có lư&ng giao thông th8p hơn; còn bitum có ñ3 kim lún 50 ñư&c dùng cho các
ñưng giao thông khác.
Asphalt rRi nóng là m3t loi v#t liu có ch8t lư&ng cao ñư&c dùng ch4 y7u cho các
ñưng có lư&ng giao thông cao như ñưng cao t_c, ñưng liên lUc ñka và th8p hơn là
các ñưng ph_. Theo truy5n th_ng, các chv tiêu thành ph:n HRA xác ñknh ch8t lư&ng, t0
l c4a c_t liu và bitum ñư&c sn dUng tuỳ thu3c ñi5u kin khí h#u và tRi trng. Brng
cách thay ñii các phương án khác nhau, l[p m,t bitum ñư&c thi7t k7 nh thí nghim
Mashall.
Hình 12.1.
Thành ph:n c4a h%n h&p asphalt lu nóng (HRA).
12.3. H—N H˜P ðÁ VA NHdA (STONE MASTIC ASPHALT)
H%n h&p ñá vIa nha ñư&c dùng ñ+ làm l[p trên cùng cho m,t ñưng, ch_ng li
nNt g¡y và lún do bánh xe. Stone mastic asphalt (SMA) có c_t liu l[n là 100% ñá
nghi5n. T0 l cát chi7m khá l[n và dùng cát nghi5n, và phRi rna sch n7u chNa hàm
lư&ng ht mkn l[n. SMA có b3 khung ñá ñư&c l8p ñ:y bgi h%n h&p mastic (bitum, cát và
c_t liu mkn). Mastic g ñây giàu bitum và dùng làm l[p m,t có khR năng hn ch7 các v7t
nNt. Lư&ng mastic phRi ñi5u chvnh cho các ht c_t liu l[n không ñư&c ti7p xúc v[i
nhau (v[i các ht nrm trên sàng 2mm). SMA c_t liu l[n (trên sàng 2mm) chi7m 70–
80% kh_i lư&ng c_t liu, cs ht l[n nh8t c4a c_t liu l[n có th+ tc 5–22mm, phi bi7n
khoRng tc 11–16mm. Ch8t ñ3n mkn (lt sàng 0.09mm) chi7m khoRng 8–13% kh_i
lư&ng. Ph:n cát chi7m ít (v[i cs ht tc 0.09 ñ7n 2mm) khoRng 12–17%. Kh_i lư&ng
bitum trong SMA thưng dùng tc 6.5–7.5 % kh_i lư&ng c4a h%n h&p. Các dng s&i
xenlulo hay khoáng dùng ñ+ in ñknh SMA giàu ch8t dính k7t ngăn ch,n phân t:ng trong
quá trình sRn xu8t và rRi v[i hàm lư&ng chi7m khoRng 1.5 % h%n h&p. ð3 r%ng c4a
SMA thưng thi7t k7 là 3%. V[i trk s_ này thì cho phép g công trưng theo tiêu chujn
châu Âu lư&ng không khí cu_n vào nha hơn 6%. Khung ñá ñRm bRo lư&ng mastic ñ+
Ct liu thô nm trên
sàng c 2.36mm
Ct liu mn lt qua
mt sàng 2.36mm gi
li trên mt sàng75
m
Bt ñá lt qua mt
sàng 75
m
Asphalt
Bitum35,50,70
hoc 100pen
giI cho các ñi+m ti7p xúc nhau. Bgi v#y c:n ñi5u chvnh thành ph:n c8p ph_i, hàm lư&ng
bitum và hàm lư&ng b3t ñá. Bitum bao bc trên b5 m,t cát nghi5n (cs khoRng 1–3mm),
b5 m,t vào khoRng 600–900 g bitum trên m3t mét vuông.
12.4. ASPHALT R—NG (POROUS ASPHALT)
Asphal r%ng (PA) là h%n h&p asphalt có thành ph:n c_t liu là c8p ph_i hg (open
graded) ñư&c quan tâm nhi5u g châu Âu và g MT. PA ñư&c dùng ñ+ làm l[p thoát nư[c
b5 m,t, làm giRm ti7ng ;n. ‘ Pháp và Thu• ði+n ñã có tiêu chujn cho PA, g Anh cũng
có các thí nghim và Nng dUng PA nhưng von chưa có tiêu chujn. ð,c ñi+m chính c4a
l[p PA là ñ3 r%ng l[n hơn 20%, nó có th+ cho ñ3 r%ng hg t nhiên c:n cho thoát nư[c
và hn ch7 ti7ng ;n. ð3 r%ng ñt ñư&c brng cách dùng c8p ph_i c_t liu gián ñon ho,c
có th+ giRm t0 l dùng c_t liu nha và mkn trong h%n h&p c8p ph_i là 20%, lư&ng dùng
ch8t k7t dính là 5% h%n h&p. M3t s_ khuy7n cáo nên sn dUng ch8t k7t dính cRi ti7n
xenlulo v[i s&i khoáng ho,c polyme như cao su SBS, tái phjm cao su. Tuy nhiên, c:n
quan tâm ñ7 y7u t_ ñ3 b5n và khi h%n h&p ti7p xúc v[i không khí và nư[c ti công
trưng. ð+ ñRm bRo hiu quR thì l[p PA phRi g.n li5n v[i h th_ng thoát nư[c.
12.5. H—N H˜P ðÁ – BITUM (COATED MACADAM)
12.5.1. PHÂN LO€I H¿N H¤P ðÁ BITUM
Bao g;m các thành ph:n sau:
Cot liCu lxn
: to nên b3 khung c_t chính, chèn móc giIa các ht c_t liu nhrm
phân b_ ñ5u áp lc tRi trng xu_ng n5n móng;
Cot liCu nhw
: l8p m3t ph:n ho,c ñ:y các l% r%ng giIa các ht c_t liu l[n;
BGt khoáng
: làm tăng ñ3 nh[t c4a ch8t dính k7t, do ñó tăng ñ3 dính bám c4a
bitum, góp ph:n l8p kín các l% r%ng nha;
Bitum
: làm vic như m3t ch8t bôi trơn trong quá trình ñ:m nén, ch8t ch_ng th8m,
ch8t dính k7t, góp ph:n l8p r%ng nha trong h%n h&p ñ,c, làm tăng cưng ñ3 c4a h%n
h&p.
Chv tiêu thành ph:n c4a h%n h&p ñá nha như hàm lư&ng bitum, c8p ph_i c_t liu
ñư&c nêu trong BS 4987:1998. Có th+ ñơn cn các loi hình v#t liu như:
L[p móng dư[i brng ñá bitum ñ,c
L[p móng trên brng ñá bitum ñ,c
L[p móng có c8p ph_i hg
M,t ñưng ñá bitum không có l[p móng
L[p m,t ñá bitum c8p ph_i hg
L[p m,t ñá bitum c8p ph_i kín
L[p m,t ñá bitum ñ:m ch,t
L[p m,t ñá bitum ht vca
L[p m,t ñá bitum ht mkn
L[p m,t hg (cho phép th8m nư[c)
12.5.2. H¿N H¤P ðÁ BITUM H€T VÆA VÀ R¿NG.
H%n h&p ñá bitum ht vca và r%ng ñư&c dùng cho cR l[p m,t và l[p móng. ð,c
ñi+m c4a v#t liu này là chúng có hàm lư&ng ht nha th8p, có khR năng làm vic t_t
trong quá trình thi công, v[i ñ3 r%ng sau khi ñ:m nén tc 15– 20%. ð+ ngăn ngca nư[c
m,t xâm nh#p vào k7t c8u áo ñưng, c:n thi công m3t l[p m,t có chNc năng như m3t
màng ch_ng th8m nư[c.
ð,c tính th8m nư[c c4a loi v#t liu này ñư&c coi là m3t l&i th7 khi dùng làm
ñưng băng sân bay và ñưng giao thông n,ng ñ+ ngăn ngca nư[c m,t và giRm s tóe
nư[c (dư[i bánh xe). Chúng ñư&c dùng phi bi7n làm l[p to ma sát g ñưng băng sân
bay và ñưng cao t_c. H%n h&p ñá bitum hg ñư&c gi[i thiu trong tiêu chujn Anh qu_c
BS 4987:1988.
12.5.3. H¿N H¤P ðÁ BITUM CƯ§NG ð• CAO
L[p móng có sNc b5n và cưng ñ3 cao là ñá bitum cưng ñ3 cao (HDM), ñư&c
ch7 to trên cơ sg l[p v#t liu ñá nha ñ,c nhưng có hàm lư&ng b3t khoáng cao hơn
(8%) và dùng bitum cNng hơn (ñ3 kim lún 50 pen.).
Hai thay ñii này trong thành ph:n h%n h&p ñá bitum ñã làm tăng ñ3 cNng ñ3ng
hc lên 3 l:n. ði5u ñó cho phép giRm 10–15% chi5u dày khi dùng l[p móng v#t liu ñá
nha ñ,c kín mà von bRo ñRm khR năng làm vic như nhau. L&i th7 này r8t h8p don cho
công tác nâng c8p cRi to ñưng cho nhIng công trình mà cao ñ3 bk l[p m,t kh_ng ch7.
12.5.4. H¿N H¤P ðÁ BITUM H€T NH©
Trư[c khi ñưa vào tiêu chujn BS 4987:1988, loi v#t liu này ñư&c gi là asphalt
ngu3i ht nha. Dù ñư&c gi như v#y nhưng v#t liu này von thu3c loai ñá bitum
(macadam). ði ña s_ h%n h&p ñư&c gia công v[i bitum quánh có ñ3 kim lún 200, 300
ho,c bitum lang có ñ3 chRy 100 giây và do v#y chúng phRi ñư&c rRi và ñ:m nén g nhit
ñ3 80–100
o
C. Tuy nhiên, bitum lang cũng ñư&c dùng ñ+ ch7 to l[p ñá bitum rRi ngu3i
và ñ+ d trI trong các kho chNa.
Khi m[i rRi xong, ñá bitum ht nha có ñ3 r%ng cao vì th7 nó dQ bk Rnh hưgng c4a
nư[c, do v#y c:n lưu ý khi la chn c_t liu. ð3 r%ng giRm d:n dư[i tRi trng ñ:m lèn
c4a xe c3 và h%n h&p ñ:m trg nên kín nư[c. L[p v#t liu này thưng có chi5u dày 15–
25 mm. Khi sn dUng như l[p ph4 b5 m,t không nh8t thi7t phRi phRi tính vào chi5u dày
k7t c8u làm tăng cao ñ3 m,t ñưng. L[p v#t liu này chv làm gia tăng chút ít cưng ñ3
c4a k7t c8u m,t ñưng. Theo quan ñi+m như v#y, yêu c:u l[p móng ñưng phía dư[i
phRi chku tRi trng t_t và t_t nh8t là có khR năng không th8m nư[c. Hơn nIa, l[p b5 m,t
phRi ñ5u ñ,n (có chi5u dày ñ;ng ñ5u) và như v#y l[p phía dư[i có tác dUng bù vá và có
chi5u dày thay ñii.
12.6. LXP ðÁ NHdA TO NHÁM, TH%M NƯXC
Các con ñưng, sân bay thưng bk jm ư[t nhi5u gi. Thí dU nhIng con ñưng
trên nư[c Anh có th+ bk ư[t t[i 50% thi gian trong năm. ð+ kh.c phUc nư[c m,t và s
trơn trư&t trên ñưng băng sân bay, vào th#p k0 50 c4a th7 k0 19, B3 công trình hàng
không ñã thn nghin l[p v#t liu ñá bitum hg to nhám cs ht 10 mm. L[p v#t liu này
ñư&c thi7t k7 cho phép nư[c th8m qua m3t lư&ng nh8t ñknh xu_ng t[i l[p không th8m
nư[c phía dư[i m,t ñưng băng, sau ñó theo các rãnh ngang chRy vào các rãnh thoát
ñư&c l8p ñ:y brng các ht c_t liu. Các thn nghim chNng ta hiu quR t_t c4a l[p ma
sát/ thoát nư[c.
Các s_ liu th_ng kê ư[c tính có ñ7n 10% tai nn trong mùa mưa là do nư[c tóe
lên tc các xe chy nhanh. Chi phí cho các tai nn gây ra bgi s tóe nư[c có th+ chi7m
t[i 1/3 so v[i các tai nn do trơn trư&t bgi ñưng jm ư[t. Ti7p theo s thành công c4a
l[p to ma sát 10mm cho sân bay, Phòng nghiên cNu v#n tRi và ñưng (TRRL) ñã phát
tri+n thành công v#t liu ñá bitum th8m nư[c 20mm.
12.6.1. S¦ PHÁT TRI¼N C‡A V T LI}U ðÁ NH¦A TH…M NƯžC
Tc năm 1967, m3t s_ lư&ng l[n các thn nghim ñã ñư&c thc hin ñ+ xác ñknh
mNc ñ3 phù h&p c4a l[p v#t liu ñá nha th8m nư[c ñ_i v[i nhIng con ñưng có lưu
lư&ng giao thông cao. Szatkowski và Brown ñã cho rrng l[p v#t liu ñá nha ñư&c ch7
to v[i c_t liu l[n nói chung có ñ3 r%ng, ñ3 th8m nư[c và ñ3 nhám cao nh8t. Tuy v#y,
v[i m3t s_ cs ht c_t liu, các giá trk này giRm ñáng k+ trong m3t ít năm ñ:u sau khi rRi.
Tuy nhiên s giRm tóe nư[c von còn hiu quR trong m3t thi gian dài hơn khi v#t liu
ñư&c ch7 to v[i c_t liu cs 20 mm; thi gian kéo dài ít nh8t là 3 năm v[i lư&ng giao
trhông cao (>7000 xe/ngày ñêm/làn xe) và t[i 6 năm v[i lư&ng giao thông trung bình
(2500 xe/ngày ñêm/làn xe). Dù sao, l[p m,t ñưng dưng như von còn t_t cho nhi5u
năm sau ngay cR khi hiu quR c4a thu3c tính giRm tóe nư[c ñã suy giRm và cu_i cùng
tuii th c4a nó có th+ kéo dài t[i 15 năm. Các k7t quR thn nghim ti7p theo ñã k7t lu#n
rrng khR năng kháng trư&t c4a l[p v#t liu này v[i c_t liu 20 mm tương t như các l[p
rRi m,t khác ñư&c sRn xu8t cùng v[i loi c_t liu. M_i quan h giIa sNc kháng trư&t v[i
t_c ñ3 xe, v[i c_t liu 20 mm tương h&p v[i ñ3 nhám cũng g:n như quan h thu ñư&c
Nng v[i l[p m,t asphalt rRi nóng.
V5 m,t k7t c8u, 40 mm v#t liu ñá nha th8m nư[c dùng bitum có ñ3 kim lún 100
ho,c 200 thì tương ñương v[i 16 mm HRA ho,c 20 mm ñá – bitum ñ,c kín. Tuy nhiên,
n7u dùng bitum epoxy thay cho bitum thông thưng thì ñ3 cNng ñ3ng hc c4a ñá –
bitum tăng lên m3t cách ñáng k+ và cưng ñ3 c4a nó brng ho,c l[n hơn HRA. Bitum
chNa polyme như etylen vinyl axetat, styren–butadien–styren có ñ3 cNng ñ3ng hc nrm
giIa hai loi trên.
12.6.2. ÍCH L¤I C‡A LžP ðÁ NH¦A TH…M NƯžC
S1 giOm tóe nư c:
S tóe nư[c làm hn ch7 t:m nhìn m3t cách b8t thưng và như
v#y nó trg nên r8t nguy hi+m. NhIng thí nghim bi sung cu_i cùng ñã chNng ta rrng s
tóe nư[c có th+ giRm ñi ñáng k+ nh l[p ñá nha th8m nư[c. V#t liu ñá nha th8m
nư[c có ñ3 r%ng cao (t[i 25%). M3t l[p rRi dày 40 mm brng v#t liu ñá nha th8m nư[c
có th+ h8p thu m3t lư&ng mưa 8 mm trư[c khi trg nên bão hòa. L[p v#t liu này làm
vic như m3t l[p thoát nư[c, nó có khR năng cho nư[c chRy qua v#t liu g:n như thoát
h7t nư[c b5 m,t, giRi quy7t ñư&c tình trng nư[c ñng trên m,t ñưng.
KhO năng giOm tiJng Zn:
M,t ñưng ñư&c rRi brng v#t liu c8u trúc thô làm tăng
ti7p xúc giIa l_p xe chy v[i t_c ñ3 cao v[i b5 m,t ñưng trong ñi5u kin thi ti7t jm
ư[t, nh v#y nó giúp duy trì sNc kháng trư&t t_t. M_i quan hgiIa ti7ng ;n và thu3c
tính ma sát c4a m,t ñưng ñã ñư&c TRRL nghiên cNu. Thu3c tính ma sát ñư&c ñánh giá
brng chi5u sâu rót cát (chi5u sâu c8u trúc) và brng s thay ñii t0 l ph:n trăm h s_ lc
hãm brng thí nghim hãm phanh g t_c ñ3 130 km/h và 50 km/h. Công trình thí nghin
này ñã k7t lu#n rrng, ti7ng ;n l[n nh8t do phương tin gây ra là m3t hàm s_ c4a ñ3
nhám vĩ mô (chi5u sâu rót cát) và là hàm lôgarit c4a s thay ñii t0 l ph:n trăm hs_
hãm phanh. ði5u ñó có nghĩa là trên thc t7 v[i m,t ñưng thông thưng không th+ vca
ñt ñư&c ñ3 bám (khR năng ch_ng tru&t) cao li vca giRm ti7ng ;n.
Các báo cáo c4a m3t s_ l[n thí nghim hin trưng ti7p sau ñó v5 ti7ng ;n do xe
chy trên m,t ñưng hg to nhám ñã ñư&c công b_: “... Ti7ng ;n do xe chy trên m,t
ñưng ñá nha th8m nư[c th8p hơn ñáng k+ so v[i khi xe chy trên m,t ñưng thông
thưng có cùng ñ3 nhám (th8p hơn 3– 4 dB(A) trong ñi5u kin khô ráo và th8p hơn 7– 8
dB(A) trong ñi5u kin jm ư[t ...”.
Thêm nIa, m3t l&i ích do thu3c tính b5 m,t c4a ñá nha th8m nư[c là s giRm ma
sát lăn c4a bánh xe.
12.6.3. NHƯ¤C ðI¼M C‡A LžP NH¦A TH…M NƯžC
Sai s_ v5 hàm lư&ng bitum c4a loi v#t liu này bk kh_ng ch7 r8t kh.t khe. N7u
lư&ng bitum quá th8p thì sŒ không ñ4 ñ+ bao bc c_t liu, ho,c màng bitum quá mang
ñ7n mNc chúng bk ôxy hóa nhanh chóng don ñ7n bk hư hang. M,t khác n7u lư&ng bitum
quá cao (ho,c nhit ñ3 c4a h%n h&p quá cao), bitum có th+ chRy ra khai c_t liu trong
quá trình v#n chuy+n.
Cho ñ7n năm 1984, vic xác ñknh hàm lư&ng bitum cho h%n h&p ñá nha th8m
nư[c m[i ñư&c thc hin g Anh qu_c. Thí nghim này xác ñknh lư&ng bitum chRy thoát
thc hin trong phòng thí nghim nhrm xác ñknh lư&ng chRy thoát bitum trong thc t7;
TRRL ñang ti7n hành các khRo cNu v5 v8n ñ5 này.
Hình 12.2.
K7t quR ki+m tra s chRy bitum khai h%n h&p.
Vic cho thêm b3t vôi vào h%n h&p ñã làm tăng ñáng k+ tính nh[t c4a bitum và do
v#y giRm ñư&c lư&ng bitum chRy ra khai c_t liu. Lư&ng b3t vôi cũng làm tăng lc
dính. Lc này rõ ràng có ích cho v#t liu r%ng nơi bk bão hòa nư[c trong thi gian dài.
Vì l[p v#t liu ñá nha th8m nư[c và l[p to nhám theo ñknh nghĩa là v#t liu hg th8m
nư[c, màng bitum trong v#t liu sau khi ñ:m nén thưng xuyên bk ti7p xúc v[i oxy
trong không khí. Thc t7 là bitum bk oxy hóa tương ñ_i nhanh.