Asphalt là một hỗn hợp đa thành phần, để sản xuất cát và đá được sử dụng. Để có được tính chất làm se, các thành phần bitum được thêm vào chất. Gọi chính xác thành phần nhựa đường này. Tuy nhiên, ngay cả trong các ấn phẩm chuyên ngành sử dụng thuật ngữ "nhựa đường", đó không phải là một sai lầm.
Đường trải nhựa đầu tiên
Lần đầu tiên, mặt đường nhựa được sử dụng ở Babylon (khoảng năm 600 trước Công nguyên). Bitum để tạo ra một lớp phủ cứng được chiết xuất từ đá. Sau khi nền văn minh cổ đại bị phá hủy, việc xây dựng con đường sử dụng vật liệu bitum chỉ được nối lại vào thế kỷ 19 ở Tây Âu. Sau đó, công nghệ đã được sử dụng tích cực tại Hoa Kỳ. Trong trường hợp này, lớp phủ nhựa đường bao gồm đá chứa bitum, được nghiền thành trạng thái bột. Lớp phủ này được gọi là nhựa đường tamped.
Sự xuất hiện của nhựa đường ở Nga
Ở nước ta, nhựa đường bắt đầu được sản xuất vào năm 1869 từ đá nhựa đường Syzran. Không giống như nhựa đường bị dồn nước ngoài, ở Đế quốc Nga, mặt đường được làm từ hỗn hợp nóng chảy, có chứa sỏi và cát, bitum và đá nhựa đường. Nhựa đường đã sẵn sàng được đổ xuống đất và san bằng dụng cụ cầm tay. Hơn nữa, con đường đã bị nghiền nát bởi một tải trọng lớn. Công nghệ này được các chuyên gia gọi là "nhựa đường". Từ năm 1906, bitum dầu đã được thêm vào nó.
Vào đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học đã đưa ra các hỗn hợp nhựa đường đặc biệt, dần dần bắt đầu thay thế các lớp phủ bị dồn nén và đúc. Những ưu điểm chính của các mặt hàng mới bao gồm việc chuẩn bị lớp phủ, ứng dụng và đầm nén được thực hiện ở chế độ hoàn toàn cơ học mà không cần sử dụng lao động thủ công. Ở Liên Xô, đoạn đường bê tông nhựa đầu tiên xuất hiện trên đường cao tốc Volokolamsk năm 1928 nhờ những nỗ lực của Giáo sư P.V. Sakharov.
Ưu điểm của bê tông nhựa
Ngày nay, trong tổng chiều dài các con đường ở Nga, hơn 60 phần trăm được làm bằng mặt đường bê tông nhựa. Sự phổ biến như vậy của vật liệu để sắp xếp đường là do những ưu điểm sau:
- Mặc chậm.
- Chịu tải cao.
- Khả năng chống thay đổi nhiệt độ và nước.
- Dễ dàng tháo gỡ và làm sạch.
- Khả năng sử dụng vật liệu một lần nữa.
- Giảm rung khi lưu thông trên đường.
Hoạt động của mặt đường bê tông nhựa là để giảm độ rung được tạo ra do sự chuyển động của xe cơ giới hạng nặng. Một con đường như vậy cho phép giảm tiếng ồn từ các bánh xe, và cũng góp phần vào sự chuyển động trơn tru và bình tĩnh của dòng xe.
Việc xây dựng đường từ mặt đường bê tông nhựa có thể được thực hiện bằng phương pháp tốc độ dòng chảy bằng cách sử dụng quy trình cơ giới hóa tích hợp.
Bê tông nhựa được đặt trên đường với độ dốc không quá 60 phần trăm. Ở độ dốc lớn hơn 40 phần trăm, lớp phủ được làm nhám để cung cấp đủ lực kéo trên lốp xe. Độ dốc ngang của nhựa đường phải nằm trong khoảng 15-20 phần trăm.
Sử dụng hỗn hợp tar
Việc xây dựng mặt đường bê tông nhựa ít sử dụng hỗn hợp nhựa đường, trong thành phần của nhựa than được thêm vào cho độ nhớt. Lớp phủ của loại này xuất hiện hầu như không khác biệt với bê tông nhựa cổ điển.Hỗn hợp tar có khả năng chống mài mòn cao hơn, nó bị phá hủy nhanh hơn bởi sự khắc nghiệt của nhiệt độ và nước. Ngoài ra, nó nhanh chóng bị xóa dưới ảnh hưởng của lốp cao su của xe.
Độ bê tông bị cấm sử dụng trong các thành phố, vì sự bốc hơi của các phân số tar nhẹ có hại cho con người. Ngoài ra, dưới tác động của nước, phenol được ngâm từ nhựa đường, có hại cho con người và môi trường.
Thành phần nhựa đường
Nhiều người quan tâm đến một thiết bị cho lớp phủ từ hỗn hợp bê tông nhựa. Các thành phần chính của lớp trên của con đường là bitum, cát, giống sỏi và sỏi. Chất độn và các thành phần khoáng chất cũng được thêm vào một số giống để tăng cường độ hỗn hợp.
Cát trong thành phần của lớp phủ bê tông nhựa đóng vai trò là chất độn, cần thiết cho áp suất đồng nhất của hỗn hợp trên mặt đất trong quá trình đặt và hóa rắn. Không có cát, con đường sẽ trải rộng và sỏi ra ngoài. Trong một số chế phẩm đặc biệt, xi măng được thêm vào, cùng với cát tạo cho lớp phủ thêm độ cứng.
Là một chất độn khoáng trong việc xây dựng các lớp phủ bê tông nhựa, đá nghiền trước khi hình thành bụi được sử dụng, ví dụ, đá vôi, phấn hoặc sa thạch. Nó được thiết kế để lấp đầy các khoảng trống nhỏ trong quá trình đặt đường. Đá sa thạch là linh hoạt nhất vì nó trơ với bất kỳ hóa chất nào. Phấn và vôi được sử dụng, như một quy luật, trên đường công cộng. Đá sa thạch được thêm vào trong quá trình xây dựng các con đường gần các nhà máy hóa chất.
Lớp cao su được thêm vào nhựa đường với kích thước đường kính không quá 1,5 mm để tạo độ đàn hồi cho lớp phủ và khả năng chống nước. Mặt đường bê tông nhựa có bổ sung đủ cao su trong thành phần của nó hiếm khi dễ bị nứt. Tuy nhiên, vật liệu như vậy là quá đắt, vì vậy việc sử dụng nó thường không hợp lý. Thông thường, chất độn cao su được thêm vào trong quá trình xây dựng các đường cao tốc.
Phân loại
Một trong những thông số chính trong thiết bị của mặt đường bê tông nhựa là kích thước của đá nghiền được sử dụng trong thành phần của nó. Dựa trên điều này, hỗn hợp được chia thành nhiều nhóm:
- Hỗn hợp đậm đặc. Chúng được sử dụng trong quá trình đặt lớp trên cùng của mặt đường bê tông nhựa. Nhựa đường như vậy chứa sỏi tốt. Trong quá trình xây dựng đường cao tốc được thiết kế cho sự di chuyển của các phương tiện nhẹ (xe đạp và xe đẩy), cũng như cho người đi bộ, có thể sử dụng đá nghiền có đường kính không quá 5 mm. Phân số lớn hơn (lên đến 15 mm) có thể được xếp chồng lên nhau trên đường chỉ để di chuyển của các phương tiện chở khách.
- Hỗn hợp xốp - đây là lựa chọn tốt nhất cho thiết bị mặt đường bê tông nhựa, nơi phương tiện vận chuyển hàng hóa sẽ di chuyển. Theo quy định, nó được sử dụng trong quá trình đặt ban đầu trên mặt đất hoặc sỏi. Thành phần của nhựa đường khác với mật độ dày đặc ở chỗ một lượng nhỏ bitum được thêm vào nó.
- Hỗn hợp xốp cao là lựa chọn tốt nhất để đặt và sửa chữa mặt đường bê tông nhựa trên các tuyến đường giao thông cao, đặc biệt là nếu xe cồng kềnh nặng chạy trên đường. Để sản xuất loại nhựa đường này, sỏi thô (lên đến 40 mm) được thêm vào hỗn hợp. Kích thước như vậy cho phép thấm nước tốt. Khách sạn này đặc biệt có liên quan ở những nơi cần thiết để xây dựng hệ thống thoát nước, ví dụ, ở những vùng đầm lầy hoặc ở vùng đất thấp.
Sản xuất nhựa đường
Công nghệ của lớp phủ bê tông nhựa bao gồm chuẩn bị nguyên liệu thô, trộn và gia nhiệt đồng thời đến nhiệt độ cao, cũng như lưu trữ nhựa đường thu được trong một hầm được nung nóng đặc biệt.
Trong quá trình sửa chữa hoặc xây dựng đường, điều quan trọng là nhà máy được đặt càng gần càng tốt với vị trí lắp đặt, vì vật liệu xây dựng phải nóng.Nếu nhựa đường nguội đi, sẽ rất khó để nén nó, và con đường kết quả sẽ nhanh chóng trở nên vô giá trị.
Chuẩn bị thành phần
Trước khi bắt đầu sản xuất nhựa đường, vật liệu đã chuẩn bị được sấy khô và sàng. Cát, đá và đá nghiền thường được sản xuất ở trạng thái ẩm ướt. Sự hiện diện của nước trong chế phẩm có nguy cơ làm giảm các đặc tính cường độ của nhựa đường trong tương lai, cũng như bằng cách phun hỗn hợp bitum được nung nóng đến nhiệt độ cao khi hơi ẩm xâm nhập.
Tất cả các vật liệu cung cấp cho nhà máy được sấy khô ở nhiệt độ 150 độ. Sàng lọc được thực hiện bằng màn hình. Chất độn khoáng được nghiền trong máy nghiền đến trạng thái bột. Tùy thuộc vào công nghệ, việc sấy có thể là đơn hoặc đôi. Tái xử lý độ ẩm có thể xảy ra sau khi sàng lọc và nghiền.
Trộn các thành phần chế biến
Đá nghiền và cát sau khi xử lý sơ bộ rơi vào băng tải, từ nơi chúng được vận chuyển đến phễu, và sau đó trộn với bitum. Sau đó, nhiệt độ trong phễu được tăng lên 160 độ và nội dung được để ở trạng thái nóng để lưu trữ trong tối đa 4 ngày. Nếu trong giai đoạn này, vật liệu không được chuyển đến tay người tiêu dùng, anh ta sẽ bắt đầu mất đi đặc điểm sức mạnh của mình.
Các chất phụ gia trong nhựa đường và cao su vụn được thêm vào hỗn hợp đã hoàn thành và được gia nhiệt, giúp vật liệu có thêm sức mạnh và khả năng chống lại các yếu tố bên ngoài.
Giao nhựa đường đến nơi đặt
Bê tông nhựa được vận chuyển bằng đường bộ đến nơi lắp đặt hoặc sửa chữa mặt đường bê tông nhựa. Thông thường, vật liệu xây dựng này được vận chuyển trên xe tải tự đổ có cơ thể chống lại các thành phần nóng. Để vận chuyển mặt đường bê tông nhựa trên một khoảng cách dài, kochers được sử dụng (xe được trang bị thùng chứa tiết kiệm nhiệt). Trong đó, nhựa đường sẽ giữ được nhiệt độ ban đầu trong hai ngày sau khi tải.
Kiểm tra chất lượng đường
Bê tông nhựa phải tuân thủ các GOST và SNiP đã được thiết lập ở nước ta. Giấy chứng nhận tuân thủ các tài liệu quy định chỉ được cấp cho nhà sản xuất sau khi vượt qua các bài kiểm tra toàn diện.
Có một số phòng thí nghiệm ở Nga giám sát chất lượng đường. Họ tiến hành lấy mẫu mặt đường bê tông nhựa thành phẩm và kiểm tra xem nó có tuân thủ các thông số khác nhau không.
Trong các nghiên cứu, một mẫu trung bình được lấy từ tổng khối lượng bê tông nhựa. Một phân tích về con đường đã được xây dựng được thực hiện bằng cách kiểm tra lõi (cái gọi là lõi nhựa đường). Nó có được bằng cách khoan nền của mặt đường bê tông nhựa bằng máy khoan rỗng đặc biệt.
Ứng dụng nhựa đường lạnh
Ở những nơi mà việc cung cấp vật liệu xây dựng nóng để sửa chữa hoặc xây dựng đường ray là không thể, việc sử dụng mặt đường bê tông nhựa lạnh được sử dụng. Công nghệ xây dựng đường như vậy được đặc trưng bởi nhiệt độ hoạt động thấp hơn để làm nóng hỗn hợp (nhựa đường được làm nóng đến 100 độ). Để cung cấp cho đường đủ cường độ, các thành phần polymer được sử dụng.
Trước khi đặt, công nhân không chỉ làm nóng bê tông nhựa, mà còn là nơi đặt kế hoạch. Tùy thuộc vào giống, con đường có thể được thực hiện ngay cả với sương giá.
Một trong những lợi thế của việc đặt nguội là thời hạn sử dụng dài của vật liệu để xây dựng đường. Không giống như bê tông nhựa thông thường, nhựa đường chống băng giá có thể được đặt sau một vài tuần. Tuy nhiên, vật liệu này có nhược điểm đáng kể, cụ thể là:
- Sức mạnh ít hơn 2 lần, so với hỗn hợp nhựa đường cổ điển.
- Vật liệu này có giá cao là kết quả của việc thêm các thành phần bảo vệ bổ sung vào thành phần của nó.
- Công nghệ đặt rất phức tạp, dẫn đến tăng chi phí mặt đường.
- Không chịu được tải nặng.Cấm lái những chiếc xe nặng hơn 3,5 tấn.
Một tấm rung được sử dụng để rải nhựa đường lạnh, và lần đặt cuối cùng xảy ra sau một thời gian khi vận hành, những chiếc xe sẽ di chuyển dọc theo đường đua đã hoàn thành, do đó nghiền nát lớp phủ.
Tái sử dụng nhựa đường
Chi phí xây dựng đường cao đã khiến các chuyên gia tìm cách tiết kiệm tiền. Một cách để giảm chi phí sửa chữa và xây dựng đường cao tốc là tái chế, đó là tái chế nhựa đường cũ để tái sử dụng. Mặt đường có một cuộc sống thứ hai sau khi xử lý vật liệu trong các nhà tái chế di động đặc biệt.
Nhựa đường cũ được tái chế
Xử lý nhựa đường để thu được hỗn hợp mới cho việc xây dựng đường là một quy trình công nghệ cao. Để sản xuất lớp phủ chất lượng cao bằng cách tái chế, bạn phải:
- Cắt bỏ vỉa hè cũ bằng cách trộn. Thiết bị như vậy nhẹ nhàng loại bỏ một lớp đường nhất định bằng một máy cắt đặc biệt.
- Nghiền lớp nghiền theo kích cỡ của đá nghiền. Các vật liệu kết quả được gọi là một máy tạo hạt trực tuyến. Nó được sử dụng để sửa chữa đường và chuẩn bị các hỗn hợp xây dựng khác.
- Làm nóng lò để làm nóng chảy máy tạo hạt, và bạn không được sử dụng các nguồn lửa mở, vì một vụ nổ có thể xảy ra.
- Thêm bitum và các chất phụ gia khác nhau vào lò, nếu điều này được cung cấp cho công nghệ sản xuất nhựa đường mới.
Một công nghệ như tái chế được sử dụng, như một quy luật, để xây dựng các con đường trong thành phố. Nhựa đường tái chế có các tính chất tương tự như cái mới, nhưng giá của nó thấp hơn nhiều.
Cải tạo mặt đường
Mặt đường có thể được hiện đại hóa theo thời gian. Một trong những phương pháp này là ứng dụng mastic trên nhựa đường. Vật liệu gia cố bao gồm bitum và polyme cao su lỏng.
Trong quá trình vận hành, các vết nứt xuất hiện trên những con đường nơi nước có thể lấy. Khi đông lạnh, nhựa đường bị phá hủy, dẫn đến sự hình thành các hố lớn. Nếu bạn áp dụng mastic kịp thời để loại bỏ các vết nứt, bạn có thể kéo dài tuổi thọ của nhựa đường thêm vài năm.
Ưu điểm và nhược điểm của nhựa đường
Lớp phủ nhựa đường cho giao thông đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ. Vẫn chưa có sự thay thế nào cho anh ta, và đây là lý do:
- Mặt đường nhựa không đắt lắm, đặc biệt nếu đường được thiết kế để vận chuyển nhẹ.
- Asphalt chịu được sương giá, tất nhiên là không sợ độ ẩm và mưa lớn, nếu các công nghệ đặt của nó được tuân theo.
- Nếu lớp phủ đã sụp đổ một phần, nó có thể được sửa chữa bằng cách vá.
- Ở vùng khí hậu khắc nghiệt, công nghệ nhựa đường lạnh có thể được sử dụng.
Thay thế cho nhựa đường
Trên thế giới, các nhà khoa học đang nghiên cứu tạo ra một sự thay thế đáng tin cậy hơn và rẻ hơn cho hỗn hợp bê tông nhựa, nhưng cho đến nay, không có vật liệu nào như vậy được tìm thấy là một đối thủ cạnh tranh xứng đáng. Ngoài ra, mặt đường nhựa liên tục được hiện đại hóa. Việc giới thiệu rộng rãi các chất polymer mới có thể cải thiện đáng kể tính chất của mặt đường, mở rộng giới hạn ứng dụng của nó. Điều này được xác nhận bởi nhiều thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Thi công bê tông nhựa
Các chuyên gia cố gắng xây dựng và xây dựng các con đường theo cách có ít lớp nhất có thể trên đường, tối đa một lớp. Bê tông nhựa tốt nhất nên được đặt trực tiếp trên mặt đất. Số lượng lớp tối thiểu làm giảm thời gian sửa chữa của tấm bạt, tạo điều kiện cho việc tổ chức xây dựng đường mới, giảm sự đa dạng của các thiết bị cần thiết để đặt nhựa đường.
Thiết kế hiện đại của mặt đường bê tông nhựa bao gồm các phần sau:
- Lớp trên cùng.
- Lớp xốp dưới.
- Đá nghiền trộn với chất kết dính.
- Các cơ sở được làm bằng sỏi hoặc gạch vụn.
- Lớp cát.
- Nhựa đường nghiền.
Trong quá trình xây dựng mặt đường nhựa, một số điều kiện phải được quan sát. Đối với một liên kết mạnh giữa lớp nhựa đường trên và lớp nền, vật liệu chống nứt được sử dụng từ vật liệu được xử lý bằng bitum có chiều cao ít nhất 15 cm. Độ dày của lớp phủ bê tông nhựa được đặt trên nền vật liệu khoáng phải ít nhất 5-6 cm.