NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG BÊTÔNG ASPHALT PHẾ LIỆU ĐỂ LÀM ĐƯỜNG BÊTÔNG ASPHALT

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Văn Chánh
(Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1: .....................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: .....................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Ngày ......tháng......năm 2010
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày 25 tháng 01 năm 2010
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Hữu Duy Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 19 – 06 – 1984 Nơi sinh: Tiền Giang
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố MSHV:00108525
I- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG BÊTÔNG ASPHALT PHẾ LIỆU ĐỂ LÀM
ĐƯỜNG BÊTÔNG ASPHALT
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Thực hiện các nội dung đã đưa ra trong báo cáo đề cương luận văn như sau:
1. Thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của bêtông asphalt phế liệu
2. Nghiên cứu thiết kế hỗn hợp bêtông asphalt mới tận dụng lại lượng
bêtông asphalt phế liệu
3. Thiết kế ứng dụng bêtông asphalt tái chế trong xây dựng đường ô tô
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong Quyết
định giao đề tài): 25 – 01 - 2010

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02 – 7 - 2010
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):
PGS. TS Nguyễn Văn Chánh
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN
(Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) QL CHUYÊN NGÀNH
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành
thông qua.
Ngày tháng năm 2010
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH
LỜI CẢM ƠN
-----o0o-----
Sau hai năm theo học chương trình đào tạo sau đại học tại Trường Đại học
Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, em đã đúc kết được những kiến thức bổ ích
cho chuyên môn của mình. Với đề tài nghiên cứu dưới hình thức luận văn thạc
sĩ, em đã vận dụng những kiến thức mà mình được trang bị để tiến hành giải
quyết một bài toán thực tiễn. Vì đề tài nghiên cứu về vấn đề còn khá mới mẻ ở
Việt Nam nên lúc đầu tiếp cận còn gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ. Với sự tận
tình chỉ dẫn của Thầy hướng dẫn PGS. TS Nguyễn Văn Chánh, cùng với sự hỗ
trợ từ phía gia đình, bạn bè, cho đến nay luận văn đã hoàn thành và đạt được kết
quả như ban đầu đưa ra.
Ngoài ra, em cũng gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến:
 Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh
 Phòng Đào tạo sau đại học và các phòng khoa trong Trường Đại
học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh
 Gia đình, bạn bè và các Anh, Chị tron lớp cao học Xây dựng đường
ô tô và đường thành phố, khóa 2008 – 2010
 Trung tâm Đào tạo thực hành và Chuyển giao công nghệ Trường
Đại học Giao thông Vận tải – cơ sở II đã tạo điều kiện cho tôi tiến
hành các thí nghiệm trong luận văn này
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, sự hỗ trợ, sự động viên của

tất cả mọi người. Xin trân trọng cảm ơn./.
Tp. HCM, tháng 6 năm 2010
Học viên thực hiện luận văn
Nguyễn Hữu Duy
TÓM TẮT LUẬN VĂN
-----o0o-----
Như chúng ta đã biết chất lượng bêtông nhựa có vai trò rất quan trọng trọng
đối với chất lượng khai thác cũng như tuổi thọ của kết cấu áo đường mềm.
Trong quá trình khai thác do chịu tác dụng của tải trọng trùng phục cũng như
chịu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường nên không tránh khỏi hư hỏng và
đến một thời điểm nào đó cần phải tiến hành nâng cấp, tăng cường. Giải pháp xử
lý của Nước ta hiện nay là cào bỏ lớp bêtông nhựa cũ và thay thế bằng lớp
bêtông nhựa mới hoặc phủ chồng thêm một lớp bêtông nhựa mới lên lớp mặt
đường cũ.
Theo tình hình thực tế tác giả nhận thấy lượng vật liệu cào bóc của mặt
đường cũ hiện nay ở Nước ta hầu như chưa có tái sử dụng lại. Công việc này đối
với nhiều nước tiên tiến trên thế giới cũng như trong khu vực Đông Nam Á đã
nghiên cứu và triển khai ứng dụng. Do vậy tác giả chọn đề tài “NGHIÊN CỨU
TÁI SỬ DỤNG BÊTÔNG ASPHALT PHẾ LIỆU ĐỂ LÀM ĐƯỜNG
BÊTÔNG ASPHALT”
Nội dung của đề tài nghiên cứu lần lượt các vấn đề sau đây:
1. Tìm hiểu về tình hình mạng lưới đường bộ, những hư hỏng lớn cần sửa
chữa đại tu ở Nước ta hiện nay.
2. Tìm hiểu về công nghệ cào bóc mặt đường bêtông nhựa cũ trên thế
giới và công nghệ cào bóc mặt đường cũ đang được áp dụng ở Nước
ta.
3. Nghiên cứu lý thuyết tái chế bêtông nhựa
4. Nghiên cứu thực nghiệm tái chế bêtông nhựa được cào bóc trên quốc
lộ 1A đoạn từ Km1986 – Km1998
5. Nghiên cứu sử dụng bêtông nhựa tái chế trong xây dựng mặt đường ô

tô ở Việt Nam
Phần chính trong nội dung của đề tài này là tiến hành thí nghiệm đánh giá
lại chất lượng của bêtông nhựa cũ và tiến hành cung cấp thêm cốt liệu mới và
tác nhân tái chế nhằm cải thiện tính chất bêtông nhựa cũ, trên cơ sở thí nghiệm
đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của bêtông nhựa tái chế đối chiếu với bêtông nhựa cũ,
bêtông nhựa mới đối chứng đưa ra phạm vi áp dụng cho bêtông nhựa tái chế.
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
MỤC LỤC
chương 1: TỔNG QUAN..............................................................................................................8
I.Ý NGH A VÀ T M QUAN TR NG C A VI C CÀO BÓC VÀ S D NG L I BÊTÔNGĨ Ầ Ọ Ủ Ệ Ử Ụ Ạ
NH A CỰ Ũ....................................................................................................................8
II.T NG QUAN V TÌNH HÌNH NGHIÊN C UỔ Ề Ứ ............................................................9
I.1.Trên thế giới.................................................................................................................9
I.1.1.Về qui mô sử dụng.............................................................................................9
I.1.2.Về mặt công nghệ tái chế.................................................................................11
I.1.2.1.Công nghệ tái chế mặt đườngBTN tại chỗ............................................11
I.1.2.2.Công nghệ tái chế mặt đường BTN tại trạm trộn...................................11
I.1.3.Về nghiên cứu đặc tính lão hóa của nhựa cũ...................................................12
I.1.4.Về mặt lý thuyết tính toán thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa tái chế....................13
I.2.Ở Việt Nam................................................................................................................13
III.M C TIÊU C A TÀIỤ Ủ ĐỀ ..............................................................................................15
IV.PH NG PHÁP NGHIÊN C U VÀ N I DUNG C A TÀIƯƠ Ứ Ộ Ủ ĐỀ ....................................16
chương 2: tìm hiỂU CÔNG NGHỆ CÀO BÓC VÀ TÁI CHẾ MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG
NHỰA CŨ....................................................................................................................................17
I. CÔNG NGH VÀ THI T B CÀO BÓC M T NG BÊTÔNG ASPHALT THEOỆ Ế Ị Ặ ĐƯỜ
PH NG PHÁP T NÓNG HIR (HOT IN-PLACE RECYCLING)ƯƠ ĐỐ .......................17
II. CÔNG NGH VÀ THI T B CÀO BÓC M T NG BÊTÔNG ASPAHLT THEOỆ Ế Ị Ặ ĐƯỜ
PH NG PHÁP NGU I CIR (COLD IN-PLACE RECYCLING)ƯƠ Ộ ...........................24
I.3.Tái tạo nguội tại trạm trộn.........................................................................................24
I.4.Tái tạo nguội ngay tại mặt đường.............................................................................27

III.TÌM HI U CÔNG NGH CÀO BÓC VÀ TÁI T O M T NG VI T NAM HI NỂ Ệ Ạ Ặ ĐƯỜ Ở Ệ Ệ
NAY............................................................................................................................29
chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG VIỆC TÁI CHẾ BÊTÔNG NHỰA...................30
I.T NG QUAN V CÔNG NGH TÁI CH BÊTÔNG ASPHALTỔ Ề Ệ Ế .................................30
II.CÔNG NGH TÁI CH BÊTÔNG NH A THEO KI U H N H P BÊTÔNG NH AỆ Ế Ự Ể Ỗ Ợ Ự
TR N NÓNGỘ ...............................................................................................................31
I.5.Công nghệ tái chế bêtông nhựa theo kiểu trộn nóng................................................31
I.6.Cơ sở lý thuyết thiết kế thành phần hỗn hợp bêtông nhựa tái chế theo kiểu trộn
nóng.........................................................................................................................32
I.7.Công nghệ xây dựng..................................................................................................45
I.7.1.Trộn hỗn hợp....................................................................................................45
I.7.2.Rải và đầm nén:................................................................................................47
III.CÔNG NGH TÁI CH BÊTÔNG NH A THEO PH NG PHÁP TR N NGU IỆ Ế Ự ƯƠ Ộ Ộ ..47
I.8.Tổng quan..................................................................................................................47
I.9.Nguyên tắc thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa nguội tái chế...........................................48
I.10.Các loại cấp phối sử dụng cho hỗn hợp bêtông nhựa nguội tái chế.......................49
I.10.1. Hỗn hợp cấp phối hở.....................................................................................49
I.10.2.Hỗn hợp cấp phối chặt....................................................................................49
I.11.Công nghệ xây dựng................................................................................................50
I.11.1. Chuẩn bị lòng đường.....................................................................................50
I.11.2. Rải luống vật liệu..........................................................................................50
I.11.3. Tưới chất kết dính.........................................................................................51
I.11.4. Trộn hỗn hợp.................................................................................................51
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 6
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
I.11.5. Rải hỗn hợp...................................................................................................52
I.11.6. Đầm nén.........................................................................................................53
IV.K T LU NẾ Ậ ................................................................................................................53
chương 4: NGHÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ TÁI CHẾ BÊTÔNG NHỰA THEO
PHƯƠNG PHÁP NÓNG............................................................................................................54

I. T V N ĐẶ Ấ ĐỀ..............................................................................................................54
II.TRÌNH T TI N HÀNHỰ Ế ...............................................................................................54
I.12.Nguyên tắc thực hiện...............................................................................................54
I.13.Thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa tái chế.....................................................................55
III.NH N XÉT VÀ K T LU NẬ Ế Ậ ..........................................................................................65
I.14.Về hiệu quả kỹ thuật................................................................................................65
I.15.Về hiệu quả kinh tế..................................................................................................66
I.16.Ý nghĩa về mặt môi trường......................................................................................66
I.17.Kết luận....................................................................................................................66
chương 5: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÊTÔNG NHỰA TÁI CHẾ TRONG THIẾT KẾ
MẶT ĐƯỜNG ÔTÔ....................................................................................................................67
I.S LI U BAN UỐ Ệ ĐẦ ....................................................................................................67
II.TRÌNH T TÍNH TOÁN THI T KỰ Ế Ế............................................................................67
I.18.Tính số trục tính toán...............................................................................................67
I.19.Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn xe...................................................67
I.20.Tính trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn 15 năm..........................................68
I.21.Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường...........................................................................68
I.21.1.Sử dụng lại BTN cũ chưa cải tạo tính chất....................................................68
I.21.2.Sử dụng lại BTN cũ đã được tái chế cải tạo tính chất...................................68
I.21.3.Sử dụng lại BTN cũ tái chế cải tạo tính chất làm lớp mặt dưới....................69
III.K T LU NẾ Ậ ................................................................................................................69
chương 6: NHẬN XÉT KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU...........................70
I.NH N XÉT K T LU NẬ Ế Ậ ................................................................................................70
II. NH H NG NGHIÊN C UĐỊ ƯỚ Ứ ...................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................72
LÝ LỊCH KHOA HỌC...............................................................................................................73
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC I: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BTN CŨ, BTN TÁI
CHẾ VÀ BTN MỚI ĐỐI CHỨNG
PHỤ LỤC II: KẾT QUẢ KIỂM TOÁN CÁC MẪU KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

PHỤ LỤC III: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 7
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I. Ý NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC CÀO BÓC VÀ SỬ DỤNG
LẠI BÊTÔNG NHỰA CŨ
Như chúng ta đã biết bêtông asphalt có nhiều ưu điểm như: ít bụi, tốc độ thi
công nhanh, dễ đảm bảo chất lượng, dễ bảo dưỡng sửa chữa… nên đã và đang
được sử dụng rộng rải trên thế giới và ở Việt Nam. Trong quá trình khai thác do
chịu tác dụng của tải trọng trùng phục cũng như chịu ảnh hưởng của các điều
kiện môi trường nên không tránh khỏi hư hỏng và đến một thời điểm nào đó cần
phải tiến hành nâng cấp, tăng cường.
Các nước trên thế giới đang phải đối mặt với việc duy tu bảo dưỡng đường
trong điều kiện lưu lượng giao thông ngày càng tăng với cường độ tải trọng cao.
Trong số những lựa chọn để duy tu hoặc nâng cấp đường, quy trình tái sử dụng
lại vật liệu làm đường sẵn có đang trở nên ngày càng phổ biến trên thế giới. Các
quy trình này cho phép mặt đường được sửa chữa và gia cố bằng vật liệu mặt
đường cũ, do đó giảm chi phí cung cấp vật liệu mới. Giảm chi phí và thời gian
so với phương pháp thông thường. Tác động tốt một cách đáng kể đến môi
trường.
Giải pháp hiện tại đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam là phủ một lớp
bêtông asphalt mới lên mặt đường cũ nhiều khi tỏ ra không thích hợp nhất là đối
với đường trong đô thị và mặt cầu do các nguyên nhân sau:
 Phá vỡ quy hoạch chung của thành phố (hệ thống thoát nước, vỉa hè,
nhà ở, các công trình xây dựng liên quan) do cao độ mặt đường liên
tục bị tăng lên do phủ thêm một lớp bêtông asphalt mới lên mặt
đường cũ;
 Trường hợp mặt đường cũ đã bị hư hỏng nặng, việc phủ thêm một lợp
bêtông nhựa mới đôi khi không hợp lý do những vết nứt ở lớp mặt
đường cũ lan truyền lên lớp mới (vết nứt phản xạ) làm cho lớp phủ

mới mau hỏng;
 Làm tăng tĩnh tải khi phủ thêm một lớp bêtông asphalt mới lên mặt
cầu.
Do vậy, giải pháp cào bỏ mặt đường cũ bị hư hỏng và thay thế bằng một
lớp bêtông asphalt mới được coi là khả thi và được áp dụng rộng rãi trên thế giới
nói chung và ở Việt Nam nói riêng.
Tuy nhiên một vấn đề đặt ra ở đây là phần mặt đường cũ được cào bỏ được
xử lý như thế nào? Hiện nay khối lượng mặt đường cũ được cào bóc khá lớn, tuy
nhiên tình hình tái sử dụng lại hầu như rất hạn chế. Nhiều kết quả nghiên cứu đã
chỉ ra rằng, việc tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu có nhiều ưu điểm như sau:
 Có tính kinh tế;
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 8
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
 Tận dụng được cốt liệu cũ nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên cốt liệu có
xu hướng cạn kiệt;
 Bảo vệ môi trường khi mà ô nhiễm môi trường hiện nay đang là vấn
đề nóng bỏng không riêng ở Việt Nam mà trên toàn thế giới;
Hiện tại ở nước ta hiện nay tài liệu hướng dẫn thiết kế thành phần bêtông
asphalt mới tận dụng lại nguồn bêtông asphalt phế liệu hầu như không nhiều;
Do vậy việc nghiên cứu tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu sau khi cào bóc
đang là một vấn đề không kém phần quan trọng và có ý nghĩa thiết thực.
II. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
I.1. Trên thế giới
I.1.1. Về qui mô sử dụng
Việc cào bóc mặt đường cũ và tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu đã được
nghiên cứu và áp dụng rộng rãi từ rất lâu ở nhiều nước có nền công nghiệp phát
triển như Mỹ, Anh, Pháp, Thụy Sỹ, Canada, Đức...
Theo thống kê, ở Pháp, diện tích bêtông asphalt được tái chế năm 1976 là
200.000 m
2

, đến năm 1979 là 1.500.000 m
2
, năm 1980 đã đến 2.000.000 m
2
.
Riêng năm 1984 đã dùng 75.000 tấn bêtông asphalt tái chế. Giá thành xây dựng
bằng bêtông asphalt tái chế so với bêtông nhựa mới giảm được đến 45%.
Ở Mỹ, từ năm 1915 đã tiến hành áp dụng công nghệ tái chế bêtông asphalt
cũ. Đến năm 1980, Mỹ đã sử dụng bêtông asphalt tái chế khoảng 15% tổng khối
lượng bêtông asphalt trộn nóng, rải nóng. Năm 1992, đã có 17 bang ở Mỹ sử
dụng rộng rãi bêtông asphalt tái chế chiếm khoảng 33% tổng số bêtông asphalt
trộn nóng rải nóng. Kết quả theo dõi sau 17 năm sử dụng (từ năm 1976 đến năm
1992) đã chỉ ra rằng khối lượng bêtông asphalt tái chế đã tương đương với
bêtông asphalt mới. Và hiện tại theo ước tính hàng năm tại Mỹ lượng bêtông
asphalt tái chế được sử dụng khoảng 45 triệu tấn.
Ở Italia, bêtông asphalt tái chế sử dụng từ năm 1979 đến năm 1983 đã làm
giảm giá thành xây dựng đến 40%.
Ở Thụy Sỹ, bêtông asphalt chế được sử dụng giảm được 30% giá thành xây
dựng.
Ở Anh, trong nhiều năm qua người ta đã sử dụng lại một số lượng đáng kể
vật liệu lớp phủ bêtông asphalt cũ. Cụ thể lớp vật liệu bêtông asphalt cũ sau khi
được cào bóc được thu gom lại và sử dụng cho lớp bù vênh hoặc làm lớp mặt
cho những mặt đường chịu lưu lượng giao thông nhỏ hoặc trung bình. Một dạng
của tái chế mặt đường bêtông asphalt tại chỗ bao gồm sự cào xới mặt đường
hiện có, trộn lại vật liệu này với nhũ tương hoặc nhựa lỏng, tiếp theo là làm
phẳng và lu chặt đã được thực hiện ở Anh từ năm 1937.
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 9
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Hình 1.1: Mặt đưhờng bêtông asphalt vừa được tái tạo lại
Hình 1.2: Mặt đường bêtông asphalt tái chế đang được khai thác

Hình 1.3: Công nghệ tái tạo mặt đường bêtông asphalt cũ
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 10
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
I.1.2. Về mặt công nghệ tái chế
Hiện tại đã xuất hiện những dây chuyền công nghệ hiện đại, bao gồm một
tổ hợp thiết bị thi công với máy cào bóc, máy trộn, máy rải, máy lu để hoàn
thiện ngay lớp mặt đường bêtông asphalt tái chế tại hiện trường.
Hỗn hợp bêtông asphalt cũ sau khi được tái chế có thể được sử dụng vào
chính mặt đường bêtông nhựa cũ đã cào bóc hoặc được sử dụng ở vị trí mới. Nói
chung, công nghệ tái chế bêtông asphalt cũ được phân thành 2 dạng như sau:
1. Công nghệ tái chế mặt đường tại chỗ;
2. Công nghệ tái chế bêtông asphalt tại trạm trộn;
I.1.2.1. Công nghệ tái chế mặt đườngBTN tại chỗ
Có thể chia nhỏ hơn nữa bao gồm 3 công nghệ như sau:
 Rải tại mặt đường – Repaving
 Trộn lại – Remixing
 Xử lý tại mặt đường – Retreat
Repaving và Remixing là công nghệ tái chế mặt đường nhựa tại chỗ bằng
phương pháp đốt nóng.
Repaving:
Lớp mặt đường BTN nhựa cũ được sấy nóng và xào xới đến chiều sâu
khoảng 200 mm, sau đó người ta rãi một lớp BTN mới có chiều dày xấp xỉ 20
mm trực tiếp lên lớp vật liệu cũ đã được sấy nóng và cào xới. Cuối cùng là lu
lèn mặt đường. Quá trình thi công này có thể hoàn thiện bằng một lần đi qua của
một tổ hợp thiết bị. Vì cả hai lớp đều được sấy nóng nên liên kết giữa hai lớp rất
dễ đảm bảo trong quá trình lu lèn.
Remixing:
Lớp mặt BTN cũ được sấy nóng và xào xới, sau đó được trộn với vật liệu
mới (cốt liệu và nhựa mới) trong máy trộn. Hỗn hợp đá nhựa sau khi trộn được
rãi lại lên mặt đường và đầm nén.

Retreat:
Là công nghệ tái chế mặt đường nhựa tại chỗ bằng phương pháp trộn
nguội. Công nghệ này bao gồm việc xào xới mặt đường hiện có đến chiều sâu
xấp xỉ 78mm, làm nhỏ vật liệu được cào bóc đến kích cỡ yêu cầu, sửa lại mặt cắt
ngang. Sau đó tiến hành phun chất kết dính nhũ tương bitum hoặc nhựa lỏng từ
2 đến 3 lần, sau mỗi lần phun, vật liậu cào boc được trộn đều chất kết dính bằng
máy bừa. Khi bừa xong thì vật liệu được đầm chặt bằng lu bánh nhẵn có tải
trọng tĩnh 8-10 tấn. Cuối cùng bề mặt được phủ một lớp láng nhựa. Công nghệ
này đã được thực hiện thành công ở những đường phụ, đường địa phương.v.v..
trong nhiều năm. Hiện nay hàng năm ở Anh có xấp xỉ 1 triệu m
2
mặt đường loại
này được tái chế theo công nghệ Retreat.
I.1.2.2. Công nghệ tái chế mặt đường BTN tại trạm trộn
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 11
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Vật liệu bêtông nhựa cũ sau khi cào bóc được vận chuyển đến một trạm
bêtông nhựa nóng, tại đó vật liệu này có thể được dự trữ để sử dụng sau này
hoặc được xử lý ngay.
Để sản xuất ra hỗn hợp bêtông nhựa tái chế có hiệu quả kinh tế – kĩ thuật,
cả trạm trộn chu kỳ và trộn liên tục đều được cải phương pháp sấy nóng nhằm
tạo ra một hỗn hợp bêtông nhựa tái chế có chất lượng và không ô nhiễm môi
trường (không làm cháy vật liệu bêtông nhựa cũ và phát ra khói xanh).
Tái chế bêtông nhựa ở trạm trộn chu kỳ được thực hiện bằng cách đốt quá
nóng cốt liệu mới, sau đó vật liệu bêtông nhựa cũ vào, trộn đều nhằm mục đích
truyền nhiệt từ vật liệu mới vào vật bêtông nhựa cũ. Mặc dù phương pháp này
thành công trong việc vượt qua vấn đề khói xanh, nó đòi hỏi phải giữ cốt liệu
trong trống đốt nóng lâu hơn và kết quả là sản lượng tối đa bị giảm. Vì không
đạt được truyền nhiệt đầy đủ với phầm trăm cao của vật liệu tái sử dụng nên
người ta chấp nhận rộng rãi rằng tối đa của vật liệu tái chế có thể thêm vào là

25% - 40%. Những bất lợi của tram trộn chu kỳ trong việc tái chế lá chi phí đốt
nóng cao, làm tăng hư hỏng do sử dụng quá thường xuyên trống quay và bộ thu
bụi do nhiệt độ sản xuất cao.
Tái chế bêtông nhựa ở tram trộn liên tục được thực hiện bằng cách đưa vật
liệu tái sử dụng vào nửa dưới của trống, tầng trong của trống sấy được sửa đổi
dể sản xuất ra hỗn hợp đồng nhất giữa vật liệu ban đầu và vật liệu tái chế trước
khi thêm vào bitum và bột khoáng.
Nhiều máy trộn liên tục sửa đổi đã được thiết kế và có thể đạt được 60%
vật liệu tái sử dụng mà vẫn đảm bảo dạt được tiêu chuẩn cho phép về ô nhiễm
môi trường.
I.1.3. Về nghiên cứu đặc tính lão hóa của nhựa cũ
Các tác giả đã tiến hành nghiên cứu thực hiện qua các mẫu nhựa được tách
từ BTN cũ để đánh giá tốc độ hóa già của nhựa cũ qua các năm khai thác thông
qua các chỉ tiêu cơ lý hóa của nhựa.
Các chỉ tiêu cơ lý của nhựa được thí nghiệm là: độ kim lún, độ kéo dài và
nhiệt độ hóa mềm.
Các chỉ tiêu hóa của nhựa được thí nghiệm là: thành phần nhóm dầu, nhóm
nhựa và nhóm asphalt trong nhựa.
Có thể đưa ra kết quả nghiên cứu của các tác giả Liên Xô (cũ) về tốc độ
hóa già của nhựa đường thông qua sự thay đổi chỉ tiêu độ kim lún, độ dãn dài và
nhiệt độ hóa mềm phụ thuộc vào thời gian khai thác ở Bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1: Sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của nhựa sau khi khai thác
Mẫu
Thời gian
khai thác
Độ kim lún
( 1/10 mm)
Độ dãn dài
(cm)
Nhiệt độ hóa

mềm (
0
C)
Thực % Thực % Thực %
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 12
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
1 0 53 100 84 100 56 100
17 39 73 10 12 73 130
2
0 63 100 100 100 55 100
17 35 55 3 3 75 140
3
0 68 100 100 100 42 100
17 33 48 5 5 70 165
I.1.4. Về mặt lý thuyết tính toán thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa tái chế
Đã có những nghiên cứu nhằm đưa ra một lý thuyết lựa chọn tỷ lệ các
thành phần cốt liệu và nhựa một cách hợp lý có cơ sở khoa học. Điển hình có thể
kể đến phương pháp thiết kế hỗn hợp BTN tái chế của Asphalt Institute (Mỹ).
Nguyên lý của phương pháp này là: lựa chọn loại nhựa và hàm lượng nhựa mới,
lựa chọn hàm lượng cốt liệu mới để pha chế vào hỗn hợp bêtông nhựa cũ sao
cho hợp lý, đảm bảo cấp phối chuân và có các thỏa mãn các yêu cầu theo
phương pháp thiết kế hỗn hợp bêtông nhựa của Marshall.
I.2. Ở Việt Nam
Theo số liệu thống kê năm 1998, tổng chiều dài đường bộ của nước ta lên
đến 210.006 km, trong đó đường quốc lộ đến 14.935 km và chiều dài các con
đường sử dụng lớp mặt bêtông asphalt khoảng 5.624km. Hầu hết toàn bộ các
đường cấp I, II, III đã sử dụng phổ biến các loại mặt đường bêtông asphalt, khá
nhiều các loại mặt đường bêtông asphalt đã có niên hạn sử dụng trên 10 năm.
Theo quy hoạch mạng đường bộ cao tốc Việt Nam đang được Bộ GTVT
trình Chính phủ, nước ta sẽ có hơn 6200km và theo lộ trình thực hiện mỗi nãm

nước ta xây dựng hàng trăm km đường cao tốc.
Theo số liệu thống kê mới nhất của cục đường bộ Việt Nam mạng lưới
đường bộ nước ta lên đến 223.059 km tăng 3871 km so với cuối năm 1999. Hiện
tại có khoảng 7600 km mặt đường đã suốt cấp trầm trọng và cần được sửa chữa.
Hình 1.4: Hư hỏng thường gặp trên các mặt đường ở nước ta hiện nay
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 13
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Về mặt giao thông đô thị, tổng chiều dài mạng lưới đường bêtông asphalt
của các đô thị lớn như Tp. Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, Cần Thơ… cũng
đến hàng nghìn km.
Tính đến thời điểm hiện tại các công trình cầu lớn ở nứớc ta hiện nay khá
nhiều với tổng chiều dài cầu lên đến hàng trăm km và lớp phủ trên mặt cầu đa
phần là sử dụng bêtông asphalt. Sau thời gian khai thác nhiều mặt cầu đã hư
hỏng và cần được tiến hành sửa chữa.
Hình 1.5: Hư hỏng lớp phủ trên mặt cầu Thăng Long
Việc sửa chữa nâng cấp mặt đường ở nước ta hiện nay chủ yếu là phủ thêm
một lớp bêtông asphalt mới hay cào bỏ lớp bêtông asphalt cũ và thay thế bằng
lớp bêtông asphalt mới;
Ở nước ta thời điểm hiện tại công nghệ cào bóc tái thiết lại mặt đường cũ
thường làm sử dụng máy móc không hiện đại năng suất thấp. Tuy vậy cũng đã
có một vài cơ quan đầu tư thiết bị cào bóc mặt đường cũ tương đối hiện đại và
cũng đã tiến hành cào bỏ lớp bêtông asphalt cũ cho nhiều tuyến đường và cầu;
Hình 1.6: Thiết bị cào bóc mặt đường
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 14
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Năm 1998, Công ty Quản lý và sửa chữa đường bộ 234 thuộc khu quản lý
đường bộ 2 đã mạnh dạn đầu tư thiết bị cào bóc Wirtgen C1000 của Đức. Máy
cào C1000 được dùng để cào lớp mặt bêtông nhựa, chiều sâu cào bốc từ 20mm
đến 100mm, chiều rộng cào bóc thay đổi cơ động từ 250 – 1000 mm.
Năm 1999, với sự phối hợp giữa các cơ quan Cục Đường bộ, Viện Khoa

học Công Nghệ GTVT,Công Ty Quản lý và sửa chữa đường bộ 234 đã sử dụng
thiết bị cào bóc Wirtgen C 1000 cào bóc lớp mặt bêtông nhựa trên bề mặt cầu
Thăng Long với chiều sâu trung bình 3 cm, sau đó tiến hành rải lớp thảm BTN
mới thay thế. Kết quả cào bóc đã khẳng định được tính ưu việt của công nghệ
cào bóc này, nhất là trên các công trình đặc biệt đòi hỏi khống chế chính xác cao
độ cào bóc, đảm bảo dốc ngang.
Nhưng nhìn chung cho đến nay việc sử dụng lại bêtông nhựa cũ hầu như
chưa thấy áp dụng, việc ứng dụng công nghệ hiện đại chỉ mới thử nghiệm thí
điểm. Mới đây nhất Tổng công ty xây dựng công trình giao thông 1 hợp tác liên
doanh với công ty Hall Brother trong việc ứng dụng công nghệ tái tạo mặt
đường hư hỏng.
Hình 1.8: Dự án thí điểm tái chế mặt đường tại Hà Nam
III. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của bêtông asphalt phế liệu. Thông
qua kết quả thí nghiệm đó, tiến hành đánh giá và xem xét phạm vi tái sử dụng nó
trong xây dựng mặt đường bêtông asphalt.
Trường hợp phần bêtông asphalt phế liệu không còn thỏa mãn được các
yêu cầu quy định cho bêtông asphalt thông thường , nghiên cứu thiết kế hỗn hợp
bêtông asphalt mới tận dụng lại lượng bêtông asphalt phế liệu không đạt chuẩn ở
trên nhằm tận dụng lại lượng cốt liệu và giảm được hàm lượng nhựa.
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 15
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Thiết kế ứng dụng bêtông asphalt phế liệu trong xây dựng mặt đường Ôtô.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Kết hợp cả lý thuyết và thực nghiệm để tiến hành đánh giá lại chất lượng
của hỗn hợp bêtông asphalt phế liệu cũng như hỗn hợp bêtông asphalt tái chế.
Việc đặt vấn đề tái sử dụng bêtông asphalt phế liệu trong xây dựng mặt
đường ôtô đối với nước ta đối với nước ta còn khá mới mẻ nhưng với thế giới thì
không có gì là mới. Việc áp dụng vào các công trình cụ thể trên thế giới đã có
rất nhiều công trình. Cho nên trong phạm vi luận văn chỉ đề cập đến các kết quả

mà các tác giả nghiên cứu trên thế giới đạt được, đó là cơ sở để phát triển nghiên
cứu tiếp tục cho phù hợp với điều kiện tại Việt Nam.
Nội dung của đề tài được thực hiện với các chương như sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Tìm hiểu công nghệ cào bóc mặt đường bêtông nhựa cũ
Chương 3: Cơ sở lý thuyết trong việc tái chế bêtông nhựa
Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm tái chế BTN theo phương pháp nóng
Chương 5: Thiết kế kết cấu mặt đường BTN sử dụng BTN tái chế
Chương 6: Kết luận, Kiến nghị.
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 16
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CÀO BÓC VÀ
TÁI CHẾ MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG NHỰA CŨ
Tùy theo cách bóc mặt đường bêtông nhựa cũ,có thể phân ra hai loại công
nghệ chủ yếu sau:
1. Công nghệ sửa chữa mặt đường bêtông theo phương pháp đốt nóng
2. Công nghệ sửa chữa mặt đường bêtông theo phương pháp bóc nguội
Tuỳ theo công nghệ sửa chữa mặt đường là phương pháp đốt nóng hay bóc
nguội mà các thiết bị sừ dụng trong dây truyền công nghệ đó có tính năng và
nguyên lý làm việc khác nhau.
I. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÀO BÓC MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG
ASPHALT THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỐT NÓNG HIR (HOT IN-PLACE
RECYCLING)
Theo công nghệ này, lớp bêtông nhựa cần được sửa chữa sẽ được sấy nóng
trước khi cào bóc nhằm thay đổi tính chất cơ lý của bêtông, tạo thuận lợi cho
việc bóc lớp bêtông nhựa cũ được dễ dàng.
Lớp bêtông nhựa cũ trước khi cào bóc được đốt nóng tới nhiệt độ 120
0
C-
140

0
C, ở nhiệt độ này các thành phần tông nhựa mất liên kết trở nên rời rạc, rất
thuận lợi cho việc cào xới. Sau khi cào bóc, xào xới, hỗn hơp bêtông nhựa cũ
hoặc sẽ được xào xới và rải ngay tại mặt đường cũ (Repaving) hoặc sẽ được
chuyển đến bộ phận kế tiếp để nấu trộn lại và bổ sung nhựa, phụ gia (Remixing).
Hình 2.1: Công nghệ tái chế mặt đường BTN theo phương pháp nóng
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 17
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy

Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 18
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy

Đầu tiên mặt đường tại khu vực cần tái chế được đốt nóng lên đến nhiệt độ
cần thiết, tiếp đến mặt đường được cào xới lên và tiếp tục được trộn sơ bộ và thu
gôm lại vào tiếp một thiết bị chứa, ở đây vật liệu đã cào xới sẽ được bổ sung
thêm vật liệu mới cũng như tác nhân tái chế (với thành phần như đã tính toán).
Sau đó hỗn hợp vật liệu này tiếp tục được trộn kỹ lại lần nữa và được ban phẳng
và cuối cùng là lu lèn hoàn thiện bề mặt.
Hình 2.2: Đốt nóng mặt đường cũ
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 19
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Hình 2.3 Cào xới mặt đường sau khi được đốt nóng
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 20
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Hình 2.4: Thu gom cốt liệu vào máy trộn
Hình 2.5: Rãi lại hỗn hợp bêtông sau khi được tái chế
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 21
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Hình 2.6: Lu lèn
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 22

Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Tốc độ làm việc của dây chuyền là 3m/phút. Công suất 1 ca máy 4000 –
6000 m
2
. Khả năng tái tạo độ sâu nhỏ nhất là 3cm và lớn nhất là 6cm.
Do sử dụng nhiệt để cào bóc lớp bêtông asphalt nên công nghệ này có ưu
điểm là:
 Tận dụng được nhiệt trong quá trình bóc để phục vụ cho việc tái chế
bêtông asphalt;
 Không gây ảnh hưởng đến nền đường cũng như những công trình
ngầm tại nơi cào bóc;
Tuy nhiên công nghệ này cũng có nhược điểm là:
 Thiết bị phức tạp, cồng kềnh đòi hỏi có nhiều thiết bị phụ trợ đi kèm;
 Tổn thất nhiệt lớn trong quá trình đốt nóng lớp bêtông asphalt;
 Khi đốt nóng gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh;
 Công nghệ tái chế bêtông nhựa theo phương pháp đốt nóng được tiến
hành với nhiều công đoạn đòi hỏi dây chuyền thi công phải đồng bộ
và chặt chẽ;
Điều kiện áp dụng:
 Thích hợp nhất khi phần đường hỏng tập trung ở lớp asphalt
 Không có tác dụng lâu dài nếu phần đường bị hỏng do lớp nền yếu
Theo tính toán của các dự án (dùng các máy tái tạo của hãng Wirtgen) khi:
 Tái tạo mặt đường với chiều sâu 4cm có bổ sung bitumen tiết kiệm
57% giá thành
 Tái tạo mặt đường với chiều sâu 4cm có bổ sung bitumen và trộn
thêm 25% bêtông asphalt tiết kiệm được 40% giá thành
 Tái tạo mặt đường với chiều sâu 4cm có bổ sung thêm 2cm lớp mặt
tiết kiệm được 23% giá thành
Một số thiết bị cào bóc bêtông asphalt cũ sử dụng phương pháp đốt nóng và
tính năng kỹ thuật chủ yếu được giới thiệu trong bảng sau:

Tính năng kỹ thuật của một số thiết bị cào bóc nóng
Hãng và
nước sản
xuất
Kiểu loại
Chiều rộng
cào bóc
(m)
Chiều sâu
cào bóc
(m)
Công
suất
(KW)
Năng
suất
(m
2
/ca)
Writgen –
Đức
Repaver 0.3 – 0.6 0 – 0.04 167 495
Remixer
300/600
0.3 – 0.6 0 – 0.04 42 495
Remixer 1.0 0 – 0.06 49 520
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 23
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
1000
Remixer

2500
1.5 – 2.5 0 – 0.06 104 520
Remixer
4500
3.0 – 4.5 0 – 0.06 182 640
Liên xô (cũ)
∂∋-232
1.5 0 – 0.06 182 960
∂∋-2
1.5 0 – 0.06 182 960
PA 1.5 0 – 0.05 160 650
AP-53 1.8 0 – 0.05 150 720
Gutler P-1000 3.05 0 – 0.05 103 668
MOD1033 3.05 – 3.66 0 – 0.05 103 836
MOD1033A 3.66 0 – 0.05 103 670
Vogele 1700-ARF 2.5 - 4 0 – 0.05 51.5 360
Niigata NPF-400 2.5 – 4.5 0 – 0.05 90 560
NRM-400 2.5 – 4.5 0 – 0.05 106 720
II. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CÀO BÓC MẶT ĐƯỜNG BÊTÔNG
ASPAHLT THEO PHƯƠNG PHÁP NGUỘI CIR (COLD IN-PLACE
RECYCLING)
I.3. Tái tạo nguội tại trạm trộn
Theo công nghệ này, lớp bêtông nhựa cần sửa chữa sẽ được cào bóc dưới
tác dụng cơ học của các lưỡi phay cắt ở ngay nhiệt độ môi trường.
Hỗn hợp bêtông nhựa đã cắt nhỏ được đổ lên xe vận chuyển chở tới trạm
trôn bêtông nhựa tái sinh. Tại đây, vật liệu cũ sẽ được nấu trộn lại và được bổ
sung thêm các thành phần đảm bảo chất lượng của bêtông nhựa. Sau khi được
nấu trộn lại, hỗn hợp bêtông nhựa tái sinh sẽ được chở tại nơi sửa chữa. Việc rải
và lu lèn được tiến hành theo trình tự như với bêtông nhựa làm mới.
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 24

Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Hình 2.7: Cào bóc mặt đường cũ
Hình 2.8: Cấu tạo thiết bị cào bóc
Hình 2.9: Cấu tạo răng cào bóc
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 25
Luận văn thạc sĩ HVTH: Nguyễn Hữu Duy
Hình 2.10: Hỗn hợp bêtông asphalt phế liệu được tập kết ở trạm trộn
Hình 2.11: Hỗn hợp bêtông asphalt phế liệu được xử lý trong trạm trộn
Hình 2.12: Thảm lại hỗn hợp bêtông asphalt đã được tái chế
Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố Trang: 26