Độ bền của nhựa đường (phần 1)
Cùng CÔNG TY CP XNK HÓA DẦU MIỀN NAM (nhuaduongmiennam.com) tìm hiểu Độ bền của nhựa đường
Ngày đăng: 11-09-2015
1,165 lượt xem
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.
