Tận dụng nhựa phế thải khắc phục hằn lún vệt bánh xe trên đường

Trước tình trạng mặt đường nhựa, đường bê tông liên tục bị các vết hằn, lún lõm trên bề mặt và hàng ngày vẫn là mối nguy hiểm rình rập gây ra những vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng, TS Lương Xuân Chiểu, một nhà khoa học đã dành nhiều năm nghiên cứu trong lĩnh vực giao thông vận tải, nghĩ đến việc tìm ra một giải pháp nhằm khắc phục hiện tượng này.

Vào khoảng năm 2013, khi hàng loạt các quốc lộ trên cả nước xảy ra hư hỏng do hằn lún vệt bánh xe, dù chúng mới được thông xe chỉ vài tháng trước đó. Cá biệt, có những vết lún hằn bánh xe cao đến hơn 6cm so với mặt đường (trong khi ngưỡng lún yêu cầu không được quá 2,5cm). TS Lương Xuân Chiểu nhận ra, nguyên nhân của hiện tượng này nằm ở chất lượng của chất kết dính (nhựa đường). Theo TS, nhiệt độ đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Mức nhiệt ngoài trời cao, kết hợp hấp thụ nhiệt mặt đường sẽ gây chảy nhựa và suy yếu mặt đường - nhựa bị đẩy trồi lên phía trên, lưu lượng xe lớn dẫn đến lún đường.

Trong khi đang tìm kiếm lời giải cho bài toán này, nhóm nghiên cứu biết được rằng nhiều nước đang bắt đầu chuyển hướng sử dụng các loại nhựa phế thải làm phụ gia sản xuất bê tông nhựa làm đường với phương pháp trộn nhựa phế thải với nhựa đường. Trong đó, rất nhiều nước có khí hậu và điều kiện phát triển tương tự Việt Nam như Iran, Sudan, Pakistan, Malaysia...

Thi công thử nghiệm mặt đường nhựa sử dụng phụ gia là nhựa phế thải.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã tiếp cận theo hướng sử dụng phế thải nhựa như là một loại phụ gia trộn trước trực tiếp tại trạm trộn, giải pháp này khác biệt so với giải pháp mà các nước đã sử dụng nhưng có hiệu quả và phù hợp với điều kiện của Việt Nam. “Chúng tôi đã mạnh dạn đưa rác thải nhựa vào như một phụ gia trộn trực tiếp tại trạm trộn để tăng tính năng ổn định nhiệt cho bê tông nhựa", TS Lương Xuân Chiểu chia sẻ về quyết định lúc bấy giờ của cả nhóm.

Bước đầu, nhóm đã xác định được các thành phần cần có trong nguyên vật liệu như cốt liệu đá các loại, bột khoáng, nhựa đường và phế thải nhựa.

Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, cái khó của phương pháp này là phải tìm ra công thức phù hợp cho nguyên vật liệu. Để có được định lượng phù hợp, nhóm nghiên cứu quyết định tiến hành quá trình “thử - sai" nhằm xem xét hiệu quả của từng tỷ lệ một.

Dựa trên những kết quả có được, các nhà khoa học tiếp tục bổ sung phế thải nhựa, bột khoáng theo những đường dẫn riêng và trộn đều hỗn hợp trong thời gian 10 giây, đảm bảo nhiệt độ trong buồng trộn từ 170 đến 190 độ C. Nhóm nghiên cứu tiếp tục nung nóng nhựa đường và phun đều vào buồng trộn bằng bơm phun, trong khi hỗn hợp trong buồng trộn vẫn đang được trộn. Chờ máy trộn đều từ 36 đến 45 giây, thành phẩm hỗn hợp bê tông nhựa mà họ thu được đã sẵn sàng đưa vào thi công.

Để kiểm chứng hiệu quả của sản phẩm, nhóm nghiên cứu đã tiến hành rải thử nghiệm đoạn đường dài 30m, rộng 3,25m trên tỉnh lộ 421B. Kết quả cho thấy, bê tông nhựa sử dụng phụ gia phế thải nhựa sau một thời gian khai thác vẫn có bề mặt độ đồng đều, bằng phẳng tốt hơn các vị trí lân cận sử dụng bê tông nhựa thông thường.

Nếu áp dụng trong thực tiễn, mỗi một km đường cấp III-ĐB, mặt đường bê tông nhựa rộng 11m có 2 lớp BTN tổng chiều dày 12cm sẽ tiêu thụ 12,9 tấn nylon phế thải, giúp giải quyết lượng rác thải đáng kể mà còn tiết kiệm được chi phí khi không phải sử dụng phụ gia tương ứng gần 800 triệu đồng.

Chưa kể, phần đường này sẽ giúp giảm thiểu số lần sửa chữa, cải tạo định kỳ do hư hại, hằn lún vệt bánh xe. Với những lợi ích lớn này, phương pháp sản xuất hỗn hợp bê tông nhựa sử dụng phụ gia là phế thải nhựa của nhóm đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002810 được công bố vào ngày 25/2/2022.