CHƯƠNG 2. CÁC CÔNG NGHỆ MỚI TRONG CÔNG TÁC BẢO TRÌ SỬA CHỮA MẶT ĐƯỜNG
2.2. Giới thiệu một số công nghệ mới về tái chế, sửa chữa mặt đường BTN 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 và thời gian, tác động tốt một cách đáng kể đến môi trường.
2.2.1. Công nghệ tái sinh nguội
Công nghệ này là một dây chuyền tái sinh đơn giản sử dụng một máy tái sinh bánh lốp và hệ đầm nén. Máy tái sinh đẩy xe chứa nước phía trước, có một vòi nước nối giữa xe và máy. Hệ thống phun cho phép thành phần nước của vật liệu tái sinh được điều chỉnh một cách chính xác tối ưu. Phía sau máy tái sinh là hệ đầm nén, thông thường là xe lu rung bánh thép loại lớn. Lớp vật liệu tái sinh được san phẳng bằng máy san. Sau đó tiến hành đầm nén sau cùng để đảm bảo lớp vật liệu tái sinh đầm nén toàn bộ. Loại máy tái sinh bánh xích được phối hợp với một guồng xoắn trải vật liệu và hệ thống tải. Khi máy tái sinh tiến về phía trước thì guồng xoắn trải vật liệu
để đạt độ bằng phẳng yêu cầu. Hiện tại trên thế giới đang áp dụng 02 phương pháp tái sinh nguội mặt đường BTN: bằng xi măng hoặc bằng bitumen bọt. Tái sinh nguội bằng xi măng hiện được nhiều nơi sử dụng. Mục đích của việc trộn thêm xi măng, như xi măng Porland hoặc hỗn hợp xi măng trong quá trình tái sinh là để tăng cường độ vật liệu. Trong quá trình này xi măng được trộn đều với vật liệu cũ, đồng thời nước được phun vào để độ ẩm của vật liệu đạt được tối ưu. Sau khi đầm nén, các hạt vật liệu tái sinh sẽ dính kết với nhau tạo ra một lớp vật liệu đồng nhất.
Việc này sẽ làm tăng đáng kể sức chịu tải của đường mà không phải tăng thêm cao độ của mặt đường bằng cách trải thêm các lớp vật liệu mới. Khi cần thiết có thể bổ sung thêm một ít vật liệu mới, quá trình tái sinh và gia cố đường cũ được thực hiện cùng một lúc. Khi sử dụng công nghệ tái tạo này thì chi phí khai thác mỏ, nghiền sàng, vận chuyển... được giảm đáng kể. Môi trường cũng có lợi vì không phải khai thác đá nghiền và vận chuyển. Các chất kết dính dạng xi măng được cung cấp trong quá trình tái tạo bằng cách: Rải bột xi măng khô lên mặt đường trước khi máy tái sinh bằng tay hoặc bằng máy. Máy tái sinh sẽ chạy qua lớp xi măng bột và trộn đều với vật liệu cũ trong một quá trình; Tạo ra một hỗn hợp nhão/ nhũ tương xi măng bằng một máy trộn đặc biệt. Trong máy này xi măng và nước được trộn theo một tỷ lệ chính xác, được bơm định lượng bằng vi xử lý. Máy trộn được đi trước máy tái sinh, nối với nhau qua một ống mềm. Máy trộn đảm bảo tỷ lệ nước/xi măng chính xác và không bị thất thoát xi măng do mưa, gió... Tái sinh nguội tại chỗ bằng bitumen bọt cũng được sử dụng ngày càng rộng rãi trên thế giới như một phương pháp xử lý mặt đường có hiệu quả kinh tế cao.
Việc sử dụng bitumen bọt cho phép bitumen có độ thẩm thấu trung bình có thể được trộn với vật liệu nguội trực tiếp mà không phải hâm nóng vật liệu lên. Việc này sẽ tiết kiệm thời gian và chi phí. Quá trình này bao gồm việc đưa vào một tỷ lệ chính xác nước nguội vào bitumen nóng, tạo ra bọt bitumen làm tăng thể tích bitumen và năng lượng bề mặt, cho phép bitumen trộn đều với vật liệu tái sinh. Việc đầm nén
sau khi tái sinh rất quan trọng. Lớp vật liệu sau khi tái sinh có thể đầm nén đạt độ chặt tối thiểu 98%.
2.2.2. Công nghệ tái sinh nóng
Dây chuyền công nghệ của phương pháp này bao gồm tổ hợp máy sấy nóng mặt đường, xe chở vật liệu thêm, máy tái sinh và cuối cùng là xe lu. Khả năng tái tạo độ sâu nhỏ nhất là 3cm và lớn nhất là 6cm. Đối với công nghệ tái sinh nóng có các ưu điểm chính: Tiết kiệm chi phí, tốc độ thi công nhanh, giảm việc ngừng giao thông và ít ảnh hưởng đến môi trường. Công nghệ tái sinh nóng có thể dùng khi: Bổ sung bê tông asphalt mới, bổ sung bitumen, thêm chất phụ gia, bổ sung asphalt mới cùng với bitumen hoặc phụ gia mới, điều kiện áp dụng thích hợp nhất khi phần đường bị hỏng tập trung ở lớp asphalt.
Các công nghệ trên đây có một ưu điểm chung là tiết kiệm thời gian thi công, tận dụng lại lớp mặt đường BTN hiện trạng để tái chế, ít ảnh hưởng đến môi trường.
Tuy nhiên, một nhược điểm lớn của các công nghệ trên là yêu cầu máy móc thiết bị hiện đại, khá công kềnh để thi công tái chế mặt đường.
2.2.3. Sửa chữa mặt đường BTN bằng vật liệu Carboncor Asphalt
Vật liệu Carboncor Asphalt là một hỗn hợp vật liệu (than đá thải, tro, cốt liệu đá, chất liên kết Asphalt và phụ gia đặc biệt được chế tạo theo công nghệ nguội) được trộn sẵn trong nhà máy và được chuyên chở ra hiện trường để rải nguội. Vật liệu Carboncor Asphalt được dùng để vá sửa đường dưới dạng các ổ gà và các vị trí nứt nẻ dạng mu rùa đã được đào bỏ, các chỗ bị bong bật cục bộ trên mặt đường. Trình tự thi công khá đơn giản, ổ gà được xử lý sạch sẽ, cắt vuông thành sắc cạnh, dùng đầm cóc đầm lại đáy ổ gà, tưới vừa đủ ẩm(không để đọng nước) bằng nước trong diện tích ổ gà sau đó rải vật liệu Carboncor Asphalt vào trong ổ gà và lu lèn. Cường độ của lớp vật liệu Carboncor Asphalt được hình thành và phát triển theo thời gian dưới tác động của sự liên kết đá nhựa và quá trình bay hơi nước.
Hiện nay, Bộ GTVT đã ban hành Quy định tạm thời về thi công và nghiệm thu lớp vật liệu Carboncor Asphalt trong xây dựng và sửa chữa kết cấu áo đường ô tô. Việc thi công sửa chữa mặt đường BTN sử dụng vật liệu Carboncor Asphalt có ưu điểm là thi công đơn giản, tận dụng được vật liệu phế thải công nghiệp. Tuy nhiên, phương pháp này thường chỉ nên dùng để sửa chữa cho các đường ngoài thành phố và không phù hợp để sửa chữa mặt đường trong nội thị vì lớp vật liệu sau khi vá sửa cần phải có thời gian tối thiểu 7 ngày để đảm bảo đủ cường độ và chỉ thích hợp cho sửa chữa loại mặt đường cấp cao A2.
2.3. Công nghệ bảo dưỡng và tái sinh nguội mặt đường bê tông nhựa bằng vật