Cách thiết kế cấp phối bê tông nhựa nóng đảm bảo chất lượng mặt đường

Trong thi công các tuyến đường giao thông, bê tông nhựa nóng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc tạo nên bề mặt kết cấu chịu lực ổn định, bền vững trước tác động của thời tiết và tải trọng. Tuy nhiên, để mặt đường phát huy được hiệu quả sử dụng cao nhất, yếu tố cốt lõi cần chú trọng chính là thiết kế cấp phối bê tông nhựa. Một cấp phối hợp lý không chỉ giúp tăng độ bền kết cấu mà còn hạn chế tình trạng hằn lún, nứt vỡ, đảm bảo an toàn giao thông lâu dài.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cấp phối bê tông nhựa nóng

Trong quá trình thiết kế, nhiều yếu tố kỹ thuật cần được xem xét kỹ lưỡng. Trước tiên là chất lượng của cốt liệu – bao gồm đá, cát, bột khoáng – phải đáp ứng về kích thước, độ sạch, độ bền và khả năng liên kết với nhựa đường. Thứ hai là bản thân nhựa đường cũng cần đảm bảo tính ổn định nhiệt và độ bám dính. Ngoài ra, các yếu tố như tỷ lệ phối trộn giữa nhựa và cốt liệu, nhiệt độ trộn – rải – lu lèn, độ rỗng dư, độ ổn định Marshall, độ chảy… đều có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuối cùng của mặt đường.

Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông nhựa phổ biến

Hiện nay, phương pháp thiết kế cấp phối được sử dụng phổ biến nhất tại Việt Nam là phương pháp Marshall. Đây là phương pháp thí nghiệm cơ học dựa trên nguyên lý xác định tỷ lệ nhựa tối ưu sao cho hỗn hợp bê tông nhựa đạt được độ ổn định, độ rỗng và độ bền cần thiết. Bên cạnh phương pháp Marshall, một số nơi vẫn sử dụng phương pháp kinh nghiệm, tuy nhiên độ chính xác và tính ứng dụng không cao bằng.

Quy trình thiết kế theo phương pháp Marshall

Phương pháp Marshall bao gồm các bước cơ bản như: chuẩn bị vật liệu, xác định tỷ lệ nhựa ban đầu, đúc mẫu bằng khuôn và búa nén Marshall, sau đó đo các chỉ tiêu cơ lý của mẫu như độ ổn định, độ rỗng dư, độ chảy… Thông qua việc vẽ đồ thị và phân tích các kết quả, kỹ sư sẽ lựa chọn tỷ lệ nhựa tối ưu cho cấp phối.

Toàn bộ quy trình này hiện đã được chuẩn hóa trong TCVN 8828:2011 – Bê tông nhựa – Thiết kế thành phần cấp phối bằng phương pháp Marshall. Đây là tiêu chuẩn kỹ thuật giúp các đơn vị thiết kế và thi công có cơ sở rõ ràng để xây dựng công thức phối trộn hợp lý, phù hợp với điều kiện khai thác, khí hậu và tải trọng giao thông tại từng khu vực. Việc tuân thủ đúng tiêu chuẩn không chỉ đảm bảo chất lượng công trình mà còn góp phần tối ưu chi phí thi công và bảo trì mặt đường về lâu dài.

Một số lưu ý khi áp dụng vào thực tế

Trong thực tế thi công, việc lấy mẫu vật liệu đầu vào để thí nghiệm trước khi thiết kế là rất quan trọng. Đồng thời, cần kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ tại các công đoạn trộn, vận chuyển, rải và lu lèn. Sau khi thiết kế xong cấp phối, cần kiểm tra thực tế mẫu tại hiện trường có khớp với kết quả trong phòng thí nghiệm hay không. Những sai số nhỏ trong thi công đều có thể ảnh hưởng đến toàn bộ mặt đường sau này.

Có thể thấy, thiết kế cấp phối bê tông nhựa nóng là một trong những khâu quyết định trực tiếp đến chất lượng và tuổi thọ của mặt đường giao thông. Việc ứng dụng đúng quy trình thiết kế theo phương pháp Marshall và tuân thủ các hướng dẫn trong TCVN 8828:2011 sẽ giúp các đơn vị thi công đảm bảo công trình đạt chuẩn, vận hành ổn định và giảm thiểu các sự cố mặt đường về sau.