Đức tìm cách ‘cứu’ mặt đường dưới nắng nóng

Các cơ quan quản lý đường bộ Đức phải huy động xe phun nước làm mát mặt đường để tránh lớp nhựa bề mặt chảy ra gây mất an toàn trong đợt nắng nóng.

Khi ngày càng nhiều đợt nắng nóng kéo dài xuất hiện thường xuyên ở châu Âu, việc kiểm soát độ bền của nhựa đường dưới cái nóng thiêu đốt đã trở thành nhiệm vụ cốt lõi.

Đợt nắng nóng tuần trước tại Đức khiến lớp keo trám khe co giãn của bề mặt nhựa đường và bê tông bị chảy ra, dính vào ghi chuyển hướng và đường ray, đe dọa đến khả năng di chuyển an toàn của tàu điện. Chính quyền một số thành phố đã phải ngừng dịch vụ tàu điện.

Tại huyện Unstrut-Hainich thuộc bang Thuringia của Đức, cơ quan quản lý đường bộ đã triển khai xe chuyên dụng phun nước lên bề mặt tuyến đường L2038 để làm mát trong những giờ cao điểm nắng nóng ban ngày.

Chiếc xe thường được sử dụng trong những tháng lạnh giá để rải muối hoặc các vật liệu rã băng khác, nay đã được cải tiến cho chiến dịch hạ nhiệt độ bề mặt của lớp bê tông nhựa phải tiếp xúc với nắng nóng kéo dài.

Biện pháp này được đưa ra do mặt đường xuất hiện các dấu hiệu mà các kỹ sư đường bộ Đức mô tả là “bề mặt chảy nhựa”, tình trạng chất kết dính nhựa đường bên trong bê tông nhựa bị mềm đi, đùn ngược lên trên và xuất hiện trên bề mặt thành một lớp nhựa bóng, dính và dễ bị biến dạng.

Về mặt kỹ thuật, nguyên nhân nằm ở đặc tính “co giãn và biến dạng” theo nhiệt độ của nhựa đường. Nhựa đường không phải là một khối cứng chết, mà nó thay đổi tùy theo thời tiết và lực đè của xe cộ. Khi trời lạnh, nhựa đường sẽ cứng và giòn hơn; ngược lại, khi trời nóng, nó sẽ bị mềm và chảy lỏng ra.

Bình thường, nhựa đường đóng vai trò như một loại keo kết dính các loại đá, cát lại với nhau để tạo độ dẻo dai cho mặt đường. Ở điều kiện thời tiết ổn định, sự kết hợp này giúp con đường vừa chắc chắn, vừa có độ đàn hồi tốt để chịu được xe cộ đi lại hàng ngày.

Tuy nhiên, khi nhiệt độ bề mặt tăng vọt và duy trì ở mức cao trong nhiều giờ hoặc nhiều ngày do nắng nóng, chất kết dính có thể bị mất độ cứng. Nếu hỗn hợp bê tông nhựa chứa quá nhiều chất kết dính, có cấu trúc rỗng không đủ, hoặc phải chịu lượng giao thông tải trọng nặng trong thời gian nắng nóng, phần nhựa hóa mềm có thể bị đẩy trồi lên phía trên.

Hiện tượng này được gọi là chảy nhựa đường. Đây không chỉ là vấn đề mất thẩm mỹ mà thực sự rất nguy hiểm. Khi nhựa đường bị chảy và trồi lên trên, mặt đường sẽ trở nên láng bóng và trơn trượt, làm giảm lực ma sát và tăng nguy cơ lún vệt bánh xe cũng như làm mặt đường biến dạng.

Tình hình càng tệ hơn khi có xe tải trọng nặng đi qua. Lực đè liên tục từ các bánh xe lớn sẽ ép xuống lớp nhựa đường đang nhão ra, phá vỡ hoàn toàn cấu trúc liên kết bên trong của mặt đường. Các viên đá, cát không còn kết dính vào nhau được nữa, độ nhám bề mặt biến mất, khiến con đường mất đi độ cứng và rất dễ bị biến dạng, méo mó so với thiết kế ban đầu.

Cách xử lý của Đức đáng chú ý ở chỗ họ chủ động làm mát để phòng ngừa chứ không đợi đến lúc nhựa đường chảy ra mới khắc phục. Bằng cách phun nước lên đường, các đội bảo trì muốn hạ nhiệt độ bề mặt và hãm lại quá trình chảy nhão của nhựa đường.

Chỉ cần mặt đường hạ nhiệt tạm thời khi nước bay hơi, lớp nhựa đường cũng có thể lấy lại một phần độ cứng, bớt bám dính và ngừng trào ngược lên trên. Cách làm này là phương pháp hiệu quả tức thời để bảo vệ đường sá trong những giờ nắng nóng đỉnh điểm.

Trong chiến dịch này, xe phun nước hoạt động chủ yếu vào ban ngày, thời điểm nắng gắt nhất và xe cộ đi lại nhiều nhất. Lựa chọn khung giờ này là một tính toán cực kỳ quan trọng.

Việc làm mát vào ban đêm cũng quan trọng không kém. Nếu ban đêm trời không dịu xuống để đường tỏa bớt nhiệt, cái nóng sẽ bị giữ lại bên trong kết cấu đường. Hệ quả là sang ngày hôm sau, mặt đường sẽ càng dễ bị chảy và hư hỏng nhanh hơn.

Việc tận dụng xe chuyên dụng mùa đông để tưới đường mang lại hiệu quả rất thiết thực vì loại xe này vốn đã có sẵn bồn chứa và hệ thống vòi phun áp lực cao. Ở nhiều nơi, các xe này thường “đắp chiếu” suốt mùa hè. Cách làm của Đức cho thấy chính quyền có thể dùng ngay những gì đang có để ứng phó với biến đổi khí hậu, thay vì tốn tiền mua sắm máy móc mới.

Hiệu quả của biện pháp này còn tùy thuộc vào nguồn nước, mật độ giao thông, độ dốc của đường, mức độ nắng nóng và chi phí vận hành nếu phải phun đi phun lại nhiều lần. Dù vậy, đây vẫn là một giải pháp tình thế tuyệt vời giúp các cơ quan quản lý hạ nhiệt mặt đường ngay lập tức trong những ngày nắng nóng đỉnh điểm.

Cách làm này cũng buộc các nhà sản xuất và cung cấp nhựa đường phải suy nghĩ lại. Nếu mùa hè ở châu Âu ngày càng trở nên nóng hơn, việc chọn loại nhựa đường phù hợp sẽ là yếu tố sống còn.

Những con đường ở châu Âu từng được xây dựng dựa trên thời tiết ôn hòa, nhưng nay sẽ cần những loại vật liệu chịu nhiệt tốt hơn hẳn. Các kỹ sư sẽ phải lựa chọn những giải pháp như dùng nhựa đường pha thêm polymer để tăng độ bền, chọn loại nhựa đường cứng hơn, dùng chất phụ gia, trộn thêm sợi gia cường hoặc thay đổi tỷ lệ đá cát khi làm đường.

Khi thiết kế một con đường mới, họ cũng sẽ phải đau đầu tìm cách cân bằng nhiều yếu tố: đường vừa phải chịu được nóng để không bị lún vệt bánh xe, vừa phải đủ bền để không bị nứt vỡ khi trời lạnh, lại vừa phải dễ thi công.

Đối với các đội bảo trì, bài học từ Đức cho thấy việc phát hiện sớm là yếu tố sống còn để đảm bảo chất lượng mặt đường. Vào ngày nắng nóng, nếu thấy mặt đường trở nên bóng loáng, đó là dấu hiệu nhựa đường đang bị chảy và trào lên.

Nếu phát hiện kịp thời, họ có thể xử lý ngay bằng cách hạn chế tốc độ, rải thêm một lớp đá dăm nhỏ để hút nhựa, tăng cường kiểm tra hoặc phun nước làm mát. Nếu không xử lý nhanh chóng, mặt đường sẽ nhanh chóng xuống cấp khi xe tải nặng đi qua.

Trong trường hợp đường đã bị chảy nhựa nặng, các đội duy tu sẽ phải dùng đến các biện pháp mạnh hơn như rải đá sạch để tạo lại độ nhám, cào bóc lớp nhựa hỏng, hoặc trải một lớp nhựa đường mới thay thế. Việc chọn cách nào sẽ tùy thuộc vào mức độ hỏng hóc, tầm quan trọng của tuyến đường và lượng xe cộ đi lại.

Vấn đề này đang trở thành câu chuyện chung của toàn cầu. Những vùng vốn đã quen với nắng nóng gay gắt như Nam Âu, Trung Đông, Bắc Phi, Nam Á, một số khu vực ở Trung Quốc, Australia và châu Mỹ đều đang đau đầu vì nhiệt độ mặt đường quá cao. Thậm chí, cả vùng Bắc và Trung Âu, nơi trước đây khí hậu vốn mát mẻ, giờ cũng đang phải chịu đựng những đợt nắng nóng chưa từng thấy.

Câu chuyện của Đức chứng minh nhựa đường không phải là một khối trơ lì, nó rất nhạy cảm với nhiệt độ và xe tải nặng. Khi Trái Đất nóng lên, chất lượng nhựa đường sẽ quyết định con đường đó có an toàn hay không.

Hồng Hạnh (Theo WPB, DPA)