Chắc chắn hiện nay thuật ngữ này không còn quá xa lạ với chúng ta, đặc biệt là với những người hoạt động trong lĩnh vực xây dựng. Bê tông nhựa hiện đang được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhờ vào những ưu điểm nổi bật mà nó mang lại. Để hiểu rõ hơn về loại vật liệu xuất sắc này, hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây!
Bê tông nhựa là gì?
Bê tông nhựa là vật liệu được sử dụng để xây dựng mặt đường và cầu. Với khả năng kết dính, chịu tải và tuổi thọ cao, loại bê tông này được áp dụng phổ biến trên toàn thế giới và đóng vai trò quan trọng trong các công trình giao thông hiện nay.
Thành phần chính của bê tông nhựa bao gồm cát, đá, bột khoáng và nhựa đường. Sự kết hợp theo tỷ lệ nhất định giữa các thành phần này sẽ tạo ra các đặc tính và cường độ khác nhau cho hỗn hợp. Trọng lượng riêng của bê tông nhựa dao động từ 2350 kg/m3 đến 2500 kg/m3, nặng gấp 4 lần so với bê tông siêu nhẹ.
Bột khoáng được sản xuất từ việc nghiền đá vôi canxi. Tỷ lệ tối thiểu của bột khoáng mịn phải đạt 70% và phải lọt qua sàng có kích thước 0,075 mm. Nhựa đường trong bê tông nhựa được tính theo phần trăm tổng khối lượng hỗn hợp, thường được biểu diễn bằng đơn vị Pb trong tiêu chuẩn quốc tế.
Phân loại bê tông nhựa
Theo nhiệt độ
Bê tông nhựa nóng là một loại hỗn hợp được sản xuất bằng cách trộn các thành phần cốt liệu như cát, đá dăm và bột khoáng theo tỷ lệ nhất định. Quá trình trộn này thường diễn ra ở nhiệt độ cao, từ 140 đến 160 độ C, sau đó hỗn hợp được trộn với nhựa đường. Tên viết tắt trong tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN là BTNN.
Ưu điểm của bê tông nhựa nóng bao gồm khả năng chịu trọng tải, lực nén và va đập tốt, khả năng chống mài mòn cao, giảm thiểu phát sinh bụi bẩn trong quá trình vận chuyển, dễ thi công và tạo bề mặt nhẵn, giảm tiếng ồn trên mặt cầu đường, dễ bảo trì và sửa chữa trực tiếp trên bề mặt lớp cũ.
Việc áp dụng kết cấu mặt đường bằng bê tông nhựa nóng mang lại nhiều lợi ích cho sự phát triển cơ sở hạ tầng giao thông ở Việt Nam, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế thông qua việc xây dựng các công trình giao thông bền vững.
Nhược điểm của bê tông nhựa nóng bao gồm hạn chế tầm nhìn vào ban đêm do màu sắc sẫm, giảm cường độ khi nhiệt độ cao, hấp thụ nhiệt khá cao gây cảm giác nóng bức, bề mặt bị xói mòn sau mưa dài, dễ trơn trượt trong thời tiết ẩm ướt và dễ hư hỏng nếu sửa chữa không đúng quy trình hoặc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.Đây là loại bê tông được trộn ở nhiệt độ phòng. Bê tông nhựa nguội được áp dụng để sửa chữa hoặc vá các vết hỏng trên đường. Ngoài ra, chúng cũng có thể được sử dụng để lót lại trên các mặt đường đã qua sử dụng trong thời gian dài.
Thành phần chính của bê tông nhựa nguội bao gồm đá, cát, và bột khoáng. Thay vì sử dụng nhựa đường ở nhiệt độ cao, chúng ta có thể sử dụng dưới dạng lỏng hoặc nhũ tương ở nhiệt độ thông thường. Ngoài ra, có thể thêm vào một số chất phụ gia để cải thiện khả năng kết dính theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Theo độ rỗng dư
- Bê tông nhựa kín (viết tắt là BTNC) có độ rỗng dư từ 3% đến 6%, được sử dụng cho cả lớp trên và lớp dưới, với yêu cầu bắt buộc phải có bột khoáng trong thành phần hỗn hợp.
- Bê tông nhựa rỗng (viết tắt là BTNR) có độ rỗng dư từ 7% đến 12%, chỉ được thi công để tạo lớp móng.
- Bê tông nhựa rỗng thoát nước là loại BTN không liên tục với hỗn hợp sử dụng nhựa đường cải tiến, có độ rỗng dư cao từ 18 đến 22%.
Định nghĩa của bê tông nhựa chặt
Bê tông nhựa chặt được sản xuất bằng cách nung chảy nhựa đường, sau đó trộn với các vật liệu phụ gia và làm khô để loại bỏ hơi ẩm. Hỗn hợp sau khi trộn sẽ ở nhiệt độ 140 – 160 độ C.
Định nghĩa của bê tông nhựa rỗng
BTN rỗng có độ xốp cao hơn BTN chặt, giúp nước mưa thấm vào lớp đá dưới mặt đường dễ dàng hơn. Nước được dẫn ra hai bên đường qua rãnh thoát nước và thấm vào nền đường. Mặc dù giá BTN rỗng cao hơn BTN thông thường từ 10% đến 30%, nhưng việc sử dụng BTN rỗng giúp giảm chi phí bố trí thoát nước và đào rãnh.
BTN rỗng được chia thành ba loại:
- Bê tông nhựa rỗng 19 hoặc R19 – với kích thước hạt lớn nhất là 19mm, tương ứng với kích thước hạt lớn nhất là 25mm.
- Bê tông nhựa rỗng 25 hoặc R25 – với kích thước hạt lớn nhất là 25mm, tương ứng với kích thước hạt lớn nhất là 31,5 mm.
- Bê tông nhựa rỗng 37,5 hoặc R37,5 – với kích thước hạt lớn nhất là 37,5 mm, tương ứng với kích thước hạt lớn nhất là 50mm.
Theo đặc tính cấp phối của hỗn hợp cốt liệu
- Bê tông nhựa phối hợp chặt chẽ: Bê tông nhựa phối hợp chặt chẽ là loại bề mặt đường được sản xuất bằng cách sử dụng hạt thô, hạt trung gian và hạt mịn có kích thước tương đồng nhau. Việc này giúp tạo ra sự đồng đều trong cấu trúc vật liệu, khi nén sẽ tạo ra khí và độ kết dính tốt nhất. Bề mặt đường này có độ rỗng dư từ 3% đến 6%.
- Bê tông nhựa cấp liên kết: Bê tông nhựa cấp liên kết là loại bề mặt đường được sản xuất bằng cách sử dụng tỷ lệ cao hơn của hạt thô và hạt mịn, nhưng lại ít sử dụng hạt trung gian. Với tỷ lệ này, các hạt thô có thể chèn vào và kết dính tốt với nhau, tuy nhiên chúng có thể phân tầng trong quá trình thi công. Bề mặt đường này có độ xốp cao hơn so với bề mặt đường bê tông nhựa phối hợp chặt chẽ.
- Bê tông nhựa mác hở: Bê tông nhựa mác hở là loại bề mặt đường được sản xuất với tỷ lệ rất thấp của cốt liệu hạt mịn. Đây là loại bề mặt đường có độ rỗng dư cao nhất trong ba loại bề mặt đường này, thường được sử dụng cho lớp nền và không sử dụng bột khoáng. Độ rỗng dư của bề mặt đường bê tông nhựa mác hở dao động từ 7% đến 12%.
Theo chức năng trong kết cấu mặt đường
- Bê tông nhựa có độ nhám cao: Là loại hỗn hợp được sử dụng để tạo ra bề mặt có độ nhám cao nhằm tăng cường ma sát và ngăn chặn hiện tượng trơn trượt. Đây là loại hỗn hợp thích hợp để phủ lên bề mặt đường, giúp tránh được các vấn đề liên quan đến trơn trượt. Bên cạnh đó, trong điều kiện thời tiết ẩm ướt hoặc mưa, việc di chuyển trên đường sẽ an toàn hơn. Độ nhám cao của bê tông nhựa giúp giảm thiểu tiếng ồn từ xe cộ. Loại bê tông nhựa này thường được sử dụng là loại rỗng với tỷ lệ rỗng dao động từ 15% đến 22%.
- Bê tông nhựa cho mặt đường: Bê tông nhựa được sử dụng cho cả lớp mặt trên và lớp mặt dưới của bề mặt đường thường là loại bê tông nhựa chặt.
- Bê tông nhựa cho lớp móng: Có thể sử dụng cả bê tông nhựa chặt và bê tông nhựa rỗng để làm lớp móng. Tuy nhiên, bê tông nhựa rỗng thường có chi phí thấp hơn do không cần sử dụng bột. Ngoài ra, lượng sử dụng bê tông nhựa rỗng cũng ít hơn so với bê tông nhựa chặt.
- Bê tông nhựa cát: Đây là loại hỗn hợp được sử dụng để phủ lên bề mặt đường ở những khu vực không có nhiều xe cộ qua lại. Các tuyến đường chỉ có xe tải nhỏ hoặc khu vực vỉa hè, xe thô sơ thường sử dụng loại hỗn hợp bê tông nhựa này. Bê tông nhựa cát sử dụng cốt liệu chính là cát xay mịn, cát tự nhiên hoặc cát pha.
Theo phương pháp thi công
Bê tông nhựa không phải lu lèn không chứa nhựa đặc 10/70 với hàm lượng cao khoảng từ 9 đến 12%. Hàm lượng bột khoáng được sử dụng trong khoảng từ 20 đến 35%, nhiệt độ trộn là 230 độ C và nhiệt độ rải từ 210 đến 230 độ C.
Trong khi đó, bê tông nhựa rải nóng thường sử dụng nhựa đặc 40/60, 60/70, 70/100, 100/150 với hàm lượng khoảng từ 4 đến 7%. Nhiệt độ trộn là 230 độ C và nhiệt độ rải lớn hơn 120 độ C.
Bê tông nhựa rải ẩm thường sử dụng loại nhựa đặc từ 150/200, 200/300, 70/100, nhựa lỏng đông đặc hoặc trung bình. Nhiệt độ trộn từ 110 đến 130 độ C, nhiệt độ rải lớn hơn 60 độ C và thời gian hình thành khoảng từ 15 đến 20 ngày.
Bê tông nhựa lu lèn, hay còn gọi là đầm nén, được sử dụng cho các công trình thi công chuyên dụng như xe lu để tác động lên bề mặt các loại vật liệu. Mục đích của quá trình này là tạo ra độ nén, bền chặt nhất định cho lớp vật liệu thi công.
Theo hàm lượng đá dăm
- Bê tông nhựa chứa nhiều đá dăm: Bao gồm khoảng 50 đến 60% đá dăm.
- Bê tông nhựa chứa một lượng vừa phải của đá dăm: Bao gồm khoảng 30 đến 50% đá dăm.
- Bê tông nhựa chứa ít đá dăm: Bao gồm khoảng 20 đến 30% đá dăm.
- Bê tông nhựa cát không có sự hiện diện của đá dăm.
Theo màu nhựa
Tùy thuộc vào việc có sử dụng chất phụ gia tạo màu trong bê tông nhựa hay không, chúng ta có thể chia thành 2 loại như sau:
- Bê tông nhựa đường là loại không sử dụng chất phụ gia tạo màu, thường có màu đen do nhựa đường.
- Bê tông nhựa màu là loại có sử dụng chất phụ gia tạo màu, thường được áp dụng trong các công trình như sân vận động, đường đua và khu vui chơi giải trí.
Tìm hiểu cấp phối bê tông nhựa và bề dày tối thiểu
Cấp phối bê tông nhựa
- Cấp phối bê tông nhựa là thành phần quan trọng trong việc phối trộn bê tông nhựa, được xác định bằng tỷ lệ lọt sàn của từng loại cỡ hạt.
- Thành phần của cấp phối bê tông nhựa tuân thủ theo các tiêu chuẩn hiện hành, không được vượt quá hoặc dưới mức giới hạn cho phép giữa các loại hạt.
- Bê tông nhựa thường được thiết kế và kiểm tra tại phòng thí nghiệm trước khi triển khai thi công.
- Cấp phối bê tông nhựa đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo các tính chất như ổn định nhiệt độ, ổn định nước, độ biến dạng,…
- Việc thiết kế không hợp lý của cấp phối bê tông nhựa sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và chi phí của công trình xây dựng.
Bề dày tối thiểu bê tông nhựa
Các yếu tố quan trọng cần xem xét khi thi công mặt đường bao gồm độ rỗng dư, độ ổn định nhiệt và độ ổn định nước.
Tùy thuộc vào cấp độ của mặt đường, kết cấu bê tông sẽ được thiết kế khác nhau để chịu lực và trọng tải của xe. Kỹ sư thiết kế và kỹ sư thi công sẽ tư vấn và giám sát việc quyết định về số lớp và độ dày của bê tông nhựa. Dựa vào kinh nghiệm, độ dày tối thiểu của mỗi lớp bê tông nhựa thường dao động từ 3cm đến 6cm, tùy thuộc vào loại bê tông nhựa được sử dụng.
Ưu điểm nổi bật của bê tông nhựa trải đường
Bê tông nhựa có nhiều ưu điểm khi sử dụng cho việc xây dựng đường, bãi đậu xe, sân bay với các điểm nổi bật sau:
– Bề mặt của bê tông nhựa thường được thiết kế chặt chẽ, là lựa chọn phổ biến cho việc xây dựng đường giao thông.
– Bê tông nhựa nóng có cấu trúc vững chắc, liên kết từ bên trong ra bên ngoài giúp người sử dụng cảm thấy an toàn.
– Vật liệu này có khả năng chịu tải trọng tốt, không mòn theo thời gian và không tạo bụi. Đây là loại bê tông được sản xuất theo tiêu chuẩn bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
– Bề mặt bê tông nhựa thường đồng đều và cứng cáp, tạo điều kiện thuận lợi cho phương tiện di chuyển mà không gây ra các vấn đề như ổ gà hay mất thông tin.
– Vật liệu này rất bền và dễ sửa chữa, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian cho chủ đầu tư và quá trình thi công.
– Tuổi thọ của bê tông nhựa khá dài, cao hơn so với các loại vật liệu khác.
Với những ưu điểm trên, bê tông nhựa là lựa chọn phổ biến và được ưa chuộng trong ngành xây dựng hiện nay do tính linh hoạt và hiệu quả của nó.
Bê tông nhựa là vật liệu không thể thiếu trong các công trình giao thông hiện đại, mang lại độ bền cao, khả năng chịu tải tốt và bề mặt láng mịn cho các tuyến đường. Việc lựa chọn và sử dụng bê tông nhựa chất lượng đảm bảo không chỉ giúp nâng cao tuổi thọ công trình mà còn góp phần quan trọng vào việc giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa.
