Bitum là chất kết dính tạo tính đàn - nhớt cho bê tông asphalt. Một số phƣơng pháp cải tiến bitum đƣợc trình bày sau đây:
- Bitum polime
Bitum polime là sản phẩm thu đƣợc từ công nghệ phối trộn bitum đặc thông thƣờng có nguồn gốc dầu mỏ với phụ gia cải thiện polime hữu cơ thích hợp. Bitum polime đƣợc sử dụng trong xây dựng mặt đƣờng bộ và sân bay, tại những công trình mà việc sử dụng bitum thông thƣờng kém hiệu quả. Hiện nay ở Việt Nam theo tiêu chuẩn vật liệu nhựa đƣờng polime 22 TCN 319-04, bitum polime đƣợc chia thành 3 loại: PMBI, PMBII, PMBIII. Mỗi loại có nhiệt độ hóa mềm và độ kim
lún khác nhau trong đó bitum PMBIII có nhiệt độ hóa mềm cao nhất và độ kim lún thấp nhất [6].
Polyethylen, polypropylen, polyvinyl chlorid, polystyren và ethylen vinyl acetate (EVA) là một số các polyme dẻo nhiệt đƣợc dùng để cải tiến cho bitum làm đƣờng. Khi ở nhiệt độ bình thƣờng chúng liên kết với bitum và làm tăng độ nhớt của bitum. Tuy nhiên các chất polyme dẻo nhiệt không làm tăng đáng kể độ đàn hồi của bitum, khi bị nung nóng chúng có thể tách ra khỏi bitum, điều này có thể dẫn đến phân tán khô khi nguội đi. Các kết quả nghiên cứu cho thấy độ sâu vệt lún bánh xe giảm đi bốn lần khi cho thêm EVA vào bitum. Cải thiện đƣợc tính nhạy cảm với nhiệt độ của hỗn hợp bitum.
Tuy nhiên hỗn hợp bitum cải tiến bằng EVA có thể xảy ra sự phân ly, do đó ngƣời ta đề xuất các sản phẩm hỗn hợp đƣợc cho lƣu thông tuần hoàn trƣớc khi sử dụng. Hơn nữa bitum cải tiến bằng EVA bị hóa cứng nhanh chóng do EVA là polyme tinh thể do đó tính dễ thi công của vật liệu sẽ giảm nhanh chóng cùng với quá trình giảm nhiệt
- Bium cải tiến bằng cách cho thêm lƣu huỳnh
Tác dụng chủ yếu của lƣu huỳnh là phản ứng với thành phần naphthen thơm của bitum. Bằng cách cộng thêm vào phân tử hoặc oxy hóa bitum thông qua việc lấy hydro để tạo ra hydrosunfua.
Trong quá trình thi công, lƣợng lƣu huỳnh dƣ làm cho hỗn hợp bê tông rất dễ thi công vì lƣu huỳnh là chất lỏng có độ nhớt thấp ở trong khoảng từ nhiệt độ sôi của nó cho tới 160oC. Khi asphalt nguội đi, một phần lƣu huỳnh dƣ ra sẽ lấp đầy và có hình dạng của các lỗ rỗng, khe hở trong vật liệu đã đầm lèn. Do đó có khả năng chèn móc các cốt liệu lại với nhau, làm tăng ma sát giữa các cốt liệu riêng rẽ trong asphalt và đem lại một độ bền cơ học cao cho mặt đƣờng. Tuy nhiên sử dụng hàm lƣợng lƣu huỳnh quá cao có thể sẽ làm cho hỗn hợp asphalt giảm tính dẻo, giảm điểm hóa mềm [15].
Polybutadien, polyisopropen, cao su thiên nhiên, styren - butadien – rubber đƣợc đƣa vào bitum, với mục đích làm tăng độ nhớt của bitum [15]. Thành phần sulfua trong cao su phản ứng với oxygen trong quá trình làm nóng và trộn bitum làm thay đổi cấu trúc và thành phần phân tử của bitum. Ngoài ra, cao su còn đƣợc sử dụng ở dạng lƣu hóa, ví dụ nhƣ những mảnh lốp tái chế. Tuy nhiên cao su ở dạng này khó phân tán trong bitum, cần nhiệt độ cao và thời gian biến đổi chuyển hóa dài và có thể tạo ra chất liên kết không đồng nhất trong đó cao su hoạt động chủ yếu nhƣ một chất dẻo.
- Bitum cải tiến bằng cách cho thêm cao su dẻo nhiệt
Chất đồng trùng hợp có đoạn styren thƣờng đƣợc gọi là cao su nhiệt dẻo. Cao su nhiệt dẻo có thể đƣợc tạo ra bằng cơ chế tạo chuỗi của phản ứng polyme hóa liên tục styren-butadien-styren hoặc styren-isopren-styren.
Các nghiên cứu cho thấy thành phần cao su dẻo nhiệt giúp bê tông asphalt có độ đàn hồi cao hơn, độ nhớt tăng lên, tăng điểm hóa mềm, giảm sự lão hóa bê tông…