Công nghệ mới thi công mặt đường BTXM C«ng nghÖ míi trong thi c«ng mÆt ®êng LỜI NÓI ĐẦU Tại Việt Nam, việc sử dụng loại nhựa đường có độ kim lún 60/70 đã trở nên khá quen thuộc trong quá trình xây mớ[.]
Công nghệ thi công mặt đờng LI NểI ĐẦU Tại Việt Nam, việc sử dụng loại nhựa đường có độ kim lún 60/70 trở nên quen thuộc trình xây mới, nâng cấp tu bảo dưỡng lớp mặt đường mềm năm vừa qua Tuy nhiên, mặt đường cao tốc, yêu cầu đặc biệt để đảm bảo an toàn phương tiện lưu hành với tốc độ cao, việc sử dụng loại vật liệu nhựa đường phù hợp để chế tạo loại bê tông nhựa phủ có độ nhám lớn, độ bền cao cần thiết Trên giới, nhiều năm qua nhà nghiên cứu sản xuất loại nhựa đường dựa tiêu chí lớp bê tơng nhựa để thiết kế sản phẩm như: Tăng độ ma sát mặt đường để đảm bảo an tồn giao thơng phương tiện lưu hành tốc độ cao; Chịu điều kiện khắc nghiệt thời tiết (rất nóng lạnh); Chịu tải trọng nặng; Không gây hại cho mơi trường; Có khả tái sinh dễ dàng việc tu bảo dưỡng; Đảm bảo tính kinh tế với chi phí đầu tư mức chấp nhận Chi phí đầu tư ban đầu lớp tạo nhám thường cao lớp phủ bê tơng nhựa thơng thường, nói trên, chi phí vịng đời lại thấp chất lượng tạo nhám lại tốt gấp bội Hơn nữa, với thiết bị máy móc sẵn có nước tổ chức thi công rộng rãi lớp tạo nhám cao này, mà không cần phải đầu tư mua sắm thêm Việc xây dựng mặt đường có độ nhám cao trọng cách đặc biệt đoạn đường dốc, đường quanh co có bán kính nhỏ, đoạn gần đến nút giao thơng, đường trục thị, khu đơng dân cư Theo thống kê số nước giới có tới 20% số vụ tai nạn giao thơng có ngun nhân trực tiếp hay gián tiếp mặt đường trơn trượt, không đủ độ nhám, hệ số bám bánh xe với mặt đường thấp Trong xây dựng mặt đường đặc biệt tu - bảo dưỡng đường bộ, người ta thường sử dụng lớp phủ mỏng để bảo vệ kết cấu mặt đường hữu tăng êm thuận, an toàn cho xe chạy đường Từ trước đến nay, để tạo lớp phủ Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghệ thi công mặt đờng b mt, chỳng ta thường dùng công nghệ láng nhựa lớp, lớp dùng thảm mỏng bêtông nhựa dày 30 mm Tuy nhiên gần đây, châu âu Mỹ, người ta tìm cơng nghệ để tạo lớp phủ mặt đường siêu mỏng (dày 15-25 mm), có độ bền cao độ nhám lớn, cơng nghệ NovaChip Công nghệ NovaChip để tạo lớp phủ mỏng cho mặt đường, lần giới thiệu áp dụng Pháp vào năm 1986 Cơng dụng công nghệ dùng để tạo lớp phủ mỏng, tạo nhám độ phẳng mặt đường loại mặt đường cũ Công nghệ NovaChip thường sử dụng làm lớp phủ mặt đường có xe chạy với tốc độ cao, lưu lượng xe lớn, đường cao tốc đường quốc lộ quan trọng Công nghệ NovaChip giới thiệu lần Pháp vào năm 1980 Dự án sử dụng công nghệ NovaChip Mỹ thực vào năm 1992 bang Alabama với thiết bị rải nhập từ Pháp Trong thời gian đó, nhiều đoạn đường thử nghiệm công nghệ NovaChip áp dụng bang Mississipi Texas Đến nay, có 42 bang nước Mỹ sử dụng công nghệ NovaChip việc tạo lớp phủ mỏng mặt đường với diện tích 40 triệu m2 bề mặt tuyến đường Công nghệ NovaChip với lớp phủ mỏng tạo nhám mặt đường có độ dày tối thiểu đạt 12, mm cần dùng nhựa nóng thơng thường để trộn với cốt liệu đá mà không cần sử dụng nhựa đặc biệt Tuy nhiên, lớp lót mặt đường cũ lại cần dùng loại nhũ tương có tính bám dính đặc biệt (NovaBond) để tăng cường khả dính bám với mặt đường cũ Giá thành 1m2 lớp phủ mỏng dùng cơng nghệ NovaChip dày 15-20 mm tương đương giá thành lớp phủ mỏng dày 30-35 mm dùng nhựa thông thường Tuổi thọ lớp phủ mỏng dùng cơng nghệ NovaChip đạt 8-10 năm, cự ly vận chuyển không xa 50 km, cho nhiệt độ lu lèn sau rải đảm bảo khoảng 110-1600 C Cơng nghệ địi hỏi thiết bị rải đặc chủng xe cấp nhũ tương nhựa có tính dính đặc biệt Novabond hỗn hợp nhũ tương polyme thiết kế để che phủ lớp mặt đường tạo kết dính với lớp asphalt novachip Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghƯ míi thi công mặt đờng I Gii thiu v cụng ngh lớp phủ siêu mỏng tạo nhám: Đặc tính kỹ thuật lớp phủ siêu mỏng tạo nhám cho đường ôtô: Novachip công nghệ rải lớp bê tông nhựa nóng (được trộn nóng, rải nóng), có cấp phối cốt liệu gián đoạn lớp mặt đường tưới dính bám loại nhũ tương nhựa đường đặc biệt (gọi vật liệu dính bám Novabond) Cơng nghệ Novachip sử dụng máy rải chuyên dụng (gọi máy rải Novapaver) thực đồng thời hai chức năng: (1) tưới vật liệu dính bám Novabond, (2) rải hỗn hợp bê tông nhựa Lớp bê tông nhựa Novachip (BTNNVC) dùng cho: đường caotốc, đường ô tô cấp cao, đường đô thị;được rải lớp mặt đường bê tông nhựa bê tông xi măng xây dựng qua thời gian khai thác Novachip dùng làm lớp phủ siêu mỏng thử nghiệm lần Việt Nam vào năm 2008 với chiều dài 500m đường ô tô Bắc Thăng Long - Nội Bài Vật liệu sử dụng cho công nghệ Novachip: Về cốt liệu, so với quy trình bê tơng nhựa hành Việt Nam, cốt liệu thô (đá dăm) có thêm quy định độ mài mịn micro-deval số Polising Stone Value; cốt liệu mịn (cát xay) có thêm quy định tiêu xanh mê-ty-len; bột khống khơng có khác biệt Tuy nhiên, tiêu kỹ thuật yêu cầu có giá trị phù hợp với điều kiện thực tế Hoa Kỳ Về nhựa đường, quy định sử dụng nhựa đường theo tiêu chuẩn PG Hoa Kỳ, mác nhựa PG70-28, PG76-28 phù hợp để dùng cho BTNNVC Về vật liệu dùng cho lớp dính bám, sử dụng loại nhũ tương polime đặc biệt (vật liệu Novabond) Khi sử dụng, lớp dính bám dính bám tốt hàn gắn vết nứt (nếu có) lớp mặt đường phía dưới, thấm nhập lên lớp BTNNVC phía tạo cho mặt đường có độ bền vững Đây khác biệt công nghệ Novachip so với công nghệ tạo nhám khác Thành phần cấp phối đặc trưng gián đoạn BTNNVC có cấp phối cốt liệu gián đoạn, gồm có loại cấp phối tương ứng cỡ hạt lớn khác nhau: loại A (có cỡ hạt lớn 9,5 mm); loại B (có cỡ hạt lớn 12,5 mm); loại C (có cỡ hạt lớn 19 mm) Việc lựa chọn loại cấp phối Novachip sử dụng cần vào đặc điểm đường đưa Bảng Căn vào thành phần cấp phối loại BTNNVC nhận thấy: - Thành phần cấp phối BTNNVC tuân theo quy luật Fuler với số mũ n lớn Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghƯ míi thi công mặt đờng - 0,75 nờn rng cốt liệu có xu hướng lớn, bề mặt đường có xu thô - Thành phần cấp phối nhóm hạt < 2.36mm loại tương tự - Cấp phối loại A thể tính gián đoạn không rõ ràng, cấp phối loại B loại C thể tính gián đoạn cỡ hạt 2.36 - 4.75mm - Đường bao cấp phối cốt liệu các loại BTN NVC Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghƯ míi thi công mặt đờng Cỏc yờu cu k thut v phương pháp thiết kế hỗn hợp BTNNVC Mục đích việc thiết kế hỗn hợp BTNNVC lựa chọn tỷ lệ phối hợp loại cốt liệu nhựa đường hợp lý để tạo bê tơng nhựa có tiêu kỹ thuật thoả mãn yêu cầu, nhằm tạo nên kết cấu mặt đường có đủ cường độ, ổn định q trình khai thác Novachip khơng quan tâm nhiều đến đặc tính thể tích, khơng có tiêu quy định cho đặc tính thể tích bê tơng nhựa, việc kiểm sốt đặc tính thể tích kiểm sốt qua thành phần cấp phối hỗn hợp Trong trình thiết kế, hàm lượng nhựa tối ưu xác định cho hỗn hợp thỏa mãn tiêu kỹ thuật quy định Bảng Các thí nghiệm thực mẫu chế bị theo phương pháp sử dụng đầm xoay (theo Superpave) theo phương pháp Marshall (AASHTO T245) với cơng đầm nén 2x50 chày Trong đó, tiêu hệ số cường độ chịu kéo gián tiếp Việt Nam khó thực chưa có thiết bị thí nghiệm chun dụng Và chất, hệ số cường độ chịu kéo gián tiếp số dùng để đánh giá ảnh hưởng nước nhiệt độ thấp đến bê tông nhựa đầm chặt, sử dụng để dự đoán liên kết cốt liệu nhựa thời gian sử dụng bê tông nhựa, phù hợp với nước xứ lạnh Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghƯ míi thi công mặt đờng Thit b thi cụng Cụng nghệ Novachip sử dụng máy rải chuyên dụng (gọi máy rải Novapaver) thực đồng thời chức tưới nhũ tương dính bám rải hỗn hợp Máy rải Novapaver gồm hệ thống sau: - Hệ thống tiếp nhận rải hỗn hợp BTNNVC (có cấu tạo giống với máy rải bê tơng nhựa thông thường); - Hệ thống tiếp nhận tưới nhũ tương dính bám Novabond; Máy rải Novapaver phải đáp ứng yêu cầu sau: - Quá trình tưới nhũ tương Novabond rải hỗn hợp BTNNVC thực đồng thời, liên tục đồng đều, có khả điều chỉnh tỷ lệ tưới nhũ tương nhựa đường polime chiều dày rải hỗn hợp cách xác; - Có khả điều chỉnh chiều rộng vệt tưới nhũ tương chiều rộng vệt rải hỗn hợp BTNNVC; - Trước rải hỗn hợp BTNNVC, bánh xe phận khác máy rải không tiếp xúc với lớp nhũ tương nhựa đường polime tưới lên mặt đường; - Có khả điều chỉnh tốc độ rải (tốc độ rải thường từ 10 m/min đến 30 m/min) Những ưu điểm công nghệ NovaChipN: - Sử dụng nhựa thông thường, khơng địi hỏi nhựa đặc biệt nên giá thành rẻ - Tạo nên lớp chịu ma sát, bảo vệ mặt đường, có độ phẳng độ nhám cao - Lớp phủ mỏng có khả bám chặt với mặt đường cũ nhờ lớp lót dùng nhũ Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường ô tô K20-D Công nghệ thi công mặt đờng tng Polymer NovaBond đặc biệt có độ dính bám cao (đặc tính quan trọng cơng nghệ NovaChip) - Lớp lót dùng nhũ tương đặc biệt NovaBond cịn có tác dụng lấp kín hàn gắn kẽ nứt mặt đường cũ, tạo nên độ chống thấm cao tiêu hao khối lượng - Lớp phủ mỏng sử dụng thành phần hạt có cấp phối hở nên có khả hấp thụ nước trời mưa, hạn chế đáng kể tượng bụi nước văng bánh xe, đồng thời giảm độ ồn (tới dBA) phát bánh xe ma sát với mặt đường chạy - Sử dụng dây chuyền công nghệ rải đại, suất cao, đạt 15-30 m/phút với vệt rải rộng 4-5 m Lớp phủ mỏng dùng công nghệ NovaChip bao gồm phần chính: Phần lớp phủ mỏng dùng bêtơng nhựa thông thường với thành phần hạt loại A,B, C phần lớp lót rải bề mặt đường cũ (dùng nhũ tương đặc biệt NovaBond) Có thể thấy rằng, so với công nghệ khác giới thiệu sử dụng thí điểm Việt Nam, cơng nghệ NovaChip có nhiều ưu điểm bật mặt kỹ thuật, đồng thời thích hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới (nắng to, mưa nhiều ), công nghệ chế tạo hỗn hợp khơng địi hỏi phức tạp Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường ô tô K20-D Công nghệ thi công mặt đờng Kh nng ứng dụng Việt Nam Với tài trợ Cơng ty Hall Brother Tập đồn SEMgroup, tháng 7/2006, Bộ Giao thơng vận tải cử đồn chun gia tham quan trao đổi kỹ thuật công nghệ Novachip Hoa Kỳ Qua chuyến này, tiếp xúc, tìm hiểu thực tế công nghệ Novachip Hoa Kỳ Trong kế hoạch nghiên cứu khoa học năm 2007, Viện Khoa học Công nghệ GTVT Bộ Giao thông vận tải giao nhiệm vụ xây dựng “Quy định kỹ thuật thi công nghiệm thu lớp phủ siêu mỏng đường ô tô theo công nghệ Novachip” Quyết định số 309/QĐ-BGTVT ngày 08/02/2007 Trên sở đó, nhóm thực đề tài tiến hành nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm để xây dựng Quy định kỹ thuật có tính khả thi, phù hợp với trình độ cơng nghệ nước sở công nghệ Novachip áp dụng Hoa Kỳ nước khác giới Trên sở công nghệ Novachip nghiên cứu theo đề nghị Viện Khoa học công nghệ GTVT, ngày 29 tháng 10 năm 2008, Bộ trưởng Bộ GTVT có Quyết định số 3287/QĐ-BGTVT ban hành “Quy định tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu lớp phủ siêu mỏng tạo nhám đường ô tô“ Công nghệ NovaChip công nghệ tiên tiến để tạo lớp phủ mỏng mặt đường, áp dụng phổ biến Mỹ nước châu âu Lớp phủ mỏng dùng công nghệ NovaChip có phạm vi sử dụng rộng rãi, tạo nên lớp phủ bảo vệ mặt đường sa lộ chủ yếu dùng tu - bảo dưỡng đường bộ, tạo nên lớp phủ siêu mỏng mỏng, đảm bảo độ phẳng, độ nhám tăng cường an toàn cho xe chạy đường Giá thành lớp phủ mỏng dùng công nghệ NovaChip thấp so với giá thành lớp phủ mỏng tạo nhám theo công nghệ Flaxxipave (Singapore) ưu điểm cơng nghệ NovaChip khơng địi hỏi nhựa đặc biệt để chế tạo lớp phủ mỏng, cần sử dụng lớp lót dùng nhũ tương NovaBond có độ bám dính cao Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghƯ míi thi công mặt đờng NovaChip cú kh nng chng thấm tốt, mặt đường cũ bị nứt nẻ mức độ định, sau rải lớp phủ mỏng dùng công nghệ NovaChip, mặt đường ổn định chịu ảnh hưởng vết nứt cũ từ lên Năng suất rải lớp phủ mỏng dùng công nghệ NovaChip cao, thời gian thơng xe nhanh Do lớp phủ mỏng có độ nhám lớn, nên sử dụng điều kiện nước ta loại bớt tình trạng xe thô sơ lấn sang phần đường dành cho xe giới, tăng cường an tồn giao thơng Khả ứng dụng công nghệ NovaChip vào điều kiện Việt Nam có tính khả thi cao, nước sẵn loại đá theo yêu cầu cốt liệu NovaChip; tự sản xuất nhũ tương nhựa, mua nhựa đặc biệt Vấn đề lại nhập bột hoá chất để pha trộn với nhũ tương để tạo chất NovaBond có tính dính bám đặc biệt dây chuyền công nghệ thi công phù hợp Một cơng trình cụ thể thực cơng nghệ Novachip Ngày 10/09/2008, km 10+700 đường Bắc Thăng Long-Nội Bài, Tổng Cơng ty Xây dựng cơng trình giao thơng (XDCTGT1-Bộ GTVT) Công ty Hall Brothers (Hoa Kỳ) thảm thí điểm lớp bê tơng nhựa tạo nhám mặt đường, áp dụng công nghệ Novachip Theo chuyên gia, Novachip có tính vượt trội so với phương pháp thảm át-phan thông thường, đặc biệt bảo đảm an tồn giao thơng Học viên: Phạm Minh Hải Lớp: Xây dựng đường tơ K20-D C«ng nghệ thi công mặt đờng Tng Giỏm c Tổng Công ty XDCTGT Cấn Hồng Lai cho biết, công nghệ Novachip giới thiệu lần đầu Hà Nội vào năm 2006 Sau tiếp nhận ý kiến đóng góp nhiều chuyên gia đầu ngành, Bộ Giao thông Vận tải (GTVT) đồng ý chọn Hall Brothers-Công ty có nhiều kinh nghiệm thi cơng Novachip giới, đơn vị chuyển giao công nghệ cho Việt Nam Tổng Công ty XDCTGT 1, đơn vị giàu truyền thống ngành GTVT định làm đối tác tiếp nhận chuyển giao cơng nghệ Việc thảm thí điểm 500m đường Bắc Thăng Long-Nội Bài sở cho Viện KH&CN thí nghiệm, đánh giá hồn tất “Quy trình thi cơng nghiệm thu lớp phủ siêu mỏng bê tông nhựa theo công nghệ Novachip” trước cho phép áp dụng rộng rãi toàn quốc Novachip cơng nghệ trải lớp bê tơng nhựa nóng polyme có vật liệu dính bám novabond Ưu điểm trội đáng quan tâm công nghệ giúp phương tiện bám đường hơn, chống trơn trượt, tăng độ an tồn Cơng nghệ Novachip giúp nước nhanh trời mưa, giảm bắn bụi nước từ phương tiện giao thơng Cơng nghệ cịn giúp mặt đường phẳng hơn, giảm tiếng ồn Những tính chứng minh khắp giới Công nghệ Việt Nam giúp giao thông Việt Nam an toàn nhiều Về mặt kinh tế, chi phí trải Novachip có tính cạnh tranh cao so với thảm át-phan thông thường Độ dày lớp thảm Novachip từ 1,5cm đến 2,5 cm, lớp thảm thông thường cm, giúp tiết kiệm nguyên liệu Một ưu điểm kỹ thuật bật việc áp dụng cơng nghệ Novachip có vật liệu dính bám novabond giúp bảo vệ mặt, đường Lớp Novabond dày 5mm giúp hàn kín lỗ mặt đường để bảo vệ Nước mưa, “kẻ thù số 1” giao thông đường bộ, theo lớp novabond chảy ngồi thay thấm thẳng xuống phá hoại đường Nhờ đó, tuổi thọ đường nâng lên Được biết, tuổi thọ trung bình mặt đường thảm Novachip Mỹ 13 năm Tại buổi thảm thí điểm, nhiều chun gia ngành giao thơng khẳng định, công nghệ chắn áp dụng ngày nhiều Việt Nam, trước mắt tuyến đường cao tốc Học viên: Phạm Minh Hải 10 Lớp: Xây dựng đường ô tô K20-D ... để tạo lớp phủ mặt đường siêu mỏng (dày 15-25 mm), có độ bền cao độ nhám lớn, cơng nghệ NovaChip Công nghệ NovaChip để tạo lớp phủ mỏng cho mặt đường, lần giới thiệu áp dụng Pháp vào năm 1986 Cơng... loại mặt đường cũ Công nghệ NovaChip thường sử dụng làm lớp phủ mặt đường có xe chạy với tốc độ cao, lưu lượng xe lớn, đường cao tốc đường quốc lộ quan trọng Công nghệ NovaChip giới thiệu lần Pháp... năm 1980 Dự án sử dụng công nghệ NovaChip Mỹ thực vào năm 1992 bang Alabama với thiết bị rải nhập từ Pháp Trong thời gian đó, nhiều đoạn đường thử nghiệm công nghệ NovaChip áp dụng bang Mississipi