Nghiên cứu lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý cho đường có nhiều xe tải nặng khu vực thành phố hồ chí minh luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI - - PHạM HOàNG AN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HỢP LÝ CHO ĐƯỜNG CÓ NHIỀU XE TẢI NẶNG KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH LN V¡N TH¹C SÜ Kü THT TP H CH MINH - 2016 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI - - PHạM HOàNG AN NGHIấN CU LA CHỌN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HỢP LÝ CHO ĐƯỜNG CÓ NHIỀU XE TẢI NẶNG KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGàNH: XÂY Dựng Đ-ờng ô tô đ-ờng thành M· sè: 60.58.02.05 LUËN V¡N TH¹C SÜ Kü THUËT h-íng dÉn khoa häc: TS Vị THÕ S¥N TP HỒ CHÍ MINH – 2016 i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH VẼ v PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng kết cấu áo đường hợp lý cho đường có quy mơ giao thơng lớn, có nhiều xe tải nặng giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng kết cấu áo đường hợp lý cho đường có quy mơ giao thơng lớn, có nhiều xe tải nặng giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng kết cấu áo đường hợp lý cho đường có quy mô giao thơng lớn, có nhiều xe tải nặng Việt Nam 34 1.2 Tổng quan trạng khu vực thành phố Hồ Chí Minh 49 1.3 Kết luận chương 51 CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÁC HƯ HỎNG VÀ SUY GİẢM TUỔİ THỌ CỦA MẶT ĐƯỜNG TRÊN MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG Ô TÔ CỦA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MİNH 53 2.1 Tổng hợp nguyên tắc cần trọng thiết kế thiết kế tăng cường kết cấu mặt đường cho tuyến đường ô tô có lưu lượng tải trọng lớn 53 2.1.1 Đối với mặt đường thiết kế 53 2.1.2 Đối với mặt đường thiết kế cải tạo tăng cường 59 2.1.3 Các yêu cầu 59 2.1.4 Các yêu cầu sửa chữa, bù vênh yêu cầu cấu tạo chuyển tiếp qua các đoạn có bề dầy kết cấu tăng cường khác 60 2.1.5 Yêu cầu thiết kế cấu tạo lớp kết cấu tăng cường đường có quy mô giao thông lớn 61 2.2 Phân tích ảnh hưởng cường độ giao thông, điều kiện môi trường ii đến các hư hỏng suy giảm tuổi thọ mặt đường số tuyến đường ô tô thành phố Hồ chí Minh 62 2.3 Tổng quan ảnh hưởng tải trọng nặng đến suy giảm tuổi thọ mặt đường mềm 62 2.3.1 Loại xe tải trọng xe trục xe cho phép Việt nam 62 2.3.2 Tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn hệ số quy đổi 69 2.3.3 Ảnh hưởng tải trọng xe khai thác đường ô tô đến dự báo tuổi thọ kết cấu áo đường 72 2.4 Tổng hợp số liệu khảo sát cân, đếm xe số quốc lộ thời gian gần 75 2.4.1 Kết khảo sát cân đếm xe QL 25B đoạn Mỹ Thủy – Cát Lái 75 2.4.2 Kết nghiên cứu thử nghiệm đánh giá áp lực bánh xe tác dụng xuống mặt đường 82 2.4.3 Phân tích đánh giá 85 2.4.4 Lưu lượng xe 85 2.4.5 Tải trọng trục xe 86 2.4.6 Áp lực bánh xe lên mặt đường 86 2.4.7 Lựa chọn mô đun đàn hồi yêu cầu (Eyc) để thiết kế kết cấu áo đường chưa phù hợp 86 2.5 Kết luận chương 87 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC LOẠI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CHO ĐƯỜNG CĨ QUY MƠ GIAO THƠNG LỚN, TẢI TRỌNG NẶNG Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 88 3.1 Lựa chọn kết cấu, vật liệu, phương pháp tính toán 88 3.2 Nghiên cứu kết cấu áo đường, lựa chọn kết cấu hợp lý cho đường có nhiều xe tải nặng khu vực Tp Hồ Chí Minh 94 3.2.1 Kết cấu 01 96 3.2.2 Kết cấu 02 97 3.2.3 Kết cấu 03 98 iii 3.2.4 Kết cấu 04 99 3.2.5 Kết cấu 05 100 3.3 Kết luận chương 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân cấp đường theo quy mô giao thông, JTG D50-2006 Bảng 1.2: Phân loại mức độ giao thông tỉnh Quảng Đông, Trung Quốc Bảng 1.3: Định nghĩa mức độ giao thông Mỹ theo 13 Bảng 1.4: Phân loại cấp đường Úc 18 Bảng 1.5: Phân loại đường theo mức độ giao thông Nhật 29 Bảng 1.6: Một số kết cấu sử dụng cho loại đường có mức giao thơng cấp C 29 Bảng 1.7: Một số kết cấu sử dụng cho loại đường có mức giao thơng cấp D 30 Bảng 2.1 Đề xuất phân loại xe thiết kế đường 64 Bảng 2.2: Các đặc trưng tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn 69 Bảng 2.3: Các hệ số hồi quy theo mơ hình phá hoại mỏi 73 Bảng 2.4: Các hệ số hồi quy theo mơ hình phá hoại lún vệt bánh 74 Bảng 2.5: Kết điều tra lưu lượng xe khảo sát 75 Bảng 2.6: Kết điều tra tải trọng trục xe 77 Bảng 2.7: Kết điều tra khảo sát lưu lượng xe Quốc Lộ 1A, đoạn An Sương đến Ngã tư Ga 78 Bảng 2.8: Kết điều tra tải trọng trục xe Quốc Lộ 1A, đoạn An Sương đến Ngã tư Ga 80 Bảng 2.9: Tổng hợp kết đo áp lực bánh xe xuống mặt đường tải 84 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ trình tự thiết kế kết cấu áo đường theo TC Trung Quốc Hình 1-2: Kết cấu điển hình sử dụng cho đường GT quy mô lớn đưa Hội nghị KHKT Quảng Tây Hình 1-3: Một số kết cấu áo đường sử dụng phổ biến Trung Quốc Hình 1-4: Các lớp vật liệu kết cấu áo đường điển hình sử dụng Mỹ 14 Hình 1-5: Loại hỗn hợp BTN sử dụng cho lớp kết cấu Mỹ 15 Hình 1-6: Loại BTN, chiều dầy cho lớp BTN kiến nghị sử dụng Mỹ 16 Hình 1-7: Trình tự thiết kế lựa chọn kết cấu áo đường Úc 18 Hình 1-8: Kết cấu có lớp BTN >75mm 20 Hình 1-9: Kết cấu Full depth Asphalt 21 Hình 1-10: Kết cấu mặt đường tổng hợp 22 Hình 1-11: Kết cấu có lớp mặt BTN dầy 7,5 cm 23 Hình 1-12: Kết cấu có lớp mặt BTN dầy 10 15 cm 24 Hình 1-13: Kết cấu sử dụng lớp BTN hết chiều dầy ứng với mức nhiệt độ WMAPT 28, 32oC 25 Hình 1-14: Kết cấu tổng hợp có lớp đá gia cố xi măng (3500Mpa) dầy 15 20 cm 26 Hình 1-15: Kết cấu tổng hợp có lớp đá gia cố xi măng (5000Mpa) dầy 15 20 cm 27 Hình 1-16: Trình tự thiết kế theo phương pháp thiết kế theo Nhật 28 Hình 1-17: Thiết kế cấu tạo kết cấu mặt đường BTN sử dụng Nhật 28 Hình 1-18:Trình tự thiết kế kết cấu theo phương pháp thiết kế Hàn Quốc 31 Hình 1-19: Sơ đồ tính tốn thiết kế chiều dầy kết cấu theo phương pháp Hàn Quốc 31 vi Hình 1-20: Ví dụ KCAĐ thiết kế cho đường có lưu lượng lớn Hàn Quốc 32 Hình 2.1: Mơ hình tính tốn phá hoại kết cấu 73 Hình 2.2: Đồ thị quan hệ tải trọng áp lực bánh xe lên mặt đường 84 Hình 2.3: Đồ thị quan hệ tải trọng đường kính vệt bánh đơi 84 Hình 3.1: Chức lớp kết cấu mặt đường BTN 95 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Trong khoảng thời gian gần đây, từ năm 2013, tượng hằn lún vệt bánh xe xuất nhiều Dự án xây dựng đường nước ta nói chung, thành phố Hồ Chí Minh nói riêng (quốc lộ 1A, Xa lộ Đại Hàn, quốc lộ 25B, đại lộ Đông-Tây, Xa Lộ Hà Nội, ) gây bức xúc dự luận xã hội Bộ Giao thông Vận tải tổ chức nhiều họp lấy ý kiến các quan, đơn vị liên quan, các chuyên gia lĩnh vực xây dựng đường bộ; tổ chức nhiều đoàn kiểm tra, khảo sát trường để xác định nguyên nhân hư hỏng đưa biện pháp khắc phục Dưới đạo sát lãnh đạo Bộ GTVT, nhiều Thông tư, Chỉ thị, Tiêu chuẩn ban hành nhằm từng bước khắc phục tình trạng hư hỏng hằn lún vệt bánh xe Nhìn chung công tác khắc phục hư hỏng hằn lún mặt đường BTN bước đầu khắc phục, nhiên với kết cấu áo đường chưa hợp lý, tình trạng hư hỏng hằn lún vẫn xuất Chính điều này, đặt cho người kỹ sư giao thông nhiệm vụ phải tìm hiểu, đồng thời có đánh giá, nghiên cứu, phân tích kết cấu áo đường hợp lý khắc phục hư hỏng hằn lún mặt đường BTN Đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý cho đường có nhiều xe tải nặng khu vực TP Hồ Chí Minh” nhằm giải vấn đề cấp thiết thành phố Hồ Chí Minh, từ đó đưa giải pháp nâng cao chất lượng đường có nhiều xe tải nặng nước ta Mục tiêu nghiên cứu đề tài Trên sở kế thừa kết nghiên cứu công bố vật liệu kết cấu áo đường mềm giới, tiến hành nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm kết hợp với điều tra thống kê số liệu lưu lượng, tải trọng xe; điều kiện tự nhiên môi trường (khí hậu, nhiệt độ, độ ẩm) thành phố Hồ Chí Minh Đề tài nhằm giải các mục tiêu sau:  Bước đầu nghiên cứu khí hậu thành phố Hồ Chí Minh; đề xuất lựa chọn mác nhựa đường theo độ kim lún phù hợp với phân khu khí hậu mặt đường thành phố Hồ Chí Minh;  Xây dựng hướng dẫn lựa chọn các loại kết cấu mặt đường cho tuyến đường có lưu lượng lớn tải trọng nặng thành phố Hồ Chí Minh Đối tượng phạm vi nghiên cứu Kết cấu áo đường cho đường có nhiều xe tải nặng khu vực thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp thống kê, tính toán lý thuyết kết hợp với thực nghiệm để đưa lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý cho đường có nhiều xe tải nặng khu vực TP Hồ Chí Minh Kết cấu luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn có kết cấu gồm 03 chương: Chương 1: Tổng quan tình hình giao thơng TP.HCM Chương 2: Tổng hợp, phân tích ảnh hưởng đến hư hỏng suy giảm tuổi thọ mặt đường số tuyến đường ô tô thành phố Hồ chí Minh Chương : Nghiên cứu lựa chọn loại kết cấu mặt đường cho đường có quy mơ giao thông lớn, tải trọng nặng thành phố Hồ Chí Minh 92 thiết kế lựa chọn vẫn kết cấu áo đường với lớp móng cấp phối đá dăm truyền thống Như việc áp dụng thử nghiệm, các hồn thiện cơng nghệ thi cơng các loại vật liệu gia cố làm lớp móng hướng để có thể cải thiện chất lượng kết cấu áo đường các tuyến đường nước ta *Với đường cải tạo nâng cấp: Thông qua các kết cấu áo đường tăng cường các hồ sơ thiết kế các Dự án điển hình nước ta, các lớp móng thông thường dùng các lớp cấp phối đá dăm bù vênh, tăng cường các lớp bê tông nhựa bên để đạt Eyc Khi đó với tuyến đường có chất lượng đường cũ thấp (E mặt đường cũ thấp) thì chiều dày tăng cường mặt đường cũ lớn, đó hạn chế đặc biệt tuyến đường có đông dân cư sống hai bên Nhiều đoạn tuyến đắp cao nhà dân không hợp lý, Bộ GTVT phải có giải pháp châm trước tính toán thiết kế (giảm độ tin cậy, Eyc); thay đổi vật liệu lớp móng (vật liệu gia cố thay cấp phối đá dăm); tìm công nghệ công nghệ tái chế mặt đường nhựa cũ…để khắc phục tình trạng tôn cao mặt đường Tuy nhiên các giải pháp GTVT đưa thì giải pháp châm trước độ tin cậy lại để sử dụng kết cấu móng cấp phối đá dăm lại các tư vấn thiết kế ưu tiên lựa chọn, các giải pháp lại liên quan đến các vật liệu không truyền thống, các tư vấn nhà thầu chưa có nhiều kinh nghiệm thi công kiểm soát chất lượng Một lần nữa, kết cấu áo đường cấu tạo các lớp móng cấp phối đá dăm lại khẳng định ưu Để đẩy mạnh việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu gia cố làm móng đường hay công nghệ cào bóc tái chế, việc ban hành các dẫn cụ thể cho công tác thi công, nghiệm thu các vật liệu hết sức cần thiết 93 Nội dung tính tốn kiểm tốn kết cấu áo đường: Lựa chọn thơng số tính tốn (Tải trọng tính tốn tiêu chuẩn, hệ số độ tin cậy…), tính toán kiểm toán kết cấu áo đường Theo trình tự thiết kế kết cấu, sau tư vấn thiết kế đề xuất số giải pháp thiết kế kết cấu phù hợp với số liệu đầu vào, tiến hành tính toán kiểm toán tìm kết cấu áo đường đạt yêu cầu việc lựa chọn các thông số tính toán khá quan trọng Tải trọng trục tính toán: Về nguyên tắc việc lựa chọn tải trọng trục tính toán phải dựa số liệu điều tra, dự báo thành phần xe tải nặng lưu thông tuyến công tác tính toán kết cấu áo đường, Thực tế cho thấy, tuyến Quốc lộ có thể có đoạn tuyến lựa chọn tải trọng tính toán tiêu chuẩn 10T có đoạn lựa chọn 12T Thông thường các đoạn tuyến có điều tra lưu lượng tải trọng xe, với giai đoạn trước, lượng xe vượt tải tương đối lớn nên thường chọn giải pháp an toàn 12T, nhiên tính toán có giá trị Eyc có lớn thì thông thường vẫn duyệt với Eyc thống toàn dự án Độ tin cậy thiết kế: nguyên tắc đường yêu cầu cao tốc độ thời hạn thiết kế thì độ tin cậy cao, độ dự trữ cường độ lớn Trong quy định 22TCN 211-06 việc lựa chọn độ tin cậy tính toán kết cấu áo đường có khoảng khá rộng nhà thiết kế, chủ đầu tư có thể khoảng rộng để lựa chọn phù hợp theo quy mô tuyến đường, theo mong muốn chất lượng hay theo điều kiện kinh phí đầu tư cho công trình Do với giá trị Eyc, các lớp vật liệu các kết cấu đề xuất có chiều dày khác việc lựa chọn hệ số độ tin cậy Tuy nhiên gần số dự án châm trước Eyc để tránh nâng cao mặt đường, số đoạn tuyến thiết kế châm trước độ tin cậy xuống mức tối thiểu, chí mức tối thiểu tiêu chuẩn 22TCN 211-06 yêu cầu, để giảm chiều dày kết cấu mặt đường 94 tăng cường Với đoạn tuyến thiết kế cần có quan sát, theo dõi đánh giá chất lượng thời gian tới 3.2 Nghiên cứu kết cấu áo đường, lựa chọn kết cấu hợp lý cho đường có nhiều xe tải nặng khu vực Tp Hồ Chí Minh Tầng mặt kết cấu áo đường phận phải chịu đựng trực tiếp tác dụng phá hoại xe cộ các yếu tố bất lợi thời tiết, khí hậu Xét chức làm việc tầng mặt kết cấu mặt đường bê tông nhựa (BTN) theo quan điểm đại bao gồm 03 lớp: 1) lớp (wearing course), lớp tiếp xúc trực tiếp với tải trọng thời tiết, khả chống cắt trượt thì đòi hỏi phải có tính ổn định cao môi trường (tải trọng, nhiệt độ nước mặt) tạo nhám cho mặt đường BTN; 2) lớp (intermidiate layer), lớp cần có khả chống hằn lún tốt; 3) lớp (based layer), với chức chống nứt mỏi lực uốn tải trọng gây Hiện nay, xu hướng thiết kế tầng mặt BTN dùng cho đường cấp cao giới thường ba lớp, lớp thiết kế chịu phần chức nêu Theo số liệu thống kê thì tất tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật…như trình bày mục chương này, sử dụng kết cấu ba lớp bê tông nhựa lớp móng sử dụng cấp phối đá dăm gia cố xi măng lớp ATB (Đá dăm đen) Tuy nhiên, kết cấu tầng mặt BTN hầu hết các công trình Việt Nam sử dụng với hai lớp bê tông nhựa chặt (BTNC) 19 (dưới) BTNC 12.5 (trên), lớp BTNC 12.5 kiêm chức lớp (wearing course) phần khả chống hằn lún lớp (intemidiate layer) 95 Khu vực chịu áp lực tải trọng lớn Vật liệu có chất lượng cao (BT polymer, SMA, lớp phủ tạo nhám) Sử dụng vật liệu có khả chống hằn lún tốt có mô đun đàn hồi cao Ứng suất kéo lớn Tầng mặt lớp Sử dụng vật liệu có khả chống nứt mỏi Tầng` móng Hình 3.1: Chức lớp kết cấu mặt đường BTN Tầng móng kết cấu áo đường lớp chịu áp lực truyền bánh xe tác dụng mặt đường xuống đến đất cho trị số áp lực truyền đến đất đủ nhỏ để đất chịu đựng ứng suất biến dạng, đồng thời tầng móng phải đủ cứng để giảm ứng suất kéo uốn đáy tầng mặt cấp cao bằng bê tông nhựa phía nó Về phân vùng khí hậu mặt đường cho thấy, khu vực TP.HCM có lượng mưa trung bình năm vượt quá 1000 mm, độ ẩm không khí quanh năm khá cao từ 77-87% Điều cho thấy kết cấu áo đường TP.HCM phải làm việc môi trường khá bất lợi có nguồn gây ẩm lớn Như vậy, lớp móng các đường cấp cao có quy mô giao thông lớn nên cần chú trọng đến các giải pháp gia cố bằng các vật liệu vô bitum nhằm tăng khả ổn định nước kết cấu tổng thể áo đường Để nâng cao chất lượng móng đường, tăng tính ổn định với nước tốt tăng mức độ đồng cường độ bề rộng phần xe chạy, tùy từng trường hợp có thể bố trí lớp móng bằng vật liệu toàn khối cấp phối đá dăm gia cố xi măng, bê tông nghèo, bê tông đầm lăn lớp ATB (đá dăm đen), Bê tông nhựa rỗng 96 Từ phân tích nêu trên, kết hợp với kinh nghiệm nghiên cứu khoa học công nghệ ứng dụng khoa học công nghệ vào thực tế, đề xuất số ví dụ kết cấu phù hợp với điều kiện khai thác thực tế TP.HCM sau: 3.2.1 Kết cấu 01 Đây kết cấu đầy đủ đó tầng mặt bao gồm 03 lớp nêu Kết cấu áp dụng khá phổ biến số nước giới trình bày mục chương 3.2.1.1 Phạm vi áp dụng Áp dụng cho tuyến đường ô tô cấp cao; có quy mô giao thông lớn; đoạn đường có độ dốc dọc lớn, các đoạn tuyến gần ngã ba, ngã tư Khi các đoạn tuyến qua khu vực đất yếu cần thay lớp móng gia cố xi măng bằng lớp đá dăm đen (ATB) lớp bê tông nhựa rỗng (BTNR) 3.2.1.2 Cấu tạo chiều dày lớp Lớp kết cấu STT Chiều dày Lớp BTNC 12.5 BTNP (theo QĐ 858 ban hành 12.5 ( nhựa đường Polime)/ ~ cm 26/3/2013; SMA 12.5 Lớp BTNC 19 Lớp BTNC 25 Lớp chuyển tiếp hạn chế nứt Tiêu chuẩn kỹ thuật 22TCN 356:06) ~ cm ~ 10 cm (theo QĐ 858 ban hành 26/3/2013) (theo QĐ 858 ban hành 26/3/2013) Lớp có thể sử dụng phản ảnh (Lớp hấp thụ ứng ~ cm vữa nhựa, chip seal suất) lưới địa kỹ thuật 97 Chiều Lớp kết cấu STT dày Cấp phối đá dăm gia cố 4~5% XM Cấp phối thiên nhiên cấp phối đá dăm gia cố 3~4% XM Tiêu chuẩn kỹ thuật ≥ 10 cm (theo TCVN 8858:2011) ≥ 12 cm (theo TCVN 8858:2011) Nền đất (K 98) Chú ý: Chiều dày cụ thể các lớp kết cấu phụ thuộc vào lưu lượng xe thiết kế, đề xuất có thể thay đổi quá trình thiết kế 3.2.2 Kết cấu 02 Đây kết cấu sử dụng tầng mặt 02 lớp BTN (Lớp 2) tầng móng sử dụng vật liệu gia cố nhựa đường ATB BTNR 3.2.2.1 Phạm vi áp dụng Áp dụng kết cấu cho tuyến đường ô tô cấp cao, có quy mô giao thông lớn; đoạn đường có độ dốc dọc lớn; có thể áp dụng cho các đoạn tuyến qua khu vực đất yếu 3.2.2.2 Cấu tạo chiều dày lớp Lớp Chiều Lớp kết cấu STT BTNC 12.5 dày BTNP 12.5 (nhựa đường ~ cm Polime)/ SMA 12.5 Lớp BTNC 19 ~ cm Tiêu chuẩn kỹ thuật (theo QĐ 858 ban hành 26/3/2013; 22TCN 356:06) (theo QĐ 858 ban hành 26/3/2013) 98 STT Lớp kết cấu Lớp BTNR ATB Chiều dày 15 ~ 25 cm Tiêu chuẩn kỹ thuật (theo TCVN 8819:2011 hoặcTCCS - 06 – 2013 TCĐB) Cấp phối đá dăm loại I 10 ~ 18 (theo TCVN 8859:2011) cm Cấp phối đá dăm loại II Nền đất (K 98) ≥ 15 cm (theo TCVN 8859:2011) 3.2.3 Kết cấu 03 Đây kết cấu sử dụng tầng mặt 02 lớp BTN (Lớp 2) tầng móng sử dụng vật liệu móng cứng bằng BT nghèo BTXM đầm lăn 3.2.3.1 Phạm vi áp dụng Áp dụng cho tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn; đoạn đường có độ dốc dọc lớn, các đoạn tuyến gần ngã ba, ngã tư; các đoạn tuyến có tốc độ xe chạy chậm; các đoạn tuyến ra, vào các cảng, các khu mỏ; vùng có nhiệt độ cao Không nên sử dụng kết cấu qua các vùng có đất yếu địa chất không ổn định 3.2.3.2 Cấu tạo chiều dày lớp STT Lớp kết cấu Chiều dày Lớp BTNC 12.5 BTNP 12.5 ( nhựa đường Polime)/ SMA 12.5 Tiêu chuẩn kỹ thuật (theo QĐ 858 ban hành ~ cm 26/3/2013; 356:06) 22TCN 99 Chiều Lớp kết cấu STT dày Lớp BTNC 19 ~ cm Tiêu chuẩn kỹ thuật (theo QĐ 858 ban hành 26/3/2013) Lớp chuyển tiếp hạn chế nứt ~ cm Lớp cần phải sử dụng phản ảnh (Lớp hấp thụ ứng lưới địa kỹ thuật vật suất) liệu khác tương đương BT nghèo Bê tông đầm lăn 16 ~ 24 cm Cấp phối đá dăm loại II Nền đất (K 98) ≥ 30 cm Bộ GTVT biên soạn TCVN (theo TCVN 8859:2011) 3.2.4 Kết cấu 04 Đây kết cấu sử dụng tầng mặt 02 lớp BTN tầng móng sử dụng vật liệu đá gia cố xi măng 3.2.4.1 Phạm vi áp dụng Áp dụng cho tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn; vùng có nhiệt độ cao bất lợi; đoạn đường có độ dốc dọc lớn, các đoạn tuyến gần ngã ba, ngã tư 3.2.4.2 Cấu tạo chiều dày lớp Lớp Chiều Lớp kết cấu STT BTNC 12.5 dày BTNP 12.5 ( nhựa đường ~ cm Polime)/ SMA 12.5 Lớp BTNC 19 ~ cm Tiêu chuẩn kỹ thuật (theo QĐ 858 ban hành 26/3/2013; 22TCN 356:06) (theo QĐ 858 ban hành 100 STT Lớp kết cấu Chiều dày Tiêu chuẩn kỹ thuật 26/3/2013) Lớp chuyển tiếp hạn chế ~ cm Lớp có thể sử dụng vữa nứt phản ảnh (Lớp hấp thụ nhựa, chip seal lưới địa ứng suất) kỹ thuật Cấp phối đá dăm gia cố lớp, (theo TCVN 8858:2011) 3~5% xi măng lớp ≥ 10 cm Cấp phối đá dăm loại II Nền đất (K 98) ≥ 30 cm (theo TCVN 8859:2011) 3.2.5 Kết cấu 05 Đây kết cấu sử dụng mặt đường cứng thay cho mặt đường mềm Mặt đường mềm với ưu điểm cho độ êm thuận cao công nghệ thi công kiểm soát chất lượng đơn giản hơn, nhiên chịu tải trọng thì nó đáp ứng giới hạn đó Đối với các vị trí bất lợi hay phải dừng, đỗ, tuyến đường chuyên dùng thường xuyên có xe tải nặng chạy tốc độ chậm thì cần xem xét đến giải pháp sử dụng mặt đường cứng thay cho mặt đường mềm TP.HCM 3.2.5.1 Phạm vi áp dụng Áp dụng cho các đoạn đường trạm thu phí; các đoạn tuyến có xe tải trọng lớn; các đoạn đường chuyên dùng như: đường vào các cảng, các khu mỏ; sân đỗ các ga hàng hóa đoạn tuyến qua vùng có điều kiện khí hậu bất lợi với mặt đường BTN 101 3.2.5.2 Cấu tạo chiều dày lớp Lớp kết cấu Chiều dày Bê tông xi măng Rku ≥ 22 ~ 30 STT MPa Cấp phối đá dăm gia cố cm Tiêu chuẩn kỹ thuật (theo 3095/QĐ-BGTVT) ≥ 10 cm (theo TCVN 8858:2011) 16 ~ 24 Bộ GTVT biên soạn 3~5% xi măng, (hoặc BT nghèo, bê tông đầm lăn) Cấp phối đá dăm loại I cm ≥ 30 cm TCVN (theo TCVN 8859:2011) II Nền đất 3.3 Kết luận chương Trên sở nghiên cứu, tổng hợp các kết cấu áo đường áp dụng giới kết nghiên cứu phân vùng khí hậu, học viên đề xuất 05 dạng kết cấu có thể áp dụng TP.HCM, tùy vào lưu lượng giao thông tuyến qua quy mô dự án mà TVTK lựa chọn loại kết cấu phù hợp dựa kiểm toán theo quy trình hành TCN 211-06 [3] 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau tổng hợp phân tích loại kết cấu áo đường mềm số nước giới áp dụng cho đường có quy mơ giao thơng lớn, thấy rằng: Có 03 loại kết cấu chủ yếu: (1) Các lớp BTN móng cấp phối đá dăm (HMA on aggregate base) tương tự Việt nam nay; (2) Các lớp BTN có chức khác đặt trực tiếp lớp đất (full depth HMA); (3) Một nhiều lớp BTN đặt lớp móng cứng nửa cứng (Composite Pavement) Vật liệu BTN thường sử dụng làm tầng mặt, bao gồm lớp với chức khác nhau: (1) tạo nhám, chống cắt trượt, ổn định môi trường (wearing course); (2) chống hằn lún (intermidiate layer); (3) chống nứt mỏi (based layer) Lớp mặt (wearing course): SMA 9.5, 12.5 19 mm; OGFC 9,5 12.5 mm; BTNC 9.5, 12.5 19mm Lớp (intermidiate layer): BTN chặt (DFG, DCG) 19 25 mm; SMA 19 mm Lớp (based layer): BTN chặt (DFG, DCG) 19, 25 37.5 mm; ATPB 19 25 mm Qua kết khảo sát lưu lượng tải trọng xe số tuyến đường có lưu lượng tải trọng lớn cho thấy: Lưu lượng xe, tải trọng xe tải trọng trục xe thực tế lưu thông số tuyến đường thường vượt xa so với dự báo tính tốn thiết kế Nội dung điều tra lưu lượng tải trọng xe, điều kiện khí hậu thời tiết, lựa chọn độ tin cậy Eyc đơn giản, sơ sài, chưa đủ độ xác dẫn 103 đến kết cấu áo đường thiết kế chưa đáp ứng yêu cầu thực tế, chí vào thời điểm sau đưa đường vào khai thác Lựa chọn vật liệu bố trí lớp kết cấu áo đường chưa hợp lý, bộc lộ lạc hậu công nghệ so với các nước khu vực Đây nhóm ngun nhân dẫn đến hư hỏng mặt kết cấu đường BTN sớm so với tuổi thọ dự kiến Nhiệt độ cao mặt đường BTN vào mùa nắng nóng tác nhân gây hư hỏng hằn lún vệt bánh xe số tuyến đường nước ta Trong điều kiện cao độ khống chế cần xem xét đến giải pháp sử dụng BTN tái chế nhằm không nâng cao cao độ mà cường độ mặt đường cải thiện rõ rệt tương đương với lớp móng gia cố nhựa đường Kiến nghị Trên sở nghiên cứu, tổng hợp kết cấu áo đường áp dụng giới kết hợp với khảo sát, phân tích đánh giá thực trạng đề xuất 05 dạng kết cấu áo đường (mẫu) áp dụng TP.HCM thời gian tới Các loại kết cấu áo đường đề xuất tập trung theo hướng: Về cấu tạo, ưu tiên bố trí đầy đủ 03 lớp BTN theo chức năng: tạo nhám, chống cắt trượt, ổn định môi trường; chống hằn lún bánh xe; chống nứt mỏi tầng mặt kết cấu áo đường mềm Thay lớp móng cấp phối dăm (rời rạc) bằng lớp đá gia cố xi măng, gia cố nhựa đường bê tông nghèo, bê tơng đầm lăn 104 Có thể áp dụng kết cấu áo đường cứng (mặt đường BTXM) cho đoạn tuyến đường có tải trọng lớn, tốc độ chậm, khí hậu khắc nghiệt địa hình phức tạp 05 kết cấu áo đường mẫu đề xuất mặt cấu tạo, tùy theo lưu lượng giao thông, điệu kiện khí hậu tuyến qua quy mô dự án mà TVTK lựa chọn loại kết cấu phù hợp dựa kiểm tốn theo quy trình hành TCN 211-06 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giao thông vận tải (2001), Tiêu chuẩn ngành 22TCN 274-01 - Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm Bộ Giao thông Vận tải (2001), Quyết định số 4597/2001/QĐ-BGTVT ngày 28 tháng 12 năm 2001 Quy định kiểu loại phương tiện giao thông giới đường phép tham gia giao thông Bộ Giao thông Vận tải (2006), Áo đường mềm - Các yêu cầu dẫn thiết kế - 22TCN 211-06, Nxb GTVT, Hà Nội Bộ Giao thông Vận tải (2010), TT số 07/2010/TT-BGTVT TT số 03/2011/TT-BGTVT, Quy định tải trọng, khổ giới hạn phương tiện giao thông giới đường tham gia giao thông đường Bộ GTVT (2014), Hướng dẫn áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hành nhằm tăng cường quản lý chất lượng thiết kế thi công mặt đường bê tơng nhựa nóng tuyến đường ô tô có quy mô giao thông lớn, ban hành QĐ số 858/QĐ-BGTVT, ngày 26/3/2014 Trần Thị Kim Đăng (2010), “Hệ số tải trọng tương đương thiết kế kết cấu mặt đường mềm sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế hành có xét đến thành phần xe quá tải điều kiện giao thơng”, Tạp chí cầu đường Việt Nam, số 3/2010 Trường Đại học GTVT (2013), Báo cáo kết nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xác định hệ số quy đổi tải trọng trục xe thiết kế kết cấu áo đường mềm cấp cao” Trường Đại học GTVT, Tổng công ty xây dựng số (2014), Nguyên nhân giải pháp khắc phục hằn lún vệt bánh xe mặt đường BTN, Tuyển tập báo cáo hội thảo KHCN Tp Hồ Chí Minh 106 Viện KHCN GTVT (2012), Báo Nghiên cứu chế độ nhiệt phục vụ tính tốn thiết kế mặt đường điều kiện Việt Nam, DT093013, 8/2012 10 Viện Đường Sân bay (2014), Báo cáo kết khảo sát lưu lượng tải trọng trục xe thuộc Dự án nâng cấp cải tạo QL