phân cực nhựa đường, phải đạt nồng độ tới hạn chất phụ gia muốn chất làm tăng độ kết dính nhựa đường Hơn nữa, nghiên cứu phòng thí nghiệm kinh nghiệm thực tiễn cho thấy kết hợp nhựa đường/cốt liệu khác cần loại phụ gia khác nồng độ sử dụng phụ gia khác để đạt đặc tính kỹ thuật tối ưu Việc sử dụng chất phụ gia xuất phát từ khiếm khuyết đặc tính kỹ thuật nhựa đường, mà hội để phát huy tốt đặc tính kỹ thuật nhựa đường theo yêu cầu dự án cho phép sử dụng loại cốt liệu mà trường hợp khác lẽ phải loại bỏ NHỰA ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỜI SỐNG: 16 A.Cản trở giao thông Nhựa đường chảy bám vào bánh xe khiến phương tiện gặp khó khăn việc di chuyển Nếu nhựa chảy khoảng rộng, người bị dính vào phải nhiều cơng để khỏi 'bẫy dính' Khi dính vào bánh xe, nhựa lan sang số phận khác, đơng cứng, làm phận hoạt động kém, dễ hỏng hóc Nguy hiểm hơn, khơng tay lái, người điều khiển va quệt tự ngã, gây thương tích cho thể Bạn phải thêm tiền để thay lốp phận bị nhựa đường bám vào.Với người bộ, việc giày dép bị nhựa đường bám loang lổ khơng gây khó chịu mà dễ làm hỏng chúng Ngoài ra, lúc cố gắng khắc phục cố từ nhựa đường chảy, bạn phải chịu nhiều tác động xấu từ nắng oi ả, chí gây cảm nắng, sốc nhiệt,… Vì vậy, quan sát cẩn thận di chuyển qua đoạn đường có dải nhựa, phát vùng lớn bị loang nhựa, bạn nên tránh qua B.Khả gây bỏng Trẻ em phát nhựa đường chảy thường thích chạy nghịch Tuy nhiên, việc dễ gây bỏng cho em nhỏ Nhựa đường tan chảy có nhiệt độ lớn, dính vào da khiến bỏng rát Ngồi ra, khó bóc, người bị bỏng nhựa đường thường gặp khó khăn việc điều trị Với em nghịch dại, nhựa đường rơi vào tóc gây dính; rơi vào mắt gây mù lồ,… Vì thế, người lớn cần để ý, không để trẻ chơi với nhựa đường, tránh việc dùng nhựa đường chảy để chơi đùa hay doạ nạt bạn khác C.Nguy ngộ độc Các chất độc keo công nghiệp, hydrocarbon, dung môi cơng nghiệp,… khơng có nhựa đường mà khí nhựa đường Người hít phải lượng khí độc lớn gây ngộ độc, tuỳ vào mức độ, triệu chứng đau đầu, buồn nơn, chóng mặt,… Ở mức nặng, nội tạng nạn nhân bị tổn thương, dẫn đến bệnh nguy hiểm, nan y Vì vậy, tiếp xúc với đoạn đường có dài nhựa, người đường nên bịt trang Những công nhân lao động với nhựa đường cần trang bị trang, đồ bảo hộ,… cẩn thận để tránh tình xấu D.Khả dị ứng, ung thư 17 Không phải địa phù hợp với nhựa đường, số trường hợp da bị dị ứng thành phần hoá chất lạ nhựa đường Bên cạnh đó, việc tiếp xúc thường xuyên với nhựa đường ,… Vì vậy, bạn cần hạn chế việc tiếp xúc với đoạn đường chảy nhựa 18 ... tông asphalt -Nhựa đường MC, nhựa đường nhũ tương, nhựa đường polymer,…: chế phẩm nhựa đường dạng lỏng, chứa thùng phuy vận chuyển xe bồn, ISO tank 2.ĐỘ BÁM DÍNH CỦA CHẤT LIỆU NHỰA ĐƯỜNG Một chức... nữa, lớp màng nhựa đường dễ dàng bị tróc khỏi bề mặt cốt liệu tình trạng nước thấm vào nhựa đường cốt liệu E.3 Đứt lớp màng nhựa đường bao quanh cốt liệu Đứt màng nhựa đường xảy nhựa đường phủ hoàn... lên mặt đường làm cho lớp nhựa đường bao bọc cốt liệu bị đứt nhựa đường co lại, để lộ cốt liệu bị nước bao phủ ra, E.4 Phồng rộp rỗ Nếu nhiệt độ nhựa đường mặt đường tăng lên, độ nhớt nhựa đường