CÔNG TY TNHH TM-SX-DV TÍN THỊNH

Độ bền của nhựa đường

Ngày đăng: 30/10/2013 22:32

Tính chất và chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa đường quyết định đến tuổi thọ thiết kế của nó khi sử dụng nhựa đường để xây dựng công trình giao thông.

Các nghiên cứu dài hạn đã cho thấy rằng đối với một mặt đường được rải bằng hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu, để đạt được tuổi thọ thiết kế của nó thì điều quan trọng là nhựa đường không được quá cứng trong thời gian bảo quản, trong quá trình sản xuất hoặc trong thời gian lưu hành trên đường. Nhựa đường thường có các tạp chất hữu cơ mà các chất hữu cơ đó thường bị tác động bởi oxy, tia cực tím và sự thay đổi của nhiệt độ. Các yếu tố ảnh hưởng của bên ngoài đó làm cho nhựa đường hóa cứng, giảm độ kim lún, tăng điểm mềm và tăng chỉ số kim lún (PI).

1.   Sự hóa cứng của nhựa đường

Xu hướng đối với sự hóa cứng của nhựa đường dưới tác dụng của ngoại cảnh đã được biết đến qua các công trình nghiên cứu trong nhiều năm. Bốn cơ chế chính của sự hóa cứng nhựa đường đã được xác định:

·        Oxy hóa;

·        Mất mát do bay hơi;

·        Hóa cứng vật lý;

·        Hóa cứng do hao hụt thành phần dầu.

1.1   Sự oxy hóa

Giống như nhiều chất hữu cơ khác, nhựa đường oxy hóa chậm khi tiếp xúc với không khí. Các nhóm chứa oxy phân cực được tạo ra có xu hướng liên kết với các mixen có trọng lượng phân tử cao và do đó làm tăng độ nhớt của nhựa đường. Các nhóm phân cực hydroxyl, cacbonyl và cacbonxylic dẫn đến việc hình thành các phân tử phức tạp lớn hơn, những phân tử này sẽ làm cho nhựa đường cứng hơn và ít dẻo hơn. Mức độ oxy hóa nhựa đường phụ thuộc phần lớn vào nhiệt độ, thời gian và độ dày của lớp màng nhựa đường bám dính trên bề mặt cốt liệu. Từ 100⁰C trở lên nếu nhiệt độ cứ tăng thêm 10⁰C thì mức độ oxy hóa tăng thêm gấp đôi. Sự hóa cứng do oxy hóa từ lâu đã được xem là nguyên nhân chính làm lão hóa nhựa đường, rất khó để xem xét rộng ra các yếu tố khác. Tuy vậy, người ta đã chứng minh rằng mặc dù các nhân tố khác nhìn chung là ít quan trọng hơn so với sự oxy hóa.

1.2 Tổn thất do bay hơi

Sự bay hơi của các thành phần dễ bay hơi chủ yếu là phụ thuộc vào nhiệt độ và các điều kiện tác động lên nhựa đường. Các loại nhựa đường phân cấp theo độ kim lún thường ít bay hơi, do đó mức độ hóa cứng do mất mát các thành phần dễ bay hơi là không đáng kể.

1.3   Hóa cứng lý học

Hóa cứng lý học xảy ra khi nhựa đường chịu tác động của nhiệt độ và các điều kiện môi trường xung quanh và thường góp phần vào việc tái định hướng của các phân tử nhựa đường, làm quá trình hình thành tinh thể của parafin trong nhựa đường chậm lại. Sự hóa cứng vật lý có thể phá vỡ được bằng cách gia nhiệt lại nhựa đường, khi đó nhựa đường lại đạt được độ nhớt ban đầu.

Hiện tượng này có thể tái tạo dễ dàng trong phòng thí nghiệm bằng cách xác định độ kim lún của một mẫu nhựa đường mà không cần gia nhiệt lại mẫu nhựa đường đó. Cùng với thời gian độ kim lún của mẫu nhựa đường giảm đi.

1.4   Sự hóa cứng do hao hụt thành phần dầu

Sự hóa cứng này do sự di chuyển của thành phần dầu rỉ ứa ra từ nhựa đường ngấm vào thành phần cốt liệu khoáng. Nó là một hàm số của xu hướng ứa rỉ của nhựa đường, và độ rỗng của cốt liệu.

2.   Sự hóa cứng của nhựa đường trong quá trình bảo quản, trộn và trong quá trình sử dụng

Các điều kiện trong đó sự hóa cứng xảy ra khác nhau và rất đa dạng. Trong quá trình bảo quản nhựa đường với số lượng lớn, nhựa đường thường tồn tại dưới dạng lỏng, ở nhiệt độ tương đối cao trong thời gian vài ngày hoặc vài tuần; trong thời gian trộn, bảo quản nóng, vận chuyển hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu, nhựa đường tồn tại dưới dạng một lớp màng mỏng ở nhiệt độ cao trong thời gian tương đối ngắn; còn khi đã được rãi và đầm nén thành đường nhựa đường tồn tại dưới dạng một lớp màng mỏng ở nhiệt độ thấp hoặc trung bình trong một thời gian rất dài. Trong sử dụng, việc nhựa đường tiếp xúc với không khí là yếu tố rất quan trọng và phụ thuộc vào độ rỗng của hỗn hợp, nó thường ít thay đổi khi hỗn hợp bê tông asphalt được đầm lèn tốt.

2.1   Sự hóa cứng của nhựa đường trong bảo quản với khối lượng lớn

Khi nhựa đường được bảo quản với khối lượng lớn ở nhiệt độ cao, sự hóa cứng rất ít khi xảy ra. Bởi vì bề mặt của nhựa đường tiếp xúc với oxy là rất nhỏ so với một khối lượng rất lớn được tồn chứa trong bồn. Tuy nhiên, nếu ta bơm tuần hoàn nhựa đường trong bồn để tránh gia tăng nhiệt cục bộ, và lại để dòng nhựa đường chảy vào bồn chứa qua một miệng xả phía trên lớp mặt nhựa đường trong bồn thì mức độ hóa cứng có thể xảy ra đáng kể. Điều này là do diện tích bề mặt của nhựa đường từ đường ống đi vào bồn tương đối lớn, nó sẽ làm tăng cơ hội cho oxy phản ứng với nhựa đường.

2.2   Sự hóa cứng của nhựa đường trong quá trình trộn với cốt liệu

Trong qua trình trộn với cốt liệu, tất cả các cốt liệu và bột khoáng đều được phủ một lớp màng nhựa đường mỏng, lớp màng đó thường có độ dày khoảng 5 – 10 micrôn. Nếu bề mặt mỗi viên cốt liệu được phủ có thể dàn ra trên một mặt phẳng liên tục, thì nhựa đường từ một tấn hỗn hợp đá nhựa đường chặt sẽ tạo ra một lớp nhựa đường mỏng có diện tích xấp xỉ 10.000m²_, có nghĩa là hơn 1,5 lần diện tích của một sân bóng cỡ trung bình. Như vậy, khi trộn nhựa đường với cốt liệu nóng và dàng ra thành lớp mỏng tại các trạm trộn asphalt, các điều kiện cho quá trình oxy hóa và bay hơi các thành phần dầu là rất thuận lợi. Sự hóa cứng của nhựa đường  trong quá trình này là rát đáng kể và phải được cân nhắc khi lựa chọn phẩm cấp nhựa đường để sử dụng. Người ta ước tính trong quá trình trộn thảm nhựa đường bị hóa cứng xấp xỉ một cấp có nghĩa là 100 pen xuống 70 pen, 70 pen xuống 50 pen… Tuy vậy, mức độ hóa cứng phụ thuộc vào một số yếu tố như nhiệt độ thời gian trộn, hàm lượng nhựa đường, tức là độ dày của lớp màng nhựa đường phủ trên cốt liệu… Việc ngăn chặn nguyên nhân làm nhựa đường hóa cứng trong quá trình trộn thảm phụ thuộc vào việc kiểm soát một cách kỹ lưỡng tất cả các yếu tố này. Đặc biệt là việc kiểm soát nhiệt độ và hàm lượng nhựa là cực kỳ quan trọng. Mức độ cứng hóa phụ trội của nhựa đường đo bằng sự tăng lên của điểm mềm do nhiệt độ trộn tăng lên quá mức cần thiết. Giảm độ dày của lớp màng nhựa đường sẽ làm tăng đáng kể chỉ số lão hóa (tỷ lệ giữa độ nhớt và tuổi thọ của nhựa đường ŋ_a so với độ nhớt của nhựa đường ban đầu ŋ­₀) của nhựa đường.

Loại máy trộn được sử dụng cũng ảnh hưởng đến mức độ hóa cứng của nhựa đường trong quá trình trộn thảm . Người ta  nhận ra rằng mức độ hóa cứng của nhựa đường trong các máy trộn liên tục thường thấp hơn trong máy trộn từng mẻ. Điều này có thể là do thời gian trộn nhựa đường/cốt liệu trong máy trộn liên tục ngắn hơn và sự có mặt của hơi nóng trong tang sấy đã hạn chế oxy có trong đó. Tuy nhiên sự da dạng về kiểu dáng khác nhau của máy trộn liên tục cũng có nghĩa là có sự biến động về mức độ hóa cứng giữa các nhà máy trộn được thiết kế khác nhau là hầu như không thể tránh khỏi. Nhưng chấp nhận điều này, Shell Bitumen Vương quốc Anh đã thực hiện một nghiên cứu trên hai máy trộn có tang sấy khác nhau, kết quả nghiên cứu đã cho thấy rằng với nhiệt độ trộn tương đương, mức độ giảm độ kim lún thấp hơn 5 – 15% và tăng điểm mềm lên tới 4⁰C ở máy trộn có tang sấy so với máy trộn từng mẻ.

2.3   Sự hóa cứng của nhựa đường trong hỗn hợp với thời gian bảo quản, vận chuyển và rải đường

Việc nhập vào Vương quốc Anh các loại máy trộn thảm liên tục có công suất cao đòi hỏi phải sử dụng các silô bảo quản nóng đối với hỗn hợp nhựa đường - cốt liệu. Các silô này dùng để tồn chứa thành phẩm để khắc phục sự thiếu cân đối giữa quá trình trộn và thi công đường trong những thời gian cao điểm. Như vậy hỗn hợp sẽ không chỉ được bảo quản trong các xe phân phối, trong thời gian vận chuyển mà còn được bảo quản trong các silô nóng. Một phần nhựa đường sẽ bị hóa cứng trong thời gian bảo quản nóng trong xilô hay trên xe vận chuyển. Lượng hóa cứng như được bàn tới ở phần trước, sẽ phụ thuộc chủ yếu vào thời gian tiếp xúc với oxy, độ dày lớp màng nhựa đường và nhiệt độ của hỗn hợp. Khi một hỗn hợp được đổ vào silo bảo quản, không khí đi vào cùng với hỗn hợp, một lượng không khí sẽ bị kẹt lại trong phần rỗng của vật liệu. Trong thời gian bảo quản, oxy trong không khí sẽ phản ứng với nhựa đường. Nếu không có không khí vào thêm trong silo, sự oxy hóa sẽ ngừng lại khi oxy trong hỗn hợp đã được sử dụng hết.

Để đảm bảo rằng không có không khí lọt thêm vào silô, điều quan trọng là cửa nhận và cửa xả của silô phải kín khí và không có lỗ hở để không khí có thể đi vào silô. Nếu cửa nhận không kín khí, silô sẽ như một ống khói hút không khí đi vào ở cửa xả làm cho hỗn hợp bị oxy hóa và nhanh chóng nguội đi. Hơn nữa nên đỗ hỗn hợp vào silô cho đầy đến mức tối đa để loại bỏ càng nhiều không khí tự do ở phần đỉnh silô càng tốt. Không khí còn lại ở đỉnh silô khi tham gia với phản ứng với phần khí trên bề mặt lớp hỗn hợp sẽ tạo thành dioxitcacbon. Dioxitcacbon vì nặng hơn không khí thường nên có xu hướng trở thành lớp phủ bề mặt hỗn hợp, bảo vệ nó khỏi sự oxy hóa tiếp theo. Ở Hoa Kỳ, một số silô có thiết bị điều áp với khí thải không có oxy lấy từ một thiết bị đốt khí thải trộn vào silô cùng với không khí bị giữ lại bên trong tạo ra một áp suất dương nhẹ (hơi lớn hơn áp suất khí quyển một chút) ngăn không cho không khí đi vào silô.

Các nghiên cứu được thực hiện ở Hoa Kỳ cho thấy nếu sự oxy hóa trong silô được hạn chế chỉ với lượng oxy bị kẹt lại bên trong phần rỗng của vật liệu, thì sau đó ít hoặc không có sự oxy hóa xảy ra trong quá trình vận chuyển hỗn hợp và rải đường. Về điều này người ta đã đưa ra giả thuyết rằng do không có một lượng không khí sạch đáng kể được giữ trong hỗn hợp trong thời gian nạp lên xe chuyên chở. Thực tế đã cho thấy rằng nếu hỗn hợp được xả trực tiếp từ nhà máy trộn vào xe phân phối, mức độ hóa cứng trong thời gian chuyên chở là tương tự như mức độ hóa cứng xảy ra trong thời gian bảo quản bằng silô.

Nếu hỗn hợp nhựa đường – cốt liệu được rải khi nhiệt độ xung quanh thấp hay khi hỗn hợp rải được giữ lại trong một thời gian bảo quản nóng thì cần phải tăng nhiệt độ lên để bù vào lượng nhiệt mất đi bởi hai yếu tố này. Tuy vậy, tăng nhiệt độ trộn sẽ thúc đẩy mức độ oxy hóa nhựa đường một cách đáng kể làm cho độ nhớt nhựa đường tăng lên. Do đó một phần đáng kể của độ nhớt gia tăng do tăng nhiệt độ trộn sẽ bị triệt tiêu vì sự gia tăng mức độ oxy hóa tiếp theo xảy ra với nhựa đường, điều này cuối cùng sẽ ảnh hưởng xấu đến các đặc tính kỹ thuật của vật liệu sau khi đã rải thành đường.

2.4   Sự hóa cứng  của bitum trên đường

Phần lớn sự hóa cứng của nhựa đường xuất hiện trong quá trình trộn và tiếp tục hóa cứng nhưng ở quy mô nhỏ hơn trong quá trình bảo quản và vận chuyển nóng. Tuy nhiên, với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sự hóa cứng của nhựa đường có thể xảy ra trên mặt đường. Mô tả chỉ số lão hóa của nhựa đường sau khi trộn với cốt liệu, trong quá trình bảo quản trong silô, trên đường vận chuyển, khi thi công mặt đường và cuối cùng là trên đường khi con đường đã được sử dụng.

Yếu tố cơ bản tác động đến sự hóa cứng của nhựa đường trên mặt đường là độ rỗng của hỗn hợp thảm sau khi đầm nén. Các mẫu nhựa đường được phục hồi từ 3 hỗn hợp bêtông asphalt sau 15 năm hoạt động. Mẫu nhựa đường được phục hồi từ hỗn hợp có độ rỗng thấp nhất thì bị hóa cứng ít nhất. Tuy nhiên, khi độ rỗng cao, cho phép không khí thấm qua đều, sự hóa cứng liên tục xảy ra. Chỉ số kim lún (PI) của vật liệu có độ rỗng cao nhất tăng lên đáng kể, giới hạn về tổng số ứng suất sẽ giảm đi, có thể làm cho các vật liệu được đầm lèn bị nứt. Các đặc điểm của nhựa đường ở hiện trường của bêtông asphalt 5 năm tuổi có độ rỗng từ 3-12%. Với độ rỗng nhỏ hơn 5% thì nhựa đường rất ít bị hóa cứng trên đường. Tuy vậy, với độ rỗng lớn hơn 9% thì độ kim lún ở hiện trường giảm đi từ 70 xuống dưới 25.

Bảng 1 – Sự hóa cứng của nhựa đường trên đường

Đường	A	B	C
Độ rỗng của hỗn hợp (%)	4	5	7
Các đặc tính sau khi trộn và rải Điểm hóa mềm (IP)  0C Kim lún ở 250C, dmm Chỉ số kim lún (pen, SP) Độ cứng (S­0), Pa (calc) 104 giây, 250C 104 giây, 00C 10-2 giây, 250C 10-2 giây, 00C	64 33 +0,7   1,4x103 5x105 2,5x107 3,0x108	63 33 +0,7   1,4x103 5x105 3x107 3,0x108	66 30 +0,9   2,5x103 7x105 3x107 3,0x108
Các đặc tính sau 15 năm sử dụng Điểm hóa mềm (IP)  0C Kim lún ở 250C, dmm Chỉ số kim lún (pen, SP) Độ cứng (S­0), Pa (calc) 104 giây, 250C 104 giây, 00C 10-2 giây, 250C 10-2 giây, 00C	68 24 +0,8   4x103 13x105 4x107 4x108	76 15 +1,1   20x103 40x105 7x107 6x108	88 11 +2,1   150x103 80x105 8x107 6x108
Chỉ số lão hóa 104 giây, 250C 104 giây, 00C 10-2 giây, 250C 10-2 giây, 00C	2,8 2,6 1,6 1,3	14 8 2,3 2,0	60 11 2,7 2,0

 

Vào  năm 1982, Shell Bitumen Vương Quốc Anh đã thực hiện một công trình nghiên cứu sâu rộng trên các mẫu nhựa đường từ lớp mặt đường rải bằng  asphalt lu nóng tại khu vực đã sử dụng nhựa đường có chỉ số kim lún cao. Các mẫu bêtông asphalt được khoan từ các khu vực có các đặc tính rất khác nhau,tuổi rất khác nhau, có đặc tính quan trọng tác động đến các đặc tính của asphalt  trong thực tế đã được xác định thông qua:

Mức độ đầm lèn;

Thành phần của hỗn hợp asphalt;

Các đặc tính của nhựa đường ở hiện trường.

Nói chung, việc phân tích mẫu đã cho thấy rằng không có sự khác biệt lớn từ các mẫu nhựa đường thu hồi, cả về hàm lượng nhựa đường và các cấp phối đã được sử dụng. Tuy nhiên, có xu hướng tác động qua lại giữa hỗn hợp trên mặt đường và sự thay đổi đặc tính của nhựa đường (có cả sự hóa cứng trong quá trình trộn và vận chuyển).

Ở những nơi được cơ quan địa phương báo cáo là đường đạt các đặc tính kỹ thuật tốt,thì mức độ đầm lèn nhìn chung là tốt, mức độ hóa cứng của nhựa đường trên mặt đường thấp hơn 5 %, và không tìm thấy sự hóa cứng bất thường ở hiện trường. Tuy nhiên, tại những nơi có xuất hiện các biểu hiện đường bị xuống cấp, chất lượng đầm lèn mặt đường không đồng đều, thậm chí độ rỗng có mơi tới 12%, thường kèm theo sự hóa cứng nhựa đường nghiêm trọng. Tỷ lệ phần trăm thay đổi của độ kim lún và điểm hóa mềm của nhựa đường. Trong cả hai trường hợp nêu trên, xu hướng rõ rệt là sự hóa cứng lớn nhất ở các hỗn hợp không được đầm lèn tốt. Còn ở những nơi được đầm lèn tốt tức là độ rỗng nhỏ hơn 5% lượng hóa cứng thường ở mức chấp nhận được.

Các số liệu về lớp mặt đường rải asphalt lu nóng, được sản xuất từ nhựa đường 50 pen thí nghiệm ở đường vòng Colnborook. Kết quả này cho thấy sau 8 năm hoạt động hỗn hợp asphalt trên đường bị lún thêm và độ rỗng vẫn giữ  nguyên là 5%. Trong trường hợp này vật liệu được đầm lèn tốt không xảy ra sự hóa cứng đáng kể nào đối với nhựa đường.

Nhựa đường trên mặt đường bị hóa cứng nhanh hơn so với được tồn chứa trong bồn. Có 3 lý do:

·        Nhựa đường trên mặt đường thường xuyên tiếp xúc với oxy trong không khí;

·        Nhiệt độ cao trên mặt đường;

·        Quang oxy hóa nhựa đường do bức xạ tia cực tím.

Quang ôxy hóa là nguyên nhân làm cho một lớp bì dày cỡ 4-5 micron nhanh chóng được tạo ra trên bề mặt lớp màng nhựa đường. Điều này gây ra do bức xạ tia cực tím của thiên nhiên, người ta cho rằng được hấp thụ vào lớp nhựa đường 10 micrôn phía trên của màng nhựa đường. Điều đó đã chứng tỏ rằng sự hình thành lớp bì có thể cản trở sự hấp thụ ôxy và giảm thiểu tốt nhất các thành phần dầu do bay hơi. Tuy vậy, lớp bì ôxy hóa này có khả năng hòa tan cao trong nước mưa và dễ bị rửa trôi, vì thế nhựa đường mới lại lộ ra sau mỗi trận mưa.

Mặc dù cả hai hỗn hợp cấp phối liên tục và cấp phối gián đoạn được đánh giá là chặt, vật liệu cấp phối gián đoạn được xem là bền hơn. Chúng ít thấm khí hơn hỗn hợp cấp phối liên tục có cùng một độ rỗng. Điều này là do các khe rỗng ở hỗn hợp cấp phối gián đoạn rời rạt không nối kết với nhau ở trường hợp cấp phối liên tục.

Tốc độ ôxy hóa bề mặt trong đó bao gồm các thông số về độ kim lún, điểm hóa mềm và chỉ số PI của nhựa đường được phục hồi từ bề mặt đường và từ trong lòng hỗn hợp bêtông asphalt qua một số năm. Sau 7 năm, độ kim lún ở bề mặt là 25 trong khi nhựa đường ở phần sâu hơn độ kim lún là 45. Có một sự khác nhau rõ rệt về chỉ số PI. Ở phần sâu hơn của hỗn hợp PI, thây đổi rất ít, trong khi PI ở bề mặt đã tăng lên tới hơn 4. Sự ôxy hóa bề mặt trong thực tế là cần thiết. Nó làm cho  nhựa đường trên mặt đường bị rửa trôi tương đối nhanh, làm lộ ra bề mặt cốt liệu mới và do đó nâng cao độ chống trơn trượt của mặt đường.

Hàm lượng nhựa đường (độ dày lớp màng nhựa đường) cũng đóng một vai trò quan trọng đối với tốc độ hóa cứng của nhựa đường trên mặt đường. Các thí nghiệm đã được tiến hành trong phòng thí nghiệm chứng minh rằng sự ôxy hóa lớp nhựa đường mỏng khi môi trường xung quanh cao, tức là từ 40⁰C đến 60⁰C, bị giới hạn ở chiều sâu khoảng 4 micrôn. Tầm quan trọng của vấn đề này sẽ phụ thuộc vào độ dày trung bình của lớp màng nhựa đường mà độ dày đó có thể được ấn định trước, có thể nằm trong phạm vi từ 5-14 micrôn.

Người ta đã cho rằng một lớp nhựa đường dày trong khoảng 6-8 micrôn là cần thiết để thỏa mãn các đặc điểm để cấp phối liên tục và cấp phối gián đoạn. Nói chung là hàm lượng nhựa đường càng thấp thì lớp nhựa đường phủ trên bề mặt cốt liệu càng mỏng và sự hóa cứng sẽ xuất hiện càng nhanh. Độ dày lớp màng nhựa đường điển hình như sau:

Hỗn hợp đá nhựa nhựa đường            >5 micrôn

Hỗn hợp asphalt lu nóng                       >7 micrôn

Hỗn hợp đá nhựa thoát nước                > 12 micrôn.

Phương pháp tính độ dày lớp màng nhựa đường cho phép xác định các yếu tố diện tích bề mặt của cốt liệu nhỏ tới 75 micrôn. Rõ ràng một số hạt vật liệu chui lọt qua mắt sang cốt liệu sẽ nhỏ hơn 75 micrôn đặc biệt là các vật liệu được bổ sung thêm các loại bột khoáng đá vôi vào hỗn hợp. Do đó, với vật liệu có thành phần bột khoáng cao ở asphalt lu nóng thì độ dày thực tế của lớp màng nhựa đường sẽ thấp hơn con số trên. Tuy nhiên nếu xem nhựa đường và chất độn (chất liên kết) phủ cốt liệu mịn và thô, thì con số trên sẽ thấp hơn độ dày màng chất liên kết thực tế.

3   Các thí nghiệm về sự lão hóa nhựa đường

Chúng ta mong muốn thực hiện được các thí nghiệm định lượng được sự chống hóa cứng của nhựa đường ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất. Thực tế một số thí nghiệm đã được tiến hành để xác định ảnh hưởng của không thí và nhiệt độ đến nhựa đường. Mục đích cơ bản của quá trình này là nhằm xác định các loại nhựa đường bay hơi quá nhiều hay qua mẫn cảm với sự oxy hóa, để có thể chọn được các loại nhựa đường có những đặc tính kỹ thuật tốt khi sử dụng trên mặt đường.

Thí nghiệm xác định lượng hao hụt nhựa đường sau khi gia nhiệt (BS 2000: Phần 45, ASTM D6,IP45) là một trong nhiều thí nghiệm nhằm xác định một trong nhiều chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa đường. Thí nghiệm này phù hợp với việc xếp hạng nhựa đường theo xu hướng hóa cứng của chúng và nhằm xác định xem nhựa đường có bị lẫn các tạp chất như các loại dầu nhẹ hay không. Các điều kiện lão hóa trong thí nghiệm này là giống trong quá trình bảo quản nhựa đường với số lượng lớn nhưng khác xa với các điều kiện trong quá trình phối trộn. Các bất lợi chủ yếu của quá trình này là tỷ lệ giữa diện tích bề mặt – thể tích của mẫu là quá thấp, lớp bì bị oxy hóa có chiều hướng hình thành nhanh chóng trên bề mặt nhựa đường. lớp bì này sẽ ngăn cản sự oxy hóa và sự bay hơi xảy ra sau đó, trong khi đó ở điều kiện thực tế xảy ra sự hóa cứng đồng nhất lớp màng nhựa đường mỏng trên cốt liệu.

Trong thí nghiệm lò thử màng mỏng nhựa đường (TFOT – ASTM D 1754), các điều kiện trong thí nghiệm được mô phỏng sát hơn với các điều kiện trong thực tế. Trong thí nghiệm này nhựa đường được giữ ở nhiệt độ163⁰C trong 5 giờ ở dưới dạng một lớp mỏng có độ dày là 3,2 mm. Người ta cho rằng trong thí nghiệm này, lượng hóa cứng xuất hiện xấp xỉ bằng lượng thu được trong thực tế. Tuy nhiên, trong thí nghiệm đó sự khuyết tán trong lớp nhựa đường cũng bị hạn chế và không thể có được sự hóa cứng hay lão hóa đồng nhất, do đó thí nghiệm còn lâu mới đạt được sự hoàn hảo.

Vào năm 1963, Cục công trình công cộng bang California, Phòng đường cao tốc đã xây dựng một thí nghiệm mô phỏng tốt hơn những điều kiện đã xảy ra với nhựa đường trong quá trịnh trộn thảm, đó là thí nghiệm màng mỏng lò quay (RFTOT). Trong thí nghiệm này 8 lọ thủy tinh hình trụ có chứa 35g nhựa đường được cố định trên một giá hay dựng theo phương pháp thẳng đứng. Trong quá trình thí nghiệm nhựa đường chảy liên tục quanh mặt trong của lọ thủy tinh dưới dạng một lớp màng tương đối mỏng cùng với không khí nóng được thổi định kỳ vào từng lọ. Nhiệt độ của thí nghiệm này là 163⁰C trong thời gian 75 phút. Phương pháp này đảm bảo rằng tất cả các mẫu nhựa đường đều được tiếp xúc với nhiệt và không khí và tiếp tục chuyển động đảm bảo không hình thành lớp nhựa đường bảo vệ. Vật liệu bị lão hóa đồng nhất thu được tương tự như vật liệu được sản xuất trong quá trình trộn trong thực tế. Rõ ràng là thí nghiệm này không giống với các thí nghiệm khác, mà qua thí nghiệm này đã chứng tỏ rằng lượng hóa cứng trong thí nghiệm RTFOT đã được hiệp hội kiểm nghiệm vật liệu Hoa Kỳ chấp nhận từ năm 1970 như là một phương pháp ASTM D2872.

Theo"Tài liệu kỹ thuật nhựa đường Shell 60/70 Singapore"

• Ảnh hưởng Styrene-Butadiene-Styrene đến các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa đường 60/70 (16/10/2015)
• Sách (07/09/2015)
• Các dạng hỗn hợp vật liệu nhựa đường và ứng dụng của chúng (13/12/2013)
• Các loại nhựa đường cải tiến (09/12/2013)
• Độ bám dính cốt liệu của nhựa đường (11/11/2013)
• Ảnh hưởng của các đặc tính nhựa đường trong thi công (27/10/2013)