Ảnh hưởng của tỷ lệ chất tái sinh Prephalt đến độ lún vệt hằn bánh xe và chỉ số kháng nứt của bê tông asphalt có tỷ lệ vật liệu tái chế bằng 50%

Nội dung của nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phụ gia chất tái sinh Prephalt đến độ lún vệt bánh xe và chỉ số kháng nứt của hỗn hợp asphalt có tỷ lệ RAP bằng 50%. Ba tỷ lệ chất tái sinh Prephalt được lựa chọn nghiên cứu lần lượt là 0,3%, 0,5%, và 0,7%.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của tỷ lệ chất tái sinh Prephalt đến độ lún vệt hằn bánh xe và chỉ số kháng nứt của bê tông asphalt có tỷ lệ vật liệu tái chế bằng 50% Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ CHẤT TÁI SINH PREPHALT ĐẾN ĐỘ LÚN VỆT HẰN BÁNH XE VÀ CHỈ SỐ KHÁNG NỨT CỦA BÊ TÔNG ASPHALT CÓ TỶ LỆ VẬT LIỆU TÁI CHẾ BẰNG 50% Nguyễn Ngọc Lân1, Võ Đại Tú2 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội 2 Công ty Cổ phần Đầu tư-Xây dựng BMT, Số 36 Võ Văn Tần, Q.3, TP. Hồ Chí Minh * Tác giả liên hệ: Email: nguyenngoclan@utc.edu.vn; Tel: 0902119278 Tóm tắt. Hỗn hợp bê tông asphalt có tỷ lệ vật liệu cào bóc mặt đường bê tông asphalt cũ (Reclaimed Asphalt Pavement-RAP) cao, sức kháng hằn lún vệt hằn bánh xe có thể được cải thiện với phương pháp thiết kế thành phần dựa vào các chỉ tiêu đặc trưng thể tích và các chỉ tiêu Marshall, nhưng khả năng chống nứt lại giảm đi. Một số cách tiếp cận để có thể cân bằng giữa khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe và kháng nứt của hỗn hợp asphalt có tỷ lệ RAP cao đã được đưa ra, trong đó giải pháp sử dụng chất tái sinh để làm giảm độ cứng của bitum trong RAP được xem như giải pháp có hiệu quả. Nội dung của nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phụ gia chất tái sinh Prephalt đến độ lún vệt bánh xe và chỉ số kháng nứt của hỗn hợp asphalt có tỷ lệ RAP bằng 50%. Ba tỷ lệ chất tái sinh Prephalt được lựa chọn nghiên cứu lần lượt là 0,3%, 0,5%, và 0,7%. Độ lún vệt bánh xe và chỉ số kháng nứt của hỗn hợp được đánh giá thông qua thí nghiệm Hamburg Wheel-Track và thí nghiệm Cracking Tolerance Index (CTIndex). Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, hỗn hợp 50% có độ lún vệt hằn bánh xe thấp hơn 51,7 % so với hỗn hợp 0% RAP. Tỷ lệ chất tái sinh đều ảnh hưởng đến độ lún vệt bánh xe và chỉ số kháng nứt của hỗn hợp 50% RAP, kết quả nghiên cứu bước đầu đưa ra được tỷ lệ chất tái sinh Prephalt tối ưu để có thể cân bằng được khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe và kháng nứt là 0,52%. Từ khóa: Vật liệu asphalt tái chế, chất tái sinh Prephalt, độ lún vệt hằn bánh xe, chỉ số kháng nứt. Abstract. The asphalt mixtures using a high RAP content, rutting resistance can be improved with the component design method based on Volumetric Properties and Marshall criteria, but resistance to cracking, decrease again. Several approaches to balance the rutting resistance and cracking resistance of a high RAP mixture have been proposed, where the solution uses rejuvenator to reduce the hardness. The objective of this study was to evaluate the effect of the rate of Prephalt rejuvenator additives on wheel rutting behavior and cracking resistance of asphalt mixture with RAP content of 50%. Three content of Prephalt rejuvenator were used as 0.3%, 0.5%, and 0.7% respectively. The rutting and cracking resistance of the mixture was evaluated by the Hamburg Wheel-Track test and the Cracking Tolerance Index test (CTIndex). Results of this study show that, the 50% mixture has 51.7% lower rut depth compared to the 0% -47- Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải RAP mixture. The proportion of rejuvenator affects the rutting resistance and the cracking resistance of the mixture 50% of RAP, the results of the study initially give the optimal content of Prephalt rejuvenator to be able to balance resistance to rut and crack resistance is 0.52%. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Bê tông asphalt là loại vật liệu chính được sử dụng trong xây dựng mặt đường ô tô hiện nay. Theo số liệu khảo sát của Hiệp hội mặt đường asphalt Mỹ, có đến hơn 95% kết cấu mặt đường bê tông asphalt được sử dụng trong xây dựng đường ở Mỹ hiện nay [1]. Một trong những lí do mặt đường asphalt được sử dụng phổ biến hiện nay là do hiệu quả của việc tái sử dụng lại của loại vật liệu này khi hết tuổi thọ khai thác. Cũng theo số liệu khảo sát của Hiệp hội mặt đường asphalt Mỹ, có đến hơn 95% hệ thống đường bộ ở Mỹ sử dụng hỗn hợp bê tông asphalt nóng Hot Mix Asphalt (HMA) hoặc hỗn hợp bê tông asphalt ấm Warm Mix Asphalt (WMA), và các hỗn hợp này sử dụng trung bình 99% trong số khoảng 76.2 triệu tấn vật liệu cào bóc mặt đường bê tông asphalt cũ Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) mỗi năm [1]. Tỷ lệ RAP sử dụng trung bình trong hỗn hợp HMA ở các Bang thuộc nước Mỹ cũng tăng dần từ trung bình từ 15% vào năm 2009 lên đến khoảng 29% vào năm 2018 [1]. Ở Nhật Bản, tỷ lệ RAP sử dụng trung bình trong hỗn hợp HMA khoảng 47% và hỗn hợp đều sử dụng phụ gia chất tái sinh [2]. Hỗn hợp HMA sử dụng tỷ lệ RAP cao, sức kháng hằn lún vệt bánh xe sẽ tăng lên nhưng lại có những vấn đề lo ngại về độ bền kháng nứt trong quá trình khai thác. Một xu hướng tiếp cận mới hiện nay trong phương pháp thiết kế thành phần hỗn hợp asphalt là hỗn hợp cần đạt được sự cân bằng giữa khả năng kháng hằn lún vệt bánh xe và kháng nứt để đảm bảo độ bền khai thác cho mặt đường [3]. Một số giải pháp công nghệ đã được đưa ra để hạn chế ảnh hưởng của bitum hóa già trong RAP đến tính chất của hỗn hợp, trong đó giải pháp sử dụng chất tái sinh để làm mềm bitum trong RAP được sử dụng nhiều nhất hiện hay cho hỗn hợp tái chế nóng. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của một số loại chất tái sinh đến tính năng của hỗn hợp tái chế nóng có tỷ lệ RAP bằng 50% đã được thực hiện bởi Nam Tran và các cộng sự [4], kết quả nghiên cứu cho thầy rằng, các chất tái sinh đã cải thiện được sức kháng nứt của hỗn hợp và không ảnh hưởng đến sức kháng hằn lún vệt bánh xe. Các nghiên cứu đánh giá tính năng của hỗn hợp HMA sử dụng tỷ lệ RAP nhỏ hơn 25% cũng đã được thực hiện, kết quả bước đầu cho thấy, độ cứng của hỗn hợp đã được cải thiện [5]. Một giải pháp công nghệ bê tông asphalt ấm sử dụng 40% RAP trong hỗn hợp cũng đã được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu Đ.V.Đông và các cộng sự [6]. Tất cả c ...