Bảo trì mặt đường nhựa ở vùng khí hậu nhiệt đới Đông Nam Á: Nắng nóng, mưa và trẻ hóa

Bài viết

Ngày 15 tháng 9 năm 2021

Khí hậu nhiệt đới của Đông Nam Á đặt ra một số thách thức khắt khe nhất đối với mặt đường nhựa. Bài viết này xem xét việc tái tạo nhựa đường giúp kéo dài tuổi thọ mặt đường như thế nào trong những điều kiện này.

Khí hậu nhiệt đới Đông Nam Á: Ba thách thức đối với mặt đường nhựa

Khí hậu nhiệt đới của Đông Nam Á - nhiệt độ hàng năm 25-30°C, lượng mưa hàng năm 1.500-3.000 mm và độ ẩm tương đối 75-90% - là một trong những thách thức khắt khe nhất đối với mặt đường nhựa trên toàn cầu. Ba thách thức này biểu hiện như sau. Đầu tiên, nhiệt độ duy trì liên tục - nhiệt độ bề mặt mặt đường nhựa có thể đạt tới 60-70°C vào mùa hè, cao hơn nhiều so với điểm mềm của nhựa đường, gây ra vết hằn - biến dạng rãnh dọc - khi lưu lượng giao thông đông đúc. Thứ hai, lượng mưa lớn - các cơn bão dữ dội trong thời gian ngắn (nhiều thành phố ở Đông Nam Á có thể nhận được lượng mưa 50-100 mm mỗi giờ) gây ra hiện tượng đọng nước trên mặt đường và nước thấm vào bề mặt tiếp xúc cốt liệu-bitum khi chịu tải, gây hư hại do nước - bao gồm ổ gà, bong tróc và thất thoát cốt liệu. Thứ ba, độ ẩm cao và bức xạ tia cực tím - nhiệt độ và độ ẩm cao làm tăng tốc độ lão hóa oxy hóa của nhựa đường, trong khi bức xạ UV nhiệt đới cường độ cao tiếp tục thúc đẩy sự phân hủy quang oxy hóa của các phần ánh sáng trong nhựa đường. Ba thách thức này cộng lại có nghĩa là tuổi thọ thiết kế của mặt đường nhựa ở Đông Nam Á thường chỉ bằng 60-70% so với các khu vực ôn đới, trong khi ngân sách bảo trì thường nhỏ hơn.

Vết lún: Sự cố mặt đường số một ở vùng có khí hậu nóng

Vết lún là hiện tượng hư hỏng phổ biến và gây ảnh hưởng kinh tế nhất trên mặt đường nhựa ở Đông Nam Á. Dưới nhiệt độ duy trì, độ nhớt của nhựa đường giảm và mặt đường bị biến dạng dẻo dưới tác dụng của tải trọng giao thông lớn lặp đi lặp lại (xe tải, xe buýt), tạo thành các vết lõm dọc trên đường đi của bánh xe. Tác hại của vệt lún có nhiều tầng: thứ nhất, an toàn - khi độ sâu vệt vượt quá 15 mm, xe có thể chệch hướng hoặc mất kiểm soát ở tốc độ cao; thứ hai, sự cố thoát nước - nước tích tụ trong các rãnh làm tăng nguy cơ trượt nước khi trời mưa; thứ ba, hư hỏng cấu trúc - biến dạng dẻo liên tục làm tăng tốc độ phá hủy do mỏi của lớp nền. Giải pháp truyền thống là sử dụng nhựa đường có độ nhớt cao hoặc nhựa đường biến tính (chẳng hạn như nhựa đường biến tính SBS), nhưng cả hai lựa chọn đều làm tăng chi phí vật liệu. Chất trẻ hóa từ FangService, thông qua chức năng 'sửa đổi' trong hệ thống 3 trong 1 của nó, tạo thành mạng liên kết chéo ba chiều sau khi tái sinh, nâng khả năng phục hồi đàn hồi của nhựa đường trẻ hóa lên hơn 85% nhựa đường nguyên chất trong khi vẫn duy trì nhiệt độ trộn thấp hơn. Điều này có nghĩa là trong điều kiện nắng nóng ở Đông Nam Á, khả năng chống lún của hỗn hợp nhựa đường trẻ hóa không thấp hơn hỗn hợp bê tông trộn nóng thông thường, trong khi giá thành thấp hơn 25-40%.

Thiệt hại do nước: Phản ứng dây chuyền từ việc phá hủy giao diện đến ổ gà

Thiệt hại do nước gây ra là sự cố lớn thứ hai trên mặt đường nhựa ở Đông Nam Á và sự phát triển của nó là một phản ứng dây chuyền. Bước một, thấm nước - trong điều kiện mưa lớn, nước đọng sẽ thấm vào kết cấu mặt đường thông qua các khoảng trống của hỗn hợp nhựa đường (thường là 4-6%). Bước hai, loại bỏ liên kết giữa bề mặt - dưới tải, nước tạo thành áp suất thủy tĩnh tại bề mặt phân cách giữa bitum và cốt liệu, dần dần phá hủy liên kết giữa màng bitum và bề mặt cốt liệu. Bước ba, tổn thất cốt liệu - sau khi liên kết bị hỏng, các hạt cốt liệu bị tải trọng bánh xe cuốn đi, tạo thành các ổ gà. Bước bốn, mở rộng ổ gà - nước trong ổ gà tiếp tục xói mòn mặt đường xung quanh, tạo thành những khu vực bị hư hỏng lớn hơn. Chất trẻ hóa từ FangService tăng cường liên kết ở bề mặt tiếp xúc bitum-tổng hợp thông qua mạng lưới liên kết ngang ba chiều, trì hoãn đáng kể sự khởi đầu của hư hỏng do nước. Số liệu đo đạc cho thấy tỷ lệ cường độ giữ lại của hỗn hợp nhựa đường trẻ hóa (cường độ sau 7 ngày ngâm nước so với cường độ khô) cao hơn 15-20% so với hỗn hợp bê tông trộn nóng thông thường.

Đặc điểm tài nguyên RAP và hiện trạng sử dụng ở Đông Nam Á

Các nước Đông Nam Á đang ở các giai đoạn phát triển tái chế RAP khác nhau. Cấp 1 — Singapore và Malaysia: với hệ thống lưu trữ được phân loại RAP hoàn chỉnh và các tiêu chuẩn kỹ thuật tái chế, hàm lượng RAP có thể đạt tới 40-60%. Cơ quan Giao thông Đường bộ Singapore (LTA) yêu cầu tất cả các dự án đường cao tốc lớn phải đánh giá tính khả thi của các phương án tái chế. Cấp thứ hai - Thái Lan, Việt Nam, Indonesia: Có tái chế RAP nhưng việc phân loại chưa đầy đủ và hàm lượng tái chế thường là 20-30%. Cấp thứ ba - Myanmar, Campuchia, Lào: Tái chế RAP gần như bằng không, với trở ngại chính là thiếu thiết bị sàng lọc và tiêu chuẩn kỹ thuật. Bất kể quốc gia thuộc cấp nào, chất trẻ hóa từ FangService có thể được sử dụng trực tiếp - chất lỏng cô đặc, được bơm qua hệ thống phụ gia hiện có, không cần thiết bị đặc biệt. Đối với các nước hạng ba, điều này có nghĩa là họ có thể bỏ qua quá trình phát triển công nghệ mà các nước phát triển đã trải qua - từ pha loãng dầu đến tái tạo phân tử - và trực tiếp áp dụng công nghệ tái tạo phân tử thế hệ thứ hai.

Trường hợp thực địa: Đoạn thử nghiệm tái tạo đường cao tốc Thái Lan

Trong một dự án cải tạo đường cao tốc ở Thái Lan, bộ phận kỹ thuật đã thiết lập thử nghiệm tái sinh RAP 60% để so sánh song song với đoạn trộn nóng thông thường. Dữ liệu chính: thứ nhất, nguồn RAP là mặt đường nhựa từ 15 năm trước, với hàm lượng bitum khoảng 5,5%, điểm hóa mềm của nhựa đường già đã tăng từ 48°C ban đầu lên 65°C; thứ hai, liều lượng chất trẻ hóa là 8% khối lượng bitum RAP, và điểm làm mềm sau khi trẻ hóa giảm xuống 51°C (trong vòng 3°C của bitum nguyên chất); thứ ba, nhiệt độ trộn giảm từ 180°C xuống 130°C, giảm mức tiêu hao nhiên liệu khoảng 30%; thứ tư, sau hai mùa mưa, đoạn tái sinh có số ổ gà ít hơn 40% và độ sâu vết lún giảm 30% so với đoạn trộn nóng. Ý nghĩa của trường hợp này là nó chứng minh rằng trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Đông Nam Á, việc tái tạo nhựa đường không chỉ hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm mà còn chịu được thử nghiệm kép về nắng nóng và mưa lớn trên đường thực tế.

Quyết định mua sắm: Điểm lựa chọn thiết bị trẻ hóa cho các dự án ở Đông Nam Á

Đối với người mua tại các dự án đường bộ ở Đông Nam Á, việc lựa chọn máy trẻ hóa nhựa đường cần đặc biệt chú ý đến các yếu tố sau. Đầu tiên, độ ổn định ở nhiệt độ cao - bản thân chất trẻ hóa không được bay hơi hoặc phân hủy quá mức ở nhiệt độ cao và điểm chớp cháy phải đủ cao (chất trẻ hóa từ FangService có điểm bốc cháy là 231°C, cao hơn nhiều so với nhiệt độ trộn 130-140°C). Thứ hai, khả năng chống hư hại do nước - các nhà cung cấp phải được yêu cầu cung cấp dữ liệu thử nghiệm phân tách ngâm nước và đóng băng-tan băng. Thứ ba, khả năng tương thích với bitum biến tính cục bộ - bitum biến tính SBS và bitum cao su được sử dụng rộng rãi trên khắp các nước Đông Nam Á và chất trẻ hóa phải tương thích với các bitum biến tính này. Thứ tư, sự ổn định của nguồn cung - Các dự án ở Đông Nam Á thường có lịch trình chặt chẽ và năng lực hậu cần cũng như hàng tồn kho tại địa phương của nhà cung cấp là những cân nhắc chính. Thứ năm, hỗ trợ kỹ thuật - khả năng của nhà cung cấp trong việc cung cấp hỗ trợ thiết kế hỗn hợp tại chỗ và hướng dẫn thi công. Đối với các dự án ở Đông Nam Á, giá trị hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ thường vượt quá giá sản phẩm. View the Asphalt Rejuvenator Supplier