$1 Khỏi niệm chung về mặt đường cú sử dụng nhựa.
1.1. Khỏi niệm về mặt đường nhựa.
+Dựng nhựa hoặc hỗn hợp của nhựa với cỏc vật liệu khỏc phủ lờn bề mặt của đường đảm bảo cho xe chạy ờm thuận. Lớp phủ đú đúng vai trũ của lớp bảo vệ lớp hao mũn hoặc lớp chịu lực tuỳ theo lượng nhựa, phương phỏp thi cụng.
+ Tuỳ theo thành phần hỗn hợp đỏ nhựa, cỏch chế tạo, cỏch thi cụng,... mà ta cú thể phõn ra:
- Lỏng nhựa: tưới nhựa trờn lớp mặt đường đú được lu lốn chặt và bằng phẳng. Sau đú rải đỏ nhỏ rồi lu lốn. cú thể lặp lại 2, 3 lần tuỳ theo yờu cầu lỏng một lớp, hai lớp hay ba lớp.
- Thấm nhập nhựa: tưới nhựa trờn lớp đỏ dăm đú được đầm nốn vừa phải để nhựa ú thể thấm vào lớp đỏ dăm đến một độ sõu yờu cầu. Sau đú rải đỏ chốn, đỏ mạt và lu lốn. Cú thể tưới nhựa 2,3 hay 4 lần nhựa tuỳ theo chiều sõu nhựa cần thấm nhập.
- Hỗn hợp đỏ trộn nhựa: - Bờ tụng nhựa:
1.2. Yờu cầu vật liệu.
1.2.1. Nhựa.
+ Trong xõy dựng đường thường dựng cỏc loại nhựa chế tạo từ dầu mỏ hay than đỏ. Cú cỏc loại sau:
* Bi tum: là cỏc sản phẩm rắn, nửa rắn hoặc lỏng, bao gồm:
- Bi tum nguyờn chất: thu được do lọc dầu mỏ mà khụng dựng phụ gia. - Bi tum lỏng: thường được gọi là “cut-back” là bi tum trộn với một dung mụi dễ hoặc khú bay hơi, thu được qua chừng cất dầu mỏ.
- Bi tum lỏng: bi tum hoỏ mềm do trộn với dung mụi chậm bay hơi, thu được qua chưng cất than đỏ.
- Bi tum hỗn hợp: gồm ớt nhất 50% bi tum và chia ra:
./ Bi tum guđron: hỗn hợp của bitum nguyờn chất và guđron ./ Bi tum hắc ớn: hỗn hợp của bitum và hắc ớn than đỏ.
- Bi tum cải tiến: cỏc loại bi tum trờn đõy cú trộn thờm chất phụ gia, thường là một cao phõn tử, cỏc bột khoảng hoặc cỏc chất độn dớnh.
* Nhũ tương bi tum: Nhũ tương bi tum là một chất liờn kết phõn tỏn ở trong nước, được tạo nờn bằng cỏch sử dụng năng lượng cơ học để nghiền nhỏ bi tum và giữ cho bi tum lơ lửng trong nước bằng một tỏc nhõn hoạt tớnh bề mặt gọi là chất nhũ hoỏ.
* Guđron:
Đõy là sản phẩm thu được qua việc chưng cất thõn cốc từ than đỏ ở nhiệt độ cao, gồm cú:
- Guđron nguyờn chất: khụng dựng phụ gia
- Guđron cải tiến: thường trộn thờm cỏc chất cao phõn tử, bột khoỏng hoặc phụ gia dớnh.
- Guđron hỗn hợp: gồm 50% guđron và 50% bi tum nguyờn chất.
+ Tuỳ theo phương phỏp thi cụng, vật liệu sử dụng, mật độ xe và vựng khớ hậu mà ta chọn loại nhựa cho thớch hợp.
+ Những tớnh chất cơ bản của nhựa dựng trong xõy dựng đường là: độ dớnh bỏm với đỏ tốt, tớnh chất bọc đỏ tốt, độ ổn định với nhiệt và chịu được nhiệt độ cao, ổn định với tỏc dụng của nước, cú khả năng chịu biến dạng ở nhiệt độ thấp, ớt ị hoỏ già, dễ thi cụng trong khi tưới, trộn với đỏ, rải và đầm nốn.
+ Độ dớnh bỏm của nhựa với bề mặt đỏ: phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc và phương phỏp chế biến nhựa, phụ thuộc vào hoạt tớnh bề mặt, vào độ nhớt của nhựa, phụ thuộc vào tớnh chất và độ ẩm của đỏ, vào ỏi lực phõn tử và ỏi lực hoỏ học của nhựa với đỏ.
Trong cựng điều kiện, loại nhựa nào cú tớnh quỏnh (cũn gọi là tớnh nhớt) lớn (với nhựa đặc: đỏnh giỏ bằng độ kim lỳn, là chiều sõu cắm vào bi
tum ở nhiệt độ 250C của kim cú trọng lượng 100g, đường kớnh 1 mm trong
vũng 5 giừy: độ kim lỳn càng thấp thỡ tớnh quỏnh càng cao và ngược lại,
với nhựa lỏng: đỏnh giỏ bằng độ nhớt, là thời gian để 50 ml bi tum lỏng
chảy qua lỗ đỏy của dụng cụ cú đường kớnh 5mm ở 600C: độ nhớt càng cao
thỡ tớnh nhớt càng cao) và sức căng bề mặt tại mặt phõn giới nhựa-đỏ khi trộn càng bộ thỡ độ dớnh bỏm của nhựa và đỏ càng lớn. Nhưng tớnh nhớt của nhựa thay đổi theo nhiệt độ, vớ thế mà độ dớnh bỏm của nhựa với đỏ cũng thay đổi. Do vậy, nờn chọn loại nhựa cú tớnh nhớt cao và ớt thay đổi theo nhiệt độ để độ dớnh bỏm của nhựa với đỏ cao và ổn định.
Nhưng xột và mặt thuận lợi trong thi cụng, nhựa cú tớnh quỏnh càng nhỏ thỡ tớnh linh động cào cao, nờn càng dễ thi cụng (dễ bọc cỏc viờn đỏ, dễ trộn, dễ rải và đầm nốn). Điều này lại trỏi ngược với yờu cầu về độ dớnh bỏm tốt với đỏ. Để dung hoà, ta chọn nhựa cú tớnh nhớt cao và khi thi cụng thỡ đun núng nhựa đến nhiệt độ thi cụng, lỳc này nhựa sẽ rất linh động, cho phộp việc thi cụng được dễ dàng và khi nguội đi, nhựa sẽ trở về trạng thỏi ban đầu, cú độ dớnh bỏm tốt với đỏ.
+ Tỏc dụng hoỏ lý giữa nhựa và đỏ đúng vai trũ quan trọng trong việc nừng cao và giữ vững lực dớnh bỏm của nhựa với đỏ. Thực tế, đối với tất cả cỏc loại đỏ thỡ độ dớnh bỏm của đỏ đối với nước cao hơn với nhựa. Do vậy, khi đỏ bị ẩm thỡ khỳ dớnh bỏm với nhựa và dưới tỏc dụng của mỏng nước bọc xung quanh viờn đỏ cú thể làm bong lớp nhựa. Vỡ vậy để làm tăng độ dớnh bỏm của nhựa với đỏ, cần dựng nhựa chứa nhiều thành phần cú hoạt tớnh bề mặt cao hoặc dựng nhựa cú khả năng tạo những hợp chất khụng bị hoà tan trờn bề mặt viờn đỏ.
Cú thể làm tăng độ dớnh bỏm với đỏ, tăng độ ổn định với nước bằng cỏch sử dụng chất phụ gia hoạt tớnh bề mặt pha vào nhựa hay trộn trước đỏ với những chất kớch động.
+ Trong qỳa trỡnh sử dụng, nhựa sẽ bị hoỏ già dần theo thời gian. Cỏc chất nhẹ trong nhựa bay hơi, một số thành phần của nhựa bị cỏc khoỏng vật hấp thụ hoặc cỏc thành phần dầu, keo của nhựa trựng hợp tạo thành cỏc chất mới. Do đú, độ nhớt của nhựa tăng lờn, nhựa bị cứng lại và dễ dũn, khả năng chịu biến dạng kộm đi. Ngoài ra, do tỏc dụng của ỏnh sỏng, bức xạ mặt trời, khụng khớ, sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm làm nảy sinh cỏc phản ứng hoỏ học tổng hợp, làm thay đổi tớnh chất của nhựa.
+ Dựng nhựa đặc và đun đến nhiệt độ thi cụng (100 - 1600C, tuỳ theo loại nhựa) đồng thời rang núng vật liệu đến nhiệt độ 180 - 2000C là biện phỏp tốt nhất để thoả mún cỏc yờu cầu trờn. Vỡ cỳ thể dựng nhựa cỳ độ nhớt cao để tăng lực dớnh bỏm, tăng tớnh ổn định với nhiệt, ổn định với thời
gian. Đồng thời khi trộn, vật liệu được rang núng triệt ẩm, nhựa được nấu chảy lỏng thỡ viờn đỏ sẽ được bọc một màng nhựa đều đặn. Hỗn hợp đỏ- nhựa trộn ở nhiệt độ cao này cú đủ tớnh dẻo và độ linh động cần thiết để cú thể rải, lu lốn dễ dàng.
+ Dựa vào đặc tớnh, chọn nhựa cho thớch hợp với từng loại mặt đượng, từng phương phỏp thi cụng:
- Nhựa cú độ nhớt cao (nhựa đặc) thường được dựng trong phương phỏp trộn núng, rải núng, khi thời tiết khụ rỏo, nhiệt độ ngoài trời cao.
- Nhựa lỏng: thường dựng trong phương phỏp rải nguội, vật liệu cú cường độ yếu, hỗn hợp nhiều hạt nhỏ, vựng khớ hậu ẩm ướt, thời tiết lạnh.
- Nhũ tương: dựng trong vựng ẩm ướt, khớ hậu lạnh.
1.2.2. Đỏ.
+ Đỏ phải sần sựi, sắc cạnh.
+ Vỡ cỳ dựng nhựa nờn cỏc yờu cầu về đỏ cú những đặc điểm riờng. Đỏ cú cường độ cao, sức chống bào mũn lớn nhưng dớnh bỏm với nhựa khụng tốt thỡ khụng nờn dựng. Đỏ cú cường độ yếu (trong phạm vi cho phộp) thỡ dựng cho lớp dưới, lớp cú chiều dầy lớn và dung trong hỗn hợp chặt. Một số loại đỏ cú cường độ yếu, kho lu lốn hay kộm chịu bào mũn khụng dựng được để làm mặt đường đỏ dăm nước lại cú thể dựng được khi cú sử dụng nhựa.
+ Đỏ cần phải thật khụ rỏo do hầu hết cỏc loại đỏ đều cú ỏi lực phõn tử mạnh với nước hơn nhựa. Cỏc loại hỏo nước: đỏ granit, trachit, xiờnit, thạch anh,...dớnh bỏm với nhựa khụng tốt. Cỏc loại đỏ tương đối ghột nước hơn: đỏ vụi, xỉ, đỏ bazan,.. thỡ dớnh bỏm với nhựa tốt hơn. Cỏc loại đỏ hỏo nước chỉ nờn dựng trong hỗn hợp chặt, tốt hơn cả là nờn cho một lượng phụ gia kớch động ( độ 2% vụi hay xi măng) để tăng thờm độ dớnh bỏm với nhưạ.
+ Đỏ cần phải sạch. Bụi bẩn, nhất là màng đất sột bọc xung quanh viờn đỏ sẽ làm cho nhựa khụng dớnh bỏm được vào bề mặt viờn đỏ.
+ Đỏ mạt, bột đỏ yờu cầu phải cú cựng cường độ với đỏ chớnh.