Đánh giá chất lượng RAP tại Việt Nam

Đánh giá chất lượng RAP tại Việt Nam rất quan trọng và cần thiết với các chủ đầu tư, nhà thầu. Vì khi khối lượng RAP thu gom từ cao tốc, quốc lộ và các tuyến đô thị ngày càng lớn, việc xác định chất lượng RAP có dùng lại được không, tỷ lệ phối trộn bao nhiêu, áp dụng công nghệ tái chế nóng, nguội hay tích hợp trở thành yếu tố quyết định chất lượng mặt đường. Cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết ngay dưới đây với Đại Việt JSC.

RAP là gì? Vì sao cần đánh giá chất lượng RAP?

RAP tên đầy đủ là Reclaimed Asphalt Pavement: Nhựa đường cũ được bóc tách và tái sử dụng. Đây là vật liệu bê tông nhựa đã được cào bóc từ mặt đường cũ, sau đó nghiền, sàng lại để dùng làm nguyên liệu tái chế trong trạm trộn bê tông nhựa nóng. Hiểu đơn giản RAP chính là bê tông nhựa tái chế. Trích nguồn: Công nghệ RAP trong trạm asphalt là gì

Vì sao chất lượng RAP thu gom từ các công trình khác nhau có sự chênh lệch lớn?

Cùng là RAP, nhưng RAP lấy từ cao tốc A có thể khác hoàn toàn RAP lấy từ quốc lộ B hoặc đường đô thị C. Vì mỗi công trình có loại mặt đường, cấp phối, lớp kết cấu, độ lão hóa, công nghệ thi công và điều kiện khai thác khác nhau. Khi cào bóc, mức độ lẫn tạp chất, độ ẩm, hư hỏng mặt đường, độ sâu cào… cũng tạo ra RAP không đồng nhất.

Vì sao đánh giá kỹ RAP mới chọn được tỷ lệ phối trộn tối ưu?

Vì RAP không bao giờ đồng nhất, nên để xác định được tỷ lệ bao nhiêu % RAP tối ưu nhằm đảm bảo cơ lý, không nứt, không lún, không tốn quá nhiều chi phí phụ gia hoặc năng lượng sấy. Các chủ trạm trộn, nhà thầu cần đánh giá đầy đủ (binder cũ, độ lão hóa, cấp phối, độ ẩm, tạp chất…), vì:

Hàm lượng nhựa cũ biến thiên nên không biết chính xác thì không tính được lượng nhựa mới cần bổ sung.
Mức độ lão hóa khác nhau nên RAP cứng/mềm khác nhau, tỷ lệ đưa vào bị ảnh hưởng mạnh.
Cấp phối hạt thay đổi sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ hỗn hợp sau trộn.
Độ ẩm và tạp chất khác nhau làm ảnh hưởng đến năng lượng sấy và độ bám dính.
Tính ổn định khi trộn phụ thuộc vào chất lượng RAP đầu vào.

Đánh giá chất lượng RAP: Yếu tố ảnh hưởng, tiêu chí, quy trình, giải pháp

Chất lượng RAP được phân tích, đánh giá dựa trên nhiều yếu tố trước khi quyết định tỷ lệ % RAP được sử dụng để trộn mới đáp ứng cho các công trình thi công, cơ sở hạ tầng, đường giao thông. Trong đó có các yếu tố ảnh hưởng, các tiêu chi đánh giá, quy trình đánh giá, và gợi ý một số giải pháp được nhiều chủ đầu tư, chủ thầu quan tâm. Cụ thể:

1. Các yếu tố ảnh hưởng

Công nghệ cào bóc và thiết bị: Chất lượng RAP phụ thuộc rất lớn vào loại máy cào bóc đang được dùng. Máy cũ, dao mòn hoặc tốc độ cào không ổn định thường tạo ra vật liệu bị vỡ vụn, lẫn nhiều tạp chất hoặc độ hạt không đồng đều. Ngược lại, máy hiện đại với dao sắc và khả năng điều khiển chính xác sẽ tạo ra RAP sạch, đồng nhất và ít bị hư tổn hơn.

Độ sâu cào bóc từng lớp: Nếu cào bóc không đúng độ sâu thiết kế, RAP sẽ bị lẫn nhiều lớp khác nhau của mặt đường cũ. Nếu cào quá sâu sẽ lấy cả lớp móng đá hoặc đất phía dưới sẽ làm RAP lẫn tạp chất, giảm chất lượng. Cào quá nông thì chỉ lấy được phần trên, nơi nhựa đã bị lão hóa mạnh thì RAP cứng, khó tái chế. Vì vậy, kiểm soát độ sâu là yếu tố quyết định độ đồng đều của vật liệu sau cào bóc.

Nguồn gốc tuyến đường (cao tốc khác quốc lộ): Chất lượng RAP lấy từ cao tốc thường tốt hơn quốc lộ hoặc đường đô thị, vì kết cấu mặt đường cao tốc được đầu tư tốt hơn, lượng nhựa và đá sử dụng cao hơn, ít bị vá sửa nhiều lần. Trong khi đó, nhiều tuyến quốc lộ có lớp mặt đường thi công theo nhiều giai đoạn, nhiều loại vật liệu khác nhau nên RAP thu được dễ bị trộn lẫn và chất lượng không ổn định.

Thời tiết và bảo quản RAP: Nếu RAP để ngoài trời, gặp mưa và nắng liên tục, độ ẩm sẽ tăng cao và nhựa cũ tiếp tục bị lão hóa. Vật liệu để lâu không được che chắn cũng dễ bị lẫn bụi, đất, rác và mất dần độ bám dính. Ngược lại, kho bãi có mái che, nền cao, thoát nước tốt sẽ giữ được chất lượng RAP ổn định và tiết kiệm nhiên liệu khi đưa vào sấy, trộn.

Quy trình thu gom và phân loại tại công trường: RAP được thu gom và đổ đống không theo quy trình rõ ràng sẽ dễ bị trộn lẫn với đất, đá thải, thậm chí cả rác ở công trường. Việc không phân loại theo từng vị trí cào bóc khiến RAP từ các đoạn đường khác nhau bị gom chung một chỗ, dẫn đến tính chất không đồng đều. Ngược lại, công trường nào có quy trình thu gom, phân loại rõ ràng, loại tạp chất trước khi đưa lên xe vận chuyển thì RAP sạch và ổn định hơn nhiều.

2. Dựa vào tiêu chí nào?

Tại Việt Nam, các chủ thầu, các chủ trạm trộn Asphalt thường đánh giá chất lượng RAP theo TCVN liên quan đến hỗn hợp nhựa tái chế mới nhất TCVN:13567-1:2022. Cụ thể:

Kích cỡ hạt của RAP sau nghiền lại quyết định độ chặt, độ rỗng và độ ổn định của bê tông nhựa tái chế. Vì RAP thường có cỡ hạt không đều và khác xa so với đá mới, nên cần đo chính xác để điều chỉnh lại cấp phối cho phù hợp.

Việc kiểm tra được thực hiện bằng cách sàng phân loại kích thước hạt, đồng thời đo cả cỡ hạt của hỗn hợp chung (RAP + đá mới) và riêng phần RAP sau khi tách nhựa cũ. Để kết quả chính xác, nên lấy nhiều mẫu RAP ở các vị trí khác nhau, bởi chất lượng RAP thay đổi rất lớn tùy đoạn đường và cách cào bóc.

Độ rỗng của hỗn hợp bê tông nhựa quyết định lượng nhựa cần dùng và ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, tuổi thọ mặt đường. Khi đưa RAP vào phối trộn, độ rỗng thường thay đổi so với hỗn hợp dùng hoàn toàn đá mới, khiến lượng nhựa tối ưu cũng phải điều chỉnh lại.

Việc xác định độ rỗng được thực hiện bằng cách đo khối lượng và tỷ trọng mẫu đã nén theo các tiêu chuẩn thí nghiệm. Kết quả này giúp kỹ sư biết cần tăng hay giảm lượng nhựa để hỗn hợp tái chế đạt độ bền và độ ổn định tốt nhất.

Độ bám dính giữa đá và nhựa quyết định sự liên kết trong hỗn hợp ảnh hưởng đến chất lượng RAP. Nếu bám dính kém, đá dễ rơi rời, gây hư hỏng cục bộ và giảm độ bền mặt đường. Với RAP, bề mặt hạt đá thường đã phủ lớp nhựa cũ, khiến nhựa mới khó “ăn” bám hơn nếu không được xử lý đúng cách.

Để kiểm tra, kỹ sư thường ngâm mẫu, kiểm tra dưới điều kiện ẩm hoặc dùng các thí nghiệm tách kéo theo tiêu chuẩn. Nếu thấy bám dính yếu, có thể cần xử lý lại bề mặt hoặc bổ sung phụ gia tái sinh để cải thiện khả năng liên kết.

Hàm lượng nhựa cũ trong RAP cho biết trong vật liệu tái chế còn lại bao nhiêu nhựa đã sử dụng. Đây là thông tin rất quan trọng vì giúp tính chính xác lượng nhựa mới cần bổ sung và xác định tỷ lệ RAP có thể dùng an toàn trong hỗn hợp.

Để đo chỉ tiêu này, phòng thí nghiệm thường dùng lò đốt kiểm tra hàm lượng nhựa hoặc tách nhựa bằng dung môi. Trong thực tế, phương pháp lò đốt được dùng nhiều hơn vì nhanh và tiện cho kiểm soát chất lượng RAP.

Nhựa trong RAP đã bị lão hóa qua thời gian nên cứng hơn và kém dẻo, dễ gây nứt nếu không được điều chỉnh phù hợp. Vì vậy, cần xác định mức độ lão hóa để biết nhựa cũ đang “già” đến mức nào, từ đó tính toán tỷ lệ RAP và lượng phụ gia tái sinh cho hợp lý.

Việc kiểm tra được thực hiện bằng cách tách nhựa khỏi RAP và thử nghiệm theo các tiêu chuẩn đánh giá độ lão hóa, nhằm xác định cấp độ làm việc (PG) hoặc các chỉ số quan trọng khác của nhựa thu hồi. Kết quả giúp kỹ sư điều chỉnh hỗn hợp để mặt đường không bị giòn và nứt sau khi đưa vào sử dụng.

Hàm lượng tạp chất (%) trong RAP như đất, rác, cỏ hay đá vụn khiến chất lượng RAP giảm vì làm lệch kích cỡ hạt, giảm lượng nhựa còn dùng được và khiến hỗn hợp khó nén chặt, dễ giảm độ bền. Các loại đất/rác này còn giữ nhiều ẩm, làm tốn thêm công sấy và buộc phải sàng lọc trước khi đưa vào trạm.

Việc kiểm tra thường làm bằng cách quan sát trực tiếp và sàng để đo tỷ lệ tạp chất theo khối lượng. Nhiều hướng dẫn, trong đó có cơ quan đường cao tốc liên bang Mỹ, khuyến cáo nên loại bỏ tạp chất và phân loại RAP ngay từ khâu nhập kho để đảm bảo chất lượng RAP ổn định.

Độ ẩm trong RAP ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bê tông Asphalt mới và chi phí sản xuất. Nếu RAP quá ướt, trạm phải tốn nhiều nhiên liệu hơn để sấy khô, thời gian trộn kéo dài và nhựa mới khó bám đều lên bề mặt hạt, làm giảm độ bền của hỗn hợp.

Độ ẩm thường được đo bằng cách lấy mẫu đem sấy khô rồi tính phần nước bay hơi. Để hạn chế ẩm, RAP nên được che phủ, bố trí kho bãi thoát nước tốt hoặc sấy sơ bộ trước khi đưa vào trộn, giúp tiết kiệm năng lượng và ổn định chất lượng.

Chỉ số Marshall khi trộn thử giúp đánh giá xem hỗn hợp có chất lượng RAP đủ độ bền, độ chặt và khả năng chịu tải hay không trước khi đưa vào thi công thật. Kết quả thử cho biết hỗn hợp có dễ bị lún, nứt hay mất ổn định dưới tải xe hay không.

Việc kiểm tra này được thực hiện bằng cách tạo mẫu thử và nén ép theo quy trình tiêu chuẩn, qua đó quyết định tỷ lệ RAP tối đa có thể sử dụng an toàn.

3. Quy trình đánh giá chất lượng RAP

Tại phòng thí nghiệm sẽ thực hiện các bước đánh giá chất lượng RAP như sau:

Lấy mẫu đại diện (TCVN): Để đánh giá chính xác, RAP phải được lấy mẫu từ nhiều vị trí trong đống chứa, không lấy chỉ một điểm. Việc lấy nhiều điểm rồi trộn đều sẽ tạo ra “mẫu đại diện” phản ánh đúng chất lượng RAP. Nếu lấy sai cách, kết quả thử có thể lệch và dẫn đến chọn tỷ lệ phối trộn không phù hợp.

Tách nhựa cũ ra khỏi RAP: Trong phòng thí nghiệm, chuyên viên sẽ dùng dung môi hoặc lò đốt chuyên dụng để tách phần nhựa cũ bám trên đá. Sau khi tách nhựa, phòng thí nghiệm thu được hai thứ: đá sạch để phân tích kích cỡ hạt và phần nhựa cũ đã được tách để kiểm tra độ lão hóa. Bước này giúp biết rõ trong RAP đang còn bao nhiêu nhựa và chất lượng nhựa còn lại ra sao.

Phân tích lại kích cỡ hạt: Đá sau khi tách nhựa được mang đi sàng để xem kích thước lớn – nhỏ như thế nào. Kết quả này rất quan trọng vì RAP thường có độ hạt khác vật liệu mới, nên cần biết để điều chỉnh lại công thức trộn sao cho hỗn hợp cuối cùng đạt độ đặc chắc và độ bền như thiết kế.

Kiểm tra đặc tính của nhựa cũ: Phần nhựa đã tách ra được mang đi thử để xem còn mềm hay đã bị cứng quá mức theo thời gian. Nhựa cũ càng cứng thì càng dễ gây nứt. Việc đánh giá này giúp kỹ sư biết có cần bổ sung phụ gia làm mềm, thay đổi lượng nhựa mới đưa vào hay điều chỉnh tỷ lệ RAP cho hợp lý.

Chọn tỷ lệ RAP phù hợp qua thử nghiệm hỗn hợp: Sau khi biết rõ đá và nhựa cũ trong chất lượng RAP tái chế, phòng thí nghiệm sẽ trộn thử RAP với vật liệu mới theo nhiều tỷ lệ khác nhau. Mỗi tỷ lệ được thử độ bền, độ đặc chắc, khả năng chịu tải… Khi thấy tỷ lệ nào đạt tiêu chuẩn thì tỷ lệ đó sẽ được đề xuất áp dụng ngoài hiện trường. Đây là bước quyết định để bảo đảm chất lượng mặt đường sau thi công.

4. Giải pháp cải thiện chất lượng RAP tại Việt Nam

Dưới đây là một số giải pháp gợi ý giúp cải thiện chất lượng RAP tại Việt Nam.

Phân loại RAP theo tuyến đường và độ sâu cào bóc: Chất lượng RAP phụ thuộc rất lớn vào nơi lấy và lớp nhựa được cào. Mỗi tuyến đường có tuổi thọ, vật liệu và mức độ hư hỏng khác nhau, nên RAP thu về cũng khác nhau.

Nếu trộn chung tất cả, chất lượng RAP sẽ biến động mạnh và khó kiểm soát. Việc phân loại RAP theo từng tuyến hoặc theo từng lớp cào bóc (lớp mặt, lớp dưới) sẽ giúp tạo ra từng nhóm RAP ổn định, dễ thiết kế cấp phối và đảm bảo chất lượng RAP đồng đều hơn.

Sử dụng hệ thống sấy RAP hoặc công nghệ tái chế nóng chuyên dụng: Một trong những nguyên nhân làm giảm chất lượng RAP là độ ẩm và khả năng gia nhiệt kém. Khi đưa vào trạm trộn, RAP ẩm khiến nhiên liệu tiêu thụ nhiều, hỗn hợp khó trộn đều, chất lượng RAP giảm rõ rệt.

Nếu dùng hệ thống sấy RAP riêng hoặc dàn tái chế nóng chuyên dụng, RAP được gia nhiệt đúng cách, không bị cháy nhựa cũ, từ đó chất lượng RAP cải thiện đáng kể và tỷ lệ RAP dùng được cũng cao hơn.

Giảm độ ẩm bằng kho bãi đạt chuẩn và che phủ tốt: RAP để ngoài trời rất dễ hút nước, đặc biệt trong mùa mưa. Độ ẩm cao làm giảm chất lượng RAP và khiến trạm trộn tốn nhiều nhiên liệu để làm khô.

Giải pháp là tạo kho bãi có nền cứng, thoát nước tốt và có mái che. Điều này giúp RAP luôn khô ráo, giữ được chất lượng RAP ổn định và giảm chi phí vận hành cho trạm trộn.

Sử dụng phụ gia làm mềm nhựa cũ: Nhựa trong RAP thường đã bị già, cứng lại do nhiều năm sử dụng. Nhựa cứng làm hỗn hợp dễ nứt và giảm độ bền.

Dùng phụ gia tái sinh giúp làm mềm lại phần nhựa cũ, giúp RAP đạt độ đàn hồi tốt hơn, nhờ đó chất lượng RAP được cải thiện rõ rệt khi phối trộn với vật liệu mới. Đây là giải pháp phổ biến ở nhiều nước để tăng tỷ lệ RAP sử dụng an toàn.

Nâng cấp máy nghiền lại RAP để tạo cấp phối đồng đều: RAP sau khi cào bóc có thể bị vón cục, hạt to nhỏ lẫn lộn, làm chất lượng RAP không ổn định.

Trang bị máy nghiền lại RAP giúp phá tơi các cục lớn và tạo ra kích thước hạt đồng đều hơn. Khi cấp phối ổn định, chất lượng RAP được cải thiện đáng kể, hỗn hợp asphalt trộn ra cũng đạt độ bền và độ đặc chắc tốt hơn.

Đánh giá đúng chất lượng RAP giúp kiểm soát biến động vật liệu, chọn tỷ lệ phối trộn an toàn và đảm bảo độ bền mặt đường. Khi được thu gom, phân loại và kiểm tra bài bản, RAP trở thành nguồn vật liệu tái chế hiệu quả, giúp giảm chi phí và nâng chất lượng thi công tại Việt Nam.

Hình ảnh Đại Việt và Nhuận Thiên hợp tác chiến lược về trạm trôn bê tông nhựa nóng

Liên hệ ngay 0911.628.628 để được tư vấn về RAP hay đánh giá chất lượng RAP, từ đó lựa chọn công nghệ, giải pháp trạm trộn bê tông nhựa nóng tái chế RAP phù hợp!:
Website: daivietjsc.com.vn