Đánh giá độ nhám mặt đường một số tuyến quốc lộ trên địa bàn tỉnh gia lai và đề xuất biện pháp tăng cường độ nhám,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - LẠI ĐỨC THÀNH ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG MỘT SỐ TUYẾN QUỐC LỘ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH GIA LAI VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG ĐỘ NHÁM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ: 60.58.02.05.01 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2014 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Vị trí địa lý tỉnh Gia Lai Hình 1-2: Hiện trạng lịch sử hình thành tuyến đường Gia Lai 19 Hình 1-3: Hư hỏng ổ gà mặt đường TL675 20 Hình 1-4: Hiện tượng Nứt mặt đường QL14 20 Hình 1-5: Bong bật, nứt mặt đường quốc lộ 14C 20 Hình 1-6: Hiện trạng hư hỏng số tuyến đường nội thị, tỉnh lộ với mặt đường đá dăm láng nhựa lớp móng đá dăm tiêu chuẩn, cấp phối thiên nhiên 21 Hình 2.1: Sơ đồ biểu diễn cấu trúc nhám mặt đường 23 Hình 2.2 Mặt đường ẩm ướt mối hiểm hoạ lái xe di chuyển 24 Hình 2.3 Hiệu ứng xua tan màng nước độ nhám vi mô 25 Hình 2.4 Quá trình xuất hiệu ứng màng nước lốp xe với mặt đường 25 Hình 2.5 Các lực tác dụng lên bánh xe 35 Hình 2.6 Sơ đồ phát sinh lực hãm xe 38 Hình 2.7 Biểu đồ mối quan hệ vận tốc cự ly hãm xe 40 Hình 3.1: Thiết bị đo độ nhám mặt đường lắc Anh 45 Hình 3.2a: Phương pháp đo dộ nhám phương pháp rắc cát 46 Hình 3.2b: Kết cấu hữu đoạn đo độ nhám 54 Hình 3.3: Dụng cụ đo độ nhám mặt đường phương pháp rắc cát 54 Hình 3.4 :Bản đồ tuyến quốc lộ 14 55 Hình 3.5: Đo độ nhám mặt đường 55 Hình 3.6 :Bản đồ tuyến quốc lộ 19 56 Hình 3.7: Đo độ nhám mặt đường 57 Hình 3.8: Đo độ nhám mặt đường Dự án Hồ Chí Minh 58 Hình 4.1: Lớp phủ mặt đường tạo nhám Novachip 65 áp dụng Michigan-USA 65 Hình 4.2: Thi công Lớp phủ mặt đường tạo nhám Novachip áp dụng Dự án đường cao tốc TP HCM - Trung Lương 65 Hình 4.3: Thảm thí điểm lớp BTN tạo nhám Novachip đường 66 Bắc Thăng Long – Nội Bài 66 Hình 4.4: Đường cong thiết kế cấp phối bê tơng nhựa tạo nhám có hàm lượng cốt liệu thô cao 77 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Phân loại độ nhám theo bề mặt đường 26 Bảng 2.2 Các giá trị hệ số bám dọc φ 36 Bảng 2.3 Yêu cầu độ nhám mặt đường quy trình 22 TCN 278-2001 41 Bảng 3.1: Bảng đánh giá kết độ nhám mặt đường phương pháp rắc cát 59 Bảng 4.1: Kích cỡ danh nghĩa đề nghị sử dụng cho công nghệ chipping 68 Bảng 4.2: Các loại độ nhớt chất dính kết đề nghị 68 Bảng 4.3: Cấp phối chặt có tỉ lệ hạt thô lớn đề nghị 70 Bảng 4.4: Tổng hợp tính kinh tế - kỹ thuật công nghệ tạo nhám mặt đường 73 Bảng 4.5: Tiêu chuẩn quy định nghiệm thu độ nhám mặt đường theo phương pháp rắc cát lắc Anh 75 Bảng 4.6: Tiêu chuẩn quy định chiều sâu trung bình cấu trúc vĩ mô mặt đường đo phương pháp rắc cát 76 MỤC LỤC   MỞ ĐẦU 1  CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TỈNH GIA LAI VÀ HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ TỈNH GIA LAI 4  1.1 Giới thiệu chung điều kiện tự nhiên tỉnh Gia Lai: 4  1.1.1 Địa hình : 4  1.1.2 Đặc điểm khí hậu: 6  1.1.3.Đặc điểm thủy văn: 8  1.2 Khái quát chung mạng lưới giao thông tỉnh Gia Lai 9  1.2.1 Mạng lưới giao thông đường bộ: 9  1.2.2 Mạng lưới giao thông đường hàng không: 15  CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG 23  2.1 Độ nhám mặt đường vai trò độ nhám an tồn giao thơng đường 23  2.1.1 Độ nhám mặt đường 23  2.1.2 Vai trị độ nhám an tồn giao thông đường 24  2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám 28  2.2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám vi mô 28  2.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám vĩ mô 29  2.2.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám mặt đường nói chung 30  2.3 Ảnh hưởng độ nhám tới cự ly hãm xe quy định độ nhám với cấp đường 34  2.3.1 Ảnh hưởng độ nhám tới cự ly hãm xe 34  2.3.2 Quy định độ nhám với cấp đường : 40  CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHÁM MỘT SỐ TUYẾN QUỐC LỘ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH GIA LAI 43  3.1 Kết thực nghiệm độ nhám hữu số tuyến đường quốc lộ tỉnh Gia Lai 43  3.1.1.Tổng quan phương pháp thí nghiệm độ nhám mặt đường 43  3.1.2.Phương pháp xác định hệ số bám mặt đường lắc Anh: 45  3.1.3.Phương pháp vệt cát (rắc cát): 46  3.1.4.Phương pháp xác định hệ số bám mặt đường thiết bị xách tay 47  3.1.5 Phương pháp chụp ảnh 48  3.1.6 Phương pháp xác định hệ số bám mặt đường theo chiều dài hãm xe ô tô 48  3.2 Kết thực nghiệm độ nhám hữu số tuyến đường quốc lộ tỉnh Gia Lai 49  3.2.1 Phương pháp thí nghiệm phục vụ cho cơng tác nghiên cứu 49  3.2.2 Lựa chọn tuyến đường để tiến hành thực nghiệm 53  3.2.3 Kết thí nghiệm độ nhám mặt đường 54  CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ NHÁM MẶT ĐƯỜNG CHO CÁC TUYẾN ĐƯỜNG QUỐC LỘ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH GIA LAI 61  4.1.Các lớp tạo nhám mặt đường 61  4.1.1.Một số yêu cầu lớp phủ tạo nhám: 61  4.1.2.Các lớp tạo nhám thông dụng: 61  4.1.3.Đánh giá phù hợp công nghệ tạo nhám mặt đường điều kiện Việt Nam: 71  4.2.Đề xuất giải pháp tăng cường độ nhám cho tuyến đường quốc lộ tỉnh Gia Lai 74  4.2.1.Đối với đường thiết kế 74  4.2.2.Đối với đường khai thác 76  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78  TÀI LIỆU THAM KHẢO 81  PHỤ LỤC 83  LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài nghiên cứu tài liệu, khảo sát thực tế tiến hành thí nghiệm xác định độ nhám mặt đường số tuyến đường Quốc lộ địa bàn tỉnh Gia Lai, cuối luận án thạc sĩ với đề tài “Đánh giá độ nhám mặt đường số tuyến quốc lộ địa bàn tỉnh Gia Lai đề xuất biện pháp tăng cường độ nhám.” hoàn thành, kết luận án sử dụng để làm sở cho quan chức xem xét, nâng cao chất lượng mặt đường ô tô tỉnh Gia Lai Để đạt kết này, việc nỗ lực phấn đấu thân cịn có giúp đở cá nhân, tập thể, quan hữu quan Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao thông Vận tải, Khoa sau Đại học Bộ Môn Đường bộ, Sở Giao thông Vận tải tỉnh Gia Lai,… tất thầy cô giáo Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Thầy PGS-TS Nguyễn Văn Hùng người trực tiếp hướng dẫn, đưa lộ trình thực hiện, đóng góp nhiều ý kiến q báu, tài liệu sửa chữa câu chữ để luận văn hoàn thành Người thực Lại Đức Thành LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Người thực Lại Đức Thành PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐO ĐỘ NHÁM QUỐC LỘ 14, QUỐC LỘ 19 TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH GIA LAI PHỤ LỤC THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG NHỰA TẠO NHÁM SỬ DỤNG HÀM LƯỢNG CỐT LIỆU THÔ CAO PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐỘ NHÁM CẦU A CÁT LÁI 69 Cốt liệu đá sử dụng cho công nghệ thường có đường kính từ 14mm đến 20mm, độ kháng bóng PSV nhỏ yêu cầu thường ứng với cấp lưu lượng xe Các viên đá phải bọc nhựa trước rải Thi công cấy đá theo trình tự sau: Rải lớp phủ mặt bê tơng nhựa thơng thường lớp móng mặt đường cũ, lu lèn sơ bộ; rải cốt liệu cấy đá bọc nhựa sau rải lớp mặt đá thông thường; mặt đường san đầm lu bánh lốp (hoặc lốp máy san) để đạt ổn định độ chặt vị trí cốt liệu bọc nhựa  Ưu điểm:  Thi công theo phương pháp truyền thống, thi cơng hầu hết đơn vị  Có thể thi cơng thủ cơng, khơng địi hỏi phương tiện chun dụng thi công  Thi công đưa vào khai thác nhanh  Công nghệ cấy đá đặc biệt kinh tế trục đường chính, đường có lưu lượng xe chạy cao thành phố  Nhược điểm:  Thời gian khai thác ngắn từ đến năm  Cơng nghệ có hiệu có sử dụng nhựa cải thiện  Yêu cầu vật liệu đá chất lượng cao 4.1.2.4.Hỗn hợp cấp phối chặt có tỉ lệ hạt thơ lớn: Giải pháp hiểu lớp bê tông nhựa có hỗn hợp cấp phối chặt mà kích thước viên đá tuân theo quy luật định để tạo nên độ rỗng nhỏ với mục đích để tăng khả chịu lực mặt đường Yêu cầu vật liệu hỗn hợp: Phải đảm bảo yêu cầu chung cốt liệu tạo nhám sau:  Giá trị độ kháng bóng: PSV > 50;  Trị số độ mài mòn Los Angeles: LA < 20%;  Chỉ số độ dẹt: FI < 20% 70 Như nói trên, để tăng sức kháng trượt cho bề mặt cần phải chọn lựa cấp phối cho cốt liệu thô lộ mặt đường Do hỗn hợp cấp phối chặt chọn cấp phối cho phải có tỷ lệ lớn cốt liệu thô cốt liệu có kích cở lớn diện tích lớn cốt liệu thô lên mặt đường Hỗn hợp dùng cho đường có vận tốc khơng lớn yêu cầu độ nhám không cao Do mà mặt đường thiết kế lớp bê tông nhựa vừa đảm bảo khả chịu lực vừa đảm bảo sức kháng trượt Theo khuyến nghị nên sử dụng cấp phối chặt theo bảng 4.3 Bảng 4.3: Cấp phối chặt có tỉ lệ hạt thơ lớn đề nghị Cỡ sàng (mm) Đường kính danh nghĩa (mm) 25 19 Lượng lọt qua sàng (%) - 100 - 25 95-100 100 19 - 90-95 12.5 56-68 - 9.5 29-44 56-68 4.75 19-32 35-50 2.36 5-11 23-36 0.3 1-5 5-12 0.075 29-44 2-6  Ưu điểm:  Thi cơng theo phương pháp truyền thống, thi công hầu hết đơn vị  Công nghệ sử dụng đường cao tốc, xây dựng trực tiếp làm lớp chịu lực, vừa làm lớp tạo nhám  Nhược điểm: 71  Phải thiết kế cho đạt độ nhám vĩ mô yêu cầu mà không làm cho hỗn hợp bê tơng nhựa có độ rỗng dư vượt q tiêu cho phép  Cơng nghệ có hiệu có sử dụng nhựa cải thiện  Yêu cầu vật liệu đá tuyển chọn chất lượng cao 4.1.3.Đánh giá phù hợp công nghệ tạo nhám mặt đường điều kiện Việt Nam: Cần phải xem xét kỹ lưỡng lựa chọn giải pháp nêu với điều kiện kinh tế trình độ công nghệ đất nước Công nghệ Novachip VTO công nghệ tạo nhám mặt đường tiên tiến nay, giá thành công nghệ đắt (Giá 1m2 mặt đường theo công nghệ Novachip vừa thi công dự án Sài Gòn – Trung Lương 5.1USD (tương đương 120 ngàn/m2với chiều dày 22mm) nhựa polyme độc quyền Trong đó, cơng nghệ Novachip mẻ tiến so với công nghệ tạo nhám mặt đường VTO, đặc biệt khả tạo nhám cao, giá thành rẻ (120 ngàn/m2 bê tông nhựa Novachip so với 140 ngàn/m2 bê tông nhựa –VTO) khả thi công đưa vào sử dụng nhanh Vì với đường lớn đường cấp cao, đường cao tốc cấp quốc gia, đường có vận tốc thiết kế từ 100Km/h trở lên yêu cầu mặt đường có độ nhám cao, sở đánh giá giá trị Htb>0.8mm Qua kết đo đạc thực tế mặt đường áp dụng lớp bê tông nhựa theo công nghệ Novachip tuyến Cao tốc Sài Gịn Trung Lương có giá trị Htb=1.38mm, thơng qua kết thực tế có tuyến Cao tốc Sài Gịn Trung Lương việc sử dụng cơng nghệ tạo nhám Novachip hợp lý Bên cạnh đó, độ nhám cao lớp tạo nhám Novachip cịn có tác dụng ngăn không cho xe thô sơ vào phần đường xe giới, giải phần vấn đề nhức nhối giao thơng Việt Nam trật tự giao thông giảm tai nạn giao thông Đặc biệt, công nghệ Novachip dùng để rải mặt đường cho mặt cầu lý tưởng Với chiều dày mỏng 72 12.5-25.0mm làm giảm tĩnh tải cầu đưa cầu vào sử dụng thời gian ngắn Nểu rải Novachip cho đường chân cầu giúp làm tăng tĩnh không chân cầu, thuận lợi cho việc thiết kế thi công cầu Công nghệ VTO với ưu điểm đơn giản khơng địi hỏi trình độ thi cơng cao khơng cần máy móc chun dụng áp dụng đường cấp thấp để tận dụng máy móc sẵn có Đặc biệt, nơi địa hình hiểm trở khơng thể đưa máy rải chun dụng Novachip lên rải tay máy rải loại nhỏ theo công nghệ VTO Công nghệ cấy đá giải pháp kinh tế sử dụng nhiều nơi, nhiên chất lượng tuổi thọ không phương pháp nêu Để hồn thiện cơng nghệ cần có đầu tư nghiên cứu định Việc lựa chọn kích cở đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Bản chất lớp mặt cũ, lưu lượng xe, loại đá, loại nhựa… ngồi cơng nghệ, thiết bị phun nhựa đảm bảo đồng phải đầu tư Công nghệ hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối chặt có tỷ lệ cốt liệu thô lớn Dưới đây, tác giả tổng hợp tính kinh tế - kỹ thuật cơng nghệ tạo nhám mặt đường bảng 4.4 bên 73 Bảng 4.4: Tổng hợp tính kinh tế - kỹ thuật công nghệ tạo nhám mặt đường Stt Công nghệ áp dụng Mặt đường tạo nhám VTO Mặt đường tạo nhám Novachip Mặt đường tạo nhám cấy đá Phạm vi áp dụng V >120Km/h V >120Km/h 60Km/h< V