Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Hiện trạng và phương án lựa chọn giải pháp sửa chữa các hư hỏng điển hình mặt đường bê tông nhựa trong quá trình khai thác ở một số tuyến đường khu vực nội thành Đà Nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN NGỌC QUANG HIỆN TRẠNG VÀ PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN GIẢI PHÁP SỬA CHỮA CÁC HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC Ở MỘT SỐ TUYẾN ĐƯỜNG KHU VỰC NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG Chun ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 60.58.02.05 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2015 Cơng trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS VŨ ĐÌNH PHỤNG Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Quang Đạo Phản biện 2: TS Nguyễn Hồng Hải Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng họp Đại học Đà Nẵng vào ngày tháng năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng PHẦN MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, hệ thống giao thông đường nước ta đầu tư đáng kể để thúc đẩy trình phát triển kinh tế xã hội, góp phần giải nhu cầu lại, nâng cao đời sống nhân dân Hệ thống đường đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế quốc gia Trong trình khai thác, khả phục vụ đường bị suy giảm tác động xe yếu tố môi trường Điều ảnh hưởng lớn đến người sử dụng đường (tăng thời gian tham gia giao thông, tăng chi phí tiêu hao nhiên liệu chi phí thay hư hỏng) điều quan trọng ảnh hưởng đến tính mạng người sử dụng đường tai nạn xảy mà nguyên nhân hư hỏng mặt đường Bảo trì đường hoạt động thường xuyên để trì khả khai thác đường Lựa chọn giải pháp bảo trì, sửa chữa mặt đường bước thực quan trọng để lập kế hoạch chiến lược bảo dưỡng đường Việc bảo dưỡng sửa chữa kịp thời hạn chế suy giảm chất lượng mặt đường trình khai thác, kéo dài tuổi thọ mặt đường, trì hệ thống đường tình trạng tốt Việc nghiên cứu, lựa chọn giải pháp bảo dưỡng sửa chữa đường đề xuất áp dụng phù hợp với điều kiện Việt Nam cần thiết nhằm trì nâng cao chất lượng khai thác hệ thống mặt đường Việt Nam Cơng tác bảo trì đường triển khai lúc, với công nghệ phù hợp có hiệu kinh tế kỹ thuật cao nhiều so với việc nâng cấp, cải tạo đường làm sau Việc bảo trì, sửa chữa kịp thời hư hỏng mặt đường trình khai thác nâng cao chất lượng phục vụ, tiết kiệm chi phí đầu tư cho quan quản lý đường (khi không sửa chữa kịp thời dẫn đến mặt đường nhanh chóng xuống cấp, phải xây dựng lại tốn nhiều kinh phí) đồng thời tiết kiệm chi phí cho người sử dụng đường (giảm thời gian tham gia giao thơng, giảm chi phí tiêu hao nhiên liệu chi phí sửa chữa hư hỏng) Để đảm bảo mục tiêu đó, q trình khai thác hệ thống giao thông đường phải quan tâm mức nhằm trì khả lưu thơng thơng suốt hạ tầng giao thơng, cơng tác bảo trì, sửa chữa phải ưu tiên quan tâm hàng đầu Đề tài “Hiện trạng phương án lựa chọn giải pháp sửa chữa hư hỏng điển hình mặt đường bê tơng nhựa q trình khai thác số tuyến đường khu vực nội thành Đà Nẵng” nhằm mục đích nghiên cứu, lựa chọn giải pháp phù hợp để áp dụng sửa chữa hư hỏng mặt đường bê tông nhựa địa bàn thành phố để tăng hiệu công việc sửa chữa TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong thời gian vừa qua, thành phố Đà Nẵng triển khai đầu tư mạnh mẽ hạ tầng giao thông đô thị, đặc biệt tuyến đường nội ngoại thành Trải qua nhiều năm khai thác, mặt đường bê tông nhựa nhiều tuyến đường thành phố đến xuống cấp, bị hư hỏng nhiều nên cần phải sửa chữa Hiện có nhiều giải pháp sửa chữa, giải pháp sửa chữa mặt đường áp dụng chưa phát huy hết hiệu nên tình trạng mặt đường trở nên xấu Một số đoạn đường sau sửa chữa trì thời gian ngắn sau lại tiếp tục hư hỏng, chí nghiêm trọng hơn, gây khó khăn nguy hiểm cho xe cộ người tham gia giao thông, làm giảm mức độ phục vụ hiệu kinh tế mỹ quan tuyến đường 3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lựa chọn giải pháp để sửa chữa hư hỏng điển hình mặt đường bê tơng nhựa trình khai thác số tuyến đường khu vực nội thành Đà Nẵng ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu hư hỏng điển hình mặt đường bê tơng nhựa q trình khai thác PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu số tuyến đường phạm vi khu vực nội thành Đà Nẵng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Sử dụng phương pháp điều tra, khảo sát thực tế trạng tuyến đường bê tông nhựa địa bàn khu vực nội thành thành phố Đà Nẵng, phân tích để đánh giá nguyên nhân hư hỏng mặt đường bê tông nhựa - Kết hợp lý thuyết thực nghiệm để lựa chọn giải pháp sửa chữa hư hỏng điển hình mặt đường bê tơng nhựa q trình khai thác số tuyến đường khu vực nội thành Đà Nẵng BỐ CỤC LUẬN VĂN Chương 1: Mạng lưới đường loại hư hỏng điển hình mặt đường bê tông nhựa nội thành thành phố Đà Nẵng Chương 2: Các giải pháp sửa chữa hư hỏng điển hình mặt đường bê tơng nhựa q trình khai thác Chương 3: Áp dụng lựa chọn giải pháp hợp lý để sửa chửa hư hỏng điển hình mặt đường bê tông nhựa số tuyến đường khu vực nội thành phố Đà Nẵng Kết luận kiến nghị CHƯƠNG MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG VÀ CÁC LOẠI HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA NỘI THÀNH THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH CỦA THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.2 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ TRONG NỘI THÀNH 1.2.1 Hiện trạng mạng lưới đường mối quan hệ với tỉnh xung quanh [1] 1.2.2 Các loại kết cấu mặt đường điển hình nội thành thành phố Đà Nẵng a Mặt đường bê tơng nhựa Hình 1.3 Kết cấu mặt đường BTN b Mặt đường bê tông xi măng Hình 1.4 Kết cấu mặt đường BTXM 1.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC QUẢN LÝ KHAI THÁC ĐƯỜNG BỘ Ở THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.3.1 Chức nhiệm vụ Công ty Quản lý Cầu Đường Đà Nẵng - đơn vị trực tiếp quản lý khai thác hệ thống đường Đà Nẵng [1] 1.4 CÁC LOẠI HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 1.4.1 Phân loại dạng hư hỏng, theo [6] Dựa tiêu chí đánh giá hư hỏng mặt đường bê tông nhựa Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06 dạng hư hỏng mặt đường phân loại sau: Bảng 1.3 Các dạng hư hỏng mặt đường thường gặp Dạng hư Số Tầng mặt BTN Tiêu chí đánh giá mức độ hư hỏng hiệu (Cấp A1, A2) hỏng Nứt 1.1 - Nứt dọc, nứt - Nhẹ: Bề rộng khe nứt≤ 6mm ngang, nứt phản khơng gây xóc xe chạy qua; ảnh - Vừa: bề rộng >6mm, gây xóc; - Nặng: nứt rộng, sâu, gây va đập xe chạy qua Dạng hư Số Tầng mặt BTN Tiêu chí đánh giá mức độ hư hỏng hiệu (Cấp A1, A2) hỏng 1.2 - Nứt thành - Nhẹ: Các đường nứt chưa lưới (nứt mai liên kết với nhau; rùa nứt - Vừa: Đã liên kết thành mạng thành miếng) - Nặng: Nứt lan phạm vi vệt bánh xe liên kết với da cá sấu Biến dạng 2.1 - Vệt hằn bánh - Cách đo: Dùng thước 1,22m xe, lún sụt bề mặt đặt ngang vệt hằn; cách 7,5m đo chỗ lấy trị số trung bình cho đoạn - Vệt hằn sâu trung bình - 13mm: nhẹ; 13-25mm: vừa >25mm: nặng 2.2 - Làn sóng, xơ - Nghiêm trọng (không phân mức dồn 2.3 Hư hỏng - Đẩy trượt trồi 3.1 - Chảy nhựa độ) - Nghiêm trọng (khơng phân mức độ) - Diện tích lớn mức độ hư hỏng nặng bề mặt 3.2 - Bong tróc, rời rạc đá Khơng phân mức độ nghiêm trọng Mài mòn, lộ Dạng hư Số Tầng mặt BTN Tiêu chí đánh giá mức độ hư hỏng hiệu (Cấp A1, A2) hỏng 3.3 - Ổ gà - Đánh giá theo chủ quan kỹ sư điều tra; vá sửa tốt xếp mức độ nhẹ; chưa vá sửa phát triển: nặng 1.4.2 Các loại hư hỏng điển hình thường gặp nội thành Đà Nẵng Qua số liệu khảo sát hư hỏng mặt đường Công ty quản lý cầu đường Đà Nẵng, hư hỏng mặt đường đo đạc với số liệu sau: Bảng 1.4 Số liệu khảo sát hư hỏng mặt đường Loại hư hỏng Diện tích hư hỏng (m2)/mức độ hư hỏng STT Tên đường Nứt Ngang, dọc Trưng Nứt mai rùa ổ gà Bong Lún Xô sụt dồn tróc Nữ Vương – 154,9/nhẹ 24,79/nhẹ (Km0 Km0+10) Phan Bội Châu (Km0 – Km0+412) 3,9/nhẹ 2,3/nhẹ 4,5 3,2 Trần Quý Cáp – (Km0 2,9/nhẹ 1,79/nhẹ 123,5/nhẹ 76,9/nhẹ Km0+522) Nguyễn Tất Thành (Nhánh trái – Km0 345,5/vừa, 328,7/vừa, 3,7 Km12) nặng 7,5 nặng Qua số liệu khảo sát bảng 1.4, ta có bảng thống kê loại hư hỏng số tuyến đường sau: Bảng 1.5 Thống kê hư hỏng mặt đường STT Loại hư hỏng Nứt ngang, Diện tích hư Mức độ hư Tỷ lệ hư hỏng (m2) hỏng hỏng(%) 285,2 Nhẹ 345,5 Vừa, nặng 105,78 Nhẹ dọc Nứt mai rùa 58,1 40,0 328,7 Vừa, nặng Ổ gà 8,2 0,7 Bong tróc 10,7 0,9 Xơ dồn 0 Như vậy, qua số liệu bảng 1.5; hư hỏng mặt đường BTN chiếm tỉ lệ lớn, thường gặp tuyến đường nội thành nứt ngang dọc, nứt mai rùa; mức độ hư hỏng nhẹ nặng 10 CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP SỬA CHỮA CÁC HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA TRONG Q TRÌNH KHAI THÁC 2.1 TẠI MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GỚI VÀ VIỆT NAM Hiện Việt Nam giới trước thường áp dụng số giải pháp thông thường sửa chữa đường [11]: 2.1.1 Phun sương nhựa lỏng 2.1.2 Láng nhựa mỏng 2.1.3 Láng vữa nhựa nguội 2.1.4 Láng nhựa nhựa đường polyme 2.1.5 Phương pháp tái sinh nguội máy tái sinh 2.1.6 Phương pháp rải thêm lớp bê tơng nhựa nóng 2.1.7 Giới thiệu số công nghệ tái chế, sửa chữa mặt đường BTN a Công nghệ tái sinh nguội b Cơng nghệ tái sinh nóng c Sửa chữa mặt đường BTN vật liệu Carboncor Asphalt 2.1.8 Công nghệ bảo dưỡng tái sinh nguội mặt đường bê tông nhựa vật liệu TL-2000 [11] a Giới thiệu chung b Nguyên lý làm việc TL-2000 c Một số ưu điểm áp dụng vật liệu tái sinh nhựa đường TL-2000 để sửa chữa hư hỏng mặt đường bê tông nhựa 2.2 TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 11 Các giải pháp sửa chữa áp dụng: 2.2.1 Sửa chữa khu vực mặt đường bị võng a Trường hợp không độ lún đường gây b Trường hợp bị lún 2.2.2 Sửa chữa khu vực có vệt lõm a.Trường hợp khơng bị lún b Trường hợp bị lún cục 2.2.3 Sửa chữa khu vực phồng, trồi 2.2.4 Sửa chữa khu vực lún – gờ 2.2.5 Sửa chữa vết nứt 2.2.6 Sửa chữa vết nứt dạng parabôn 2.2.7 Sửa chữa vết nứt da cá sấu 2.2.8 Sửa chữa khu vực bị bong lớp mặt bê tông nhựa khỏi nền, móng 2.2.9 Sửa chữa ổ gà 2.2.10 Xử lý mặt đường bị dầu loang, đọng gôm cao su 2.2.11 Sửa chữa khu vực bị rỗ bề mặt 2.2.12 Sửa chữa khu vực bị rộp 2.2.13 Sửa chữa mặt đường BTN bị bào mòn (“bạc đầu”) 2.2.14 Sửa chữa đoạn đường bị hư hỏng nặng diện rộng KẾT LUẬN CHƯƠNG Các giải pháp áp dụng để sửa chữa hư hỏng mặt đường BTN Đà Nẵng giải pháp thông thường sử dụng phổ biến (như trình bày mục 2.2.1 đến 2.2.14) Ngồi giải pháp thơng thường trên, cịn có số giải pháp khác để áp dụng sửa chữa hư hỏng mặt đường mà 12 Việt nam áp dụng như: sử dụng vật liệu TL-2000 trám vết nứt tăng độ nhám đường, công nghệ tái sinh nguội sử dụng chất kết dính bitum bọt, xi măng hãng Wirtgen - Đức sửa chữa mặt đường hư hỏng nặng, giải pháp dùng CPĐD gia cố xi măng nhằm tăng cường lớp móng mặt đường 13 CHƯƠNG LỰA CHỌN GIẢI PHÁP SỬA CHỬA CÁC HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA TRONG KHU VỰC NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG 3.1 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG, ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP SỬA CHỮA HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG TUYẾN ĐƯỜNG XÔ VIẾT NGHỆ TĨNH 3.1.1 Hiện trạng 3.1.2 Khảo sát hư hỏng mặt đường (khảo sát tuyến đường từ Km0+00 – Km1+00) Bảng 3.2 Thống kê khối lượng hư hỏng mặt đường Xơ Viết Nghệ Tĩnh Diện tích hư Mức độ hư Tỷ lệ hư hỏng (m2) hỏng hỏng (%) 26,5 Nhẹ, vừa 25,5 Nứt mai rùa 63 Nhẹ, vừa 60,6 Nứt chân chim 14 Nhẹ 13,4 Ổ gà 0,4 Nhẹ 0,39 Loại hư hỏng Nứt ngang, dọc Như vậy, qua bảng 3.2 ta thấy đường Xô Viết Nghệ Tĩnh bị hư hỏng cục chủ yếu nứt ngang dọc, nứt mai rùa; mức độ hư hỏng nhẹ vừa 3.1.3 Đánh giá nguyên nhân hư hỏng Kết kiểm tra đo mođun đàn hồi bề dày mặt đường vị trí tương đối đảm bảo so với Eyc (1200 daN/cm), chứng tỏ độ võng đàn hồi mặt đường tương đối tốt sau thời gian dài khai 14 thác Nguyên nhân hư hỏng mặt đường xác định sau: Các vết nứt chủ yếu tập trung vùng chu vi miếng vá lớn Nguyên nhân dính bám mép BTN cũ khơng tốt, số vị trí có tượng nứt dọc cục song song tim đường mỏi BTN theo thời gian dài phục vụ Ngoài ra, với lớp mặt đường bê tông nhựa đưa vào sử dụng khai thác, điều kiện bất lợi thời tiết, điều kiện thi công, tải trọng xe nặng lớn…thì hư hỏng khó tránh khỏi 3.1.4 Lựa chọn giải pháp sửa chữa Qua số liệu khảo sát nhận thấy mặt đường Xô Viết Nghệ Tĩnh bị hư hỏng chủ yếu nứt ngang dọc, nứt mai rùa, mức độ hư hỏng vừa nhẹ (mặt đường hư hỏng cục bộ, độ phẳng tốt) a Sửa chữa vết nứt ngang dọc cục - Giải pháp dùng nhựa, BTN trám vết nứt: + Nứt rộng từ 1mm đến 6mm: + Nứt rộng mm: - Giải pháp dùng vật liệu TL-2000: + Vết nứt rộng 2mm: + Vết nứt rộng mm: b Sửa chữa vết nứt mai rùa - Giải pháp dùng BTN nguội: - Giải pháp dùng vật liệu TL-2000: * Đánh giá giải pháp: [phần đơn giá sửa chữa: nguồn từ dự toán sửa chữa Công ty quản lý cầu đường Đà Nẵng (phụ lục 2); kinh phí sửa chữa vật liệu TL-2000 Công ty JIVC Joint stock Company - nhà phân phối sản phẩm TL-2000 Việt Nam (phụ lục 1)] 15 Bảng 3.3 Đánh giá giải pháp STT Loại hư Tên giải Đơn giá hỏng pháp (đ/m2) Nhận xét Thời gian thi công Dùng nhựa, Nứt lâu, ô nhiễm môi 98.762 BTN nhựa); đơn giá cao ngang, Thời gian thi công dọc (cục bộ) trường (do đun nóng nhanh, quy trình thi Dùng TL2000 75.907 cơng đơn giản, không ô nhiễm môi trường; đơn giá thấp Không tận dụng vật liệu cũ để sử Dùng BTN dụng, ô nhiễm môi 476.592 nguội trường, thời gian thi công lâu; đơn giá cao Nứt mai Tận dụng vật rùa liệu BTN cũ để sử Dùng TL2000 dụng, khơng đốt nóng 340.704 vật liệu nên khơng ô nhiễm môi trường; đơn giá thấp 16 Từ phân tích bảng 3.3; ta thấy lựa chọn giải pháp dùng TL-2000 để sửa chữa mặt đường Xô Viết Nghệ Tĩnh hiệu giải pháp khác kể yếu tố kỹ thuật kinh phí đầu tư 3.2 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG, ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP SỬA CHỮA HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG TUYẾN ĐƯỜNG DUY TÂN (NHÁNH PHẢI) 3.2.1 Hiện trạng 3.2.2 Khảo sát hư hỏng mặt đường Bảng 3.5 Thống kê khối lượng hư hỏng mặt đường Duy Tân Diện tích STT Loại hư hỏng hư hỏng (m2) Nứt ngang, Mức độ hư Tỷ lệ hư hỏng hỏng(%) 73,0 Nặng, vừa 386,5 Nặng, vừa 82.88% 6,78 Nhẹ 1.45% 0,06 Nhẹ 0.01% dọc Nứt mai rùa Ổ gà 15.65% Như vậy, qua bảng 3.5 ta thấy đường Duy Tân bị hư hỏng diện rộng, chủ yếu nứt ngang dọc, nứt mai rùa; mức độ hư hỏng vừa nặng 3.2.3 Đánh giá nguyên nhân hư hỏng Kết kiểm tra đo mođun đàn hồi mặt đường có giá trị thấp so với Eyc; bề dày lớp BTN, CPĐD đo nhỏ so với thiết kế, chứng tỏ độ võng đàn hồi mặt đường sau thời gian dài khai thác Nguyên nhân hư hỏng Tuyến đường Duy Tân trước cầu Trần Thị Lý chưa đưa vào khai thác sử dụng lưu lượng xe lưu thông tuyến lớn, xe tải trọng lớn nhiều gây hư hỏng cho mặt đường Hiện tượng nứt trầm trọng không 17 sửa chữa kịp thời để bịt kín khe nứt Vào mùa mưa nước thấm từ xuống gây phá hoại mở rộng lớp mặt bê tông nhựa Một số vùng nứt cắt sửa phạm vi rộng không xử lý tăng cường lớp móng nên vết nứt xuất trở lại sớm sau thời gian ngắn khai thác 3.2.4 Lựa chọn giải pháp sửa chữa Qua số liệu khảo sát nhận thấy mặt đường Duy Tân bị nứt nặng diện rộng (nứt mai rùa; nứt dọc, ngang), mặt đường bị nứt nhiều làm cho độ phẳng mặt đường trở nên xấu, mặt đường trước vá, sửa không quan tâm xử lý lớp móng nên bị hư hỏng lại Để sửa chữa hư hỏng giải pháp sau áp dụng sửa chữa: a Thảm bù BTN 5cm lên mặt đường cũ Lớp BTN mịn dày 5cm (mới) Thảm bù BTN 5cm lên mặt đường cũ Lớp BTN mịn dày 5cm Kết cấu mặt đường Duy Tân trạng Lớp BTN thô dày 7cm CPĐD dày 30cm CP đồi dày 30cm Hình 3.7 Thảm bù BTN lên mặt đường cũ 18 b Làm lại lớp mặt đường BTN, CPĐD BTN mịn làm dày 5cm BTN thô làm dày 7cm CPĐD loại làm dày 15cm Làm lại 12cm BTN 15cm CPĐD kết cấu ban đầu CPĐD tận dụng lại 15cm CP đồi dày 30cm Hình 3.8 Làm lớp BTN, CPĐD c Tái sinh nguội bi tum bọt + xi măng, sau thảm BTN 7cm lên Lớp BTN mịn dày 5cm Lớp BTN thô dày 7cm Cào bóc 27cm (12cm BTN 15cm CPĐD lớp trên) để tái chế làm lớp móng CPĐD dày 30 cm Giữ nguyên 15cm CPĐD lớp CP đồi dày 30cm Hình 3.9 Tái sinh nguội bi tum bọt + xi măng