- Novachip là công nghệ rải một lớp bê tông nhựa nóng được trộn nóng, rải nóng, có cấp phối cốt liệu gián đoạn trên lớp mặt đường được tưới dính bám nhũ tương nhựa đường polime gọi là vậ
Trang 1
ĐỀ TÀI:
Tìm hiểu hoạt động và công nghệ thi công mặt đường bằng lớp phủ novachip
MỤC LỤC:
1 Giới thiệu chung
2 Phân loại bê tông nhựa Novachip
3 Thi công lớp phủ Novachip
4 Kiểm tra
5 Ứng dụng tại Việt Nam
1 Giới thiệu chung
Trong xây dựng mặt đường mới và đặc biệt trong duy tu - bảo dưỡng đường bộ, người ta thường sử dụng các lớp phủ mỏng để bảo vệ kết cấu mặt đường hiện hữu và tăng sự êm thuận, an toàn cho xe chạy trên đường Từ trước đến nay, để tạo lớp phủ bề mặt, chúng ta thường dùng công nghệ láng nhựa 1 lớp, 2 lớp hoặc dùng thảm mỏng bêtông nhựa dày 30 mm Tuy nhiên gần đây, ở châu âu và Mỹ, người ta đã tìm ra công nghệ mới để tạo lớp phủ mặt đường siêu mỏng (dày 15-25 mm), có độ bền cao và độ nhám lớn, đó là công nghệ NovaChip
- Novachip là công nghệ rải một lớp bê tông nhựa nóng (được trộn nóng, rải nóng), có cấp phối cốt liệu gián đoạn trên lớp mặt đường được tưới dính bám nhũ tương nhựa đường polime (gọi là vật liệu dính bám Novabond);
- Công nghệ Novachip sử dụng máy rải chuyên dụng (gọi là máy rải Novapaver) thực hiện đồng thời hai chức năng: (1) tưới vật liệu dính bám Novabond
và (2) rải hỗn hợp BTNNVC
- Lớp BTNNVC với chiều dầy từ 12,5 mm đến 25 mm được sử dụng cho: đường cao tốc, đường ô tô cấp cao (tốc độ thiết kế từ 80 km/h trở lên), các đoạn đường qua địa hình khó khăn nguy hiểm (đường vòng quanh co, đường cong bán kính dưới
150 m mà không hạn chế tốc độ, đoạn có dốc dọc > 5% với chiều dài dốc > 100 m ), đường đô thị; nhằm cải thiện độ nhám (sức kháng trượt) mặt đường
- Lớp BTNNVC được rải trên lớp mặt đường bê tông nhựa hoặc bê tông xi
măng mới xây dựng hoặc đã qua thời gian khai thác Để bảo đảm độ bền và chiều dầy rải đồng đều của lớp BTNNVC, mặt đường phía dưới phải thoả mãn các yêu cầu về cường độ và độ bằng phẳng theo quy định của cấp đường tương ứng tại TCVN 4054 : 2005
Trang 2
- Công nghệ NovaChip để tạo lớp phủ mỏng cho mặt đường, lần đầu tiên được giới thiệu và áp dụng tại Pháp vào năm 1986 Công nghệ NovaChip được giới thiệu lần đầu tiên tại Mỹ vào năm 1990 Dự án đầu tiên sử dụng công nghệ NovaChip tại
Mỹ được thực hiện vào năm 1992 tại bang Alabama với thiết bị rải được nhập từ Pháp Trong cùng thời gian đó, nhiều đoạn đường thử nghiệm công nghệ NovaChip cũng được áp dụng ở các bang Mississipi và Texas Đến nay, đã có 42 bang ở nước Mỹ sử dụng công nghệ NovaChip trong việc tạo lớp phủ mỏng mặt đường với diện tích trên
40 triệu m2 bề mặt các tuyến đường bộ
- Ưu điểm:
+ Độ dày của lớp thảm Novachip nhỏ (từ 1,5cm đến 2,5cm), trong khi lớp thảm thông thường hiện nay là 5cm
+ Sử dụng nhựa thông thường không đòi hỏi sử dụng nhựa đặc biệt nên ít tốn kém
+ Giá thành 1 m2 lớp phủ mỏng dùng công nghệ NovaChip dày 15-20 mm có thể tương đương giá thành của lớp phủ mỏng dày 30-35 mm dùng nhựa thông thường
+ Công nghệ Novachip dùng tia laze để thảm đường thay cho đo thủ công để thảm theo phương pháp thông thường nên khi xuống cấp, lớp thảm áp dụng Novachip còn có thể bóc lên tái sử dụng lại
+ Lớp lót bằng nhũ tương NovaBond có khả năng bám dính với mặt đường
cũ tốt và giúp hàn kín lỗ trên mặt nền đường để bảo vệ nền
Trang 3+ Lớp phủ có cấp phối hở có khả năng hấp thụ nước khi trời mưa, giảm bắn bụi nước từ phương tiện giao thông đồng thời giảm được độ ồn (tới 3 dBA) phát ra do bánh xe ma sát với mặt đường khi chạy
+ Dây chuyền công nghệ hiện đại năng suất cao, đạt 15-30m/phút, vệt rải rộng 4-5 m, thời gian thông xe nhanh (phù hợp cho các tuyến đường nội đô hoặc cao tốc có mật độ lưu lượng xe cao
Mặt đường bình thường lúc trời mưa
Mặt đường bê tông có lớp phủ NVC khi mưa
Trang 4
- Nhược điểm:
+ Đòi hỏi trang thiết bị rải chuyên dụng
+ Cần có xe cấp nhũ tương có tính dính đặc biệt
2 Phân loại BTNNVC
2.1 Căn cứ vào thành phần cấp phối cốt liệu, BTNNVC được phân ra 3 loại:
- BTNNVC loại A: có cỡ hạt lớn nhất là 9,5 mm;
- BTNNVC loại B: có cỡ hạt lớn nhất là 12,5 mm;
- BTNNVC loại C: có cỡ hạt lớn nhất là 19 mm
Thành phần cấp phối cốt liệu của BTNNVC theo quy định tại Bảng 1
Bảng 1 Thành phần cấp phối cốt liệu của BTNNVC
Kích cỡ sàng mắt
vuông (mm)
Lượng lọt sàng (% theo khối lượng)
BTNNVC loại A BTNNVC loại B BTNNVC loại C
Trang 5
Kích cỡ sàng mắt
vuông (mm)
Lượng lọt sàng (% theo khối lượng)
BTNNVC loại A BTNNVC loại B BTNNVC loại C
Hàm lượng nhựa tham
khảo (% khối lượng hỗn
hợp BTNNVC)
3 Thi công lớp phủ BTNNVC
3.1 Phối hợp các công việc để thi công
- Phải bảo đảm nhịp nhàng hoạt động của trạm trộn, phương tiện vận chuyển hỗn hợp
ra hiện trường, thiết bị rải và phương tiện lu lèn
- Khoảng cách giữa trạm trộn và hiện trường thi công phải tính toán sao cho hỗn hợp
khi vận chuyển đến hiện trường bảo đảm nhiệt độ quy định
3.2 Yêu cầu về thiết bị thi công
- Xe vận chuyển nhũ tương nhựa đường polime là loại xe có xi - téc, có khả năng đảm
bảo được nhiệt độ của nhũ tương nhựa đường polime trong quá trình vận chuyển Nhiệt độ của nhũ tương nhựa đường polime khi vận chuyển theo khuyến cáo của nhà sản xuất nhũ tương nhựa đường polime (khoảng nhiệt độ tham khảo từ 50 oC 80 oC).
- Xe vận chuyển hỗn hợp BTNNVC là loại xe tự đổ có thùng xe bằng kim loại, phải
có bạt che phủ
- Máy rải hỗn hợp BTNNVC (máy rải Novapaver): Máy rải Novapaver là loại máy
chuyên dụng, thực hiện đồng thời hai chức năng: tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám và rải hỗn hợp bê tông nhựa
- Máy lu: chỉ sử dụng lu tĩnh hai bánh sắt loại có tải trọng tối thiểu là 9 tấn.
- Trạm trộn: có tính năng kỹ thuật thoả mãn yêu cầu quy định tại Mục 6.2
3.3 Yêu cầu về điều kiện thi công
- Chỉ được thi công lớp BTNNVC khi nhiệt độ không khí lớn hơn 15 oC; không được thi công khi trời mưa
- Chỉ được thi công lớp BTNNVC khi mặt đường sạch, khô ráo, có đủ cường độ và độ
bằng phẳng (quy định tại Mục 1.4), các vị trí hư hỏng cục bộ (rạn nứt, bong tróc, trượt ) đã được sửa chữa triệt để
Trang 6
- Nên thi công và hoàn thiện lớp BTNNVC vào ban ngày Trường hợp phải thi công
vào ban đêm, phải có đủ thiết bị chiếu sáng đảm bảo cho quá trình thi công đảm bảo chất lượng, an toàn và được Tư vấn giám sát chấp thuận
3.4 Yêu cầu về đoạn thi công thử
- Phải tiến hành thi công thử một đoạn BTNNVC để kiểm tra và xác định công nghệ
của quá trình rải, lu lèn làm cơ sở áp dụng thi công đại trà Đoạn thi công thử phải có chiều dài tối thiểu 100 m, chiều rộng tối thiểu 2 làn xe
- Số liệu thu được sau khi rải thử sẽ là cơ sở để điều chỉnh (nếu có) hoặc chấp thuận
để thi công đại trà Các số liệu chấp thuận bao gồm:
+ Công thức chế tạo hỗn hợp BTNNVC;
+ Phương án và công nghệ thi công: loại và tỷ lệ nhũ tương nhựa đường polime tưới dính bám, nhiệt độ nhũ tương nhựa đường polime khi tưới dính bám; nhiệt độ rải, chiều dầy rải BTNNVC chưa lu lèn, nhiệt độ lu lèn; tải trọng lu, sơ đồ lu, số lượt lu; độ bằng phẳng, độ nhám bề mặt sau khi thi công,
- Nếu đoạn thi công thử chưa đạt được chất lượng yêu cầu thì phải làm một đoạn thử
khác với sự điều chỉnh lại công thức chế tạo hỗn hợp BTNNVC, phương án và công nghệ thi công cho đến khi đạt được chất lượng yêu cầu
3.5 Chuẩn bị mặt bằng
- Bảo vệ và che đậy những kết cấu công trình hoặc bộ phận kết cấu công trình (bó vỉa, nắp đậy hố thăm, hố ga thu nước, ) để không bị làm bẩn khi thi công lớp phủ BTNNVC (nếu cần)
- Làm sạch bụi bẩn và vật liệu không thích hợp rơi vãi trên bề mặt sẽ rải BTNNVC
lên bằng máy quét, máy thổi, vòi phun nước (nếu cần) và bắt buộc phải hong khô Bề mặt chuẩn bị phải rộng hơn sang mỗi phía lề đường ít nhất là 20 cm so với bề rộng sẽ được tưới nhũ tương dính bám và rải BTNNVC
- Tiến hành công tác sửa chữa chỗ lồi lõm, vá ổ gà, bù vênh mặt, sao cho mặt đường
bảo đảm cao độ, độ bằng phẳng, độ dốc ngang, độ dốc dọc với các sai số nằm trong phạm vi cho phép mà các tiêu chuẩn kỹ thuật tương ứng đã quy định Đối với các vết nứt có độ mở rộng lớn hơn 6 mm hoặc sâu lớn hơn 12,5 mm thì phải vệ sinh sạch sẽ và hàn kín trước (bằng nhũ tương nhựa đường polime hoặc vật liệu phù hợp khác)
3.6 Vận chuyển nhũ tương nhựa đường polime
- Dùng ô tô có xi - téc vận chuyển nhũ tương nhựa đường polime từ nơi sản xuất
(hoặc kho lưu trữ) ra công trường Xi - téc phải có khả năng duy trì nhiệt độ của nhũ tương nhựa đường polime ở nhiệt độ quy định trong suốt quá trình vận chuyển, nắp đậy và ống xả của xi téc phải được niêm phong
- Mỗi chuyến ô tô vận chuyển nhũ tương nhựa đường polime khi rời nơi sản xuất
(hoặc kho lưu trữ) phải có phiếu xuất xưởng ghi rõ nhiệt độ, khối lượng (hoặc thể tích), thời điểm xe bắt đầu chạy, nơi xe sẽ đến, biển số xe, tên người lái xe
- Trước khi đổ nhũ tương nhựa đường polime vào thùng đựng nhũ tương trên máy rải,
phải kiểm tra niêm phong trên nắp đậy và ống xả của xi - téc, nếu dấu niêm phong không còn nguyên vẹn thì phải loại bỏ
Trang 7
3.7 Vận chuyển hỗn hợp BTNNVC
- Dùng ô tô tự đổ vận chuyển hỗn hợp BTNNVC từ trạm trộn ra công trường Thùng
xe phải kín, sạch, có quét lớp mỏng dung dịch xà phòng vào đáy và thành thùng (hoặc dầu chống dính bám); không được dùng dầu nhờn, dầu cặn hay các dung môi hoà tan nhựa đường polyme để quét đáy và thành thùng xe
- Mỗi chuyến ô tô vận chuyển hỗn hợp khi rời trạm phải có phiếu xuất xưởng ghi rõ
nhiệt độ hỗn hợp, khối lượng, chất lượng (đánh giá bằng mắt), thời điểm xe rời trạm trộn, nơi xe sẽ đến, biển số xe, tên người lái xe
- Trước khi đổ hỗn hợp BTNNVC vào phễu tiếp nhận của máy rải, phải kiểm tra nhiệt
độ hỗn hợp bằng nhiệt kế, nếu nhiệt độ hỗn hợp nhỏ hơn quy định thì phải loại bỏ
3.8 Tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám và rải hỗn hợp BTNNVC
- Việc tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám và rải hỗn hợp BTNNVC được thực hiện đồng thời bằng một máy rải Novapaver Trong quá trình hoạt động, nhũ tương nhựa đường polime được tưới lên mặt đường thông qua hệ thống thanh phun, ngay sau đó hỗn hợp BTNNVC được rải lên (hỗn hợp BTNNVC phải được rải xong trong khoảng thời gian 5 giây tính từ khi nhũ tương nhựa đường polime được tưới lên mặt đường)
- Việc tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám và rải hỗn hợp BTNNVC phải được thực hiện bằng máy, chỉ những vị trí cục bộ máy không thể rải được thì mới được phép rải thủ công
Trang 8
- Kiểm tra hệ thống thanh phun nhũ tương nhựa đường polime, cài đặt tỷ lệ phun theo
đúng quy định Việc kiểm tra này phải tuân thủ đầy đủ hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị
- Lắp đặt hệ thống cao độ chuẩn cho máy rải: cấu tạo của hệ thống cao độ chuẩn tuỳ
thuộc vào loại cảm biến của máy rải Khi lắp đặt hệ thống này phải chú ý tuân thủ đầy
đủ hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị và phải đảm bảo các cảm biến làm việc ổn định với hệ thống cao độ chuẩn này
- Trước khi rải phải đốt nóng tấm là, guồng xoắn.
- Ô tô chở hỗn hợp BTNNVC đi lùi tới phễu máy rải, bánh xe tiếp xúc đều và nhẹ
nhàng với 2 trục lăn của máy rải Sau đó điều khiển cho thùng xe đổ từ từ hỗn hợp xuống giữa phễu tiếp nhận của máy rải; xe để số 0, máy rải sẽ đẩy ô tô từ từ về phía trước cùng máy rải
- Khi hỗn hợp BTNNVC đã phân đều dọc theo guồng xoắn của máy rải và ngập tới
2/3 chiều cao guồng xoắn thì máy rải bắt đầu tiến về phía trước theo vệt quy định Trong quá trình rải luôn giữ cho hỗn hợp thường xuyên ngập 2/3 chiều cao guồng xoắn Tốc độ rải được xác định thông qua đoạn rải thử và phải được Tư vấn giám sát chấp thuận
- Trong suốt thời gian rải hỗn hợp BTNNVC bắt buộc phải để thanh đầm (hoặc bộ
phận chấn động trên tấm là) của máy rải luôn hoạt động
- Phải thường xuyên dùng thuốn sắt đã đánh dấu để kiểm tra bề dày rải.
- Ngay sau khi hỗn hợp được rải và làm phẳng sơ bộ, cần tiến hành kiểm tra và sửa
những chỗ không đều
- Cuối ngày làm việc, máy rải phải chạy không tải ra quá cuối vệt rải ít nhất 5 m mới
được ngừng hoạt động
- Mối nối ngang sau mỗi ngày làm việc phải được sửa cho vuông góc với trục đường.
Phải dọn sạch vật liệu vương vãi trên mặt đường (nếu có) do việc sửa chữa mối nối ngang cho vuông góc với trục đường gây ra Trước khi rải tiếp, phải cắt bỏ phần đầu mối nối, sau đó dùng nhũ tương nhựa đường polime tưới dính bám quét lên vết cắt để đảm bảo vệt rải cũ và mới dính kết tốt Các mối nối ngang của hai vệt rải sát nhau phải cách nhau ít nhất 1 m
- Các mối nối dọc để qua ngày cũng phải được xử lý như đối với mối nối ngang.
Trước khi rải vệt tiếp theo, phải cắt bỏ phần rìa của vệt rải cũ, dùng nhũ tương nhựa đường polime tưới dính bám quét lên vết cắt sau đó mới tiến hành rải
3.9 Lu lèn hỗn hợp BTNNVC
- Lớp BTNNVC mỏng không có yêu cầu về độ chặt lu lèn, mục đích chính của việc lu
lèn nhằm làm cho lớp BTNNVC liên kết tốt với lớp nhũ tương nhựa đường polime dính bám và mặt đường phía dưới Nhiệt độ hỗn hợp sau khi rải và nhiệt độ khi lu phải được giám sát chặt chẽ và phải nằm trong giới hạn quy định
- Công tác lu lèn phải được tiến hành ngay sau khi rải (vì lớp BTNNVC mỏng nên
nhiệt độ của hỗn hợp BTNNVC sau khi rải giảm nhanh)
- Việc lu được bắt đầu dọc theo chiều dọc của mối nối (nếu có), sau đó tại mép ngoài
và được tiến hành song song với tim đường, hướng dần về phía tim đường Khi lu
Trang 9trong đường cong có bố trí siêu cao, việc lu sẽ bắt đầu từ bên thấp sau đó tiến dần về bên cao Các vệt lu sau phải đè lên vệt trước ít nhất một nửa bề rộng bánh lu
- Phải đảm bảo lu vận hành đều, lộ trình lu không được thay đổi đột ngột, hướng lu
cũng không được đảo ngược đột ngột để tránh sự dịch chuyển của hỗn hợp BTNNVC
- Để hỗn hợp BTNNVC không dính vào bánh lu, sử dụng hệ thống phun nước của lu
hoặc dấp nước để làm ẩm các bánh lu, tránh không để nước chảy xuống mặt lớp BTNNVC Không được dùng dầu nhờn, dầu cặn hay các dung môi làm hoà tan nhựa đường polyme bôi vào bánh lu để chống dính bám
- Số lượt lu được quyết định trên cơ sở kết quả rải thử, thông thường từ 2 lượt/điểm
đến 3 lượt/điểm Trong quá trình lu, máy lu không được phép dừng lại trên lớp BTNNVC mới được rải Việc lu lèn phải được hoàn thành trước khi nhiệt độ mặt đường BTNNVC hạ thấp dưới 90oC
- Có thể cho phép các phương tiện giao thông lưu thông trên mặt đường BTNNVC
sau khi nhiệt độ mặt đường BTNNVC hạ thấp dưới 70 oC
* Máy rải Novapaver
Trang 10
Cấu tạo máy rải Novapaver:
Hệ thống guồng xoắn bên trong
Trang 11
Công nghệ thi công máy rải Novapaver:
- Novabond chứa trong xi-tec được phun ra trước khi thảm BTNNVC vài phút
Trang 12
- Nhũ tương được phun ra với mật độ 0.5-1.3 l/m2
- BTNNVC có nhiệt độ 149-1770C sẽ nguội ngay lập tức khi gặp nhũ tương (do trong nhũ tương có nước)
- Trạng thái liên kết dính chặt được định hình giữa nhũ tương và BTNNVC
- Bề dày lớp thảm là 12.5-40 mm
- Nhiệt độ lu lèn sau khi rải 110-1600C
- Việc đầm lèn được làm 1 phần bằng thanh gạt phẳng trong máy rải Sau đó sẽ lu tĩnh từ 2-4 lượt bằng lu tải trọng lu trên 10 tấn
Trang 13
Mặt đường Sài Gòn – Trung Lương hoàn thiện
Trang 14
4 kiểm tra và nghiệm thu lớp BTNNVC
4.1 Kiểm tra hiện trường trước khi thi công, bao gồm việc kiểm tra các hạng mục sau:
- Trạm trộn BTNNVC, thiết bị vận chuyển, máy rải, máy lu, thiết bị thông tin liên lạc, lực lượng thi công, hệ thống đảm bảo an toàn giao thông và an toàn lao động
4.2 Kiểm tra chất lượng vật liệu
- Kiểm tra chấp thuận vật liệu
+ Với đá dăm, cát xay, bột khoáng: kiểm tra các chỉ tiêu quy định như cường độ đá gốc, độ hao mòn Los Angeles, hàm lượng hạt thoi dẹt, hàm lượng bụi, sét, độ dính bám đá với nhựa đường, thành phần hạt của bột khoáng, độ ẩm, chỉ số dẻo;
+ Với nhựa đường polyme: kiểm tra các tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu nhựa đường polyme như t0 hóa mềm, độ kim lún, t0 bắt lửa, khối lượng riêng,
+ Với nhũ tương nhựa đường polyme: kiểm tra các chỉ tiêu hàm lượng nhựa, hàm lượng dầu, độ ổn định khi lưu kho 24h,
4.4 Kiểm tra tại trạm trộn hỗn hợp BTNNVC: theo quy định tại Bảng.
Kiểm tra tại trạm trộn
TT Hạng mục Chỉ tiêu/phương pháp Tần suất Vị trí lấy mẫu
1 Vật liệu tạicác phễu
nóng Thành phần hạt 1 ngày/lần
Các phễu nóng (Hot - bin)
2
Công thức chế tạo hỗn hợp BTNNVC
- Hàm lượng nhựa
- Thành phần hạt của hỗn hợp
- Khối lượng thể tích
- Tỷ trọng lý thuyết lớn nhất
- Chiều dầy màng nhựa
- Độ chảy nhựa
- Hệ số cường độ chịu kéo gián tiếp hoặc Độ ổn định Marshall còn lại
1 ngày/lần
Trên xe tải hoặc phễu nhập liệu của máy rải
3 Hệ thống cân
đong vật liệu
Kiểm tra các chứng chỉ hiệu chuẩn/kiểm định
và kiểm tra bằng mắt
1 ngày/lần Toàn trạm
4 Hệ thống Kiểm tra các chứng chỉ 1 ngày/lần Toàn trạm