View Categories

Mặt đường bê tông nhựa rỗng với tầng chứa đá

TechBrief

Chương trình Công nghệ Mặt đường Bê tông nhựa là một nỗ lực quốc gia mang tính tích hợp nhằm cải thiện hiệu năng dài hạnhiệu quả chi phí của mặt đường bê tông nhựa. Chương trình do Cục Quản lý Đường bộ Liên bang (FHWA) quản lý thông qua hợp tác với các cơ quan đường bộ cấp bang, ngành công nghiệp và giới học thuật; các mục tiêu chính của chương trình là giảm ùn tắc, nâng cao an toàn, và thúc đẩy đổi mới công nghệ. Chương trình được thành lập để phát triển và triển khai các hướng dẫn, phương pháp, quy trình và các công cụ khác phục vụ cho việc sử dụng trong: lựa chọn vật liệu mặt đường bê tông nhựa, thiết kế cấp phối, thí nghiệm/kiểm tra, thi công, và kiểm soát chất lượng.

Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ
Cục Quản lý Đường bộ Liên bang (Federal Highway Administration)

Văn phòng Quản lý Tài sản, Mặt đường và Xây dựng
FHWA-HIF-15-009
Tháng 4 năm 2015

Bản tóm tắt kỹ thuật này cung cấp tổng quan về các lợi ích, hạn chếứng dụng của mặt đường bê tông nhựa rỗng có tầng chứa đá. Đồng thời, tài liệu cũng thảo luận các lưu ý về thiết kế và thi công, cũng như bảo trì.

Giới thiệu

Mặt đường bê tông nhựa rỗng với tầng chứa đá là một công nghệ phát triển tác động thấp (Low Impact Development – LID) mang tính đa chức năng, kết hợp các mục tiêu sinh tháimôi trường của một khu vực với các mục tiêu phát triển đất đai, qua đó giảm tác động môi trường ròng của dự án. Không chỉ tạo ra một bề mặt mặt đường chắc chắn cho bãi đỗ xe, lối đi bộ, đường mòn, và đường giao thông, chúng còn được thiết kế để quản lýxử lý dòng chảy do mưa. Với thiết kế và lắp đặt đúng cách, mặt đường bê tông nhựa rỗng có thể cung cấp một giải pháp hiệu quả về chi phí cho việc quản lý dòng chảy do mưa theo hướng thân thiện với môi trường. Vì vậy, chúng được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) và nhiều cơ quan cấp bang công nhận là một thực hành tốt (best practice) (EPA n.d.; PDEP 2006; NJDEP 2004).

Hình 1: Mặt cắt điển hình của mặt đường bê tông nhựa rỗng có tầng chứa đá

Không giống như mặt đường thông thường, mặt đường bê tông nhựa rỗng thường được xây dựng trên nền đất (subgrade) chưa đầm chặt để tối đa hóa sự thấm qua đất. Phía trên lớp nền đất chưa đầm chặt là một lớp vải địa kỹ thuật (geotextile), có tác dụng ngăn các hạt mịn (fines) từ nền đất di chuyển vào lớp đá thấm (stone recharge bed) nhưng vẫn cho nước đi qua. Lớp tiếp theo là tầng chứa đá, gồm đá dăm sạch có cấp phối đồng đều, với 40% lỗ rỗng, vừa đóng vai trò là lớp kết cấu vừa tạm thời trữ nước khi nước thấm xuống lớp đất bên dưới.

Sau đó, để ổn định bề mặt trước khi rải mặt, thường đặt lên trên một lớp mỏng (dày khoảng 1 inch) gồm đá dăm sạch, nhỏ hơn, một cỡ hạt; lớp này được gọi là lớp ổn định (stabilizing course) hoặc lớp chèn (choker course). Lớp cuối cùng gồm một hoặc nhiều lớp hỗn hợp bê tông nhựa cấp phối hở (open-graded asphalt mixes) với các lỗ rỗng liên thông, cho phép nước chảy xuyên qua lớp mặt xuống tầng chứa đá. Các lớp bê tông nhựa cấp phối hở này gồm nhựa đường (asphalt binder), cốt liệu đá, và các phụ gia khác. Do loại bỏ hạt mịn, hỗn hợp cấp phối hở tạo ra nhiều lỗ rỗng khí hơn (thường trong khoảng 16% đến 22% lỗ rỗng).

OGFC so với mặt đường rỗng

Có hai cách sử dụng phổ biến của hỗn hợp bê tông nhựa cấp phối hở (open-graded asphalt mixes) cho mặt đường.

Lớp tạo nhám cấp phối hở (OGFC – open-graded friction course) là một lớp bê tông nhựa cấp phối hở mỏng, được rải lên trên một kết cấu mặt đường cấp phối chặt (dense-graded). Nước mưa thoát xuống lớp OGFC rồi thoát ra mép/bên hông của mặt đường.

Mặt đường bê tông nhựa rỗng sử dụng các lớp cấp phối hở đặt trên tầng chứa đá. Nước mưa chảy xuống xuyên qua các lớp cấp phối hở vào tầng chứa đá, rồi từ đó có thể thấm xuống nền đất (subgrade).

Lợi ích và hạn chế

Bảng 1 tóm tắt nhiều lợi ích và hạn chế của mặt đường bê tông nhựa rỗng. Một trong những lợi ích lớn nhất của mặt đường bê tông nhựa rỗng là hiệu quả của nó trong quản lý dòng chảy nước mưa, bao gồm: cải thiện chất lượng dòng chảy, giảm dòng chảy do mưa, và phục hồi nguồn nước ngầm. Nước mưa thoát qua bề mặt bê tông nhựa cấp phối hở, được giữ tạm thời trong các lỗ rỗng của tầng chứa đá (nhờ đó giảm dòng chảy do mưa), sau đó thoát chậm xuống lớp nền đất (subgrade) chưa đầm chặt bên dưới để cuối cùng góp phần phục hồi nguồn nước ngầm. Trong quá trình thoát nước, các chất ô nhiễm được lọc và hoạt động vi sinh sẽ phân hủy các chất gây ô nhiễm, giúp cải thiện chất lượng nước.

Một số nghiên cứu đã định lượng được tỷ lệ loại bỏ cao đối với tổng chất rắn lơ lửng (TSS), kim loại, dầu và mỡ, cũng như tỷ lệ loại bỏ ở mức trung bình đối với phốt pho, khi sử dụng mặt đường bê tông nhựa rỗng (Cahill et al. 2005; Roseen et al. 2012). Vào mùa đông, mặt đường bê tông nhựa rỗng có hiệu năng rất tốt vì nước thoát nhanh qua bề mặt. Đây là một chiến lược tiềm năng để giảm tối thiểu việc sử dụng hóa chất chống đóng băng (deicing chemicals). Trung tâm Stormwater của Đại học New Hampshire báo cáo mức giảm 75% hoặc hơn lượng muối chống đóng băng. Mặc dù hệ thống không loại bỏ clorua, việc giảm mạnh lượng hóa chất chống đóng băng cần dùng là một phương pháp hiệu quả để giảm ô nhiễm clorua (Roseen et al. 2014).

Bảng 1. Lợi ích và hạn chế của mặt đường bê tông nhựa rỗng có tầng chứa đá
Lợi ích / Ưu điểm Hạn chế / Nhược điểm
  • Tuyết và băng tan nhanh hơn, giảm lượng muối chống đóng băng (Lebens 2012).
  • Làm mát nhiệt độ nước mưa vào mùa hè trước khi xả và giảm tác động “đảo nhiệt” (Lebens 2012).
  • Giảm ô nhiễm trong dòng chảy nước mưa và giảm tải trầm tích (Lebens 2012; Houle et al. 2013).
  • Bổ cập nguồn nước ngầm (UNHSC 2012).
  • Công nghệ phát triển tác động thấp (LID) và hiệu quả chi phí cho quản lý dòng chảy do mưa, nhờ giảm nhu cầu công trình thoát nước và hành lang tuyến/giải phóng mặt bằng (right-of-way) (Houle et al. 2013; UNHSC 2011; EPA 2014).
  • Cải thiện tầm nhìn khi trời mưa, giảm bắn nước từ lốp và hiện tượng trượt nước (hydroplaning) (Lebens 2012).
  • Hấp thụ tiếng ồn từ lốp xe và động cơ (Lebens 2012).
  • Giảm thể tích dòng chảy do mưa (Lebens 2012).
  • Tăng trao đổi nước và oxy đến rễ cây ở khu vực lân cận (CTC & Associates 2012).
  • Được cộng điểm trong các hệ thống đánh giá công trình xanh (ví dụ: LEED; Greenroads; IgCC).
  • Chi phí ban đầu của kết cấu mặt đường thường cao hơn; tuy nhiên có thể được bù lại nhờ tiết kiệm chi phí hạ tầng quản lý dòng chảy do mưa (Houle et al. 2013).
  • Mặt đường có độ dốc cần thêm lưu ý thiết kế, như bãi đỗ xe theo bậc (terraced parking), gờ/đê ngầm (underground berms), và ống thoát nước tại các điểm thấp.
  • Có thể bị tắc nghẽn bởi đất bẩn và mảnh vụn hữu cơ, cần bảo trì chuyên biệt như hút bụi (vacuuming) hoặc các cơ chế làm sạch khác (UNHSC 2012).
  • Hạn chế sử dụng cho khu vực chịu tải nặng, nơi dễ có các cua gắt.
  • Không nên xây dựng ở nơi có rủi ro cao về sự cố tràn đổ độc hại; tuy vậy, mặt đường rỗng được ghi nhận có khả năng “chứa” (contain) tràn đổ từ dòng chảy không kiểm soát (Lebens 2012).
  • Có một số khác biệt so với thực hành thi công tiêu chuẩn.

Đối với đường giao thông, các lợi ích quan trọng khác gồm giảm tiếng ồn, tăng ma sát và khả năng quan sát khi thời tiết ẩm ướt, và giảm nhiệt độ nước mưa trước khi xả (Lebens 2012). Nghiên cứu gần đây xác định mặt đường thấm nước là một “công nghệ mặt đường mát”. Nhờ kết cấu có nhiều lỗ rỗng, bê tông nhựa rỗng có thể giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị (UHI) bằng cách giảm năng lượng nhiệt tích trữ trong mặt đường và cho phép làm mát nhanh thông qua bay hơi (Li et al. 2013; Stempihar et al. 2012; EPA 2008).

Bên cạnh nhiều lợi ích, mặt đường bê tông nhựa rỗng cũng có các hạn chế. Phần lớn các dự án đã xây dựng đến nay được thiết kế chủ yếu để chịu lưu lượng xe nhẹ. Việc áp dụng mặt đường rỗng cho highway gặp thách thức do sự biến thiên về điều kiện đất nền, hạ tầng kỹ thuật (utilities), lớp đắp (fills), và độ dốc. Tuy nhiên, với thiết kế kỹ thuật cẩn trọng, việc sử dụng mặt đường bê tông nhựa rỗng cho highway vẫn có thể thực hiện trong một số trường hợp. Đã có một số dự án mặt đường bê tông nhựa rỗng được dùng cho một số tuyến đường và highway, chẳng hạn Arizona Avenue/SR 87 tại Chandler, bang Arizona, và Maine Mall Road tại South Portland, bang Maine (Palmer 2012; Peabody 2010).

Ứng dụng

Mặt đường bê tông nhựa rỗng thường được khuyến nghị cho bãi đỗ xecác tuyến đường có lưu lượng thấp (Roseen et al. 2012). Các ứng dụng khác của bê tông nhựa rỗng gồm lối đi bộ, vỉa hè, đường vào nhà/driveway, làn xe đạp, và lề đường (shoulder) (Hein et al. 2013). Ngoài ra, mặt đường bê tông nhựa rỗng cũng đã được sử dụng thành công cho đường dân cưđường đô thị, cũng như highway. Mặt đường bê tông nhựa rỗng có thể được lắp đặt toàn bộ hoặc một phần kết hợp với mặt đường bê tông nhựa không thấm truyền thống. Khi lắp đặt kết hợp với các mặt đường không thấm hoặc đặt cạnh mái nhà, bê tông nhựa rỗng có thể giữxử lý đủ lượng dòng chảy bổ sung được tạo ra.

Thiết kế mặt đường bê tông nhựa rỗng

Khi xác định bề dày các lớp của mặt đường rỗng, cần xem xét 3 nhóm yếu tố:

  1. Điều kiện hiện trường để đảm bảo vị trí xây dựng là phù hợp;
  2. Thiết kế thủy văn để đảm bảo mặt đường rỗng đáp ứng nhu cầu về dòng chảy do mưa tiềm năng; và
  3. Thiết kế kết cấu để đảm bảo mặt đường rỗng chịu được tải trọng giao thông dự kiến.

Thông thường, bề dày lớp đá thấm/tầng chứa đá (stone recharge bed) sẽ được quyết định bởi lượng nước (thiết kế thủy văn) và khả năng thấm của đất (điều kiện hiện trường), hơn là bởi yêu cầu kết cấu; trong khi bề dày lớp bê tông nhựa rỗng bề mặt sẽ được quyết định bởi tải trọng giao thông (thiết kế kết cấu).

1. Các cân nhắc về hiện trường (Site Considerations)

Vị trí bố trí mặt đường rỗng nên được xem xét từ sớm trong quá trình thiết kế. Khác với việc chọn vị trí cho mặt đường thi công theo kiểu thông thường, mặt đường rỗng hoạt động tốt nhất trên đất vùng cao (upland soils) (Cahill et al. 2005). Các cân nhắc hiện trường bổ sung bao gồm loại đất, chiều sâu đến đá gốc (bedrock), độ dốc mặt đường, và các nguồn tạo dòng chảy bổ sung. Các hướng dẫn chung về hiện trường gồm:

  • Tốc độ thấm của đất trong khoảng 0.1 đến 10 in/giờ (≈ 2.54 đến 254 mm/h) (EPA khuyến nghị 0.5 in/giờ12.7 mm/h). Không bố trí trên các hố sụt (sinkholes) đã biết.
  • Chiều sâu tối thiểu đến đá gốc (bedrock) hoặc mực nước cao theo mùa (seasonal high water) phải lớn hơn 2 ft (≈ 0.61 m).
  • Cần xem xét độ sâu đóng băng (frost depth). Đại học New Hampshire khuyến nghị đáy tầng chứa đá nằm ở mức 60% của độ sâu đóng băng. Tuy nhiên, nhiều dự án ở vùng lạnh đã được xây ở độ sâu nhỏ hơn mà không ghi nhận vấn đề do đóng băng.
  • Đáy lớp thấm (infiltration bed) nên phẳng. Với đường giao thông, có thể cần xây gờ/đê (berms) dưới bề mặt mặt đường để giữ nước trên đoạn dốc và lắp ống thoát/tràn (drains/overflows) tại các điểm thấp (Roseen et al. 2011).
  • Với bãi đỗ xe, độ dốc bề mặt mặt đường rỗng nên < 5%. Nếu dốc > 5%, bãi đỗ xe nên được chia bậc (terraced) với các berms xen giữa.
  • Tận dụng cơ hội dẫn dòng chảy từ các khu vực không thấm lân cận về lớp thấm. Tỷ lệ diện tích không thấm : diện tích thấm nên < 5:1 trong đa số điều kiện, hoặc 3:1 đối với khu vực dễ có hố sụt (địa hình karst).

2. Thiết kế thủy văn (Hydrology Design)

Thiết kế thủy văn sẽ quyết định bề dày các lớp cần thiết để thấm, trữ, và xả đủ lượng nước chảy vào dự kiến; lượng nước này bao gồm mưaphần dòng chảy do mưa dư từ bất kỳ bề mặt không thấm lân cận nào. Vì vậy, cần có thông tin về bề dày các lớp, tính thấm của nền đất (subgrade), cùng với mức cường độ mưa.

Thiết kế thủy văn cho mặt đường rỗng nên được thực hiện bởi kỹ sư có giấy phép hành nghề. Hai phương pháp phổ biến nhất để mô hình hóa dòng chảy do mưa là phương pháp SCS/NRCS Curve NumberRational Method. Rational Method không được khuyến nghị để đánh giá các hệ thống mặt đường rỗng. Các chi tiết cụ thể về thiết kế thủy văn nằm ngoài phạm vi của TechBrief này.

Mặt đường rỗng thường không được thiết kế để trữ và thấm lượng mưa cực đại tại hiện trường. Do đó, trong thiết kế cần có đường tràn (overflow) để ngăn nước mưa đã trữ dâng lên tới các lớp bề mặt. Thông thường, giải pháp sẽ bao gồm ống đục lỗ trong tầng chứa đá, được nối với ống xả như thể hiện ở Hình 2. Cũng khuyến nghị bố trí một đường dẫn thay thế để nước mưa đi vào tầng chứa đá trong trường hợp bề mặt bị tắc nghẽn. Hình 2 cho thấy các ví dụ thiết kế sử dụng viền đá (stone edge) hoặc hố thu kiểu drop inlet để quản lý tràn.

Hình 2: Thiết kế viền đá (bên trái) và thiết kế hố thu kiểu drop inlet (bên phải)

3. Thiết kế kết cấu (Structural Design)

Mặc dù thông tin về kết cấu còn hạn chế, mặt đường rỗng đã cho thấy có thể sử dụng hơn 20 năm. Đối với mặt đường rỗng chỉ phục vụ xe nhẹ, yêu cầu kết cấu không quá đáng kể, và bề dày các lớp vật liệu thường được quyết định bởi thiết kế thủy văn cùng với bề dày tối thiểu yêu cầu đối với bê tông nhựa rỗng.

Đối với mặt đường bê tông nhựa rỗng dự kiến phải chịu tải xe tải, quy trình thiết kế kết cấu nên tuân theo các quy trình thiết kế tiêu chuẩn AASHTO 93. Các hệ số lớp (layer coefficients) khuyến nghị cho mặt đường bê tông nhựa rỗng được nêu trong Bảng 2. Bề dày tối thiểu khuyến nghị của lớp bê tông nhựa rỗng đã lu lèn cho các mức tải xe tải khác nhau được trình bày trong Hình 3.

Bảng 2. Hệ số lớp khuyến nghị (Hansen, 2008)
Lớp vật liệu Hệ số kết cấu
Bê tông nhựa rỗng (Porous Asphalt) 0.40 – 0.42
Lớp móng thấm xử lý nhựa (Asphalt-Treated Permeable Base – ATPB) 0.30 – 0.35
Lớp móng cốt liệu thấm (Porous Aggregate Base – Stone Recharge Bed) 0.10 – 0.14
Hình 3: Bề dày tối thiểu khuyến nghị của lớp bê tông nhựa rỗng đã lu lèn

Các đặc tính và đặc trưng của hỗn hợp bê tông nhựa rỗng

Các hỗn hợp bê tông nhựa rỗng được thiết kế theo phương pháp Superpave (50 vòng quay) hoặc Marshall (35 chày mỗi mặt), với yêu cầu độ rỗng khí cao hơnmức chảy nhựa (draindown) thấp để đảm bảo tính thấmhiệu năng. Để giảm draindown và tăng khả năng chống tróc xước do lực cắt/bánh xe (scuffing), hỗn hợp thường được thiết kế với nhựa liên kết biến tính polyme (polymer-modified binders). Sợi (fibers) thường được thêm vào hỗn hợp để giảm draindown. Nhiều bang có các đặc tả cho lớp tạo nhám cấp phối hở (OGFC)lớp móng thấm xử lý nhựa (ATPB) có thể được dùng khi lập đặc tả hỗn hợp cho mặt đường bê tông nhựa rỗng.

Cần kiểm tra đặc tả của bang để xem chúng có bao gồm các đặc tính then chốt được nêu trong Bảng 3 hay không.

Đặc tính hỗn hợp (Mix Properties) Yêu cầu (Requirement)
Độ rỗng khí (Air Voids) (AASHTO T 269-11/ASTM D3203M-11) > 16%
Chảy nhựa (Draindown) (AASHTO T 305-09/ASTM 6390-11) ≤ 0.3%
Hàm lượng nhựa (Asphalt Content) (theo khối lượng của toàn hỗn hợp) Ghi chú 1
Cỡ hạt cốt liệu lớn nhất (Maximum Aggregate Size) Ghi chú 2

Ghi chú 1: Với hỗn hợp bê tông nhựa rỗng có cỡ hạt cốt liệu danh nghĩa (NMAS) 9.5 mm, hàm lượng nhựa tối thiểu khuyến nghị là 5.75% theo khối lượng hỗn hợp. Trong một số trường hợp hiếm, điều này có thể không thực hiện được. Khi đó, cần chạy thí nghiệm Cantabro (ASTM D7064M-08) để đảm bảo độ bền. Với các hỗn hợp đá có cỡ lớn hơn, hàm lượng nhựa sẽ giảm. Hàm lượng nhựa nên ở mức cao nhất có thể mà không vượt quá yêu cầu về draindown.

Ghi chú 2: Cỡ hạt cốt liệu lớn nhất khuyến nghị cho lớp mặt là 12.5 NMAS. Các hỗn hợp có NMAS lớn hơn được khuyến nghị cho các lớp móng.

Các phương pháp thí nghiệm cho hỗn hợp bê tông nhựa rỗng

Có nhiều tài liệu hướng dẫn và đặc tả sẵn có cho hỗn hợp bê tông nhựa rỗng, bao gồm Hansen 2008, UNHSC 2014, và Mallick et al. 2000, cũng như hướng dẫn từ các DOT cấp bang, AASHTO, ASTM, và các hiệp hội mặt đường bê tông nhựa cấp bang. Các phương pháp thí nghiệm cho bê tông nhựa rỗng gồm:

  • AASHTO T 269-11 / ASTM D3203M-11: Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định phần trăm độ rỗng khí trong các hỗn hợp mặt đường nhựa dạng cấp phối chặtcấp phối hở đã được lu lèn.
  • AASHTO T 331-13 / ASTM D6857M-11: Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định khối lượng riêng lớn nhấtkhối lượng thể tích (mật độ) của hỗn hợp mặt đường nhựa bằng phương pháp hàn kín chân không tự động.
  • AASHTO T 305-09 / ASTM D6390-11: Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định đặc tính chảy nhựa (draindown) trong hỗn hợp bê tông nhựa chưa lu lèn.
  • ASTM D7064M-08 (2013): Thực hành tiêu chuẩn cho thiết kế cấp phối OGFC (open-graded friction course) (thí nghiệm Cantabro).

Vì bề mặt bê tông nhựa rỗng không giữ nước, nên nguy cơ hư hỏng liên quan đến ẩmrất thấp. Tuy vậy, vẫn khuyến nghị bổ sung phụ gia chống tuột nhựa (anti-stripping agent) vào hỗn hợp nếu điều này cũng được yêu cầu đối với các hỗn hợp cấp phối chặt sử dụng cùng loại vật liệu. Nếu không có dữ liệu/kinh nghiệm trước đây để xác định có cần phụ gia chống tuột nhựa hay không, có thể thực hiện thí nghiệm đánh giá độ nhạy ẩm (moisture susceptibility test) trên một hỗn hợp cấp phối chặt sử dụng cùng cốt liệunhựa liên kết (binder) (ASTM D7064M-08).

Thi công (Construction)

Một trong những mối quan tâm quan trọng nhất trong quá trình thi công mặt đường bê tông nhựa rỗng là tắc nghẽn bề mặt hoặc các lỗ rỗng trong tầng chứa đá bị lấp đầy. Vì vậy, việc bảo vệ mặt đường trong quá trình thi công khỏi dòng chảy không kiểm soát từ các khu vực lân cận và việc ngăn đất xung quanh bị đầm chặt là cực kỳ quan trọng. Điều này bao gồm việc áp dụng các biện pháp kiểm soát nước mưa tạm thời cho đến khi hiện trường được ổn định và sạch, cùng với các hướng dẫn cụ thể về quy trình thi công.

Các hướng dẫn điển hình cho quy trình thi công mặt đường rỗng gồm:

  • Lập kế hoạch thi công mặt đường rỗng càng muộn càng tốt trong tiến độ thi công.
  • Bảo vệ khu vực thi công khỏi việc thiết bị nặng chạy quá nhiều trên nền đất (subgrade), gây đầm chặt đất và làm giảm tính thấm.
  • Đào đất nền (subgrade) bằng thiết bị có lốp quá khổ hoặc bánh xích để giảm mức độ đầm chặt đất.
  • Ngay sau khi đào lớp đáy đến cao độ thiết kế cuối cùng, cần đặt vải lọc (fabric filter) với chiều chồng mí tối thiểu 16 inch (≈ 0.41 m). Dùng phần vải dư (ít nhất 4 ft1.22 m) để gập phủ lên lớp đá nhằm bảo vệ tạm thời khỏi bùn/cặn lắng.
  • Lắp đặt ống thoát nước, nếu cần.
  • Rải lớp đá dăm của stone recharge bed cẩn thận để tránh làm hư vải. Đá nên được đổ ở mép hố/lớp đá rồi rải thành các lớp dày 8–12 inch (≈ 0.20–0.30 m) bằng thiết bị bánh xích và lu/đầm bằng một lượt lu nhẹ hoặc đầm bàn rung (vibratory plate compactor).
  • Khi dùng lớp ổn định (stabilizer course), cần chọn cỡ đá phù hợp để khóa chặt (interlock) với cốt liệu trong lớp recharge bed. Lớp ổn định nên rải dày khoảng 1 inch (≈ 25.4 mm). Một số viên đá lớn hơn từ tầng chứa đá nên còn nhìn thấy ở bề mặt.
  • Bê tông nhựa rỗng nên được rải theo từng lớp (lifts) dày 1–4 inch (≈ 25.4–101.6 mm) theo hướng dẫn cấp bang hoặc quốc gia cho thi công hỗn hợp bê tông nhựa cấp phối hở. (Khuyến nghị dùng máy rải bánh xích – track pavers).
  • Bê tông nhựa rỗng nên được lu lèn bằng 2–4 lượt của lu tĩnh 10 tấn.
  • Hạn chế giao thông trong ít nhất 24 giờ sau lượt lu cuối cùng.

Bảo trì (Maintenance)

Để duy trì hiệu năng dài hạn của khả năng quản lý dòng chảy do mưa của mặt đường bê tông nhựa rỗng, khuyến nghị kiểm tra hằng năm tốc độ thấm tại bề mặt trong các đợt mưa để quan sát bất kỳ thay đổi nào về mức độ hiệu quả trong việc thấm nước mưa. Đại học New Hampshire đã xây dựng một hướng dẫn kiểm tra và bảo trì định kỳ cho mặt đường rỗng (UNHSC 2011). Ngoài ra, để loại bỏ các chất rắn và mảnh vụn có thể dẫn đến tắc nghẽn lâu dài của mặt đường, khuyến nghị mặt đường bê tông nhựa rỗng được hút bụi 2–4 lần mỗi năm hoặc rửa bằng áp lực (power-wash) (UNHSC 2012; Palmer 2012).

Trong các tháng mùa đông, không có yêu cầu đặc biệt đối với việc cào/ủi tuyết. Có thể dùng hóa chất chống đóng băng (deicing chemicals) để làm tan băng và tuyết trên bề mặt, nhưng lượng hóa chất cần dùng sẽ ít hơn đáng kể so với mặt đường không thấm.

THỰC HÀNH TỐT

Ngoài việc kiểm tra bằng quan sát, Đại học New Hampshire khuyến nghị đo tốc độ thấm bề mặt hằng năm.

LƯU Ý

Mặt đường bê tông nhựa rỗng không nên phủ sealcoat hoặc trám khe nứt. Nếu cần vá sửa, có thể dùng hỗn hợp thông thường khi phần diện tích bị ảnh hưởng nhỏ hơn 10% diện tích mặt đường.

LƯU Ý

Mặt đường bê tông nhựa rỗng không nên phủ sealcoat hoặc trám khe nứt. Nếu cần vá sửa, có thể dùng hỗn hợp thông thường khi phần diện tích bị ảnh hưởng nhỏ hơn 10% diện tích mặt đường.

Tóm tắt và nhu cầu trong tương lai

Mặt đường bê tông nhựa rỗng đã được sử dụng thành công hơn 35 năm trong nhiều điều kiện khí hậu khác nhau trên khắp Hoa Kỳ. Chúng tạo ra một bề mặt mặt đường đồng thời cũng là một phần của hệ thống quản lý dòng chảy do mưa, giúp giảm dòng chảy do mưa và chất ô nhiễmbổ cập nước ngầm. Nhiều bãi đỗ xe sử dụng bê tông nhựa rỗng đã hoạt động hơn 20 năm mà không cần bảo trì ngoài việc làm sạch.

Trong 20 năm qua, đã có nhiều cải tiến trong thiết kếthi công các hỗn hợp bê tông nhựa rỗng; tuy nhiên, vẫn cần thêm nghiên cứu để phát triển các quy trình thiết kế cấp phối tốt hơn nhằm giảm nguy cơ tắc nghẽntróc xước do lực cắt/bánh xe (scuffing) của các mặt đường này. Hiện còn ít nghiên cứu về giá trị kết cấu cho tất cả các lớp của bê tông nhựa rỗng, vì vậy cần nghiên cứuเพิ่มเติม để xác định các giá trị kết cấu cho hỗn hợp bê tông nhựa rỗnglớp tầng chứa đá. Cũng cần nghiên cứu về phục hồi/sửa chữa (rehabilitation) mặt đường bê tông nhựa rỗng để xác định những quy trình nào (ví dụ: cào bóc (milling), làm sạch, lớp nhựa bám dính (tack coat)) có thể được sử dụng để phục hồi các bề mặt này.

References

  • Cahill, T.H., M. Adams, & C. Marm (2005). Stormwater Management with Porous Pavements. Government Engineering, March–April, pp. 14–19.
    Quản lý dòng chảy do mưa bằng mặt đường thấm nước (mặt đường rỗng)
  • CTC & Associates Inc. (2012). Porous Asphalt Performance in Cold Regions. Report 2012-12TS. Minnesota Department of Transportation, St. Paul, MN. Available online at:
    www.dot.state.mn.us/research/TS/2012/201212TS.pdf
    Hiệu năng của bê tông nhựa rỗng ở vùng khí hậu lạnh
  • EPA (2008). Cool Pavements. In Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C. Available online at:
    www.epa.gov/heatisland/resources/compendium.htm
  • EPA (2014). The Economic Benefits of Green Infrastructure: A Case Study of Lancaster, PA. EPA 800-R-14-007. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C. Available online at:
    water.epa.gov/infrastructure/greeninginfrastructure/upload/CNT-Lancaster-Report-508.pdf
    Lợi ích kinh tế của hạ tầng xanh: Nghiên cứu điển hình tại Lancaster, bang Pennsylvania