Bê tông nhựa đường (thường được gọi là nhựa đường, vỉa hè đen hoặc theo cách nói của người Anh-Mỹ là tarmac hoặc nhựa đường trắng) là vật liệu tổng hợp được sử dụng rộng rãi cho bề mặt đường bộ, bãi đậu xe, sân bay và đập. Hỗn hợp này đã được sử dụng để trải đường từ thế kỷ 19 và bao gồm các cốt liệu khoáng, được bón và nén thành từng lớp với bitum làm vật liệu giao diện. Lịch sử của bê tông nhựa cho thấy sự đa dạng và phát triển của nó, đặc biệt liên quan chặt chẽ đến sự đóng góp của một số nhà phát minh.
Con người đã sử dụng nhựa đường tự nhiên từ thời cổ đại. Từ Lưỡng Hà đến Đế chế La Mã, nhựa đường đã được sử dụng để chống thấm và xây dựng đường bộ.
Vào thời cổ đại, nhựa đường tự nhiên được sử dụng để chống thấm cho bồn tắm, nhà kho và mương của đền thờ. Ngay cả đường phố của Babylon cổ đại cũng được lát bằng nhựa đường. Vào cuối thế kỷ 18, nước Pháp lần đầu tiên thử sử dụng vật liệu này để lát đường và dần dần mở rộng công nghệ này sang các thành phố khác.
Đến thế kỷ 19, khi giao thông vận tải phát triển, nhu cầu cũng dần tăng lên. Vào năm 1829, kênh lặn Ligny của Pháp đã sử dụng hỗn hợp nhựa đường tự nhiên và cốt liệu, đặt nền móng cho sự phát triển của công nghệ lát đường trong tương lai.
Năm 1869, phố Threadneedle ở London, Anh được xây dựng lại bằng nhựa đường tự nhiên của Thụy Sĩ, loại nhựa đường này có tác động đáng kể vào thời điểm đó.
Tiến bộ quan trọng tiếp theo đến từ nhà hóa học người Bỉ-Mỹ Edward De Smedt. Năm 1870, ông đã phát minh ra một kỹ thuật tại Đại học Columbia sử dụng nhựa đường tự nhiên được đun nóng trộn với cát. Vật liệu và kỹ thuật được sử dụng để rèn nó đã đặt ra tiêu chuẩn cho bê tông nhựa đường, giúp ông được cấp bằng sáng chế tại Hoa Kỳ.
Trong những thập kỷ tiếp theo, kỹ sư xây dựng người Anh Edgar Purnell Hooley đã cải tiến công nghệ này hơn nữa vào năm 1902 và thành lập một công ty chuyên phát triển công nghệ này. Ông gọi vật liệu này là "tarmac", có nghĩa là "bitum trộn với nhựa đường", và nó đã trở thành cơ sở cho bê tông nhựa đường ngày nay.
Tính chất hóa học của bê tông nhựa khiến nó cực kỳ bền và tiết kiệm khi sử dụng làm mặt đường, đặc biệt là ở những môi trường có lưu lượng giao thông lớn.
Với sự phát triển của công nghệ, nhiều loại bê tông nhựa đã xuất hiện, bao gồm bê tông nhựa nóng (HMA), bê tông nhựa ấm (WMA), v.v. Những hỗn hợp này không chỉ giảm thiểu tác động đến môi trường trong quá trình xây dựng mà còn cải thiện hiệu quả xây dựng. Ví dụ, HMA thường được sử dụng trên đường và đường đua có lưu lượng giao thông lớn vì nó có thể mang lại hiệu suất đường tốt và khả năng chịu tải.
Việc sử dụng bê tông nhựa cũng có những thách thức. Nhựa đường có thể bị hư hại theo thời gian, chẳng hạn như nứt, ổ gà, v.v. Những vấn đề này phát sinh một phần từ nhiều yếu tố bao gồm chất lượng xây dựng kém, tác động đến môi trường và tải trọng giao thông. Do tính chất vật lý của nhựa đường, những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của mặt đường mà còn gây ra chi phí bảo trì tương ứng.
Thiết kế và bảo trì hợp lý có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của đường và giảm nhu cầu sửa chữa trong tương lai.
Khả năng tái chế của bê tông nhựa đường cũng là một cân nhắc quan trọng đối với các kỹ sư ngày nay. Nhiều vỉa hè nhựa đường cũ có thể được tái chế và tái sử dụng, không chỉ thân thiện với môi trường mà còn giảm chi phí xây dựng. Theo thống kê, tỷ lệ tái chế bê tông nhựa tại Hoa Kỳ là cao nhất trong số tất cả các vật liệu xây dựng, khiến đây trở thành vật liệu được ưu tiên xét về mặt phát triển bền vững.
Khi nhìn lại quá trình phát triển của bê tông nhựa đường, từ những công dụng cổ xưa đến những cải tiến hiện đại, hành trình này nhắc nhở chúng ta về sự tiến bộ của công nghệ theo thời gian. Điều này khiến chúng ta tự hỏi: Bê tông nhựa đường có thể phát triển và đổi mới như thế nào trong tương lai khi phải đối mặt với những thách thức về giao thông hiện đại và khủng hoảng môi trường?