Lớp phủ Micro Surfacing

CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Chuyên Đề
LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

GVHD:
SVTH:
MYPC

1


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Hệ thống quốc lộ, đường cao tốc Việt Nam có tổng chiều dài 18.744km có kết cấu mặt
đường bê tông nhựa, bao gồm 104 tuyến quốc lộ, 5 đoạn tuyến cao tốc. Trong tương lai, hệ
thống đường cấp cao nước ta sẽ phát triển mạnh hơn nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển
hàng hóa, hành khách.
Để duy trì và kéo dài tuổi thọ của tuyến đường, cần thiết phải có chiến lược cũng như công
nghệ bảo trì mặt đường. Việc áp dụng kịp thời các phương pháp bảo trì, sửa chữa một cách
liên tục có thể duy trì mặt đường trong tình trạng tốt và loại trừ việc phải xây dựng lại đường
dẫn đến tốn kém hơn nhiều so với kinh phí đầu tư cho công tác bảo trì.
Trên thế giới, công tác bảo trì, sửa chữa mặt đường ô tô rất được chú trọng, nhất là công tác
bảo trì phòng ngừa. Theo kết quả nghiên cứu của Ngân hàng thế giới, với cùng một giải
pháp bảo trì, nhưng ở thời điểm bảo trì khác nhau cho thấy, khi thực hiện công tác bảo trì
trong giai đoạn bảo trì phòng ngừa thì chỉ tốn chi phí khoảng 01 USD, nhưng nếu triển khai
công tác bảo trì ở giai đoạn sau này, khi mặt đường giảm chất lượng đáng kể thì chi phí phải
tốn đến từ 4 - 5 USD hoặc lớn hơn.
Những công nghệ bảo trì phòng ngừa được nghiên cứu áp dụng phổ biến trên thế giới có
hiệu quả hiện nay có thể kể đến là: Phun nhựa (Fog seals); vữa nhựa (Slurry seals); vữa nhựa

polymer (Micro surfacing), trong đó lớp phủ mỏng Micro surfacing có ưu điểm hơn hẳn.
II. NỘI DUNG:
2.1 Cấu tạo và thành phần:
Micro surfacing là hỗn hợp bao gồm: Cốt liệu, nhũ tương nhựa đường polymer gốc axit phân
tách sớm, nước, bột khoáng và các chất phụ gia được phối trộn với nhau theo tỷ lệ thiết kế.
Vật liệu (đá dăm, bột khoáng, nhũ tương, chất phụ gia) được tự dộng cân đong theo đúng tỷ lệ
thiết kế, được trộn với nhau trong thùng trộn và được rải trên mặt đường bê tông nhựa cũ với
chiều dày thích hợp qua tốc độ di chuyển của thiết bị chuyên dụng.
Để đảm bảo chất lượng lớp phủ mỏng Micro surfacing, vật liệu (đá dăm, bột khoáng, nhũ
tương polymer) phải được tuyển chọn có chất lượng tốt, việc thiết kế hỗn hợp Micro surfacing
phải theo đúng quy định.

2.2 Ưu điểm:
Làm chậm quá trình ô xy hóa và già hóa mặt đường.
Ngăn nước xâm nhập vào kết cấu mặt đường.
Nâng cao sức kháng trượt mặt đường.
MYPC

2


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Sửa chữa khuyết tật bề mặt như bong bật, chảy nhựa.
Cải thiện độ gồ ghề và hằn lún của mặt đường.

Chiều dày lớp Micro surfacing thường từ 3,6mm - 10,8 mm.
Có thể cho phép thông xe ngay sau 2 giờ sau khi rải Micro surfacing
2.3 Phương pháp thiết kế hỗn hợp:
Có 2 phương pháp thiết kế hỗn hợp Micro surfacing được áp dụng phổ biến trên thế giới là

phương pháp của ISSA (Hiệp hội Vữa nhựa quốc tế) và phương pháp của ASTM (ASTM
D6372). Các phương pháp này đã đưa ra các tiêu chuẩn vật liệu cho Micro surfacing, hướng
dẫn cách thiết kế hỗn hợp Micro surfacing với các chỉ tiêu thí nghiệm tương ứng.
Hai phương pháp thiết kế hỗn hợp Micro surfacing này nhìn chung không có sự khác nhau
nhiều, trong đó phương pháp của ISSA được áp dụng rộng rãi hơn.
Lớp phủ mặt đường Micro surfacing chỉ được rải trên kết cấu áo đường có đủ cường độ
tương ứng với lưu lượng xe và tải trọng trục xe đã thiết kế, mặt đường trước khi rải hỗn hợp
Micro surfacing phải đảm bảo bề rộng vết nứt không quá 6mm.
2.4 Ứng dụng:
Phù hợp với những đường cấp thấp thảm trên bề mặt cào bóc tái sinh, khi thi công CBTS
nếu phủ lớp Micro Surfacing xong sẽ tránh được hiện tượng nứt mặt, cũng như tại các vị trí
mối nối tránh nứt dọc.

MYPC

3


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Với đường cao tốc sửa chữa những vị trí nền ổn định nhưng mặt đường bị bào mòn nhiều do
quá trình xe chạy. Thảm lớp Micro Surfacing tạo nhám cũng như chống nước ngầm xuống
mặt đường khá tốt.

2.5 Máy thi công:
Micro surfacing được thi công bằng hệ thống thiết bị chuyên dụng hiện đại, tự hành.

MYPC

4

CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

2.6 Yêu cầu đối với hỗn hợp Micro surfacing trong thí nghiệm:
Hỗn hợp Micro surfacing có thành phần cấp phối và phạm vi áp dụng được quy định như
bảng sau:

Bảng 1 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu Micro surfacing

MYPC

5


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Cỡ sàng mắt
vuông, mm

Lượng lọt qua sàng, % khối lượng

Sai số
(%)

9,5

100

0

4,75

70 - 90

±5

2,36

45 - 70

±5

1,18

28 - 50

±5

0,600

19 - 34

±5

0,300

25-Dec

±4

0,150

18-Jul

±3

0,075

15-May

±2

Phù hợp cho đường cao tốc (theo TCVN
5729:2012); đường ô cấp I, cấp II, cấp III (theo
Phạm vi nên áp
TCVN 4054:2005); đường đô thị (không bao gồm
dụng
“các đường chuyên dụng khác”) (theo TCXDVN
104:2007)

-

Liều lượng sử dụng của hỗn hợp Micro surfacing được đưa ra tại Bảng 2
Bảng 2 Lượng sử dụng của hỗn hợp Micro surfacing
Tính chất

Micro surfacing

Lượng dùng trung bình của cốt liệu ở trạng thái khô

(kg/m2) (không có nước)

8,1 - 16,3

Hàm lượng nhựa (% cốt liệu ở trạng thái khô)

5,5 - 10,5

Hỗn hợp Micro surfacing có các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy định tại Bảng 3
MYPC

6


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Bảng 3 Các chỉ tiêu quy định của hỗn hợp Micro surfacing

TT

Chỉ tiêu

Phương pháp thử

Quy định

1

Thời gian trộn ở 25ºC, (giây)

ISSA TB 113

≥ 120

2

Thí nghiệm độ bào mòn của mẫu
ngâm nước

ISSA TB 100

4

Ngâm 1 giờ, (g/m2)

≤ 538

Ngâm 6 ngày, (g/m2)

≤ 807

Độ bong tróc ướt

TB 114

Tối thiểu 90%

TB 139

≥ 12kg.cm

Độ kết dính ướt (Wet Cohesion)
5

@ Tại thời điểm 30 phút (Đông kết)
@ Tại thời điểm 60 phút (Thông xe)

≥ 20kg.cm

Nhũ tương nhựa đường sử dụng cho hỗn hợp Micro surfacing là loại nhũ tương nhựa đường
polymer gốc axit phân tách sớm (CQS-1hP) do Công ty Elsamex Maintenance Services
Limited, Ấn Độ phối hợp với Công ty Transmeco sản xuất cung cấp có các chỉ tiêu kỹ thuật
theo quy định tại Bảng 4

MYPC

7


Phương pháp thử

Quy định

CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

TT

Các chỉ tiêu

Đơn vị

Theo tiêu
chuẩn gốc
I

Tương ứng
TCVN

Nhỏ
nhất

Lớn
nhất

Nhũ tương nhựa đường Polime gốc axit phân tách sớm

1

Độ nhớt Saybolt Furol ở
25oC

ASTM D244

TCVN 8817-2
: 2011

2

Điện tích hạt

ASTM D244

TCVN 8817-5
: 2011

Hàm lượng nhựa thu
3 được sau thử nghiệm bay
hơi

ASTM D244

TCVN 881710 : 2011

4

Độ ổn định lưu trữ, 24h

ASTM D244

TCVN 8817-3
: 2011

1,0

5

Thí nghiệm sàng

ASTM D244

TCVN 88174:2011

0,10

II

1

20

100

Dương

62

Thí nghiệm trên mẫu nhựa thu được từ thử nghiệm chưng cất
Độ kim lún (25ºC; 100g; 0,1
5giây)
mm

2

Điểm hóa mềm

3

Độ đàn hồi ở 25ºC (mẫu
kéo dài 20cm)

4

Độ kéo dài ở 25oC, 5
cm/min
Độ hòa tan trong

ºC

ASTM D5

TCVN
7495:2005

40

ASTM D36

TCVN
7497:2005

57

AASHTO T
301-2003

cm

ASTM D11399

90

Bảng 4 Các
chỉ tiêu quy
định
của
nhũ tương
nhựa đường
Cốt liệu đá
dùng
cho
hỗn
hợp
Micro
surfacing
được lấy từ
mỏ Sunway
- Hòa Thạch
- Quốc Oai Hà Nội có
các chỉ tiêu
cơ lý của cốt
liệu
được
dùng trong
hỗn
hợp
Micro
surfacing
phải
thỏa
mãn các yêu

cầu quy định
tại Bảng 5
Bảng 5 Các
chỉ tiêu cơ lý
quy định cho
cốt liệu

50

TCVN
7496:2005
TCVN

40

MYPC

8


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Phương pháp thử
TT

Các chỉ tiêu

Đơn vị

Quy định

Theo tiêu
chuẩn gốc

Tương ứng
TCVN

1. Cốt liệu mịn
Thành phần hạt và mô
đun độ lớn

AASHTO T27

1.2

Hệ số đương lượng cát

ASTM D2419
(AASHTO
T176)

1.3

Độ góc cạnh

1.1

TCVN 75722: 2006

≥2

≥ 65

TCVN 88607: 2011

≥ 43

2.1 Độ hao mòn LosAngeles

ASTM C131
TCVN 7572(AASHTO
12:2006
T96)

≤ 25

2.2

ASTM D4791

TCVN 757213: 2006

≤ 15

2. Cốt liệu thô

Hàm lượng hạt thoi dẹt

Bột khoáng dùng trong hỗn hợp Micro surfacing là xi măng Nghi Sơn PCB40 có các chỉ tiêu
quy định tại Bảng 6
Bảng 6 Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho xi măng

MYPC

9


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Phương pháp thử
TT

1

Chỉ tiêu

Thành phần hạt
(lượng lọt sàng qua
các cỡ sàng)

Đơn vị

Quy định
Theo tiêu
chuẩn gốc

Tương ứng
TCVN

AASHTO
T37

TCVN 75727:2006

Cỡ sàng 0,6mm

100

Cỡ sàng 0,3mm

95 - 100

Cỡ sàng 0,075mm

70 - 100

2
Độ ẩm

AASHTO
T255

TCVN
4196:1993

`<=` 1,0

2.7 Kết quả thiết kế hỗn hợp Micro surfacing trong thí nghiệm
2.7.1. Mục đích thiết kế
Tìm ra tỷ lệ phối hợp của các loại vật liệu (đá dăm, cát, bột khoáng, nhũ tương nhựa đường,
phụ gia và nước) để thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu của hỗn hợp Micro surfacingtheo

quy định.
2.7.2. Trình tự thiết kế hỗn hợp Micro surfacing
- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu sử dụng để thiết kế hỗn hợp Micro
surfacing;
MYPC

10


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

- Phối trộn tỷ lệ cấp phối: Sử dụng 01 loại đá dăm 0 - 7mm để làm cấp phối hỗn hợp Micro
surfacing (Loại III);
- Tính toán hàm lượng tối ưu của nước, bột khoáng và chất phụ gia;
- Tính toán hàm lượng tối ưu của nhũ tương.
2.7.3. Đường cong cấp phối thiết kếhỗn hợpMicro surfacing sau khi phối trộn

Hình 1: Đường cong cấp phối thiết kế hỗn hợpMicro surfacing
2.7.4. Kết quả lựa chọn hàm lượng xi măng, nước, phụ gia và nhũ tương tối ưu
- Xi măng: 1,0% theo khối lượng cốt liệu.
- Nước: 10,0% theo khối lượng cốt liệu.
- Phụ gia: 1,2% theo khối lượng cốt liệu.
- Nhũ tương: 10,0% theo khối lượng cốt liệu.
2.7.5. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp Micro surfacing được đưa ra tại
Bảng 7.
MYPC

11

CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Bảng 7. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp Micro surfacing

TT

Nội dung

Đơn vị

Kết quả thí
nghiệm

YCKT

1

Thời gian trộn ở 25oC

s

165

≥ 120

2

Thí nghiệm độ bào mòn của mẫu ngâm
g/m2
nước, ngâm nước trong 1 giờ

333,6

≤ 538

3

Thí nghiệm độ bào mòn của mẫu ngâm
g/m2
nước, ngâm nước trong 6 ngày

338.54

≤ 807

4

Độ kết dính ướt ở 30 phút

kg.cm

17

≥ 12

5

Độ kết dính ướt ở 60 phút

kg.cm

21,5

≥ 20

6

Độ bong tróc ướt

%

98

Tối thiểu 90%

Nhận xét: Hỗn hợp Micro surfacing có các chỉ tiêu thí nghiệm thỏa mãn theo quy định
YCKT.
2.8. Kết quả thử nghiệm hiện trường
2.8.1. Kết quả khảo sát, thử nghiệm trên các đoạn thí điểm trước khi thi công
Công tác khảo sát, thử nghiệm trên các đoạn thí điểm trước khi thi công bao gồm:
- Khảo sát hiện trạng mặt đường cũ; khảo sát lưu lượng giao thông; đo mô-đun đàn hồi bằng
cần đo võng Benkelman; đo độ bằng phẳng bằng thước 3 mét; độ nhám xác định bằng
phương pháp rắc cát; sức kháng trượt xác định bằng con lắc Anh; đo vệt hằn lún bánh xe
bằng thước thép.
MYPC

12


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Kết quả khảo sát thử nghiệm cho thấy: Các địa điểm thử nghiệm đáp ứng đủ các quy định
theo đề cương thử nghiệm đã được phê duyệt để tiến hành thử nghiệm.
2.8.2. Kết quả kiểm tra trong quá trình thi công
Công tác chuẩn bị, thi công đoạn thí điểm nhìn chung đã tuân theo chỉ dẫn kỹ thuật và dưới
sự giám sát, hướng dẫn trực tiếp của các chuyên gia của Công ty Elsamex Maintenance
Services Limited, Ấn Độ.
2.8.3. Kết quả thí nghiệm, kiểm tra sau khi thi công
Công tác thí nghiệm, kiểm tra đánh giá sau khi thi công (0 - 72 giờ, 1 tháng, 3 tháng, 6
tháng) bao gồm các nội dung sau:
- Nhận xét, đánh giá tình trạng chung mặt đường; đo độ bằng phẳng bằng thước 3 mét; độ
nhám xác định bằng phương pháp rắc cát; sức kháng trượt xác định bằng con lắc Anh; đo vệt
hằn lún bánh xe bằng thước thép.
2.8.4. Tình trạng chung mặt đường sau khi rải hỗn hợp Micro surfacing
- Mặt đường bằng phẳng, không có hiện tượng nứt vỡ hư hỏng;
- Cải thiện khả năng bảo vệ mặt đường cũ ngăn nước xâm nhập vào kết cấu mặt đường;
- Bề mặt đường nhám hơn so với mặt đường trước khi rải hỗn hợp Micro surfacing.
2.8.5. Độ bằng phẳng mặt đường bằng thước 3 mét
Độ bằng phẳng mặt đường đo bằng thước 3m trên 3 đoạn thử nghiệm đạt yêu cầu theo Tiêu
chuẩn TCVN 8864:2011.
2.8.6. Đo độ nhám bằng phương pháp rắc cát

MYPC

13


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Hình 2: Biểu đồ so sánh độ nhám rắc cắt theo thời gian

Nhận xét: Độ nhám mặt đường sau khi rải hỗn hợp Micro surfacing đo bằng phương pháp
rắc cát cải thiện so với trước khi rải hỗn hợp Micro surfacing và suy giảm không đáng kể
theo thời gian khai thác.
2.8.7. Sức kháng trượt bằng con lắc Anh

MYPC

14


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

Hình 3: Biểu đồ so sánh sức kháng trượt theo thời gian

Nhận xét: Sức kháng trượt mặt đường sau khi rải hỗn hợp Micro surfacing đo bằng phương
pháp con lắc Anh cải thiện so với trước khi rải hỗn hợp Micro surfacing và suy giảm không
đáng kể theo thời gian khai thác.
III. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
- Bảo trì đường bộ là một chiến lược quan trọng nhằm kịp thời khắc phục các hư hỏng xuất
hiện trong quá trình khai thác, các hư hỏng xuất hiện do các yếu tố bất lợi của môi trường;
duy trì hệ thống đường bộ luôn ở tình trạng kỹ thuật tốt; nâng cao chất lượng khai thác, kéo
dài tuổi thọ của công trình, tiết kiệm chi phí đầu tư.
- Micro surfacing là một công nghệ mới, có nhiều ưu điểm, tăng khả năng kháng trượt mặt
đường nên được sử dụng có hiệu quả trong bảo trì mặt đường bê tông nhựa.
- Công tác thử nghiệm Micro surfacing bước đầu tại Việt Nam đã được tiến hành nghiêm
túc, theo đúng đề cương được Bộ chấp thuận, dưới sự hỗ trợ của các chuyên gia đến từ Tây
Ban Nha và Ấn Độ. Kết quả cho thấy đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, bước đầu đã chứng minh
MYPC

15


CHUYÊN ĐỀ LỚP PHỦ MẶT ĐƯỜNG MICRO SURFACING

được hiệu quả kỹ thuật khi sử dụng hỗn hợp Micro surfacing: (1) Có tác dụng kéo dài tuổi
thọ của mặt đường bê tông nhựa; (2) có khả năng chống thấm nước thâm nhập vào mặt
đường bê tông nhựa; (3) có hiệu quả kinh tế cao (nếu so sánh kinh tế trong cả vòng đời của
mặt đường có rải hỗn hợp Micro surfacing với mặt đường không rải hỗn hợp Micro
surfacing); (4) ngoài ra, việc sử dụng hỗn hợp Micro surfacing có nhiều lợi ích khác về khai
thác (do không phải cấm đường lâu, thiết bị thi công ít, cơ động) và môi trường.
- Tiếp tục theo dõi đánh giá các đoạn đường thử nghiệm Micro surfacing để có cơ sở tổng
kết đánh giá hiệu quả của công nghệ Micro surfacing trong bảo trì đường bộ Việt Nam.

MYPC

16