CẨM NANG VỀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CỦA WIRTGEN GROUP - PHẦN 5

NỘI DUNG CẨM NANG TÁI CHẾ CỦA WIRTGEN GROUP

Cẩm nang về tái chế của Wirtgen Group được chúng tôi chia thành 6 phần, ứng với 6 vấn đề quan trọng mà các chủ đầu tư và người vận hành thiết bị cần nắm vững trong quy trình tái chế mặt đường. Các bạn có thể click chọn từng phần bên dưới để xem chi tiết hơn.

PHẦN 1	PHẦN 2
PHẦN 3	PHẦN 4
PHẦN 5	PHẦN 6

TÓM TẮT NỘI DUNG

1. KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG TRONG TÁI CHẾ

Ba loại mặt đường hiện hữu điển hình và chi tiết về các thành phần của từng lớp:

- Các kết cấu đặc trưng bằng lớp mặt bê tông nhựa asphalt dày (+ 100 mm) lớp mặt base trên nền hạt chất lượng cao, thường là sản phẩm đá nghiền với CBR > 80%.

- Các kết cấu có lớp mặt là asphalt (cộng các lớp trên), thường dày < 100 mm trên nền hạt chất lượng cao, thường là sản phẩm đá nghiền với CBR > 80%.

- Các kết cấu có nền sỏi tự nhiên dày 150 mm (hoặc lớp sỏi đối với các đường rải đá cấp phối) trên lớp nền đáy 150 mm, thường được xây dựng với vật liệu có CBR > 45% cho cả hai lớp.

Ba kiểu nền khác nhau được khảo sát (các giá trị CBR được nêu theo mật độ hiện trường giả định):

- “Tốt” khi lớp dưới chứa vật liệu sỏi tự nhiên với giá trị CBR vượt quá 45%.

- “Trung bình”, sỏi tự nhiên với giá trị CBR xấp xỉ 25%.

- “Kém”, vật liệu kiểu đất, với giá trị CBR cực đại 7%.

Đây là các cấp rất rộng và phản ánh các điều kiện chịu lực “trung bình” được cung cấp từ phần kết cấu đường bên dưới lớp tái chế dến chiều sâu ít nhất là 1.0 mét. Các kết cấu được nêu ở đây chỉ có tính thông tin, bắt nguồn từ sự phân tích thiết kế đường hợp lý và chỉ nhằm các mục đích minh họa. Tuy nhiên, chúng có thể rất hữu dụng, có tính hướng dẫn về chiều sâu tái chế / chiều dày lớp ổn định hóa, có thể dự đoán cho các mục tiêu kết cấu mặt đường khác nhau, với các điều kiện chịu lực khác nhau.

2. THAY NỀN ASPHALT BÊ TÔNG NHỰA NÓNG BẰNG RAP - TÁI CHẾ GIA CỐ VỚI BITUM BỌT

Nhiều ứng dụng thành công cho thấy RAP cào bóc tái sinh ổn định hóa bằng bitum bọt có thể thay cho vật liệu nền asphalt bê tông nhựa nóng (HMA). Các lớp nền HMA có thể được thay thế một cách thành công với RAP tái chế gia cố bằng bitum bọt. Điều này tạo ra cơ hội lý tưởng để giải quyết các vật liệu khi cào bóc tái chế nguội - RAP. Đồng thời đạt được lợi ích rõ rệt về tiết kiệm chi phí và trong một số ứng dụng, còn tạo ra sản phẩm chất lượng rất cao.

Khi xử lý với bitum bọt, RAP được giả thiết là có các tính chất của vật liệu hạt thô với bitum bọt phân tán trong nền và bao quanh cốt liệu. Đây không phải là loại asphalt. Khác với HMA truyền thống, RAP tái chế gia cố ổn định hóa bằng bitum bọt không bị lõm xuống do vật liệu này ứng xử theo cách thức phụ thuộc vào ứng suất tương tự hỗn hợp đá nghiền và không nhạy với nhiệt độ. Khi đạt được mật độ chuẩn bằng cách đầm nén năng lượng cao (xe lu rung cỡ lớn), RAP xử lý bằng bitum bọt sẽ có hàm lượng rỗ xốp tương đối cao so với HMA.

Ngoài khả năng hỗ trợ “tính ổn định” và giảm xu hướng “chảy”, lượng rỗ xốp này còn giảm tính nhạy với rạn nứt do nhiệt. Tuy nhiên, do về cơ bản vẫn là vật liệu “hạt”, RAP tái chế gia cố ổn định hóa bằng bitum bọt luôn luôn yêu cầu mặt đường đủ chặt để tránh hấp thu ẩm và chống mài mòn do lưu thông.

Các nghiên cứu cho thấy, vật liệu RAP tái chế ổn định hóa bằng bitum bọt duy trì 100% giá trị độ bền khô khi bị ngâm nước (TSR  1) có thể đạt được hiệu suất tương tự vật liệu nền HMA truyền thống. Khi cần thiết, độ bền của sản phẩm ổn định hóa bằng bitum có thể tăng bằng cách pha trộn RAP với cát nghiền trong các điều kiện có kiểm soát. Chẳng hạn trong nhà máy Wirtgen KMA 200, hoặc bằng cách rải cát thành một lớp đồng đều trên mặt đường hiện hữu và tái xử lý tại chỗ.

3. TÁI CHẾ HAI GIAI ĐOẠN ĐỂ TĂNG ĐỘ BỀN KẾT CẤU

Thay RAP ổn định hóa bằng bitum cho vật liệu nền HMA trong các nền đường là quy trình “tái chế hai phần” (hai giai đoạn). Phần thứ nhất đạt được bằng cách tái chế tại hiện trường, phần thứ hai là tái sử dụng RAP, có thể lấy từ các cốt liệu hiện hữu hoặc cào bóc nghiền từ mặt đường ngay phía trước xe / máy tái chế tại chỗ.

Các tùy chọn tái chế hai phần

Tùy chọn 1: Tái chế hai phần với vật liệu nhập

Bước 1: Mặt đường hiện hữu bị xuống cấp => Tái chế / ổn định hóa phần phía trên.

Bước 2: Nhập vật liệu và ổn định hóa tại chỗ HOẶC Ổn định hóa ở nơi khác và nhập vào công trường và tạo lớp mặt đường trên cùng.

Tùy chọn 2: Tái chế hai phần sử dụng vật liệu tại chỗ

Bước 1: Mặt đường hiện hữu bị xuống cấp với lớp nền yếu => Đào và bóc vật liệu lớp trên để bảo quản tạm thời.

Bước 2: Tái chế / gia cố ổn định hóa tại chỗ cho vật liệu hiện hữu.

Bước 3: Nhập vật liệu đã bảo quản tạm và gia cố ổn định hóa tại chỗ HOẶC Gia cố ổn định hóa ở nơi khác và nhập vào công trường và tạo lớp mặt đường trên cùng.

Cào bóc , Nghiền phần trên của mặt đường hiện hữu cho phép tái chế các lớp dưới đến chiều sâu lớn hơn so với chỉ tái chế bề mặt hiện hữu. Theo cách này, các lớp nền có vấn đề hoặc bị xuống cấp có thể được xử lý (thường ổn định hóa với tác nhân gốc xi măng), sau đó tạo lớp bề mặt bằng cách sử dụng vật liệu đã được lấy lên trước đó. Phương pháp này rất thông dụng ở nơi thiếu hỗn hợp đá thích hợp cho lớp mặt.

Vật liệu được lấy lên từ mặt đường sẽ được đưa trở lại và xử lý, hoặc xử lý ở nơi khác trước khi đưa trở lại hiện trường. Nếu xử lý tại chỗ, vật liệu nhập phải được rải đều trên lớp nền mới tái chế (và đầm nén sơ bộ) trước khi tái chế với tác nhân ổn định hóa. Kiểm soát chiều sâu trong giai đoạn tái chế thứ hai là rất quan trọng, do vật liệu không ổn định hóa xếp xen kẽ giữa hai lớp tái chế sẽ gây ra sự xuống cấp chỉ trong thời gian ngắn. Để tránh phát sinh điều này, thường tái chế khoảng 25 mm sâu hơn chiều dày lớp nền, xuyên từ mặt trên xuống dưới lớp base .

Khi vật liệu được xử lý ở nơi khác, vật liệu gia cố ổn định hóa được đưa đến và rải đều (bằng máy san ủi) trên bề mặt lớp nềm mới tái chế.

4. TÁI CHẾ TẠI CHỖ HAI GIAI ĐOẠN

Sự xuống cấp của các con đường có mật độ lưu thông không cao, chủ yếu do các vật liệu nhạy với độ ẩm ở các lớp phía trên. Các vật liệu này thường được đặc trưng hóa bằng độ déo cao (PI > 10) có thể được xử lý (cải thiện) với vôi hydrate hóa. Sự xử lý này thường đạt được bằng cách tái chế phần đáy của lớp nền (sâu 200 - 300 mm) với 2 - 4 % vôi. Tuy nhiên, sự xử lý này thường không đủ để đạt các tính chất bền theo yêu cầu hồi phục, cần có thêm các lớp được xây dựng hoặc xử lý, bằng cách tái chế với tác nhân ổn định hóa gốc bitum. Quy trình này được gọi là tái chế “hai giai đoạn”, về cơ bản bao gồm:

- Cải thiện vật liệu hiện hữu ở lớp trên bằng cách tái chế với lượng vôi hydrate hóa đủ để giảm hoặc loại bỏ tính dẻo của các vật liệu đó.

- Trong vòng 24 giờ, tái chế lại phần trên của vật liệu đã cải thiện bằng cách dùng bitum bọt hoặc nhũ đến chiều sâu được xác định từ thiết kế đường.

Tùy chọn tái chế hai giai đoạn

Giai đoạn 1: Đường hiện hữu bị xuống cấp với lớp nền chất lượng kém => Cải thiện / tái chế tại chỗ vật liệu hiện hữu với vôi.

Giai đoạn 2: Tái chế / ổn định hóa tại chỗ phần trên của vật liệu với bitum và tạo lớp bê tông nhựa mặt trên cùng.

Trong phần cuối của Cẩm nang về Công nghệ tái chế của Wirtgen Group, chúng tôi sẽ chia sẻ tới bạn đọc các các khảo sát xây dựng trong tái chế. Mời các bạn theo dõi!