Tiểu Luận Vật liệu đá vữa nhựa (Stone Mastic Asphalte - SMA)

ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự làm việc của lớp phủ bê tông nhựa trên mặt cầu thép - loại bản trực hướng dưới tác dụng của tải trọng xe cộ và các điều kiện về môi trường là rất phức tạp. Kết cấu bản mặt cầu thép có cấu tạo hình học đặc biệt và các tấm bản thép có độ đàn hồi gây ứng suất và biến dạng lớn trong lớp phủ mặt cầu. Đặc biệt tải trọng trùng phục của xe cộ gây ra hiện tượng mỏi trong BTN, là một yếu tố đặc biệt quan trọng khi thiết kế và lựa chọn lớp BTN phủ mặt cầu.
Bê tông nhựa trên mặt cầu, đặc biệt là mặt cầu thép, ngoài các chức năng yêu cầu như đối với BTN trên đường còn phải có các chức năng riêng biệt khác. Lớp BTN này phải đảm bảo kín nước để đóng vai trò lớp phòng nước, phải đủ độ đàn hồi để chịu được các trạng thái ứng suất - biến dạng xuất hiện trong lớp này dưới tác dụng của hoạt tải phân bố, vốn rất khác so với lớp phủ của mặt đường mềm thông thường. Ngoài ra, do các vệt bánh xe có chiều hướng cố định ở 1 vị trí (xe chạy đúng làn) nên yêu cầu chống lún vệt bánh xe (rutting) và nứt do mỏi (fatigue cracks) cũng là chỉ tiêu rất quan trọng trong việc chọn loại vật liệu áp dụng trên mặt cầu.
Hiện nay trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu bài bản về vấn đề này và hầu như tất cả các dự án cầu đều có thiết kế và áp dụng loại BTN đặc biệt dùng riêng trên mặt cầu, đặc biệt là bản mặt cầu thép với các dự án đã triển khai và có báo cáo đánh giá hiệu quả. Ở Việt Nam, sau thực tế hư hỏng trước tuổi thọ dự kiến của mặt đường bê tông nhựa trên mặt cầu thép (Cầu Thăng Long ở Hà Nội, Cầu Trần Thị Lý ở Đà Nẵng), Viện khoa học công nghệ GTVT cũng đã bắt đầu thực hiện một số nghiên cứu bước đầu và đề xuất về BTN trên mặt cầu áp dụng ở Việt Nam, trong đó phân tích khá chi tiết về ưu nhược điểm của từng loại vật liệu đề xuất.
Hiện trên thế giới có nhiều loại vật liệu đang được áp dụng cho bản mặt cầu thép:
+ Guss Asphalt hay được dùng ở Đức, Nhật Bản.
+ Stone Mastic Asphalt hay dùng ở Châu Âu và kể cả ở Nhật (dùng cho lớp trên).
+ Bê tông nhựa Pôlimer hay dùng ở Mỹ và mới đây là Trung Quốc (Cầu Nanjing II bắc qua sông Yangtze, cầu Cang Châu bắc qua sông Tô Châu).