CÔNG TY TNHH TM-SX-DV TÍN THỊNH

Địa chỉ: 102H Nguyễn Xuân Khoát - P. Tân Thành - Q. Tân Phú - TP. Hồ Chí Minh
ĐT: 028 62678195 - Fax: 028 62679843
Website: tinthinh.vn Email: nhuaduong@tinthinh.vn

Chào mừng Quý Khách đến với nhuaduong.com website của nhà phân phối nhựa đường chuyên nghiệp tại Việt Nam

Tài Liệu

Các đặc tính kỹ thuật và chất lượng của nhựa đường

Ngày đăng: 23/09/2013 22:28

Các đặc tính kỹ thuật và chất lượng của nhựa đường

Ở Vương quốc Anh nhựa đường được sản xuất theo tiêu chuẩn Anh BS 3690. Bốn loại nhựa đường do Shell Bitumen, Vương quốc Anh sản xuất được đặc trưng bởi sự kết hợp giữa độ kim lún, điểm hóa mềm và độ nhớt, cụ thể là:

   Các loại nhựa đường thường phân loại theo độ kim lún     -  Đặc trưng bởi độ kim lún và điểm hóa mềm;

   Các loại nhựa đường cứng hoặc oxy hóa                           -  Đặc trưng bởi điểm hóa mềm và độ kim lún;

   Các loại nhựa đường lỏng cút back                                     - Đặt  trưng bởi độ nhớt.

Ngoài các thử nghiệm nêu trong Bs 3690, Shell Bitumen Vương quốc Anh còn thực hiện một loạt các thử nghiệm khác để đảm bảo rằng chất lượng của nhựa đường luôn luôn được duy trì phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và để đảm bảo sản phẩm hoàn toàn phù hợp với mục đích sử dụng.

3.1   Các loại nhựa đường thường phân loại theo độ kim lún

Các loại nhựa đường đặc trưng bởi độ kim lún được xác định bởi các thí nghiệm về độ kim lún và điểm hóa mềm. Tuy nhiên khi phân loại nhựa đường người ta chỉ đề cập đến độ kim lún của sản phẩm, ví dụ nhựa đường có ký hiệu 100 pen có nghĩa là loại nhựa đường đó có độ kim lún là 100±20 và điểm hóa mềm là 46±5oC. Các loại nhựa đường phân chia theo độ kim lún được chia ra nhiều cấp độ, từ 15 pen đến 450 pen với một phạm vi điểm hóa mềm tương ứng cho mỗi chủng loại. Ngoài độ kim lún và điểm hóa mềm người ta còn áp dụng một số chỉ tiêu kỹ thuật khác như tỷ lệ hòa tan của nhựa đường trong trichlorethylen, tỷ lệ hao hụt khi gia nhiệt. Đối với các loại nhựa đường được sử dụng trong sản xuất asphalt lu nóng rải lớp mặt đường như loại 35 pen, 50 pen, 70 pen, 100 pen và HD 40, có một yêu cầu về hằng số điện môi tối thiểu. Thử nghiệm về hao hụt do gia nhiệt nhằm bảo đảm các thành phần dễ bay hơi trong nhựa đường sẽ không bị tổn thất dưới tác động của nhiệt độ, nếu không nhựa đường sẽ bị cứng hóa một cách nhanh chóng trong quá trình tồn chứa, xử lý và sử dụng khi xây dựng đường. Giá trị giới hạn về tỷ lệ hòa tan trong trichlorethylen nhằm đảm bảo các tạp chất như cacbon (than cốc) và khoáng chất trong nhựa đường ở mức không đáng kể. Trong thí nghiệm về hằng số điện môi (xem chương 3, ảnh 3.1) người ta cho nhựa đường lấp đầy khoảng cách giữa hai phiến trong tụ điện và một điện thế khác nhau sẽ xuất hiện dọc theo hai phiến của tụ điện.

Hằng sô điện môi của nhựa đường là tỷ số của:

Phòng thí nghiệm Nghiên cứu về Đường và Vận tải Anh quốc cho rằng khả năng thích nghi với thời tiết của nhựa đường dưới tác động tổng hòa của bức xạ cực tím của ánh sáng mặt trời, oxy, mưa và dầu, nhiên liệu rơi vãi từ các phương tiện giao thông xuống mặt đường có liên quan đến hằng số điện môi hay hằng số điện dung của nhựa đường.

Hầu hết các loại nhựa đường phân cấp theo độ kim lún đều được sử dụng để làm đường, loại có độ cứng từ 35 - 100 pen sẽ được sử dụng trong sản xuất các loại asphalt có độ cứng đống vai trò nổi trội. Các loại nhựa đường mềm hơn từ 100 – 450 pen được sử dụng để trộn hỗn hợp đá nhựa, loại vật liệu trong đó đặc tính nhớt và kết dính với cốt liệu của nhựa đường khi đầm nén là hai yêu cầu quan trọng nhất.

3.2   Nhựa đường oxy thổi khí

Nhựa đường oxy thổi khí chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp sản xuất tấm lợp, lát sàn, ma tít, sơn phủ các loại ống, làm sơn… và được ký hiệu bằng hai chỉ số độ hóa mềm và độ kim lún. Ví dụ nhựa đường 85/40 là nhựa đường oxy thổi khí với điểm hóa mềm 85±5oC và độ kim lún là 40±5, nhựa đường oxy thổi khí cũng phải thỏa mãn các tiêu chuẩn về tỷ lệ hòa tan trong dung môi và hao hụt do gia nhiệt. Điểm hóa mềm của các loại nhựa đường oxy thổi khí thường cao hơn nhiều so với các loại nhựa đường phân cấp theo độ kim lún tương ứng và do đó có tính cảm nhiệt cao có nghĩa là có chỉ số kim lún (PI) của chúng cũng cao hơn nhiều, thường từ +2 đến +8.

3.3   Nhựa đường cứng

Nhựa đường cứng được sử dụng hoàn toàn cho mục đích công nghiệp, như làm than bánh, sơn… nhựa đường cứng cũng được quy định rõ phải được thử nghiệm về độ kim lún và điểm hóa mềm nhưng chúng chỉ được kí hiệu bằng chữ H đứng trước, ví dụ H80/90 là nhựa đường cứng với điểm hóa mềm là 80-90oC với chỉ số kim lún dao động từ 0 đến +2.

3.4   Nhựa đường lỏng cutback

 Nhựa đường lỏng cutback được sản xuất bằng cách trộn nhựa đường 100 pen hay 200 pen với dầu hỏa nhằm tạo ra các loại nhựa đường lỏng thỏa mãn các yêu cầu về độ nhớt nhất định. Ở Vương quốc Anh, nhựa đường lỏng được thử nghiệm và ghi ký hiệu bằng thời gian chảy qua một nhớt kế tiêu chuẩn (STV). Hiện có 3 loại nhựa đường lỏng là: 50, 100, 200 giây. Phần lớn nhựa đường lỏng được dùng để tưới mặt đường, nhưng một phần đáng kể cũng được dùng sản xuất cả hỗn hợp đá nhựa tiêu chuẩn hoặc phi tiêu chuẩn.

Ngoài các chỉ tiêu kỹ thuật về độ nhớt và độ hòa tan, nhựa đường lỏng còn phải thỏa mãn các yêu cầu về tốc độ bay hơi của dung môi và độ kim lún của thành phần nhựa đường còn lại sau khi thi công mặt đường. Hai chỉ tiêu này bảo đảm trong quá trình thi công thành phần dung môi trong nhựa đường lỏng sẽ bay hơi với tốc độ ổn định trong một thời gian đã định và thành phần nhựa đường còn lại trên mặt đường sẽ đạt những yêu cầu thiết kế.

Hậu tố X ở sau các loại asphalt sử dụng nhựa đường lỏng SHELLPHALT cho thấy rằng chúng đã được pha thêm chất kết dính ổn định với nhiệt với công thức đặc biệt. Chất phụ gia này giúp nhựa đường lỏng bám dính đều trên bề mặt cốt liệu , chống hiện tượng cốt liệu bị bong khỏi mặt đường khi có nước đọng.

3.5  Chất lượng nhựa đường

Trong nhiều năm, Shell đã tiến hành khảo sát mối quan hệ giữa đặc tính độ kim lún của nhựa đường được đo trong phòng thí nghiệm và các đặt tính biểu hiện trong hỗn hợp asphalt rải trên đường. Với tải trọng giao thông ngày càng tăng và với các yêu cầu ngày càng gia tăng đối với các đặc điểm kỹ thuật của nhựa đường trong hỗn hợp asphalt sau khi đã được thi công thành đường, người ta ngày càng quan tâm đến việc tính toán khả năng làm việc, độ bền của nhựa đường trên mặt đường sau khi thi công. Nhựa đường có hoạt động tốt trên mặt đường hay không phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm: thiết kế, trình độ thi công đường và chất lượng của các thành phần tạo nên hỗn hợp asphalt rải đường. Mặc dù chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong hỗn hợp asphalt nhưng nhựa đường có một vai trò cực kỳ quan trọng, nó đóng vai trò chất kết dính bền vững, tạo ra các đặt tính đàn hồi – nhớt cho hỗn hợp asphalt. Nhựa đường có thể thực hiện tốt vai trò của mình trên mặt đường nếu ta kiểm soát được 4 đặc tính cơ bản sau:

                              Tính lưu biến;

                              Khả năng kết dính với cốt liệu;

                              Khả năng kết dính nội tại của bản thân nhựa đường;

                              Độ bền.

Tính lưu biến của nhựa đường ở nhiệt độ trên đường được biểu hiện ở độ kim lún và chỉ số kim lún. Bằng việc nghiên cứu các mối tương quan giữa các đặt tính trong thực tiễn và các đặt tính thu được qua thí nghiệm đối với các loại nhựa đường thương phẩm, Shell Research Limited đã phát triển một loạt các thí nghiệm để đánh giá chất lượng nhựa đường. Loại thí nghiệm này bao gồm 6 thí nghiệm áp dụng cho nhựa đường và 3 thí nghiệm áp dụng cho hỗn hợp nhựa đường + cốt liệu. Để cho tiện lợi, Shell thiết kế ra một sơ đồ đa giác gọi là sơ đồ QUALAGON trên đó thể hiện kết quả thử nghiệm đối với 9 đặc tính kỹ thuật nêu dưới đây (xem hình 3.1)

Trong sơ đồ QUALAGON kết quả thử nghiệm biểu hiện 3 chức năng chính của nhựa đường hoặc hỗn hợp nhựa đường/cốt liệu:

   Khả năng kết dính với cốt liệu                 - Thí nghiệm về khả năng kéo dài ở nhiệt độ thấp

   Khả năng kết dính nội tại                        - Thí nghiệm Marshall duy trì;

   Độ bền                                                   - Thí nghiệm về mức độ oxy hóa của màng mỏng nhựa đường trong lò quay (Độ bền oxy hóa);

   Thí nghiệm điểm sôi thực tế (Độ bay hơi);

   Thí nghiệm mức độ lan tỏa của thành phần dầu trong nhựa đường (Tính thuần khiết);

   Thử nghiệm trên mặt đường (Độ bền oxy hóa);

QUALAGON là sản phẩm mang thương hiệu độc quyền của Shell.

 

 

 

 

Bảng 3.1 – BS 3690 : Phần 1 Chỉ tiêu kỹ thuật đối với các loại nhựa đường phân loại theo độ kim lún.

Đặc tính

Phương pháp kiểm tra

Phẩm cấp nhựa đường

15 pen

25 pen

35 pen

40 pen HD

50 pen

70 pen

100 pen

200 pen

300 pen

450 pen

Độ kim lún ở 25oC, dmm

 

BS 2000:Phần 49

15±5

25±5

35±7

40±10

50±10

70±10

100±20

200±30

300±45

450

Độ hóa mềm, oC

min

BS 2000:Phần 58

63

57

52

58

47

44

41

33

30

25

max

 

76

69

64

68

58

54

51

42

39

34

Hao hụt sau khi gia nhiệt 5 giờ ở nhiệt độ 163 oC

 

BS 2000:Phần 45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a)  Tổn thất khối lượng, %

max

 

0,1

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,5

0,5

1,0

1,0

(b)  Sụt giảm độ kim lún, %

max

 

20

20

20

20

20

20

20

20

25

25

Khả năng hòa tan trong trichloroethylen, % theo khối lượng

min

BS 2000:Phần 47

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

Hằng số điện môi ở 25 oC và 1592 Hz

min

BS 2000:Phần 357

-

-

2,630

2,630

2,630

2,630

2,630

-

-

-

Bảng 3.2 – BS 3690: Phần 2 Chỉ tiêu kỷ thuật đối với các loại nhựa đường thổi khí oxy

Đặc tính

Phương pháp kiểm tra

Phẩm cấp nhựa đường

75/30

85/25

85/40

95/25

105/35

115/15

Độ hóa mềm, oC

BS 2000:Phần 58

75±5

85±5

85±5

95±5

105±5

115±5

Độ kim lún ở 25oC, dmm

BS 2000:Phần 49

30±5

25±5

40±5

25±5

35±5

15±5

Hao hụt sau khi gia nhiệt 5 giờ ở nhiệt độ 163 oC, tổn thất % theo khối lượng,  max

BS 2000:Phần 45

0,2

0,2

0,5

0,2

0,5

0,2

Khả năng hòa tan trong trichloroethylen, % theo khối lượng          min

BS 2000:Phần 47

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

99,5

 

 

Bảng 3.3 – BS 3690: Phần 2 Chỉ tiêu kỹ thuật đối với các loại nhựa đường cứng

Đặc tính

Phương pháp kiểm tra

Phẩm cấp nhựa đường

H80/90

H100/120

Độ hóa mềm, oC

BS 2000:Phần 58

85±5

110±10

Độ kim lún ở 25oC, dmm

BS 2000:Phần 49

9±3

6±4

Hao hụt sau khi gia nhiệt 5 giờ ở nhiệt độ 163 oC, tổn thất % theo khối lượng, max

BS 2000:Phần 45

0,05

0,05

Khả năng hòa tan trong trichloroethylen, % theo khối lượng                   min

BS 2000:Phần 47

99,5

99,5

 

 

Bảng 3.4  – BS 3690: Phần 1 Chỉ tiêu kỹ thuật đối với các loại nhựa đường lỏng

Đặc tính

Phương pháp kiểm tra

Phẩm cấp nhựa đường

50 giây

100 giây

200 giây

Độ nhớt (STV) ở 40oC, chén 10mm, giây

BS 2000:Phần 72

50±10

100±20

200±40

Chưng cất

BS 2000:Phần 27

 

 

 

(a)  Chưng cất ở 225 oC, % thể tích                         max                        

 

1

1

1

                         360 oC, % thể tích

 

10±3

9±3

7±3

(b)  Độ kim lún ở 25oC của cặn lấy từ quá trình chưng cất tới 360oC, dmm

BS 2000:Phần 49

100-350

100-350

100-350

Hòa tan trong trichloroethylen, % theo khối lượng       min

BS 2000:Phần 47

99,5

99,5

99,5

 

3.5.1   Đặc tính kết dính nội tại

Sức bền nội tại của các loại nhựa đường phân cấp theo độ kim lún được đặc trưng bởi khả năng kéo dài ở nhiệt độ thấp (phương pháp thử nghiệm ASTM D 113). Trong thí nghiệm này, có ba sợi mẫu nhựa đường được định hình giống nhau nhúng trong môi trường nước và được kéo dài ra với một tốc độ không đổi là 50 mm/phút cho đến khi chúng bị đứt. Khoảng cách mà các sợi mẫu nhựa đường được kéo dài hơn so với mẫu ban đầu trước khi bị đứt được coi là độ bền nội tại hoặc khả năng kéo dài của mẫu nhựa đường. Nhiệt độ thí nghiệm được điều chỉnh theo độ kim lún của nhựa đường, ví dụ 10oC cho nhựa đường từ 80-100 pen, 13oC cho nhựa đường 60-70 pen và 17oC cho nhựa đường 40-50 pen. Trong các điều kiện này, thí nghiệm đã cho thấy có sự khác nhau giữa các loại nhựa đường về đặc tính kết dính nội tại hay khả năng kéo dài của nhựa đường.

3.5.2   Khả năng bám dính với cốt liệu

Trong sơ đồ QUALAGON, chỉ tiêu khả năng bám dính với cốt liệu của nhựa đường được xác định bằng thí nghiệm Marshall duy trì. Trong thí nghiệm này, 8 mẫu hỗn hợp của nhựa đường – cốt liệu được chuẩn bị theo phương pháp Marshall (tên người phát minh ra phương pháp thí nghiệm này) với các tiêu chuẩn cho trước về cốt liệu và tỷ lệ nhựa đường trộn mẫu. Tám mẫu này được chia làm hai nhóm mỗi nhóm 4 mẫu, sao cho độ rỗng trung bình của hỗn hợp cốt liệu giữa hai nhóm mẫu tương đương nhau. Một nhóm mẫu được thí nghiệm ngay lập tức theo phương pháp Marshall tiêu chuẩn và bốn mẫu còn lại được xử lý chân không, sau đó được ngâm trong nước ở nhiệt độ 0 đến 1oC để đảm bảo nước sẽ lấp đầy các khoảng không trong các mẫu. Sau đó những mẫu này được đặt vào một bồn nước ở 60oC trong vòng 48 giờ. Độ ổn định Marshall của 4 mẫu này được xác định. Tỷ số của độ ổn định Marshall của 4 mẫu được xử lý chia cho độ ổn định Marshall ban đầu được gọi là độ ổn định Marshall sau thử nghiệm.

 

Hình 3.1 – Sơ đồ QUALAGON của nhựa đường phân loại theo độ kim lún

Mặc dù giá trị độ ổn định tuyệt đối nằm rải rác trên một phạm vi rộng và độ hội tụ thấp là những đặt tính cố hữu của thí nghiệm Marshall, người ta đã thấy rằng việc xem xét tỷ lệ phần trăm liên quan đến kết quả từ quy định tiêu chuẩn sẽ làm giảm sự sai khác về kết quả thí nghiệm giữa các phòng thí nghiệm khác nhau.

Từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và quan trắc các đặt điểm biểu hiện trong thực tế, các liên kết chủ yếu đã được xác định giữa các đặc tính chức năng và sự cấu thành của nhựa đường. Thí nghiệm này cho thấy nếu thành phần trọng lượng phân tử và hóa học của nhựa đường dao động thì nó có thể biểu hiện tính không đồng nhất, diều này có thể ảnh hưởng xấu đến cả đặc tính kết dính nội tại và đặt tính bám dính cốt liệu của nhựa đường.

3.5.3   Độ bền của nhựa đường

Độ bền của nhựa đường có thể được định nghĩa như khả năng duy trì tốt đặt tính lưu biến, đặc tính kết dính nội tại và khả năng kết dính với cốt liệu trong quá trình sử dụng lâu dài trên mặt đường. Các yếu tố cơ bản sau đây được xác định là một phần của các yêu cầu về chất lượng đối với độ bền nhựa đường:

                              Sự hóa cứng do oxy hóa;

                              Sự hóa cứng do bay hơi;

                              Sự hóa cứng do bay hơi thành phần dầu.

 

3.5.3.1   Sự hóa cứng do bay hơi và oxy hóa

Sự hóa cứng do oxy hóa từ lâu đã được xem là nguyên nhân chính làm cho nhựa đường trở nên lão hóa. Trong những trường hợp nhựa đường – cốt liệu, khi các khoảng rỗng chứa không khí trong hỗn hợp liên kết với nhau thì hiện tượng lão hóa do oxy trong quá trình sử dụng đường đóng một vai trò quan trọng. Tuy nhiên trong các điều kiện như vậy sự lão hóa của mặt đường do bay hơi của những thành phần dễ bay hơi của nhựa đường cũng có thể rất đáng kể.

Các thử nghiệm trên nhựa đường

Thử nghiệm màng mỏng nhựa đường quay trong lò (phương pháp thử nghiệm ASTM D 2872) xác định sự hóa cứng bởi quá trình oxy hóa và sự bay hơi. Trong thí nghiệm này một lớp nhựa đường mỏng được tráng đều vào mặt trong của một cốc thủy tinh. Cốc thủy tinh đó được đặt vào một lò có nhiệt độ 163oC trong 75 phút. Cứ khoảng 3 đến 4 giây người ta lại phun một tia khí nóng vào trong cốc. Múc độ cứng hóa của nhựa đường trong thí nghiệm này, tức là mức độ suy giảm độ kim lún, tăng điểm mềm biểu hiện rất rõ mối tương quan chặt chẽ với thực tế đã được quan sát trong quá trình sản xuất hỗn hợp nhựa đường. Tính ổn định oxy hóa của nhựa đường được đánh dấu trên cơ sở QUALAGON như là tỷ lệ phần trăm độ kim lún còn lại và sự tăng của điểm hóa mềm sau thí nghiệm.

Mức độ hóa cứng do bay hơi có thể được đánh dấu bằng cách đo tính bay hơi ngoại vi của nhựa đường bằng sắc ký khí lỏng – điểm sôi thực (TBP-GLC). Trong phép thử này một lượng nhựa đường nhỏ (150 mg) được hòa tan trong cacbon disulphua và được tách ra trong hai cột sắc ký. Cột thứ nhất tách ra các thành phần nặng cuối cùng như các asphalten, chất thơm phân cực nặng… từ nhựa đường. Các hydrocacbon được hòa tan từ cột sắc ký thứ nhất sau đó được tách tiếp trên một cột thứ hai. Sắc ký được điều chỉnh bằng cách sử dụng các thành phần đã biết được điểm sôi và kết quả được biểu thị trên đồ thị là tỷ lệ phần trăm lượng được chia bởi lượng vật chất thu được ứng với từng nhiệt độ sôi.

TBP-GLC là một phương pháp nhanh chóng và chính xác để phân tích quá trình bay hơi từ đầu đến cuối và được thể hiện trên sơ đồ QUALAGON bằng % khối lượng/khối lượng ở 450oC và 500oC, như vậy sẽ điều chỉnh dạng của đường cong bay hơi. Tổn thất ở mức 0,2% trong thí nghiệm lớp nhựa đường mỏng trong lò quay tương quan chặt chẽ tới giá trị giới hạn tìm được của TBP_GLC ở 450oC và 500oC.

Thí nghiệm trên các mẫu hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu

Độ cứng hóa do oxy hóa và bay hơi của lớp màng nhựa đường mỏng tiếp xúc với cốt liệu được đánh giá bằng hai thí nghiệm trên các mẫu hỗn hợp: thí nghiệm bảo quản hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu nóng, và thí nghiệm làm thay đổi điểm hóa mềm trong quá trình sản xuất hỗn hợp thương phẩm. Thí nghiệm bảo quản hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu nóng mô phỏng điều kiện lão hóa trong quá trình trộn và bảo quản nóng hỗn hợp. Một hỗn hợp nhựa đường - cốt liệu với các yêu cầu xác định trước được sản xuất trong phòng thí nghiệm và một lượng xác định của hỗn hợp này được bảo quản ở nhiệt độ 160oC trong vòng 16 giờ trong hộp thiếc gắn kín. Như vậy ta biết được lượng không khí bị kẹt ở bên trong mẫu là không thay đổi trong quá trình thí nghiệm. Nhựa đường được thu hồi từ cả hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu và vật bảo quản, người ta tiến hành xác định lại độ kim lún và điểm hóa mềm của cả hai mẫu nhựa đường thu hồi này. Mức độ lão hóa của nhựa đường trong quá trình hỗn hợp nhựa đường cốt liệu và mẫu cốt liệu được bảo quản được thể hiện bằng sự chênh lệch giữa điểm mềm của hai mẫu nhựa đường thu hồi sau khi trộn thành hỗn hợp, mẫu được bảo quản và điểm mềm của nhựa đường đó trước khi thí nghiệm.

Ở quy mô phòng thí nghiệm, đây là một thí nghiêm ngặt và việc thay đổi về điểm hóa mềm lớn hơn nhiều những thay đổi về điểm hóa mềm của nhựa đường được xác định trong quá trình tồn chứa trong thực tế với số lượng lớn. Tuy nhiên thí nghiệm này tương quan với xu hướng hóa cứng của hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu ở nhiệt độ cao khi tiếp xúc trong một thời gian dài với không khí.

3.5.3.2   Sự hóa cứng do thất thoát các thành phần dầu

Nếu cấu thành của nhựa đường không cân bằng, khi tiếp xúc với cốt liệu xốp, các thành phần dầu khoáng trong nhựa đường có thể thấm thấu vào trong các lỗ trên cốt liệu dẫn đến hiện tượng tạo thành một lớp mỏng nhựa đường hóa cứng trên bề mặt cốt liệu. Hiện tượng thẩm thấu các thành phần dầu của nhựa đường vào cốt liệu về cơ bản là một hàm của một số parafin có phân tử lượng thấp trong nhựa đường liên quan đến số lượng và chủng loại các asphalten.

Để lượng hóa hiện tượng thẩm thấu các thành phần dầu trong nhựa đường vào cốt liệu, Shell Research Limited đã phát triển một loại thí nghiệm gọi là thí nghiệm thẩm thấu nhỏ giọt. Trong thí nghiệm này các giọt  nhỏ nhựa đường được nhỏ cách quãng lên các phiến đá cẩm thạch trắng. Các phiến đá này được giữ ở 60oC trong 4 ngày dưới một đệm bằng khí nitơ. Trong suốt thời gian này, các vòng dầu được hình thành quanh các giọt nhựa đường, người ta có thể đo được kích thước các vòng dầu dưới ánh sáng tia cực tím bằng cách sử dụng kính hiển vi. Chiều rộng của các vòng dầu biến động từ một vài phần mười mm đối với các giọt nhựa đường có thành phần cân bằng cho đến vài mm đối với các giọt nhựa đường có thành phần không cân bằng.

Sự hóa cứng của nhựa đường trong quá trình sử dụng do thẩm thấu thành phần dầu là đáng kể và phụ thuộc không chỉ vào xu hướng thẩm thấu thành phần dầu của nhựa đường mà còn phụ thuộc vào độ xốp của cốt liệu. Nếu cốt liệu có độ xốp thấp, thì quy mô của quá trình thẩm thấu thành phần dầu của nhựa đường là không đáng kể, dù mức độ thẩm thấu thành phần dầu của nhựa đường cao hay thấp. Tương tự với loại nhựa đường có xu hướng thẩm thấu dầu thấp thì mức độ hấp thụ thành phần dầu của cốt liệu là không đáng kể, bất chấp độ xốp của cốt liệu là cao hay thấp.

3.5.4   Thẩm định các thử nghiệm QUALAGON và các tiêu chuẩn thẩm định

Qua một số năm sử dụng sơ đồ QUALAGON kết hợp với các số liệu lưu trữ, Shell khẳng định rằng bộ tiêu chuẩn kỹ thuật trong sơ đồ QUALAGON là công cụ thỏa mãn việc lượng hóa chất lượng nhựa đường và các đặc tính hoạt động của hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu trên đường.

Nhựa đường có chất lượng tốt nhìn chung có các đặc tính nằm trong vùng đa giác đều của sơ đồ QUALAGON. Tuy nhiên điều này không có nghĩa là một loại nhựa đường nào đó có một số đặc tính nằm ngoài phạm vi đa giác đều của sơ đồ QUALAGON sẽ bị coi là có chất lượng không tốt. Các giá trị giới hạn của QUALAGON không được coi là tiêu chuẩn mẫu để đánh giá chất lượng nhựa đường, để quyết định một mẫu nhựa đường này là đạt yêu cầu chất lượng , còn loại kia là không đạt yêu cầu. Việc đánh giá chất lượng tổng thể của nhựa đường phải được xem xét một cách thận trọng. Với lý do đó , QUALAGON không phù hợp với các mục đích xác định các chỉ tiêu chất lượng nhựa đường. Sơ đồ này chỉ là một công cụ nghiên cứu có giá trị, đóng vai trò hướng dẫn rất tốt đối với việc đánh giá đặc tính hoạt động của mặt đường trong quá trình sử dụng.

Theo "Tài liệu kỹ thuật Nhựa đường Shell Singapore"

Bài viết khác: