Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính của công nghệ bê tông asphalt tái chế ấm

Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
472 
Transport and Communications Science Journal 
EVALUATION OF BENEFITS OF REDUCING ENERGY 
CONSUMPTION AND GREENHOUSE GAS EMISSIONS OF 
WARM MIX ASPHALT TECHNOLOGY USING RECLAIMED 
ASPHALT PAVEMENT 
Dao Van D1, Lu Thi Y1, Nguyen Ngoc L2* 
1University of Transport Technology, No 54 Trieu Khuc Street, Hanoi, Vietnam. 
2University of Transport and Communications, No 3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam. 
ARTICLE INFO 
TYPE: Research Article 
Received: 9/3/2020 
Revised: 26/5/2020 
Accepted: 2/6/2020 
Published online: 28/6/2020 
https://doi.org/10.25073/tcsj.71.5.2 
* Corresponding author 
Email: nguyenngoclan@utc.edu.vn; Tel: 0902 119 278 
Abstract. Currently in Vietnam almost asphalt pavement projects are using virgin, non-
renewable materials (i.e., aggregates and bitumen) to produce conventional hot mix asphalt 
(HMA). Meanwhile, in developed countries, such as United States, European countries and 
Japan, the tendency of replacing HMA technology with warm mix asphalt technology 
(WMA) combined with reclaimed asphalt pavement (RAP) is gaining attention. WMA can 
be produced and paved at lower temperatures, reducing energy consumption and greenhouse 
gas emissions. The use of RAP can reduce the demand for non-renewable resources. This 
paper presents the results of energy demand and greenhouse gas emissions (CO2, N2O and 
CH4) in the mixing process of warm mix asphalt with reclaimed asphalt pavement (WMRAP) 
in comparison with those of traditional HMA. Zycotherm, a chemical additive, was used in 
WMRAP technology with a dosage of 0.15% by weight of the bituminous binder. Various 
RAP percentages in range of 20÷50% were used in WMRAP. Based on the calculated results, 
it was determined that WMRAP technology seems to have more environmental benefits in 
compare with traditional HMA. Process of WMRAP production provides a reduction of 
15.9÷29.9% energy consumption and 13.8÷25.9% of greenhouse gas emissions, depending 
on the content of RAP. As the RAP content increases, the environmental benefits of WMRAP 
become even more pronounced. 
Keywords: Hot mix asphalt, Warm mix asphalt with RAP, Reclaimed Asphalt Pavement, 
greenhouse gas emissions, energy demand. 
© 2020 University of Transport and Communications 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
473 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải 
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ GIẢM 
PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH CỦA CÔNG NGHỆ 
BÊ TÔNG ASPHALT TÁI CHẾ ẤM 
Đào Văn Đông1, Lư Thị Yến1, Nguyễn Ngọc Lân2* 
1Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải, Số 54 Triều Khúc, Hà Nội, Việt Nam. 
2Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam. 
THÔNG TIN BÀI BÁO 
CHUYÊN MỤC: Công trình khoa học 
Ngày nhận bài: 9/3/2020 
Ngày nhận bài sửa: 26/5/2020 
Ngày chấp nhận đăng: 2/6/2020 
Ngày xuất bản Online: 28/6/2020 
https://doi.org/10.25073/tcsj.71.5.2 
* Tác giả liên hệ 
Email: nguyenngoclan@utc.edu.vn; Tel: 0902 119 278 
Tóm tắt. Hiện nay ở Việt Nam hầu hết các công nghệ vật liệu mặt đường sử dụng nguồn vật 
liệu không tái tạo (cốt liệu và nhựa đường) để sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt nóng (Hot 
Mix Asphalt - HMA). Trong khi đó, ở các quốc gia phát triển như Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản 
có xu hướng thay thế công nghệ bê tông asphalt nóng bằng công nghệ bê tông asphalt ấm 
(Warm Mix Asphalt - WMA) kết hợp với vật liệu mặt đường tái chế (Reclaimed Asphalt 
Pavement - RAP). Hỗn hợp WMA được chế tạo và thi công ở nhiệt độ thấp hơn so với HMA, 
vì vậy làm giảm mức tiêu thụ năng lượng và giảm phát thải các khí nhà kính vào môi trường. 
Việc thay thế một phần cốt liệu và nhựa đường mới bằng RAP cho phép giảm nhu cầu đối 
với các loại tài nguyên thiên nhiên không tái tạo. Bài báo trình bày kết quả tính toán nhu cầu 
tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính (CO2, N2O và CH4) trong quá trình sản xuất 
hỗn hợp bê tông asphalt tái chế ấm (Warm Mix with RAP - WMRAP) và so sánh với hỗn 
hợp HMA. Phụ gia Zycotherm được lựa chọn cho công nghệ WMRAP với tỷ lệ sử dụng là 
0.15 %. Các tỷ lệ vật liệu RAP từ 20% đến 50% được sử dụng trong hỗn hợp WMRAP. Kết 
quả tính toán cho thấy, công nghệ WMRAP có lợi ích về môi trường hơn so với công nghệ 
HMA. Cụ thể, quá trình sản xuất hỗn hợp WMRAP tiết kiệm nhu cầu năng lượng từ 
15.9÷29.9% và giảm phát thải khí nhà kính từ 13.8÷25.9% tùy thuộc vào hàm lượng RAP sử 
dụng. Khi hàm lượng RAP tăng thì các lợi ích về môi trường càng rõ rệt hơn. 
Từ khóa: Bê tông asphalt nóng, bê tông asphalt tái chế ấm, vật liệu mặt đường tái chế, khí 
nhà kính, tiêu thụ năng lượng. 
© 2020 Trường Đại học Giao thông vận tải 
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
474 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Bê tông asphalt nóng (Hot Mix Asphalt – HMA) là một trong những ngành sản xuất vật 
liệu xây dựng tiêu thụ năng lượng lớn do cốt liệu và chất kết dính nhựa đường phải được làm 
nóng ở nhiệt độ cao (vào khoảng 150-180oC). Nhiệt lượng cấp cho cốt liệu và nhựa đường được 
lấy từ các dạng năng lượng khác nhau như đốt dầu nhiên liệu (dầu FO, dầu DO), than đá, khí 
tự nhiên; điện; hơi nước quá nhiệt; dầu truyền nhiệt Hiện nay, hầu hết các trạm trộn bê tông 
nhựa ở Việt Nam sử dụng dầu nhiên liệu FO cho đầu đốt tang sấy cốt liệu. Đối với nhựa đường, 
kỹ thuật gia nhiệt phổ biến ở Việt Nam hiện nay là gia nhiệt gián tiếp bằng dầu dẫn nhiệt trong 
hệ thống ống xoắn ruột gà. Dầu dẫn nhiệt được đun nóng bằng cách đốt dầu FO. Việc đốt cháy 
nhiên liệu hóa thạch nhằm cấp nhiệt cho cốt liệu và nhựa đường này là nguồn phát sinh một 
lượng lớn các khí nhà kính, chủ yếu bao gồm các khí CO2, CH4 và N2O [1,2]. 
Khí nhà kính là nguyên nhân chính làm trái đất ấm dần lên, nước biển dâng, mất cân bằng 
sinh thái, đe dọa nghiêm trọng đến con người, sinh vật và môi trường. Tổ chức Khí tượng 
Thế giới (WMO) đã cảnh báo lượng khí gây hiệu ứng nhà kính đã đạt mức kỷ lục mới trong 
thời gian gần đây, bất chấp tất cả các cam kết trong Thỏa thuận Paris về biến đổi khí hậu [3]. 
Không nằm ngoài bối cảnh chung của thế giới, lượng phát thải khí nhà kính (KNK) ở Việt Nam 
liên tục tăng, từ mức hơn 21 triệu tấn năm 1990 lên 150 triệu tấn năm 2000; dự tính tăng lên 
300 triệu tấn vào năm 2020 [4]. Đứng trước những biến đổi khí hậu cực đoan từ hiệu ứng nhà 
kính, đòi hỏi Chính phủ Việt Nam phải triển khai đồng bộ nhiều giải pháp nhằm cắt giảm KNK 
ở tất cả các lĩnh vực và ngành nghề. 
Các công nghệ mới trong sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt đã được nghiên cứu phát triển 
không chỉ nhằm mục đích cải thiện hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật, mà còn nhằm cắt giảm 
lượng phát thải KNK, cũng như các lợi ích khác về môi trường như tiết kiệm nguồn tài nguyên 
tự nhiên không tái tạo (cốt liệu và nhựa đường), giảm nhu cầu sử dụng năng lượng và cải thiện 
điều kiện làm việc của người lao động. Sự cân bằng tối ưu giữa các yếu tố kỹ thuật, kinh tế và 
môi trường mang lại tính bền vững cho vật liệu mặt đường và đảm bảo sự chấp nhận của xã hội 
và các cơ quản quản lý nhà nước tốt hơn khi mà vấn đề bảo vệ môi trường ngày càng trở nên 
cấp bách và nghiêm ngặt. 
Về nguyên tắc, việc giảm thiểu các tác động đến môi trường trong quá trình sản xuất hỗn 
hợp bê tông asphalt có thể đạt được bằng một số giải pháp [5]. Thứ nhất là thay thế công nghệ 
trộn nóng bằng công nghệ trộn ấm nhằm giảm nhiệt độ phối trộn và nhiệt độ thi công. Điều này 
đồng nghĩa với giảm tiêu thụ năng lượng để gia nhiệt cốt liệu và nhựa đường và giảm lượng 
KNK thải ra môi trường. Thứ hai là sử dụng các vật liệu tái chế phổ biến như mặt đường nhựa 
tái chế, tấm lợp nhựa đường tái chế, cao su tái chế, hoặc các chất thải xây dựng khác ít phổ biến 
hơn như gạch ngói vỡ, nhựa tái chế, thủy tinh nhằm thay thế một phần nguyên vật liệu tự 
nhiên không tái tạo. Thứ ba là sử dụng công nghệ tái chế ấm (kết hợp công nghệ trộn ấm và vật 
liệu tái chế) cho phép phát huy hiệu quả môi trường của cả hai giải pháp trên. 
Kết quả nghiên cứu của hầu hết các báo cáo đánh giá hiệu quả môi trường của công nghệ 
bê tông tái chế ấm (Warm Mix with Reclaimed Asphalt Pavement – WMRAP) cho thấy, việc 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
475 
kết hợp đồng thời giữa giảm nhiệt độ chế tạo và sử dụng vật liệu mặt đường nhựa tái chế 
(Reclaimed Asphalt Pavement – RAP) cho phép giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 25-35%, 
giảm hàm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính từ 25-40%, và giảm tiếp xúc với khói ở các 
trạm trộn và ở công trường thi công từ 30-50% so với bê tông nhựa nóng truyền thống [6-9]. 
Công nghệ WMRAP đã được thế giới đánh giá là một trong những giải pháp quan trọng 
trong phát triển kết cấu hạ tầng đường bộ, mang lại nhiều lợi ích về kinh tế, môi trường và tính 
năng kỹ thuật hơn so với công nghệ HMA. Tuy nhiên, công nghệ này cũng phát sinh một số kỹ 
thuật mới so với công nghệ HMA, như nghiền sàng và gia nhiệt bổ sung RAP hay việc pha trộn 
phụ gia với nhựa đường cũng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng bổ sung. Những yếu tố này, ngược 
lại, làm phát sinh thêm lượng chất thải trong quá trình chế tạo bê tông nhựa. Công nghệ 
WMRAP còn khá mới mẻ đối với Việt Nam. Vì vậy, để áp dụng công nghệ mới này, bên cạnh 
những nghiên cứu về kỹ thuật, cần có nghiên cứu tính toán và lượng hóa được tác động môi 
trường tổng cộng của tất cả các công đoạn trong quá trình chế tạo hỗn hợp WMRAP, làm cơ sở 
để so sánh và đánh giá hiệu quả môi trường của công nghệ này so với công nghệ HMA truyền 
thống. Mặt khác, đối với ngành sản xuất vật liệu xây dựng, hiện nay ở Việt Nam hoàn toàn 
thiếu cơ sở dữ liệu về kiểm kê phát thải KNK đối với mặt đường bê tông asphalt. Đứng từ góc 
độ này, việc lượng hóa được lượng phát thải KNK còn góp phần cung cấp cơ sở dữ liệu phục 
vụ kiểm kê KNK của quốc gia. 
2. NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 
Bài báo trình bày kết quả tính toán phát thải khí CO2 quy đổi và tiêu thụ năng lượng đối 
với các hỗn hợp bê tông asphalt tái chế ấm sử dụng phụ gia Zycotherm và tỷ lệ RAP sử dụng 
là 20%, 30%, 40% và 50%. Mẫu đối chứng là hỗn hợp bê tông asphalt nóng. Lượng phát thải 
khí CO2 quy đổi và nhu cầu tiêu thụ năng lượng được tính toán trong phạm vi quy trình chế tạo 
các hỗn hợp bê tông asphalt với công nghệ trộn theo mẻ. Trong quy trình chế tạo HMA xem 
xét các công đoạn chính, bao gồm: xúc cốt liệu vào phễu nhập liệu, tải cốt liệu lên tang sấy; cấp 
nhiệt cho cốt liệu mới; cấp nhiệt cho bitum và công đoạn trộn hỗn hợp cốt liệu và bitum. Quy 
trình chế tạo WMRAP bổ sung thêm công đoạn cấp nhiệt cho RAP ở tang sấy bổ sung; khuấy 
trộn bitum với phụ gia Zycotherm. 
3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 
Theo hướng dẫn Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC – năm 2006) [10], có 
ba phương pháp được áp dụng để tính toán lượng phát thải KNK trong sản xuất công nghiệp: 
(i) Xác định bằng đo đạc (đo đạc nồng độ các KNK và lưu lượng khí thải ra trên một đơn vị 
diện tích bề mặt trong một đơn vị thời gian trong quá trình sản xuất); (ii) Xác định bằng cân 
bằng vật chất (tính toán dựa trên cân bằng vật chất giữa đầu vào và đầu ra ở từng công đoạn 
trên cả dây chuyền sản xuất); (iii) Xác định bằng hệ số phát thải (Hệ số phát thải là tỷ lệ giữa 
lượng khí thải và lượng sản phẩm chính hoặc lượng nguyên liệu, nhiên liệu trong một quá trình 
công nghệ hoặc một loại hình sản xuất). Dựa trên những ưu và nhược điểm của từng phương 
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
476 
pháp, nhóm tác giả chọn phương pháp tính toán lượng phát thải KNK theo hệ số phát thải để 
thực hiện nghiên cứu này. 
Phương pháp tính toán lượng phát thải KNK bằng hệ số phát thải là kết hợp thông tin về 
mức độ mà một hoạt động của con người diễn ra (được gọi là số liệu hoạt động hay lượng hoạt 
động) với các hệ số phát thải. Vì mỗi loại KNK khi thải vào bầu khí quyển sẽ gây tác động nóng 
lên toàn cầu khác nhau nên chúng thường được chuyển đổi về giá trị tương đương với khí CO2 
và được gọi là CO2 quy đổi hay CO2eq bằng cách sử dụng hệ số GWP (Global Warming 
Potential – tiềm năng nóng lên toàn cầu). Khi đó, tổng lượng phát thải CO2-eq của tất cả các 
công đoạn trong quá trình sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt được tính theo công thức [1, 10]: 
CO2eq = ∑ ∑ ADi ∗ Qi ∗ EFj ∗ GWPj
3
j=1
n
i=1
 (1) 
trong đó: - ADi lượng tiêu thụ năng lượng trong công đoạn i (lit dầu diesel, kg dầu FO 
hoặc kWh điện); 
- n là số công đoạn trong quá trình sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt; 
- Qi là hệ số chuyển đổi đơn vị năng lượng sử dụng trong công đoạn i (MJ/lit 
dầu diesel, MJ/kg dầu FO, MJ/kWh điện); 
- EFj là hệ số phát thải của KNK j (g/MJ); 
- GWPj là hệ số tiềm năng nóng lên toàn cầu của KNK j. 
Đối với các trạm trộn bê tông nhựa nóng đã vận hành nhiều năm theo quy trình ổn định 
thì định mức tiêu hao năng lượng để sản xuất 1 tấn hỗn hợp bê tông có thể xác định được từ số 
liệu thống kê của trạm trộn. Vì vậy, lượng tiêu thụ năng lượng trong các công đoạn sản xuất 
hỗn hợp bê tông asphalt nóng được khảo sát, thu thập trực tiếp tại các trạm trộn bê tông và được 
thể hiện trong Bảng 1. 
Bảng 1. Định mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất hỗn hợp bê tông asphalt nóng. 
Các công đoạn trong quá 
trình chế tạo hỗn hợp bê 
tông asphalt 
Thiết bị 
Loại năng lượng 
tiêu thụ 
Định mức tiêu thụ 
Xúc cốt liệu vào phễu 
nhập liệu 
Máy xúc lật Dầu diesel 0.25 lit/tấn cốt liệu* 
Tải cốt liệu lên tang sấy Băng truyền Điện 0.80 kWh/tấn cốt liệu* 
Cấp nhiệt cho cốt liệu 
mới 
Tang sấy 
Dầu nhiên liệu 
(dầu FO) 
6.74 kg/tấn cốt liệu* 
Cấp nhiệt cho bitum 
60/70 (nhựa không pha 
chế) 
Bồn gia nhiệt 
Dầu nhiên liệu 
(dầu FO) 
10.0 kg/tấn bitum** 
Trộn hỗn hợp cốt liệu, 
RAP và nhựa đường 
Băng gầu, sàng rung, thiết bị 
định lượng, bơm phun nhựa 
đường, buồng trộn 
Điện 3.20 kWh/tấn cốt liệu* 
* Số liệu được khảo sát, thu thập tại trạm trộn bê tông nhựa nóng Tân Cang thuộc Công ty cổ phần đầu tư 
xây dựng BMT (Địa chỉ trạm trộn: Ấp Tân Cang, Xã Phước Tân, TP. Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai). 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
477 
** Số liệu được khảo sát, thu thập tại trạm trộn bê tông nhựa nóng Bến Lức thuộc Công ty cổ phần đầu tư 
xây dựng BMT (Địa chỉ trạm trộn: Lô G, Đường Số 1, KCN Nhựt Chánh, Huyện Bến Lức, Tỉnh Long An). 
Tuy nhiên, WMRAP là công nghệ mới đối với Việt Nam và các dự án sản xuất mới chỉ 
dừng lại ở mức độ thí điểm nên chưa có số liệu thống kê về định mức tiêu thụ năng lượng. Vì 
vậy, đối với các mẫu WMRAP, lượng tiêu thụ năng lượng được xác định dựa trên những giả 
định như sau: 
(1) Lượng tiêu thụ năng lượng của các công đoạn không phụ thuộc vào nhiệt độ chế tạo 
hỗn hợp bê tông (xúc cốt liệu vào phễu nhập liệu; tải cốt liệu, RAP lên tang sấy, trộn cốt liệu, 
RAP và bitum) được lấy bằng định mức như đối với hỗn hợp HMA. 
(2) Việc pha trộn bitum 60/70 (đã được làm nón ...  (100 − t0) + W ∗ Lv + W ∗ Cvap ∗ (tHMA − 100) (5) 
trong đó: Cag, Cw và Cvap lần lượt là nhiệt dung riêng của cốt liệu, nước và hơi nước (kJ/kg.độ); 
Lv là nhiệt hóa hơi của nước (kJ/kg); W là độ ẩm trung bình của cốt liệu (%); tHMA và t0 lần 
lượt là nhiệt độ sấy cốt liệu và nhiệt độ môi trường (oC). 
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
478 
Lượng nhiên liệu theo lý thuyết để sấy cốt liệu mới và RAP đối với hỗn hợp WMRAP 
được tính tương tự theo công thức (4). Trong đó, nhiệt lượng cần cung cấp cho cốt liệu 
(EWMRAP) và RAP (ERAP) được tính theo các công thức: 
EWMRAP = Cag ∗ (tWMRAP − t0) + W ∗ Cw ∗ (100 − t0) + W ∗ Lv 
 +W ∗ Cvap ∗ (tWMRAP − 100) (6) 
ERAP = CRAP ∗ (tRAP − t0) + 𝑊𝑅𝐴𝑃 ∗ Cw ∗ (tRAP − t0) (7) 
với tWMRAP và tRAP lần lượt là nhiệt độ sấy của cốt liệu mới và RAP đối với các hỗn hợp 
WMRAP (oC); CRAP là nhiệt dung riêng của RAP (kJ/kg.độ); 𝑊𝑅𝐴𝑃 là độ ẩm trung bình của 
RAP (%). 
Lượng tiêu thụ nhiên liệu để sấy 1 tấn cốt liệu mới và 1 tấn RAP đối với các hỗn hợp 
WMRAP được tính theo công thức: 
mWMRAP = mWMRAP
LT + ∆mWMRAP (8) 
mRAP = mRAP
LT + ∆mRAP (9) 
Khi đó, dựa vào tỷ lệ thành phần thiết kế sẽ tính được lượng tiêu thụ năng lượng trong 
các công đoạn chế tạo 1 tấn hỗn hợp bê tông HMA và WMRAP. 
Thành phần thiết kế các hỗn hợp bê tông HMA và WMRAP được thể hiện trong Bảng 2. 
Các thông số gia nhiệt cốt liệu, RAP và bitum 60/70 trong quá trình chế tạo hỗn hợp HMA và 
WMRAP được thể hiện trong Bảng 3. 
Bảng 2. Thành phần thiết kế của hỗn hợp WMRAP và HMA. 
Thành phần 
Loại hỗn hợp bê tông 
HMA WMRAP 
0% RAP Z-20% RAP Z-30% RAP Z-40% RAP 
Z-50% 
RAP 
RAP, % - 19.0 28.5 37.9 47.4 
Đá 10-19, % 19.2 9.5 9.5 6.6 6.6 
Đá 5-10, % 28.8 20.0 16.1 14.2 8.5 
Đá 0-5, % 43.2 42.8 38.0 33.2 30.3 
Bột khoáng, % 3.8 3.8 2.8 2.8 1.9 
Nhựa đường trong 
RAP, % 
- 0.8 1.1 1.5 1.9 
Nhựa đường mới, % 5.0 4.2 4.0 3.7 3.4 
Tổng, % 100 100.0 100.0 100.0 100.0 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
479 
Bảng 3. Các thông số gia nhiệt cốt liệu, RAP và nhựa đường 
trong quá trình chế tạo hỗn hợp HMA và WMRAP. 
Thông số 
Loại hỗn hợp bê tông nhựa 
HMA WMRAP 
Nhiệt độ sấy cốt liệu mới, oC 180 160 
Nhiệt độ trộn hỗn hợp bê tông, oC 165 135 
Nhiệt độ làm nóng nhựa đường, oC 150 - 
Nhiệt độ làm nóng nhựa đường pha trộn 
Zycotherm, oC 
- 150 
Nhiệt độ gia nhiệt RAP trong công nghệ 
WMRAP, oC 
- 80 
Nhiệt độ môi trường, oC 30 30 
Độ ẩm trung bình của cốt liệu, % 1.1 1.1 
Độ ẩm trung bình của RAP, % 1.5 1.5 
Giá trị các đại lượng nhiệt dung riêng của cốt liệu (đá magma trung tính), RAP, nước và 
nhiệt hóa hơi của nước thể hiện trong Bảng 4. 
Bảng 4. Giá trị nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi. 
Thông số Giá trị Nguồn trích dẫn 
Nhiệt dung riêng của cốt liệu (Cag) 0.815 kJ/kg.K [14] 
Nhiệt dung riêng của RAP (CRAP) 0.92 kJ/kg.K [15] 
Nhiệt dung riêng của nước (Cw) 4.185 kJ/kg.K [12] 
Nhiệt hóa hơi của nước (Lv) 2256 kJ/kg [12] 
Nhiệt dung riêng của hơi nước (Cvap) 1.83 kJ/kg.K [12] 
Các hệ số chuyển đổi đơn vị năng lượng, hệ số phát thải của KNK và hệ số GWP của 
chúng sử dụng trong các tính toán của nghiên cứu được thể hiện ở Bảng 5, Bảng 6 và Bảng 7. 
Trong đó, hệ số phát thải KNK của tiêu thụ nhiên liệu được lấy theo giá trị mặc định của Ủy 
ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC – năm 2006) [10], hệ số phát thải lưới điện Việt 
Nam được lấy theo số liệu công bố gần đây nhất của Cục biến đổi khí hậu (Bộ Tài nguyên và 
Môi trường) [16]. 
Bảng 5. Hệ số chuyển đổi đơn vị năng lượng [17]. 
Năng lượng Điện Dầu diesel 
Dầu nhiên liệu 
(dầu FO) 
Đơn vị kWh Lit kg 
Hệ số chuyển đổi đơn vị năng lượng, MJ 3.6 36.845 41.451 
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
480 
Bảng 6. Hệ số phát thải KNK. 
Loại năng lượng Dầu nhiên liệu Dầu diesel Điện* 
Hệ số phát thải, 
g/MJ 
CO2 77.4 74.1 253.6 
CH4 0.003 0.003 - 
N2O 0.0006 0.0006 - 
Bảng 7. Hệ số GWP của KNK [10]. 
Khí CO2 CH4 N2O 
Hệ số GWP 1 296 23 
3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH 
3.1. Kết quả tính toán lượng tiêu thụ nhiên liệu cho công đoạn sấy cốt liệu và RAP 
Theo kết quả tính toán, lượng tiêu thụ dầu FO theo lý thuyết trong công đoạn sấy 1 tấn 
cốt liệu đối với hỗn hợp HMA là 4.70 kg. Như vậy, tổn thất dầu FO của công đoạn này bằng: 
∆mHMA = 6.74 – 4.70 = 2.04 (kg/tấn cốt liệu) 
Các kết quả tính toán lượng tiêu thụ dầu nhiên liệu trong công đoạn sấy 1 tấn cốt liệu và 
1 tấn RAP đối với hỗn hợp WMRAP được thể hiện trong Bảng 8. 
Bảng 8. Lượng tiêu thụ dầu nhiên liệu 
trong công đoạn sấy cốt liệu và RAP đối với hỗn hợp WMRAP. 
 Cốt liệu RAP 
Lượng dầu nhiên liệu theo lý 
thuyết, kg/tấn 
4.29 1.89 
Tổn thất dầu nhiên liệu, kg/tấn 1.76 0.68 
Lượng tiêu thụ dầu nhiên liệu 
thực tế, kg/tấn 
6.05 2.57 
Như vậy, lượng dầu nhiên liệu tổn thất trong công đoạn sấy chiếm khoảng 40% lượng 
tiêu thụ dầu nhiên liệu theo tính toán lý thuyết. Đây là hệ số tổn thất nhiệt trung bình của các 
một số trạm trộn bê tông nhựa đã công bố trong nghiên cứu [18]. 
3.2. Kết quả tính toán lượng tiêu thụ năng lượng trong quá trình chế tạo hỗn hợp HMA 
và WMRAP 
Dựa vào số liệu về mức tiêu thụ năng lượng trong Bảng 1, Bảng 8, kết hợp với tỷ lệ các 
thành phần thiết kế của hỗn hợp bê tông asphalt HMA và WMRAP, có thể tính toán được nhu 
cầu tiêu thụ năng lượng trong các công đoạn chế tạo 1 tấn hỗn hợp HMA và WMRAP. Kết quả 
tính toán được thể hiện trong Bảng 9. 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
481 
Bảng 9. Mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình chế tạo hỗn hợp HMA và WMRAP. 
Công đoạn 
Loại năng lượng và 
đơn vị mức tiêu thụ 
năng lượng 
Mức tiêu thụ năng lượng đối với các loại hỗn hợp bê 
tông 
HMA 
Z-20% 
RAP 
Z-30% 
RAP 
Z-40% 
RAP 
Z-50% 
RAP 
Xúc cốt liệu vào 
phễu nhập liệu 
Dầu diesel, lit/tấn 
bê tông 
0.23 0.23 0.23 0.23 0.23 
Tải cốt liệu lên tang 
sấy 
Điện năng, 
kWh/tấn bê tông 
0.73 0.73 0.74 0.74 0.74 
Sấy cốt liệu mới 
Dầu FO, kg/tấn bê 
tông 
6.15 4.38 3.85 3.27 2.75 
Sấy RAP 
Dầu FO, kg/tấn bê 
tông 
- 0.49 0.73 0.97 1.22 
Gia nhiệt bitum PMB 
III 
Dầu FO, kg/tấn bê 
tông 
0.50 0.42 0.40 0.37 0.34 
Khuấy trộn bitum và 
phụ gia 
Điện năng, 
kWh/tấn bê tông 
- 0.02 0.02 0.02 0.02 
Trộn hỗn hợp cốt 
liệu+bitum 
Điện năng, 
kWh/tấn bê tông 
3.20 3.20 3.20 3.20 3.20 
Theo kết quả tính toán, để chế tạo 1 tấn bê tông asphalt nóng cần sử dụng 298.07 MJ năng 
lượng. Mỗi công đoạn trong quy trình sản xuất HMA có nhu cầu sử dụng năng lượng khác 
nhau, trong đó, việc cấp nhiệt cho cốt liệu mới là nguồn tiêu thụ năng lượng chủ yếu, chiếm 
đến 85% tổng mức tiêu thụ năng lượng (Hình 1). Điều đó cho thấy, giảm nhiệt độ sấy cốt liệu 
là giải pháp cắt giảm tiêu thụ năng lượng hiệu quả hơn cả so với các công đoạn khác. 
Hình 1. Tỷ trọng tiêu thụ năng lượng của các công đoạn trong quá trình chế tạo hỗn hợp HMA. 
Kết quả tính toán nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong quá trình chế tạo hỗn hợp WMRAP 
sử dụng phụ gia Zycotherm được thể hiện trên Bảng 10 và Hình 2. Theo kết quả tính toán, tùy 
thuộc vào tỷ lệ RAP, sử dụng công nghệ WMRAP để giảm nhiệt độ sấy cốt liệu mới 20 oC cho 
phép giảm nhu cầu tiêu thụ năng lượng từ 18.9% đến 32.5% so với công nghệ bê tông nóng 
truyền thống. 
8.40
3%
2.63
1%
254.79
85%
20.73
7%
11.52
4% Xúc cốt liệu vào phễu nhập 
liệu
Tải cốt liệu lên tang sấy
Sấy cốt liệu mới
Gia nhiệt bitum 60/70 (nhựa 
không pha chế)
Trộn hỗn hợp cốt liệu+bitum
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
482 
Bảng 10. Tổng nhu cầu tiêu thụ năng lượng và hiệu quả giảm tiêu thụ năng lượng của công nghệ 
WMRAP so với công nghệ HMA. 
Hỗn hợp bê tông HMA 
Z-20% 
RAP 
Z-30% 
RAP 
Z-40% 
RAP 
Z-50% 
RAP 
Tổng nhu cầu tiêu thụ năng lượng, MJ/tấn 298.07 241.64 229.19 213.85 201.25 
Hiệu quả giảm tiêu thụ năng lượng của 
công nghệ WMRAP so với công nghệ 
HMA, % 
 18.9 23.1 28.3 32.5 
Hình 2. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong quá trình chế tạo hỗn hợp WMRAP và HMA. 
Hàm lượng RAP thay thế cốt liệu mới có ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng trong 
quá trình chế tạo hỗn hợp WMRAP, cụ thể khi tăng hàm lượng RAP thì mức tiêu thụ năng 
lượng giảm (Bảng 10). 
Kết quả tính toán tổng lượng phát thải KNK trong quá trình sản xuất hỗn hợp WMRAP 
và HMA được thể hiện trên Hình 3. 
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
HMA
Z-20% RAP
Z-30% RAP
Z-40% RAP
Z-50% RAP
Xúc cốt liệu vào 
phễu nhập liệu
Tải cốt liệu lên tang 
sấy
Sấy cốt liệu mới
Sấy RAP
Gia nhiệt bitum 
60/70 
Khuấy trộn bitum và 
phụ gia
Trộn hỗn hợp cốt 
liệu+bitum
H
ỗ
n
h
ợ
p
 b
ê 
tô
n
g
 a
sp
h
a
lt
Tiêu thụ năng lượng, MJ/tấn bê tông 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
483 
Hình 3. Tổng lượng phát thải KNK trong quá 
trình chế tạo hỗn hợp WMRAP và HMA. 
Hình 4. Mức giảm phát thải KNK của công 
nghệ WMRAP so với công nghệ HMA. 
Theo kết quả tính toán, quá trình sản xuất hỗn hợp HMA phát thải 25.8 kgCO2eq/tấn vào 
khí quyển. Trong khi đó, tất cả các mẫu WMRAP đều có mức phát thải KNK thấp hơn so với 
mẫu HMA. Lượng phát thải KNK phụ thuộc vào hàm lượng RAP sử dụng để thay thế cốt liệu 
mới. Khi tăng hàm lượng RAP từ 20% lên 50% thì phát thải KNK giảm từ 17.1% đến 29.3% 
so với mẫu HMA (Hình 4). 
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Từ những số liệu thực nghiệm và tính toán mức độ tiêu thụ năng lượng và phát thải KNK 
của công nghệ bê tông asphalt tái chế ấm và công nghệ bê tông asphalt nóng truyền thống, một 
số kết luận sau được đưa ra: 
- Công nghệ bê tông asphalt tái chế ấm tiết kiệm năng lượng từ 18.9% đến 32.5% và giảm 
phát thải KNK từ 17.1% đến 29.3% so với công nghệ bê tông asphalt nóng truyền thống; 
- Công nghệ bê tông asphalt tái chế ấm giảm được nhu cầu khai thác và sử dụng tài nguyên 
tự nhiên không tái tạo do một phần cốt liệu và nhựa đường mới được thay thế bằng vật liệu mặt 
đường asphalt cũ và giảm nhu cầu sử dụng đất để chôn lấp phế thải xây dựng (RAP). 
- Tóm lại, các lợi ích về môi trường đạt được của công nghệ bê tông asphalt tái chế ấm 
đã góp phần cải thiện và giảm thiểu các vấn đề về môi trường cho ngành công nghiệp sản xuất 
vật liệu xây dựng. Bên cạnh đó, việc cắt giảm phát thải KNK cho phép các trạm trộn bê tông 
nhựa có thể được lắp đặt ở gần các khu dân cư, nơi có nhu cầu sử dụng loại vật liệu xây dựng 
này cao và đồng thời cũng có các yêu cầu nghiêm ngặt hơn về môi trường. 
LỜI CẢM ƠN 
Kết quả công bố trong bài báo là một phần nội dung nghiên cứu của đề tài trọng điểm cấp 
Quốc gia có Mã số KC.02.16/16-20 được tài trợ bởi Bộ Khoa học và Công nghệ. 
15.0
17.0
19.0
21.0
23.0
25.0
27.0
HMA Z-20%
RAP
Z-30%
RAP
Z-40%
RAP
Z-50%
RAP
P
h
á
t
th
ả
i 
C
O
2
eq
, 
k
g
/t
ấ
n
 b
ê 
tô
n
g
Hỗn hợp bê tông asphalt
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
Z-20%
RAP
Z-30%
RAP
Z-40%
RAP
Z-50%
RAP
H
iệ
u
q
u
ả
 g
iả
m
 p
h
á
t 
th
ả
i 
K
N
K
, 
%
Hỗn hợp bê tông WMRAP
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue 05 (06/2020), 472-485 
484 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Bo Peng, Evaluation system for CO2 emission of hot asphalt mixture. Journal of Traffic 
and Transportation Engineering (english edition), Vol. 2, No. 2 , P. 116–124, 2015. 
[2]. Feng Ma, Aimin Sha, Ruiyu Lin, Yue Huang, Chao Wang, Greenhouse Gas Emissions 
from Asphalt Pavement Construction: A Case Study in China. International Journal of 
Environmental Research and Public Health, No. 13, P. 351-366, 2016. 
[3]. The State of Greenhouse Gases in the Atmosphere Based on Global Observations through 
2018, WMO Greenhouse Gas Bulletin (GHG Bulletin), No. 15, 25 November 2019. 
[4]. Báo cáo cập nhật hai năm một lần lần thứ hai của Việt Nam cho Công ước khung của Liên 
Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu (2017), Hà Nội, NXB Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt 
Nam. 
[5]. J. M. Reza Pouranian, M. Shishehbor, Sustainability Assessment of Green Asphalt 
Mixtures: A Review, Environments, No. 6, P. 73 – 128, 2019. 
[6]. Rosario Vidal, Enrique Molinera, Germán Martínezb, M. Carmen Rubio, Life cycle 
assessment of hot mix asphalt and zeolite-based warm mix asphalt with reclaimed asphalt 
pavement, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 74, P. 101–114, 2013. 
[7]. J. Anthonissen, J. Braet, Review and environmental impact assessment of green 
technologies for base courses in bituminous pavements, Environ. Impact Assess. Rev., Vol. 60, 
P. 139–147, 2016. 
[8]. M. Giani, G. Dotelli, N. Brandini and L. Zampori, Comparative life cycle assessment of 
asphalt pavements using reclaimed asphalt, warm mix technology and cold in-place recycling, 
Resources, Conservation and Recycling, Vol. 104, P. 224–238, 2015. 
[9]. Costa A.A., Economic and environmental impact study of warm mix asphalt compared to 
hot mix asphalt, J. Clean Prod., Vol. 112, P. 2308–2317, 2016. 
[10]. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Institute for Global 
Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan on behalf of the IPCC, 2006. 
[11]. Gregory Harder P.E, Yves LeGoff, Andre Loustau et al, Energy and Environmental Gains 
of Warm and Half-Warm Asphalt Mix: Quantitative Approach, 87th Annual TRB Meeting, 
Washington DC, United States, January 16, 2008. 
[12]. Joao Santos, Sara Bressi, Véronique Cerezo et al, Life Cycle Assessment of low 
temperature asphalt mixtures for road pavement surfaces: a comparative analysis, Resources, 
Conservation and Recycling, Vol. 138, P. 283-297, 2018. 
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.07.012 
[13]. Alain Romier, Maurice Audeon, Jac David et al, Low-Energy Asphalt with Performance 
of Hot-Mix Asphalt, Journal of the Transportation Research Board 1962, Vol. 1, P. 101-112, 
2006. https://doi.org/10.1177/0361198106196200112 
[14]. Douglas W. Waples, Jacob S. Waples. A Review and Evaluation of Specific Heat 
Capacities of Rocks, Minerals, and Subsurface Fluids. Part 1: Minerals and Nonporous Rocks, 
Natural Resources Research, Vol. 13, P. 97–122, 2004. 
Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số 05 (06/2020), 472-485 
485 
[15]. Christopher Daniel DeDene (2014), Investigation of the Thermal Parameters of Reclaimed 
Asphalt Materials with Applications to Asphalt Recycling (Doctoral dissertation thesis, The 
University of Minnesota, Minneapolis). 
[16]. Nghiên cứu, xây dựng hệ số phát thải (EF) của lưới điện Việt Nam 
(
cua-luoi-dien-Viet-Nam-(K%C3%A8m-CV-330/BDKH-GNPT).html), xem 19/04/2019. 
[17]. Thông tư số 20/2016/TT-BCT. Quy định mức tiêu hao năng lượng trong ngành công 
nghiệp thép, Bộ Công Thương, Hà Nội, 2016. 
[18]. West R, Rodezno C, Julian G et al, Field Performance of Warm Mix Asphalt 
Technologies (National Cooperative Highway Research Program Report No. 779). 
Transportation Research Board, Washington, D.C., 2014.