Đánh giá chỉ số kháng nứt Cracking Tolerance Index hỗn hợp bê tông asphalt tái chế

Mẫu thí nghiệm sau khi bị phá hủy

Hiện nay 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). Các hỗn hợp này sử dụng đến 99% trong số khoảng 76,2 triệu tấn vật liệu cào bóc mặt đường bê tông asphalt cũ Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) trong hỗn hợp (1). Theo số liệu khảo sát của NAPA (2019), khối lượng WMA được sử dụng trong mùa xây dựng 2018 ở Mỹ ước tính 157,7 triệu tấn và khối lượng RAP sử dụng ước tính 82,2 triệu tấn (2). Ở Việt Nam, các nghiên cứu bước đầu về sử dụng RAP cho hỗn hợp WMA đã cho kết quả tốt. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong phòng và hiện trường được thực hiện bởi các tác giả Đ.V.Đông, N.N. Lân và T.H.Nam (2018, 2019), hỗn hợp WMA sử dụng tỷ lệ RAP từ 20 - 40% có độ lún vệt hằn bánh xe đều thấp hơn so với hỗn hợp HMA không có RAP (3). Còn theo kết quả nghiên cứu của Randy West et al (2014), hỗn hợp WMA có thể sử dụng đến 50% RAP mà các tính năng vẫn thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật như đối với hỗn hợp bê tông nhựa nóng (4).

Một vấn đề cần đặt ra với hỗn hợp asphalt sử dụng RAP là cần kiểm soát được khả năng kháng nứt để nâng cao tuổi thọ khai thác cho mặt đường asphalt. Nghiên cứu được thực hiện bởi Fujie Zhou et al (2016), Randy West (2018), các thí nghiệm Disc-shaped compact tension (DCT), Semi-circular bend test at low temperature (SCB-LT), Illinois flexibility index (I-FIT), Semi-circular bend test at intermediate temperature (SCB-LTRC), Texas overlay (OT), và Indirect Tensile Asphalt Cracking Test (IDEAL-CT) nhằm mục đích xác định tính năng kháng nứt của hỗn hợp bê tông asphalt trong quá trình khai thác (5,6). Do vậy, đây là các phương pháp thí nghiệm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay để kiểm soát chất lượng bê tông asphalt (QC/QA) nhằm đảm bảo khả năng kháng nứt. Độ tin cậy của các phương pháp thí nghiệm phụ thuộc vào mức độ phân tán của các kết quả thí nghiệm các mẫu thử và tương quan với tính năng khai thác thực tế. Kết quả nghiên cứu đã được thực hiện trong phòng thí nghiệm thuộc dự án National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) 9-57 các thí nghiệm trên có COV từ 10 - 50% (7). Mỗi phương pháp thí nghiệm trên đều có những ưu điểm và nhược điểm tùy thuộc vào điều kiện thực tế cụ thể.

Tác giả: ThS. PHẠM THỊ THANH THỦY; TS. NGUYỄN NGỌC LÂN - Trường Đại học Giao thông vận tải.

Nội dung bài khoa học tại đây.