Tiểu luận tổng quan tổng quan về mặt Đường bê tông xi măng và vật liệu bê tông xi măng nội bảo dưỡng

Phát triển mặt đường BTXM trên thế giới Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, bắt đầu ở Anh vào nhữngnăm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt hơn 100 nămqua,

TIỂU LUẬN TỔNG QUAN

TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ VẬT LIỆU

BÊ TÔNG XI MĂNG NỘI BẢO DƯỠNG

MỤC LỤC

I TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG ÁP DỤNG Ở VIỆT

NAM 1

1 Công nghệ xây dựng mặt đường BTXM 1

1.1 Phát triển mặt đường BTXM trên thế giới 1

1.2 Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM 5

1.3 Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM 6

1.4 Những đặc điểm cần lưu ý khi thiết kế và xây dựng mặt đường BTXM 6

1.5 Phát triển mặt đường BTXM ở Việt Nam 8

2 Thực trạng về thiết kế, thi công, nghiệm thu và khai thác mặt đường BTXM ở Việt Nam 9

2.1 Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng (mặt đường BTXM) 9

2.2 Tiêu chuẩn thi công mặt đường cứng 10

2.3 Tiêu chuẩn thi công các lớp móng mặt đường có sử dụng xi măng 10

2.4 Công nghệ thi công mặt đường BTXM 11

2.5 Đánh giá chất lượng một số đoạn mặt đường BTXM qua nghiệm thu 11

3 Phân tích khả năng áp dụng các loại mặt đường BTXM ở Việt Nam 13

3.1 Mặt đường BTXM phân tấm 13

3.2 Mặt đường BTXM cốt thép 13

3.3 Mặt đường BTXM lưới thép 14

3.4 Mặt đường BTXM cốt thép liên tục 14

3.5 Mặt đường BTXM lu lèn 14

3.6 Khả năng sử dụng xi măng trong tất cả các lớp móng và lớp trên nền đường ô tô các loại 14

II VẬT LIỆU BÊ TÔNG XI MĂNG NỘI BẢO DƯỠNG – KHÁI NIỆM VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG NỘI BẢO DƯỠNG 16

1.1 Bảo dưỡng bê tông xi măng trong thi công nói chung 16

1.2 Vai trò của công tác bảo dưỡng trong thi công mặt đường bê tông xi măng .19

1.3 Nguyên tắc bảo dưỡng bê tông xi măng trong thi công mặt đường 20

1.4 Hướng dẫn bảo dưỡng mặt đường BTXM ở Việt Nam 28

2 Nội bảo dưỡng bê tông 29

2.1 Khái niệm 29

2.2 Ảnh hưởng của nội bảo dưỡng đối với bê tông 30

2.3 Cường độ 30

2.4 Mô đun đàn hồi 31

2.5 Sự co 32

2.6 Trạng thái cong vênh 34

2.7 Độ thấm hút 34

2.8 Khả năng chống băng tan 35

2.9 Những ảnh hưởng khác 35

3 Điều kiện khí hậu Việt Nam ảnh hưởng đến bảo dưỡng bê tông 36

3.1 Đặc trưng khí hậu các vùng miền 36

3.2 Ảnh hưởng của khí hậu đến việc bảo dưỡng bê tông 37

III CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG XI MĂNG NỘI BẢO DƯỠNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG 39

1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông nội bảo dưỡng trên thế giới 39

2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông nội bảo dưỡng tại Việt Nam 49

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 52

1 Kết luận và đề xuất 52

2 Mục đích nghiên cứu 52

3 Mục tiêu đặt ra 53

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu Giải thích

ACI Viện Bê tông Hoa Kỳ (American Concrete Institute)

ASTM Tiêu chuẩn của Hiệp hội Thí nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (American

Society for Testing and Materials)

HPC Bê tông chất lượng cao (High Performance Concrete)

IC Bảo dưỡng bên trong (Internal Curing)

ICC Bê tông nội bảo dưỡng (Internaly Cured Concrete)

LWA Cốt liệu nhẹ (Light Weight Aggregate)

LWC Bê tông nhẹ (Light Weight Concrete)

Mđl Môđun độ lớn của cốt liệu nhỏ

M50 Bê tông đạt mác 50 MPa

PCB40 Xi măng Portland hỗn hợp đạt mác 40 MPa

PGSD Phụ gia siêu dẻo

Rb Cường độ của bê tông

Rx Cường độ của xi măng

SCMs Vật liệu chất kết dính bổ sung (Supplementary Cementitious Materials)

SN Độ sụt của hỗn hợp bê tông

VLXD Vật liệu xây dựng

I TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG ÁP DỤNG Ở VIỆT

NAM

1 Công nghệ xây dựng mặt đường BTXM

1.1 Phát triển mặt đường BTXM trên thế giới

Mặt đường BTXM xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, bắt đầu ở Anh vào nhữngnăm 1950, sau đó lan dần sang Pháp, Đức, Mỹ và Nga… Trong suốt hơn 100 nămqua, mặt đường BTXM đã được tiếp tục xây dựng và phát triển ở hầu hết các nướctrên thế giới, tập trung nhiều nhất ở các nước có nền kinh tế phát triển như: Canada,Hoa Kỳ, CHLB Đức, Anh, Bỉ, Hà Lan, Australia, Trung Quốc…

Mặt đường BTXM (mặt đường cứng) cùng với mặt đường mềm là 2 loạihình mặt đường chính được sử dụng cho giao thông đường bộ và sân bay, đóng vaitrò quan trọng trong việc hình thành nên mạng lưới giao thông của các khu vực, lãnhthổ và xuyên quốc gia

Mặt đường BTXM có mặt trên tất cả các cấp đường giao thông đường bộ, từđịa phương, hệ thống tỉnh lộ, quốc lộ, từ đường có lưu lượng xe thấp đến đườngphố, đường trục chính, đường cao tốc Mặt đường BTXM cũng thường được sửdụng ở hầu hết các sân bay, bến cảng, các đường chuyên dụng và các bãi đỗ xe

Hình 1 Mặt đường bê tông xi măng

Ngày nay, mặt đường BTXM vẫn luôn được các nhà nghiên cứu các nhàquản lý rất quan tâm Hệ thống Tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xâydựng ngày càng phát triển đồng bộ và hiện đại Hàng năm, những hội nghị tổng kếtphổ biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại hình mặt đườngBTXM của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặtđường BTXM ngày càng được mở rộng

Khối lượng mặt đường BTXM đã xây dựng ở một số nước (trích rừ Báo cáoLong - Life Concrete Pavements in Europe and Canada” của Cục Đường bộ Liênbang Mỹ - FHWA công bố năm 2007) được thống kê dưới đây:

- Mỹ, mặt BTXM chiếm khoảng 9% của 490179 km đường đô thị và 4%của 1028491 km đường ngoài đô thị

- Tỉnh Québec, Canada có 1239 km (đường 2 làn xe) trong tổng số 29000

km đường (khoảng 4%) là mặt đường BTXM nhưng lại phục vụ tới 75% lượng giaothông ở Québec

- Đức, mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm chiếm khoảng 25%mạng lưới đường cao tốc với lưu lượng giao thông cao

- Áo, đường cao tốc chiếm khoảng 25% mạng lưới đường bộ quốc gia(14000 km), trong đó mặt đường BTXM chiếm 2/3 khối lượng đường cao tốc

- Bỉ, mạng lưới đường khoảng 134000 km, gồm đường cao tốc, đường tỉnh,đường địa phương và đường nông thôn Trong đó, đường cao tốc có khoảng 1700

km, tức là chỉ hơn 1% Mặt đường BTXM chiếm 40% của những đường cao tốc và60% đường nông thôn Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 17%

- Hà Lan, mạng lưới đường ô tô có khoảng 113000 km Khoảng 2300 km làđường cao tốc, chỉ khoảng 2% về chiều dài, nhưng những con đường cao tốc nàyphục vụ 38% lưu lượng giao thông 5% đường cao tốc là mặt đường BTXM, trong

đó một nửa là mặt đường BTCT liên tục và một nửa là BTXM không cốt thép, phântấm Hà Lan còn có khoảng 140 km đường khu vực có mặt BTXM không cốt thép,phân tấm Tổng cộng, mặt đường BTXM chiếm khoảng 4% mạng đường ô tô Ngoài

ra, Hà Lan còn có 20000 km đường xe đạp, trong đó 10% là mặt đường BTXM

- Vương quốc Anh, mạng lưới đường có khoảng 285000 km, trong đó có

1500 km là mặt đường BTXM Cho tới đầu những năm 1980, mặt đường BTXMphân tấm, không hoặc có cốt thép vẫn là loại chủ yếu Từ giữa những năm 1980 đếngiữa những năm năm 1990, mặt đường BTXM điển hình lại là BTCT liên tục Từcuối những năm 1990, do yêu cầu về giảm tiếng ồn, mặt đường BTXM buộc phải cólớp mặt bê tông nhựa mỏng, nhưng yêu cầu này mới chỉ là bắt buộc trong phạm vi

xứ Anh (England), chứ chưa bắt buộc đối với các xứ khác (Scotland, Wales và BắcAilen)

Ngoài ra, mặt đường BTXM chiếm khoảng 67% đường cao tốc ở Úc vàchiếm 60% đường cao tốc ở Trung Quốc

Về phân loại mặt đường BTXM Trong hơn 100 năm phát triển, mặt đườngBTXM được phân ra một số loại như sau:

- Mặt đường BTXM không cốt thép, phân tấm, đổ tại chỗ (thông thường);

sử dụng cho hầu hết đường ô tô các cấp, các bãi đỗ, bến cảng và sân bay Móng củamặt đường BTXM phân tấm thông thường là đất, cát gia cố, vôi, xi măng; đá gia cố

xi măng; đôi khi là đá gia cố nhựa đường, BTN hoặc chính là BTXM Rất ít khi sửdụng móng là cát hoặc đá dăm

- Mặt đường BTXM cốt thép thường được sử dụng đối với những tuyếnđường có tải trọng lớn như sân bay, đường chuyên dụng, đường có lưu lượng xe lớn

và các công trình đặc biệt có yêu cầu tuổi thọ cao Về cơ bản, kích thước tấm mặtđường BTXM cốt thép tương tự như BTXM phân tấm thông thường nhưng đượctăng cường thêm 2 lớp cốt thép (thép All) chịu lực (trong tính toán thiết kế có kể đếnkhả năng cùng chịu lực của cốt thép)

- Mặt đường BTXM lưới thép ra đời chủ yếu nhằm khắc phục và hạn chếcác vết nứt do co ngót của bê tông và nứt do nhiệt Trên cơ sở tính toán thiết kế nhưvậy mặt đường BTXM thông thường, lưới thép (thép All: 10 - 14 mm, @: 10 -20cm) được bổ sung và bố trí cách bề mặt mặt đường từ 6 - 10 cm nhằm hạn chế cácvết nứt trong quá trình bê tông hình thành cường độ và trong khai thác Mặt đườngBTXM lưới thép xuất hiện chậm hơn BTXM thông thường và phạm vi áp dụng của

nó tương tự như phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM thông thường

- Mặt đường BTXM cốt thép liên tục ra đời nhằm khắc phục những nhượcđiểm cố hữu của mặt đường BTXM phân tấm thông thường là giảm thiểu các mốinối ngang mặt đường (khe co, giãn) Hàm lượng lưói thép thiết kế khoảng 0,54%,bao gồm cốt thép dọc (thép All, 16 mm), cốt thép ngang (thép All, 12 mm) được bốtrí liên tục suốt chiều dài đường và đặt ở vị trí 1/3 - ½ bề dày tấm BTXM Mục đích

của việc bố trí cốt thép này không phải là ngăn ngừa vết nứt do tải trọng và ứng suấtnhiệt, mà chỉ nhằm hạn chế việc mở rộng khe nứt Theo yêu cầu, khoảng cách khenứt nằm trong khoảng 3,5 - 8,0 feets (1,05 - 2,4m), độ mở rộng khe nứt không đượcquá 0,04 inch (1,0 mm) nhằm hạn chế nước thấm qua khe nứt phá huỷ cốt thép vàbảo đảm mặt đường khai thác được bình thường Phạm vi áp dụng của mặt ngườiBTXM cốt thép liên tục là khắc phục nhược điểm không êm thuận chạy xe do cáckhe của mặt đường BTXM phân tấm, áp dụng chủ yếu đối với các tuyến đường cólưu lượng xe lớn, đường cao tốc, đường băng sân bay và kinh phí đầu tư ban đầu lớnhơn.

- Mặt đường BTXM cốt phân tán (cốt sợi) chỉ được sử dụng trong nhữngtrường hợp đặc biệt có khả năng chịu lực rất lớn và chống mài mòn cao Trong khitrộn bê tông tươi, ngoài cốt liệu đá và cát thông thường người ta bổ sung thêm vàtrộn đều với các loại cốt sợi: thuỷ tinh, kim loại, tổng hợp (acrylic, aramid, cacbon,nylon, polyester, polyethylene, polyproplene) và cốt sợi tự nhiên BTXM cốt phântán có cường độ và khả năng chống mài mòn

- Mặt đường BTXM lu lèn là loại mặt đường sử dụng bê tông khô, thi côngliên tục (không có mối nối) và bằng thiết bị lu thông thường Do mặt đường BTXM

lu lèn được đổ dài liên tục nên trên đó phải làm thêm lớp đá dăm láng nhựa (lớp lángnhựa) nhằm khắc phục các vết nứt do co ngót và do nhiệt độ, hoạt tải gây ra Chiềudày của lớp BTXM lu lèn dao động trong khoảng 20 cm, móng của nó có thể là cácvật liệu gia cố hoặc đá dăm Mặt đường BTXM lu lèn được áp dụng có hiệu quả chocác tuyến đường có lưu lượng xe không cao và làm lớp móng cho mặt đườngBTXM hoặc mặt đường bê tông nhựa

- Mặt đường BTXM ứng suất trước ra đời cũng nhằm khắc phục các vết nứtcủa mặt đường BTXM thông thường đồng thời tăng cường khả năng chịu lực củakết cấu dạng tấm Có loại mặt đường BTXM ứng suất trước sử dụng các sợi thépcăng trước và mặt đường BTXM cốt thép ứng suất trước căng sau Mặt đườngBTXM cốt thép dự ứng lực có phạm vi áp dụng hạn chế vì công nghệ thi công phứctạp

- Mặt đường BTXM lắp ghép là loại mặt đường BTXM có hoặc không cócốt thép được chế tạo sẵn tại xưởng và vận chuyển đến công trường lắp ghép thànhmặt đường Các tấm BTXM đúc sẵn có thể đặt trực tiếp trên nền đất, nền cát hoặcmóng đá dăm Phạm vi áp dụng đối với các đường lâm nghiệp, đường có thời hạn sửdụng ngắn, công vụ và các tấm BTXM có thể được sử dụng lại

1.2 Ưu nhược điểm chung của mặt đường BTXM

1.2.1 Ưu điểm:

- Tuổi thọ của mặt đường BTXM tương đối cao, cao hơn mặt đường bê tôngnhựa (BTN) Tuỳ theo cấp hạng đường và tiêu chí đánh giá của từng nước nhưngnói chung tuổi thọ của mặt đường BTXM được lấy vào khoảng 20 - 50 năm, TrungQuốc lấy 45 năm Tuổi thọ thực tế của mặt đường BTXM nhiều khi lớn hơn dự kiếnkhi thiết kế Theo thống kê, có những đoạn mặt đường BTXM sau khi xây dựng sau

50 năm mới phẳi tăng cường và thậm chí có đoạn tồn tại sau 78 năm sử dụng

- Cường độ mặt đường BTXM cao và không thay đổi theo nhiệt độ như mặtđường nhựa, thích hợp với tất cả các loại xe, ổn định cường độ đối với ẩm và nhiệt,cường độ không những không bị giảm mà có giai đoạn còn tăng theo thời gian(không có hiện tượng bị lão hoá như mặt đường BTN)

- Có khả năng chống bào mòn, hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường cao,

an toàn cho xe chạy, mặt đường BTXM có mầu sáng nên thuận lợi cho việc chạy xeban đêm

- Chi phí duy tu, bảo dưỡng thấp

- Do thời gian phục vụ tương đối dài, chi phí duy tu bảo dưỡng thấp, nêntổng giá thành xây dựng và khai thác của mặt đương bê tông xi măng có cao nhưngkhông cao hơn nhiều so với mặt đường BTN

1.2.2 Nhược điểm:

- Mặt đường BTXM thông thường tồn tại các khe nối, vừa làm phức tạpthêm cho việc thi công và duy tu, bảo dưỡng, vừa tốn kém, lại vừa ảnh hưởng đếnchất lượng vận doanh, khai thác (xe chạy không êm thuận) Khe nối lại là chỗ yếunhất của mặt đường BTXM, khiến cho chúng dễ bị phá hoại ở cạnh và góc tấm

- Sau khi xây dựng xong, phải bảo dưỡng một thời gian mới cho phép thông

xe, do vậy ít thích hợp đối với trường hợp nâng cấp mặt đường cũ, cẩn đảm bảo giaothông

- Móng đường BTXM yêu cầu có độ bằng phẳng cao, chất lượng đồng đều

và liên tục Không xây dựng mặt đường BTXM trên nền đường còn tiếp tục lún như

đi qua vùng đất yếu

- Xây dựng mặt đường BTXM chất lượng cao cho các tuyến đường cấp cao

và đường cao tốc đòi hỏi phải có thiết bị thi công đồng bộ, hiện đại và quy trìnhcông nghệ thi công chặt chẽ Việc trộn BTXM và bảo dưỡng mặt đường đòi hỏinhiều nước

- Khi mặt đường BTXM bị hư hỏng thì rất khó sửa chữa, trong quá trình sửachữ rất ảnh hưởng đến việc đảm bảo giao thông Nâng cấp cải tạo mặt đường BTXMđòi hòi chi phí cao, hoặc phải cào bóc để tăng cường mới bằng BTXM hoặc BTNhoặc phải tăng cường lớp BTN khá dày để tránh nứt phản ánh.

- Chi phí xây dựng ban đầu đối với mặt đường BTXM cao hơn so với mặtđường BTN và các loại mặt đường khác

1.3 Phạm vi áp dụng của mặt đường BTXM

- Làm lớp móng cho tất cả các loại đường ô tô và sân bay

- Làm lớp mặt (tầng phủ) đối với các loại đường o tô, bãi đỗ và sân bay

- Lớp mặt tăng cường cho các loại mặt đường đã hết tuổi thọ như: mặtđường BTN, mặt đường BTXM…

- Tuỳ theo yêu cầu khai thác của các cấp hạng đường khác nhau mà có thể

sử dụng một trong các loại mặt đường BTXM sau đây: BTXM phân tấm thôngthường, BTXM lưới thép, BTXM cốt thép liên tục và BTXM lu lèn Đường cao tố

và đường băng sân bay có thể sử dụng mặt đường BTXM cốt thép liên tục hoặcBTXM phân tấm thông thường, BTXM lưới thép Mặt đường cấp cao thứ yếu (quáđộ) có thể sử dụng BTXM lu lèn (compacté)

1.4 Những đặc điểm cần lưu ý khi thiết kế và xây dựng mặt đường BTXM

1.4.1 Về kết cấu mặt đường BTXM:

- Tải trọng bao gồm: hoạt tải (phương tiện giao thông), có tính chất động vàtrùng phục Tải trọng (ứng suất uốn vồng) do nhiệt độ và ma sát giữa tấm BTXM vàmóng gây ra, bao gồm trị tuyệt đối của nhiệt độ không khí, do bức xạ mặt trời vàchênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và dưới của tấm BTXM

- Kết cấu mặt đường dạm tấm hoặc dải mỏng (chiều dày nhỏ hơn nhiều sovới các kích thước còn lại), bất lợi về chịu lực, nhất là chịu kéo uốn dưới tác dụngcủa tải trọng bánh xe và chênh lệch về nhiệt độ

- Chịu màu mòn bề mặt bởi các phương tiện xe cộ trên đường với lưu lơnựglớn (> 106 CPU) Do đó, để nâng cao khả năng chống mài mòn và xâm thực củanước mưa, lão hoá do thời tiết, cường độ (mác) của BTXM yêu cầu càng phải cao

- Tại các khe nối mặt đường (khe nối dọc, khe co và khe dãn) là nơi bất lợi

về chịu lực, nơi dễ xảy ra các hư hỏng như nứt vỡ tấm BTXM, nơi dễ thấm nướclàm hư hỏng móng và nền đường và không êm thuận trong giao thông Tại đây cầnphải bảo đảm hcất lượng về tạo khe, chèn khe cũng như điều kiện làm việc bìnhthường của các thanh truyền lực giữa các tấm trong suốt quá trình khai thác

- Kết cấu móng tiếp nhận và phân bố tải trọng xuống nền đất và chịu tácdụng trùng phục dẫn đến lún không đều và lún tích luỹ Yêu cầu về cường độ củalớp móng không lớn nhưng đòi hỏi phẩi đồng đều, ổn định toàn khối và bằng phẳng.Thường được cấu tạo từ đất, cát, đá dăm gia cố xi măng.

1.4.2 Về vật liệu:

- Vật liệu BTXM Do yêu cầu về chịu lực (chịu kéo khi uốn) và chống màimòn nên cường độ nén (mác) của BTXM: 30, 35, 40 Mpa và cường độ chịu kéo khiuốn: 4, 4.5 Mpa hoặc lớn hơn nữa

- Do điều kiện thi công ngoài công trường có diện rộng, bốc hơi nhanh, điềukiện bảo dưỡng khó khăn dẫn đến co ngót do mất nước nên độ sụt của bê tông tươi(lượng N/X) càng nhỏ càng tốt, thậm chí bằng không hoặc bê tông khô

- Nước dùng cho mặt đường BTXM cả để trộn bê tông và bảo dưỡng mặtđường nhất là trời nóng là rất lớn Cần phải tính toán cẩn trọng và lưu ý trước vềnước trong trường hợp thi công đường miền núi, đèo dốc và nước đá trong trườnghợp thi công vào mùa hè nóng nực để làm giảm nhiệt độ cho bê tông tươi

- Vật liệu thép chịu lực, thép thanh truyền lực, cốp pha; vật liệu dùng làmlớp ngăn cách (cách ly); vật liệu chèn khe (mastic); vật liệu bảo dưỡng; vật liệu phụgia cho bê tông cũng là đặc trưng của mặt đường BTXM

1.4.3 Về công nghệ thi công:

- Đối với mỗi loại mặt đường BTXM và tuỳ thuộc vào thiết bị thi công mà

có những yêu cầu về trình tự và nội dung công nghệ thi công cụ thể riêng biệt Tuynhiên, sau đây là các bước cơ bản cần phải có trong công nghệ thi công mặt đườngBTXM:

+ Hoàn thiện lớp móng;

+ Lắp đặt cốp pha trên móng (nếu có);

+ Thi công lớp ngăn cách;

+ Lắp đặt cốt thép các loại;

+ Trộn và vận chuyển hỗn hợp BTXM;

+ Rải và đầm nén hỗn hợp BTXM;

+ Mặt đường BTXM cốt thép liên tục;

+ Thi công khe nối;

+ Hoàn thiện bề mặt, tạo nhám;

+ Bảo dưỡng;

+ Cắt khe;

+ Chèn khe;

+ Kiểm tra và nghiệm thu chất lượng mặt đường BTXM;

- Về mặt thiết bị thi công Để đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công mặtđường BTXM nhất thiết phải sử dụng các thiết bị thi công cơ giới từ trộn tới vậnchuyển, rải và đầm BTXM Tuỳ theo điều kiện và tính chất công trình mà lựa chọncác loại thiết bị gọn nhẹ linh hoạt đáp ứng yêu cầu thi công cho các tuyến đường cóchiều rộng nhỏ hoặc những thiết bị đồng bộ hiện đại phục vụ cho các tuyến đườngcấp cao hoặc công trường có khối lượng xây dựng lớn như sân bay

- Đối với tuyến đường cải tạo hoặc nâng cấp, việc tổ chức thi công vừa bảođảm chất lượng mặt đường vừa phải đảm bảo giao thông thường gặp rất nhiều khókhăn

1.4.4 Về khai thác, duy tu bảo dưỡng và cải tạo nâng cấp:

- Khai thác: Mặt đường BTXM cho phép khai thác quanh năm, tuy nhiên,cần phải giới hạn về tải trọng cho phép và cấm xe vượt tải Khi mặt đường BTXMkhi đã bị nứt gãy nói chung rất khó sửa chữa nhưng vẫn phải có những biện phápkhắc phục kịp thời

- Chi phí duy tu bảo dưỡng thấp, chủ yếu tập trung vào vấn đề thoát nước, lềđường và sửa chữa kịp thời các khe nối

- Khi mặt đường BTXM đã hết tuổi thọ, cần phải đánh giá chính xác mức độ

hư hỏng để đưa ra các phương án nâng cấp có hiệu quả như: phải cào bóc một phầnhoặc toàn bộ lớp mặt đường BTXM cũ rồi mới tăng cường hoặc tăng cường lên trênbằng các lớp mặt đường BTN, mặt đường BTXM mới

1.5 Phát triển mặt đường BTXM ở Việt Nam

- Mặt đường BTXM cốt thép được xây dựng tại đường Hùng Vương, HàNội năm 1975 Trên quốc lộ 2 đoạn Thái Nguyên - Bắc Cạn xây dựng 30km đườngBTXM vào năm 1984, đường Nguyễn Văn Cừ (bắc cầu Chương Dương) Tiếp theo

là trên Quốc lộ 1A với tổng chiều dài các đoạn khoảng 30km vào năm 1999 tại cácđoạn ngập lụt Đường Hồ Chí minh nhánh phía Đông với chiều dài 86 km, nhánhphía Tây với tổng chiều dài trên 300km Quốc lộ 12A Quảng Bình với chiều dài 12

km Quốc lộ 70, đoạn thành phố Lào Cai…

- Mặt đường BTXM được sử dụng hầu hết tại các sân bay như: Sao Vàng,Tân Sơn Nhất, Nội Bài, Phú Bài… Ngoài ra, loại mặt đường BTXM cốt thép liêntục lần đầu tiên được ứng dụng 1km tại Quốc lộ 12A Quảng Bình và sau đó khoảng500m tại trạm thu phí cầu Bãi Cháy

- Hệ thống đường giao thông nông thôn ở một số tỉnh như Thái Bình, ThanhHoá, Hưng Yên… cũng có sử dụng mặt đường BTXM với kết cấu đơn giản, đápứng nhu cầu giao thông ở địa phương với tải trọng nhỏ và lưu lượng thấp.

- Theo thống kê của Bộ GTVT, Tổng số đường giao thông nông thôn trong

cả nước bao gồm 172437 km, trong đó có 0,56% mặt đường bê tông nhựa và 7,2%mặt đường nhựa hoặc BTXM

2 Thực trạng về thiết kế, thi công, nghiệm thu và khai thác mặt đường BTXM

ở Việt Nam

2.1 Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng (mặt đường BTXM)

2.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế áo đường cứng đường ô tô 22 TCN 223 - 96\5:

- Được ban hành năm 1995, là tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, phục vụ choviệc thiết kế kết cấu mặt đường BTXM cho ngành GTVT

- Các kết cấu áp dụng: Mặt đường bê tông xi măng phân tấm chủ yếu là loạikhông cốt thép; móng BTXM dưới lớp mặt đường bê tông nhựa

2.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng do SMEC biên soạn:

- Được triển khai và hoàn thành năm 2008 trong Dự án xây dựng cầu đường

bộ giai đoạn 2 của Bộ GTVT, do công ty tư vấn SMEC liên danh với Hội Cầuđường Việt Nam Bản thảo đã được các chuyên gia trong nước soát xét, đã gửi lên

Vụ KHCN chờ các thẩm định tiếp theo

- Ngoài tiêu chuẩn thiết kế mặt đường cứng, đã biên soạn thêm Chỉ dẫn thiết

kế mặt đường cứng để bổ sung, giải thích rõ cho Tiêu chuẩn thiết kế

- Kết cấu áp dụng: mặt đường BTXM phân tấm không có cốt thép; mặtđường BTXM phân tấm có cốt thép (tăng chiều dài tấm); mặt đường BTXM cốtthép liên tục; lớp phủ bê tông nhựa trên mặt đường BTXM; lớp phủ BTXM khôngdính kết trên mặt đường BTXM; mặt đường BTXM phân tấm không có cốt thép ápdụng cho đường có lưu lượng xe thấp (sử dụng Catalog)

2.1.3 Quy định tạm thời về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông:

- Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT được ban hành năm 2012

- Quy định tạm thời này quy định các yêu cầu và cung cấp các chỉ dẫn cầnthiết để thiết kế kết cấu mặt đường bê tông xi măng (BTXM) thông thường có khenối: trên các đường ô tô làm mới có cấp hạng khác nhau (bao gồm cả đường caotốc); thiết kế mặt đường BTXM thông thường có khe nối trên các kết cấu mặt đườngmềm

- Quy định tạm thời này không áp dụng cho việc thiết kế sửa chữa mặtđường BTXM và thiết kế nâng cấp, cải tạo mặt đường BTXM cũ.

2.2 Tiêu chuẩn thi công mặt đường cứng

- Hiện nay ở Việt Nam chưa có Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặtđường cứng được ban hành Năm 2012, Bộ GTVT ra Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT về việc “Quy định tạm thời về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thôngthường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông”

- Với các Dự án xây dựng mặt đường BTXM cụ thể (vốn vay nước ngoài,trong nước) có chỉ dẫn kỹ thuật riêng, tuy nhiên, chưa được thống nhất

- Viện KHCN GTVT đã dự thảo Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặtđường BTXM cốt thép liên tục

- Năm 2008, SMEC liên danh với Hội Cầu đường Việt Nam đã biên soạnxong “Tiêu chuẩn thi công mặt đường BTXM” chờ ban hành

- Cuối năm 2008, Bộ Xây dựng (Vụ KHCN Bộ Xây dựng) đã giao nhiệm vụcho Viện KHCN GTVT (qua Vụ KHCN Bộ GTVT) biên soạn “Tiêu chuẩn thi công

và nghiệm thu mặt đường BTXM

2.3 Tiêu chuẩn thi công các lớp móng mặt đường có sử dụng xi măng

Năm 2012, Bộ GTVT, đã ban hành “Quy định tạm thời về kỹ thuật thi công

và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình giao thông”.Cùng với tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu các loại móng đường ô tô nói chung,bao gồm cả cho mặt đường cứng và mặt đường mềm Đã có 04 tiêu chuẩn thi công

và nghiệm thu các lớp móng sử dụng chất kết dính là xi măng và dùng cho kết cấumặt đường BTXM (mặt đường cứng), đó là:

2.3.1 Quy trình sử dụng đất gia cố bằng chất kết dính vô cơ trong xây dựng đường 22TCN-81-84:

- Đây là quy trình ban hành từ năm 1984, viết chung cho cả lớp móng vàmặt đường ô tô sử dụng vật liệu chất kế dính vô cơ (xi măng và vôi);

2.3.2 Quy trình thi công và nghiệm thu lớp cát gia cố xi măng trong kết cấu áo đường ô tô 22TCN 246 – 98:

- Quy trình được ban hành năm 1998

- Kết cấu áp dụng là lớp móng đường ô tô sử dụng cát thiên nhiên gia cố ximăng áp dụng cho tất cả các loại đường ô tô và sân bay, kể cả mặt đường cứng vàmặt đường mềm

2.3.3 Quy trình thi công và nghiệm thu lớp cấp phối đá (sỏi cuội) gia cố xi măng trong kết cấu áp đường ô tô 22TCN 245-98:

- Quy trình được ban hành năm 1998.

- Kết cấu áp dụng là đá dăm và đá nghiền từ cuội sỏi gia cố xi măng dùnglàm móng cho tất cả các loại đường ô tô và sân bay, kể cả mặt đường cứng và mặtđường mềm

2.3.4 Quy định tạm thời về kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình giao thông:

- Quyết định số 1951/QĐ-BGTVT được ban hành năm 2012

- Áp dụng cho việc thi công và nghiệm thu tầng mặt bê tông xi măng;(BTXM) của kết cấu áo đường cứng làm mới hoặc nâng cấp cải tạo trong xâydựngđường ô tô, đường cao tốc và có thể tham khảo áp dụng cho việc thi công tầng mặtBTXM đường đô thị và sân bay

2.4 Công nghệ thi công mặt đường BTXM

2.4.1 Giai đoạn trước năm 1995:

Trong thời gian trước đây (trước 1995), thi công mặt đường BTXM ở nước

ta chủ yếu là cơ giới kết hợp với thủ công Công đoạn trộn bê tông chủ yếu bằngmáy trộn nhỏ; riêng sân bay Tân Sơn Nhất và Nội Bài, công trường 75 - 808 có sửdụng máy trộn bê tông cưỡng bức năng suất cao Vận chuyển bê tông ra công trườngbằng ô tô (xe ben) Rải bê tông kết hợp cơ giới với thủ công, thiết bị rải bê tông tựchế tạo, chủ yếu bao gồm các khung dàn thép dùng tời kéo Đầm bê tông bằng đầmdùi, đầm bàn dùng sức người điều khiển Ván khuôn thép được sử dụng chủ yếu đểthi công các loại mặt đường nói trên Việc tạo khe thường bằng cách đặt các thanh

gỗ được tiến hành ngay trong quá trình thi công mặt đường Mastic chèn khe tự sảnxuất ở trong nước từ vật liệu nhựa đường thông thường

2.4.2 Giai đoạn sau 1995:

Thời điểm sau năm 1995, bắt đầu từ việc thi công sân bay Tân Sơn Nhất,sân bay Nội Bài và sau này là Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, thi công mặt đườngBTXM ở nước ta đã được cơ giới hoá bằng các thiết bị nhập ngoại

Cùng với việc sử dụng các thiết bị nêu trên, công nghệ thi công mặt đườngBTXM về cơ bản đã được cải thiện và chất lượng mặt đường BTXM được kiểmsoát Cho đến thời điểm hiện nay, có thể nói rằng, ở Việt Nam hoàn toàn có thể làmchủ được công nghệ thi công mặt đường BTXM phân tấm đổ tại chỗ

2.5 Đánh giá chất lượng một số đoạn mặt đường BTXM qua nghiệm thu

Những số liệu đánh giá dưới đây có nguồn gốc từ Viện Khoa học và Côngnghệ GTVT trong quá trình thực hiện nhiệm vụ của Bộ giao về việc kiểm tra và

nghiệm thu các đoạn đường ô tô sau khi xây dựng và một đoạn xây dựng thửnghiệm.

2.5.1 Trên QL 1A, Đoạn Vinh - Đông Hà:

- Trên các đoạn đường ngập lụt, xây dựng lớp BTXM phân tấm, không cócốt thép, chiều dày thiết kế 24cm Chiều dài xây dựng BTXM tổng cộng 16,125 km,trong đó HĐ1: dài 6,5 km; HĐ2: dài 3,2 km; HĐ3: dài 2,7 km; HĐ4: dài 3,275 km

- Thiết bị thi công: bao gồm cả loại thiết bị ván khuôn trượt và ván khuôn cốđịnh

- Đánh giá chất lượng mặt đường qua giá trị độ bằng phẳng IRI: Độ bằngphẳng theo Iri trung bình của đoạn mặt đường BTXM được kiểm tra với 4 HĐ lầnlượt là: 4.3; 3.6; 3.3; và 3.42 Tình trạng mặt đường BTXM không bằng phẳng cục

bộ xảy ra khá phổ biến, tỷ lệ đoạn cục bộ có IRI > 4 khá nhiều

- Đánh giá chung: Chất lượng thi công các đoạn mặt đường BTXM khôngđạt yêu cầu về độ bằng phẳng Sau khi thi công xong, nhiều đoạn đường BTXM có

bề mặt rất xấu, bong tróc (nhất là đoạn thuộc HĐ1 - Vinh) PMU1 đã áp dụng giảipháp phủ 1 lớp láng nhựa (chipping) lên trên, nhưng không có hiệu quả (lớp nhựamỏng bị bong bật) Nhiều vị trí tấm bị nứt, Nhà thầu đã phải sửa lại bằng cách cắt bỏtấm nứt, đổ lại tấm mới Sau một thời gian khai thác đã xuất hiện hiện tượng nứt tại

vị trí dọc vệt bánh xe

2.5.2 QL 12A, Quảng Bình, đoạn thí điểm mặt đường BTXM cốt thép liên tục:

- Đoạn thí điểm mặt đường BTXM cốt thép liên tục trên Quốc lộ 12 QuảngBình dài 1km (Km 26 + 600  đến Km 27 + 600) dày 24 cm, 2 làn xe, xây dựng trênmóng ĐDCP

- Việc thi công được thực hiện bằng công nghệ ván khuôn cố định, kết hợphoàn thiện bề mặt bằng thủ công

- Độ bằng phẳng theo IRI trung bình của đoạn mặt đường BTXM được kiểmtra dao động trong khoảng 3.54 - 4.47 (chuẩn là 3.0)

- Đánh giá chất lượng thi công qua khảo sát: khoảng cách và chiều rộng vếtnứt không đều, nhiều đoạn nứt với khoảng cách lớn 20m (quy định 2 - 3m) Độ mởrộng vết lớn so với thiết kế, có vị trí vết nứt lớn 3 - 4mm (quy định độ mở rộng vàvết nứt không quá 1mm)

2.5.3 Trạm thu phí cầu Bãi Cháy, đoạn mặt đường BTXM cốt thép liên tục:

- Công trình thử nghiệm BTXM cốt thép liên tục tại trạm thu phí Cầu BãiCháy hoàn thành vào tháng 7 - 2006, dài 500 m (KM 0 + 120 Km 0 + 520), 10 làn

xe, dầy 24cm trên lớp móng CPĐD gia cố 6% xi măng

- Chất lượng thi công: độ bằng phẳng tốt, độ nhám dạt yêu cầu Khoảngcách giữa các khe nứt tại thời điểm đưa vào khai thác 3 - 5m (cao hơn quy định), độ

mở rộng vết nứt nhỏ 0,5 - 0,8 mm (nhỏ hơn quy định)

2.5.4.  Đường Hồ Chí Minh, mặt đường bTXM phân tấm không cốt thép:

Mặt đường BTXM phân tấm được xây dựng 349 Km, trên đoạn ThạchQuảng - Ngọc Hồi (nhánh phía Đông và Nhánh phía Tây) Chiều dày tấm 22 cm, đặttrên móng CPĐD

Chất lượng thi công:

- Toàn bộ vật liệu mastic chèn khe của hãng IMASEAL - LB (Imax) bị hưhỏng (chảy), hiện nay đã phải bóc bỏ Loại mastic của Mỹ chèn khe có chất lượngtốt

- Có hiện tượng nứt một số tấm do các nguyên nhân: co ngót (97 tấm), cắtkhe chậm

- Có hiện tượng một số tấm không đủ cường độ (83 tấm), một số tấm không

Hầu hết các Tổng công ty xây dựng trong ngành GTVT và xây dựng sân bay

đã làm chủ được công nghệ thi công mặt đường BTXM Hiện các thiết bị thi côngmặt đường BTXM đang có mặt ở Việt Nam, chưa có điều kiện tiếp tục sử dụng

Về kiểm soát chất lượng, hiện đã có kinh nghiệm về kiểm soát chất lượngthi công mặt đường BTXM thông qua các công trình QL 1A, đường Hồ Chí Minh

và các sân bay

Cần nâng cao khả năng đồng bộ hoá về thiết bị thi công và tăng cường côngtác hướng dẫn công nghệ và kiểm soát chất lượng thi công, nhất là chất lượng bềmặt, thi công công tác mối nối, bảo dưỡng, cắt khe, chèn khe

Có thể áp dụng cho hầu hết các cấp hạng đường ô tô và sân bay

3.2 Mặt đường BTXM cốt thép

Đã xây dựng ở đường Hùng Vương, Ba Đình, Hà Nội Tuy nhiên phạm vi

áp dụng chỉ nên cho những công trình có tải trọng nặng, các công trình đặc biệt vànhững tuyến đường đi qua vùng đất yếu (vẫn còn tiếp tục lún dư trong phạm vi chophép)

3.3 Mặt đường BTXM lưới thép

Mặt đường BTXM lưới thép thực chất là mặt đường BTXM phân tấm thôngthường đặc tăng cường lưới thép hạn chế các vết nứt khi thi công và trong khai thác.Phạm vi áp dụng như mặt đường BTXM phân tấm thông thường nhưng trong điềukiện thi công khắc nghiệt và trong những công trình yêu cầu chất lượng cao

3.4 Mặt đường BTXM cốt thép liên tục

Mặt đường BTXM cốt thép liên tục đã được nhiều nước trên thế giới ápdụng Đây là xu hướng công nghệ tiên tiến, đã và sẽ được ngày càng áp dụng rộngrãi Giá thành đầu tư ban đầu cao hơn mặt đường BTXM phân tấm thông thườngnhưng ưu điểm là mặt đường êm thuận Hơn nữa, khi cần phải sửa chữa, nâng cấphoàn toàn có thể áp dụng giải pháp tăng cường lên trên 1 hoặc 2 lớp BTN như mặtđường mềm

Loại mặt đường BTXM cốt thép liên tục mới được xây dựng thử nghiệm ởViệt Nam, tại QL 12A Quảng Bình (Chất lượng chưa đạt yêu cầu) và tại Trạm thuphí cầu Bãi Cháy (chất lượng tốt, đạt yêu cầu đề ra) Cũng cần phải thận trọng vềkiểm soát chất lượng thi công trong việc xây dựng đại trà

Có thể áp dụng loại mặt đường này cho các tuyến đường cấp cao, đường caotốc, các đường bằng, đường lăn sân bay

3.5 Mặt đường BTXM lu lèn

Mặt đường BTXM lu lèn đã được áp dụng ở một số nước trên thế giới, nhất

là ở Pháp và Trung Quốc Ở Việt Nam mới có tài liệu tham khảo mà chưa có kinhnghiệm về xây dựng loại đường trên đấy Đây là loại mặt đường có công nghệ thicông đơn giản, yêu cầu về vật liệu không khắt khe, giá thành hạ và chỉ cần phủ lêntrên lớp láng nhựa là có thể đưa vào khai thác được Khi nâng cấp cải tạo đơn giảnhơn các loại mặt đường BTXM khác và có thể phủ tăng cường lên trên mặt như mặtđường mềm thông thường

Có thể áp dụng cho các loại đường cấp cao thứ yếu, đường miền núi, đườngnông thôn Cần tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm trước khi thi công đại trà

3.6 Khả năng sử dụng xi măng trong tất cả các lớp móng và lớp trên nền đường ô

tô các loại

Trong điều kiện tự nhiên (chế độ thuỷ nhiệt) như ở Việt Nam, việc sử dụngcác lớp móng đường ô tô bằng vật liệu gia cố (toàn khối) cho tất cả các loại cấpđường là hết sức thích hợp và mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt

Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm (22TCN 211 - 06), đã chỉ ra và quyđịnh về yêu cầu thiết kế các lớp kết cấu áo đường có sử dụng vật liệu gia cố Đây là

tiền đề và cơ sở pháp lý cho việc thiết kế kết cấu áo đường cả cứng và mềm sử dụngcác lớp vật liệu gia cố như đất, cát, đá gia cố xi măng.

Theo kinh nghiệm xây dựng và trong các chỉ dẫn về thiết kế thi công củacác nước trên thế giới, móng đường của mặt đường BTXM phải toàn khối, trong đó

có móng cát hoặc đá gia cố xi măng

Ngoài ra, cũng chính tổng kết kinh nghiệm trong nhiều năm xây dựngđường ở nước ta và chính trong 22TCN 211 - 06 đã quy định về lớp trên của nềnđường trong bài toán thiết kế tổng thể nền mặt đường là: Nếu không có điều kiện vềvật liệu (vật liệu tốt như đất cấp phối đồi…) cần phải sử dụng đất tại chỗ gia cố vớichất kết dính vôi hoặc xi măng với chiều dày 30cm để làm lớp trên của nền đường,đáp ứng yêu cầu về ngăn nước mao dẫn đồng thời tạo điều kiện cho việc thi côngcác lớp móng đường phía trên

Chính vì vậy, trong thời gian tới đây, cần có điều chỉnh về việc lựa chọn vậtliệu lớp móng trong thiết kế kết cấu áo đường nói chung và riêng cho áo đường cứng(mặt đường BTXM) theo hướng sử dụng các vật liệu cát và đá gia cố xi măng [1]

II VẬT LIỆU BÊ TÔNG XI MĂNG NỘI BẢO DƯỠNG – KHÁI NIỆM VÀ

CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG NỘI BẢO DƯỠNG

1 Bảo dưỡng mặt đường bê tông xi măng

1.1 Bảo dưỡng bê tông xi măng trong thi công nói chung

Theo TCVN 8828:2011 - Bê tông - Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên, đã nêu

[18]:

- Quá trình bảo dưỡng ẩm tự nhiên được phân thành 2 giai đoạn: bảo dưỡng

ban đầu và bảo dưỡng tiếp theo Hai giai đoạn này liên tục kế tiếp nhau không có

bước gián đoạn, kể từ khi hoàn thiện xong bề mặt bê tông cho tới khi bê tông đạt

được cường độ bảo dưỡng tới hạn

- Giai đoan bảo dưỡng ban đầu: Giai đoạn này cần có biện pháp đảm bảo bê

tông không bị bốc hơi nước dưới tác động của các yếu tố khí hậu địa phương (như

nắng, gió, nhiệt độ và độ ẩm không khí) Đồng thời không để lực cơ học tác động

lên bề mặt bê tông

Bảng 1 - Phân vùng khí hậu theo yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên của bê tông

Vùng khí hậu bảo

dưỡng ẩm bê tông Vị trí địa lý Tên mùa

Thời gian trong năm, tính theo tháng

Vùng A Từ huyện Diễn Châu (Nghệ

An) trở ra

Mùa mưa ẩmMùa hanh khô

4  9

10  3Vùng B Phía Đông Trường Sơn từ Diễn

Châu đến Ninh Thuận

Mùa khôMùa mưa

2  7

8  11Vùng C Phần còn lại, bao gồm Tây

nguyên và đồng bằng Nam bộ

Mùa khôMùa mưa

12  4

5  11

Tiến hành bảo dưỡng ban đầu như sau:

Bê tông sau khi tạo hình xong cần phủ ngay bề mặt hở bằng các vật liệu đã

được làm ẩm (bằng các vật hoặc vật liệu thích hợp sẵn có) Lúc này không tác động

lực cơ học và không tưới nước trực tiếp lên bề mặt bê tông để tránh bi hư hại bề mặt

bê tông Khi cần có thể tưới nhẹ nước lên mặt vật liệu phủ ẩm Cũng có thể phủ mặt

bê tông bằng các vật liệu cách nước như nilon, vải bạt, hoặc phun chất tạo màng

ngăn nước bốc hơi Khi dùng chất tạo màng trên bề mặt bê tông thì việc tiến hành

phun được thực hiện theo chỉ dẫn của nhà sản xuất chất tạo màng Cũng có thể dùng

thiết bị phun sương để phun nước thành sương trực tiếp lên mặt bê tông mà không

cần phủ mặt bê tông

Việc phủ ẩm bề mặt bê tông trong giai đoạn bảo dưỡng ban đầu là nhất thiếtphải có khi thi công trong điều kiện bị mất nước nhanh (như gặp trời nắng gắt, khíhậu nóng khô, khí hậu có gió Lào) Các trường hợp khác có thể không phủ mặt bêtông, nhưng phải theo dõi để đảm bảo hạn chế bê tông bị mất nước, tránh nứt mặt bêtông.

Việc giữ ẩm bê tông trong giai đoạn bảo dưỡng ban đầu kéo dài tới khi bêtông đạt được một giá trị cường độ nén nhất định, đảm bảo có thể tưới nước trực tiếplên mặt bê tông mà không gây hư hại Thời gian để đạt cường độ này vào mùa mưa

ẩm ở Vùng A và các mùa ở Vùng B và C là khoảng (2,5  5) h; vào mùa hanh khô ởVùng A là khoảng (5  8) h đóng rắn của bê tông tùy theo tính chất của bê tông vàđặc điểm của thời tiết Tại hiện trường có thể xác định thời điểm này bằng cách tướithử nước lên mặt bê tông, nếu thấy bề mặt bê tông không bị hư hại là được, khi đóbắt đầu giai đoạn bảo dưỡng tiếp theo

- Giai đoạn bảo dưỡng tiếp theo: Tiến hành kế tiếp ngay sau giai đoạn bảo

dưỡng ban đầu Đây là giai đoạn cần tưới nước giữ ẩm liên tục mọi bề mặt hở của bêtông cho tới khi ngừng quá trình bảo dưỡng

+ Đối với bê tông dùng xi măng poóc lăng và xi măng poóc lăng hỗn hợp:

cần thường xuyên tưới nước giữ ẩm cho mọi bề mặt hở của kết cấu bê tông cho tớikhi bê tông đạt giá trị cường độ bảo dưỡng tới hạn và thời gian bảo dưỡng cầnthiết như sau:

a) Đối với bê tông nặng thông thường, bê tông mác cao, bê tông chốngthấm, bê tông tự lèn: Không dưới mức quy định ở Bảng 2, tùy theo vùng và mùa khíhậu

b) Đối với bê tông cốt liệu nhẹ, bê tông cốt sợi phân tán: Thời gian bảodưỡng cần thiết giảm 1 ngày đêm so với giá trị ở Bảng 2 Riêng mùa mưa ở vùng B

và C không dưới số ngày đêm ở Bảng 2

c) Đối với bê tông bọt và bê tông khí: Thời gian bảo dưỡng cần thiết tăngthêm 1 ngày đêm so với mức quy định ở Bảng 2

d) Đối với bê tông của kết cấu sẽ chịu tác động thường xuyên của hóa chất,

bê tông của kết cấu xây dựng ở vùng ven biển trong phạm vi 1 km tính từ mép nước

và bê tông ở hải đảo Nếu không có quy định riêng của thiết kế thì thời gian bảodưỡng cần thiết lấy tăng thêm 1 ngày đêm so với mức quy định ở Bảng 2

e) Đối với bê tông khối lớn: Bê tông kết cấu khối lớn của các công trìnhcông nghiệp và dân dụng (như móng silô, móng ống khói, móng máy, tường và vòmhầm, tường chắn đất v.v ): Ngoài các yêu cầu của thiết kế, thời gian bảo dưỡng cần

thiết không dưới 7 ngày đêm, không phân biệt vùng và mùa khí hậu Biện pháp tướinước và biện pháp thoát nhiệt cho bê tông khối lớn trong giai đoạn bảo dưỡng tiếptheo cần thực hiện theo hướng dẫn của TCXDVN 305:2004.

Bê tông các đập lớn: Thực hiện theo yêu cầu của thiết kế hoặc theo biệnpháp thi công đã được phê duyệt

f) Đối với bê tông đầm lăn: Bê tông đầm lăn dùng cho mặt đường hoặc sânbãi: thời gian bảo dưỡng cần thiết không dưới mức quy định ở Bảng 2

Bê tông đầm lăn cho đập lớn: Thực hiện theo yêu cầu của thiết kế hoặc theobiện pháp thi công đã được phê duyệt Có thể dùng thiết bị phun nước thành sươnglên mặt bê tông ngay sau khi đầm lèn mỗi lớp Việc phun sương được tiến hànhcuốn chiếu lên theo các lớp đổ Khi ngừng thi công, lớp đổ cuối cùng được tướinước bảo dưỡng không ít hơn 7 ngày đêm

+ Đối với bê tông dùng xi măng poóc lăng xỉ và poóc lăng puzolan: Thời

gian bảo dưỡng ẩm tăng thêm 1 ngày đêm so với quy định ở Bảng 2

+ Đối với bê tông dùng xi măng đóng rắn chậm, hoặc dùng phụ gia chậm

đông kết: Thời gian bảo dưỡng cần thiết tăng thêm 1 ngày đêm so với quy địnhtrong Bảng 2

Bảng 2 - Mức giá trị cường độ bảo dưỡng tới hạn và thời gian bảo dưỡng cần

thiết cho bê tông nặng thông thường

Mức giá trị quy định không nhỏ hơn

61

- Trong giai đoạn bảo dưỡng tiếp theo có thể phủ ẩm hoặc không phủ ẩm bề

mặt bê tông Đối với vùng có khí hậu nóng khô hoặc có gió Lào thì việc phủ ẩm sẽ

có tác dụng để giảm số lần tưới nước trong ngày và hạn chế nứt mặt bê tông

Số lần tưới nước trong một ngày tùy thuộc vào môi trường khí hậu địaphương, sao cho bề mặt bê tông luôn được ẩm ướt Việc tưới nước giữ ẩm cần được

duy trì cả ban ngày lẫn ban đêm để đảm bảo cho bề mặt bê tông luôn được giữ ẩm,tránh bị để khô trong đêm.

Trong giai đoạn bảo dưỡng tiếp theo có thể thực hiện ngâm nước trên mặt

bê tông thay cho tưới nước giữ ẩm

- Nước dùng để tưới giữ ẩm bề mặt bê tông cần thỏa mãn yêu cầu của

TCVN 4506:1987 Cũng có thể dùng nước sông, nước hồ ao không có tạp chất gâyhại cho bê tông để bảo dưỡng ẩm bê tông

- Khi sản xuất các sản phẩm bê tông hoặc thi công công trình bê tông có sử

dụng các giải pháp kỹ thuật để tăng nhanh đóng rắn bê tông nhằm sớm tháo cốp pha(như hấp hơi nước, hấp bằng năng lượng mặt trời, hấp bằng điện v.v ) thì quá trìnhbảo dưỡng tiếp theo cần được thực hiện cho tới khi bê tông đạt cường độ bảo dưỡngtới hạn Khi tháo cốp pha mà bê tông chưa đạt cường độ bảo dưỡng tới hạn thì phảitiếp tục tưới nước bảo dưỡng ẩm cho tới khi bê tông đạt được cường độ bảo dưỡngtới hạn theo quy định

Hình 2 Bảo dưỡng bên ngoài (EC) mặt đường bê tông xi măng

1.2 Vai trò của công tác bảo dưỡng trong thi công mặt đường bê tông xi măng

Nứt bêtông là hiện tượng thường gặp trong công trình xây dựng Các vết nứttrong bêtông có thể phát triển từ nhiều nguyên nhân, mà bản chất là khả năng chịuuốn kém của bêtông Các vết nứt trông thy được thường gặp khi ứng suất uốn lớnhơn khả năng (cường độ) bền uốn của bêtông Các vết nứt trông thấy thường liênquan đến khả năng các vết nứt này tạo điều kiện dễ dàng cho sự xâm nhập của cáctác nhân xâm thực vào bêtông và tiếp cận cốt thép hay các thành phần của cấu trúcxây dựng và dẫn đến huỷ hoại cấu trúc công trình

Bản chất của kết cấu BTCT là dễ xuất hiện vết nứt Nứt có thể do nhiềunguyên nhân: công nghệ, phương pháp và trình độ của đơn vị thi công còn hạn chế,

quản lý trong quá trình thi công và nghiệm thu chưa chặt chẽ, hoặc do điều kiện khíhậu thời tiết ở nước ta nóng ẩm, biến thiên nhiệt độ và độ ẩm trong ngày rất cao, gâybiến đổi thể tích bê tông trong quá trình làm việc, gây mỏi và nứt cho kết cấu BTCT.

Trong quá trình thi công và sử dụng, hiện tượng nứt BTCT làm bất lợi đếntính bền vững công trình, gây thấm, hỏng những kết cấu liền kề, đặc biệt ở nước tanằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm

Nhiều công trình xây dựng sử dụng kết cấu BTCT quy mô lớn như cầu, nhàcao tầng, các công trình lớn, công trình công nghiệp, đập thuỷ điện, móng silo …đòi hỏi tính bền vững và ổn định công trình cao, việc xuất hiện vết nứt tại các kếtcấu BTCT gây nhiều bất lợi không chỉ về mặt kỹ thuật mà còn ảnh hưởng đến kinh

tế - chính trị, gây nên tâm lý xã hội phức tạp nếu không được giải quyết và khắcphục triệt để

Theo một khảo sát gần đây, sự xuất hiện của vết nứt trong các cấu kiệnBTCT ở các công trình xây dựng ngày càng phổ biến và hình thái của vết nứt thì đadạng

Hiện tượng nứt kết cấu bê tông cốt thép thường gây lo ngại cho chủ đầu tư

và người sử dụng công trình Đây cũng là mối quan tâm thường xuyên của giớichuyên môn và các nhà quản lý Có những vết nứt ảnh hưởng đến sự an toàn của kếtcấu cần thiết phải xử lý hay gia cường để tránh xảy ra sự cố công trình nhưng cũng

có những trường hợp nứt kết cấu có thể chấp nhận được mà không đòi hỏi xử lý haygia cường bổ sung Việc xác định được vết nứt thuộc loại nào sẽ rất hữu ích cho cácđơn vị quản lý và thi công, tiết kiệm được thời gian, chi phí trong quá trình nhận biết

và xử lý nứt

Những hiện tượng trên cho thấy sự cần thiết của công tác tập hợp nhữngnguyên nhân gây ra nứt kết cấu BTCT, từ đó phân tích và diễn giải quá trình, đưa racác phương án hạn chế và xử lý cho kết cấu BTCT bị nứt

1.3 Nguyên tắc bảo dưỡng bê tông xi măng trong thi công mặt đường

Thông thường, mặt đường bê tông được bảo dưỡng bằng cách rải một lớpvật liệu ngăn cách và duy trì độ ẩm, và mặt đường sau khi rải được che đậy bằngtấm nhựa khi mưa để tránh hư hỏng mặt đường (ACPA 1996a – trang VI-55 và VI-56) FHWA gần đây đã xuất bản Hướng dẫn bảo dưỡng mặt đường bê tông xi măngPortland, Tập I (Poole 2005) Hướng dẫn này đề cập đến các hoạt động chính trongviệc bảo dưỡng mặt đường - bảo dưỡng ngay sau khi rải bê tông mặt đường (còn gọi

là bảo dưỡng ban đầu), bảo dưỡng sau khi hoàn thiện bề mặt (còn gọi là bảo dưỡng

cuối cùng), kết thúc và đánh giá hiệu quả bảo dưỡng Poole định nghĩa việc bảodưỡng là quy trình kiểm soát độ ẩm và nhiệt độ có chủ ý trong giới hạn quy định.Quá trình này cho phép các đặc tính cụ thể phát triển và ngăn ngừa thiệt hại do quátrình bay hơi nước và / hoặc thay đổi nhiệt trong quá trình hình thành cường độ củakết cấu bê tông (Poole 2005: 1).

Các yếu tố ảnh hưởng đến yêu cầu bảo dưỡng

Bảo dưỡng đặc biệt quan trọng đối với mặt đường vì so với các loại kết cấu

bê tông thì mặt đường bê tông xi măng có tỉ lệ bề mặt trên tổng thể tích khối bêtông cao Bảo dưỡng kém có thể dẫn đến hư hại cho mặt đường bê tông Hư hỏngxảy ra do nứt co dẻo, ứng suất nhiệt hoặc nứt co ngót khi bay hơi nước Mặt đường

bê tông được bảo dưỡng kém cũng có thể có khả năng chống mài mòn kém vàcũng không thể chống ảnh hưởng của muối ở các khu vực duyên hải, hay ảnhhưởng của muối rải trong bảo trì đường trong vùng băng giá, và chống lại tác độngcủa các quá trình xuống cấp mặt đường khác

Khi lớp bê tông xi măng mặt đường được đặt trên các lớp móng gia cố haylớp móng thấm nước, tác động của co ngót, uốn vồng và cong võng do bảo dưỡngkhông đúng cách sẽ tăng lên đáng kể Cần đặc biệt chú ý trong việc bảo dưỡng bêtông mặt đường trong trường hợp có lớp móng gia cố hoặc lớp móng thấm nước,như là: móng đá dăm gia cố xi măng (CTB – Cement Treated Base); móng bê tôngnghèo (LCB – Lean Concrete Base); móng bê tông xi măng rỗng thấm nước(CTPB – Cement Treated Permeable Base) (Hall và cộng sự 2005: 27)

Vật liệu bê tông, thành phần hỗn hợp, tính chất trong những ngày tuổi banđầu và điều kiện khí hậu trong thời gian vài ngày sau khi đổ bê tông là rất quantrọng đối với việc lập kế hoạch và chuẩn bị cho việc bảo dưỡng bê tông

Loại xi măng được sử dụng có vai trò quan trọng, chủ yếu từ quan điểmtăng cường độ của xi măng Bảo dưỡng thường được chỉ định trong một khoảngthời gian cụ thể (số ngày) hoặc cho đến khi đạt được cường độ bê tông nhất định

Xi măng sử dụng cho đường BTXM tại Việt Nam yêu cầu cường độ nén và cường

độ kéo uốn ở 3 ngày tuổi và 28 ngày tuổi tùy thuộc cấp đường [Qui định tạm thời

về Kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường BTXM trong xây dựng công trình giao thông – Quyết định số 1951/QĐ-BGTVT ngày 17/8/2012 – Bảng 1] Độ mịn của xi măng ảnh hưởng đến [Qui định tạm thời về Kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường BTXM trong xây dựng công trình giao thông – Quyết định số 1951/QĐ- BGTVT ngày 17/8/2012 – Bảng 2] Xi măng rất mịn có thể ảnh hưởng đến quá

trình tách nước và làm khô bên trong với tốc độ chậm Các loại xi măng rất mịn có

thể tạo tốc độ tách nước rất chậm trong điều kiện thời tiết khô Các vật liệu có độmịn lớn như các loại puzolan, đặc biệt như bột silic có thể gây ra vấn đề này.

Pozzolans, đặc biệt là tro bay lớp F, làm chậm thời gian ninh kết và làmchậm hình thành cường độ Do đó, thời gian tối ưu cho bảo dưỡng cuối cùng cũng

bị chậm lại và làm tăng nguy cơ xảy ra nứt co dẻo Chậm hình thành cường độcũng làm kéo dài thời gian bảo dưỡng yêu cầu Tro bay loại C cũng làm kéo dàithời gian ninh kết nhưng không làm chậm thời gian hình thành cường độ như trobay loại F Lượng tách nước của bê tông phụ thuộc vào tỷ lệ N/X Nếu tốc độ bayhơi nước từ bê tông vượt quá tốc độ tách nước, thì hiện tượng nứt co dẻo sẽ xảy ra.Mặt khác, tách nước quá nhanh sẽ dẫn đến tỷ lệ N/X còn lại quá thấp ở bề mặt bêtông, lớp bề mặt yếu và khả năng chống mài mòn kém Tốc độ tách nước (BleedingRate -BR), tính bằng kg nước / m2 / giờ, có thể được tính bằng phương trình thựcnghiệm (Poole 2005: 6-7)

BR = (0.51∗N/XM−0.15)∗D (1)trong đó w / cm = tỷ lệ N/XM và D = chiều dày mặt đường tính bằng mm(hoặc bằng inches *25,4) Độ tách nước của một loại bê tông xi măng nhất định có

thể được xác định bằng thực nghiệm (TCVN 3109 : 1993 – Phương pháp xác định tách vữa và độ tách nước)

Bê tông rải mặt đường có xu thế có tỉ lệ N/XM nằm trong khoảng từ 0,38đến 0,48 Đối với mặt đường dày 30 cm [12 in], tốc độ tách nước tương ứng với tỉ lệnày sẽ dao động trong khoảng 0,13 đến 0,28 kg/m2/giờ [0,027 đến 0,057 lb./ft.2/hr].Đây là tỷ lệ tách nước trung bình thấp hơn so với các loại bê tông sử dụng nóichung, dao động trong khoảng 0,5 đến 1,5 kg/m2/giờ [0,1 đến 0,3 lb./ft.2/hr] Điềunày dẫn đến việc bê tông xi măng mặt đường mất nước nhanh hơn khối lượng tách

nước do bay hơi Tiêu chuẩn ACI 308 [ACI 305 1999: 5 - American Concrete Institute (ACI) Committee 308 (1998) Standard Specification for Curing Concrete, ACI 308.1-98, Farmington Hills, MI:] cho rằng điều kiện làm khô 0,5 kg/m2/giờ là

ngưỡng đe dọa trung bình với hầu hết bê tông Giới hạn tách nước an toàn hơn cho

bê tông rải mặt đường là khoảng 0,3 kg/m2/h

Hàm lượng vật liệu xi măng cao, đặc biệt là các hạt mịn như xi măng loại IIIhoặc pozzolans, có xu hướng làm giảm tách nước Tỷ lệ cao của vật liệu tính ximăng này cũng làm tăng co ngót khô dài hạn Thời gian ninh kết ban đầu cũng rấtquan trọng

Đối với bê tông thông thường, bảo dưỡng cuối cùng thường không đượcthực hiện cho đến giai đoạn ninh kết ban đầu Với phương pháp thi công mặt đường

bằng ván khuôn trượt, bảo dưỡng cuối cùng thường được thực hiện xong trong vàiphút sau khi rải bê tông, trước thời điểm ninh kết ban đầu và vào cuối thời gian táchnước Nếu tốc độ tách nước thấp so với tốc độ bay hơi, thì việc mất lớp váng bề mặt

sẽ xảy ra sớm ngay sau khi rải bê tông, như vậy bảo dưỡng cuối cùng nên được bắt

đầu ngay trong quá trình tách nước [Poole, T.S (2005) Guide for Curing of Portland Cement Concrete Pavements, Volume I, FHWA-RD-02-099, Washington, DC: Federal Highway Administration, United States Department of Transportation.]

Tuy nhiên, vấn đề đối với bê tông xi măng mặt đường có thể xảy ra ngay cảkhi thực hiện công tác bảo dưỡng cuối cùng trước khi bê tông ninh kết, khi mà nướcvẫn tiếp tục tách nổi lên bề mặt đường Lượng nước này có thể rửa trôi các hạt mịn

và đẩy lại thành một lớp trên bề mặt, hoặc làm hỏng lớp màng bảo dưỡng trên bềmặt Sự bay hơi của nước tách ra từ bề mặt của bê tông phụ thuộc vào tốc độ gió,nhiệt độ của bê tông, nhiệt độ của không khí và độ ẩm tương đối Tốc độ bay hơitheo truyền thống được xác định bằng toán đồ được công bố trong Tiêu chuẩn ACI

308, Hướng dẫn Bảo dưỡng Bê tông xi măng; tiêu chuẩn ACI 308R-01 và ACI306R - bê tông hóa trong điều kiện thời tiết nóng Poole (2005: 11) đề xuất phươngtrình để có thể tính toán bằng các bản tính lập phần mềm tính toán

(2)Với – tốc độ bay hơi (kg/m2/h);

– tốc độ gió (m/s)

CT – nhiệt độ của bê tông xi măng (0C)

AT – nhiệt độ của không khí (0C)

– độ ẩm tương đối (%)

Sự bay hơi tăng khi tốc độ gió và nhiệt độ không khí hoặc nhiệt độ bê tôngtăng, và khi độ ẩm tương đối giảm Đối với bê tông xi măng mặt đường, chỉ có nhiệt

độ bê tông xi măng có thể được kiểm soát một cách dễ dàng và chính xác Người takhuyên rằng trước khi rải, có thể dự tính được tốc độ bay hơi trong điều kiện môitrường dự kiến Tốc độ gió tăng nhanh với chiều cao của các điểm tính từ bề mặtđường Do vậy để dự báo bay hơi, tốc độ gió nên được đo ở khoảng 0,5 m (20 in)tính từ bề mặt bê tông Các phép đo được thực hiện ở các vị trí cao hơn sẽ dự báo

tốc độ bốc hơi cao quá mức thực tế (American Concrete Institute American Concrete Institute (ACI) Committee 305 (1999) Hot Weather Concreting, ACI 305R-

99, Farmington Hills, MI: American Concrete Institute.).

Tiêu chuẩn hướng dẫn khuyến nghị rằng khi bay hơi vượt quá tách nước, thìphải làm gì đó để giảm tốc độ bay hơi Giải pháp trong tiêu chuẩn là phun sương vậtliệu phủ mặt hay chắn gió để giảm tốc độ bay hơi Tuy nhiên, không giải pháp nàotrong chúng có tác dụng đặc biệt đối với dự án thi công mặt đường bê tông xi măngtrong khu vực rộng lớn Có 03 giải pháp có thể hữu ích trong trường hợp khu vực thicông rộng: Một là chuyển thời gian thi công từ ban ngày sang thời gian ban đêm cóđiều kiện bay hơi ít hơn do độ ẩm tương đối ban đêm cao hơn (Poole 2005: 14); hai

là giảm nhiệt độ bê tông tại thời điểm rải bê tông mặt đường bằng giải pháp thíchhợp, như sử dụng nước trộn bê tông là nước lạnh và ba sử dụng các chất khử bayhơi Các chất khử bay hơi có thể làm giảm tốc độ bay hơi tới 65% (Poole 2005: 15)

Bảo dưỡng ban đầu

Bảo dưỡng ban đầu là khoảng thời gian giữa việc rải bê tông mặt đường vàthực hiện bảo dưỡng cuối cùng Các hạng mục hoạt động chính trong quá trình bảodưỡng ban đầu là xác minh các điều kiện môi trường và thực hiện các điều chỉnh tạichỗ Thời điểm thích hợp để áp dụng bảo dưỡng cuối cùng là thời điểm ninh kết banđầu của bê tông Các điều kiện môi trường tại chỗ mà có ảnh hưởng đến tốc độ bayhơi, như thể hiện trong phương trình (2), có thể được xác minh ngay tại hiện trườngbằng các thiết bị đơn giản Nhiệt độ của bê tông nên được đo thường xuyên trongquá trình thi công và bảo dưỡng khi thời tiết nóng Hai điều chỉnh tại chỗ có thể hữuích trong quá trình rải mặt đường là giảm nhiệt độ bê tông và áp dụng giải phápgiảm bay hơi Nhiệt độ bê tông có thể được giảm bằng cách trải mỏng các đống cốtliệu lưu trữ để làm giảm nhiệt độ của chúng, làm mát nước trộn hoặc thêm đá vàonước trộn bê tông Tiêu chuẩn ACI 305R cung cấp các phương trình xác định nhiệt

độ bê tông dựa trên nhiệt độ của các vật liệu cấu thành, bao gồm cả đá nếu được sửdụng Ở vùng khí hậu nóng, việc phun nitơ lỏng trực tiếp vào xe tải trộn sẵn đã đượcchứng minh rất hiệu quả để giảm nhiệt độ bê tông

Giải pháp giảm tốc độ bay hơi là các giải pháp tương đối mới được nghiêncứu để giải quyết cụ thể tình trạng tốc độ bay hơi quá mức Cách tiếp cận là sử dụngcác giải pháp giảm bay hơi với số lượng và tần suất đủ để bê tông không bị mấtlượng nước lớn trong thời gian ngắn do bay hơi Ứng dụng được tạo ra bằng cách sửdụng các thiết bị tương tự như trong quá trình bảo dưỡng Chất khử bay hơi là nhũtương nước của các hợp chất tạo màng Các hợp chất tạo màng là thành phần hoạtđộng làm chậm sự bay hơi của nước Ngoài ra còn có một lợi ích từ phần nước củacác chất khử bay hơi ở chỗ nó bù ở mức độ nhỏ cho tổn thất của nước trộn để bayhơi (Poole 2005: 19)

Tùy thuộc vào điều kiện môi trường, giải pháp giảm bay hơi có thể cầnđược áp dụng nhiều lần Tần suất yêu cầu để rải chất giảm bay hơi có thể được xácđịnh bằng phương trình sau (Poole 2005: 19):

(3)Với: – tần suất áp dụng, giờ

– tỉ lệ tải, kg/m2

– tốc độ bay hơi của nước tách, kg/m2/h

– tốc độ tách nước của bê tông, kg/m2/h

Phương trình này giả định rằng chất giảm bay hơi làm giảm 40% lượng bốchơi, thấp hơn giá trị mà hầu hết các nhà sản xuất yêu cầu Công tác bảo dưỡng bêtông xi măng có thể được sử dụng sớm hơn để có tác dụng như giải pháp giảm bayhơi Tuy nhiên, điều này có thể ảnh hưởng đến công tác bảo dưỡng cuối cùng

Bảo dưỡng cuối cùng

Bảo dưỡng cuối cùng là khoảng thời gian giữa ứng dụng bảo dưỡng cuốicùng và kết thúc bảo dưỡng bắt buộc Các phương pháp bảo dưỡng cuối cùng đượcphân ra thành các phương pháp sử dụng hợp chất bảo dưỡng, phương pháp bổ sungnước và phương pháp giữ nước Đối với các dự án thi công mặt đường bê tông xi

măng lớn, chỉ có phương pháp sử dụng hợp chất bảo dưỡng được coi là có tính thực

tế và kinh tế Phương pháp bổ sung nước (tạo nước đọng trên bề mặt bê tông) vàphương pháp giữ nước (màng bao giữ nước) có thể được xem xét áp dụng cho phạm

vi nhỏ hoặc trong bảo trì sửa chữa mặt đường bê tông xi măng

Sử dụng hợp chất bảo dưỡng là phương pháp kinh tế nhất để bảo dưỡng bêtông xi măng mặt đường trong phạm vi lớn do có chi phí nhân công tương đối thấp.Sau khi rải hợp chất bảo dưỡng, không cần phải trông nom hay các hoạt động cầnthiết khác Nhược điểm của phương pháp sử dụng hợp chất bảo dưỡng là yêu cầulựa chọn chủng loại và yêu cầu tuân thủ kỹ thuật công nghệ phức tạp và khắt khe,cần phải có kỹ năng sử dụng vật liệu một cách đúng đắn với tỉ lệ chính xác [Poole2005: 22]

Lựa chọn hợp chất bảo dưỡng - thường dựa trên khả năng giữ nước Các yếu

tố để lựa chọn bao gồm sắc tố, thời gian khô, loại và lượng chất rắn, chất hữu cơ dễbay hơi (để cân nhắc về vấn đề an toàn lao động và ảnh hưởng đến môi trường), khảnăng bao phủ và độ nhớt Các hợp chất bảo dưỡng có một số thông số kỹ thuật yêucầu liên quan đến: thời điểm rải; tỉ lệ rải; và các điều kiện rải

Thời điểm rải rất quan trọng Các hợp chất bảo dưỡng có tác dụng tốt nếuđược rải sau thời gian ninh kết ban đầu của bê tông Các hướng dẫn thi công mặtđường bê tông xi măng điển hình thường khuyến cáo rải hợp chất bảo dưỡng khi lớpmàng sáng bề mặt đã biến mất Nhưng thực hiện đúng điều này lại có thể dẫn đếnđặc tính mặt đường kém Hỗn hợp bê tông rải mặt đường thường có xu thế có tỉ lệN/XM tương đối thấp, do đó màng sáng bề mặt bê tông có thể biến mất ngay sau khirải, thậm chí ở điều kiện làm khô tương đối chậm Mặc dù vậy, quá trình tách nướcvẫn tiếp tục Nếu rải hợp chấp bảo dưỡng ngay sau đó sẽ làm chậm hoặc làm ngừngbay hơi, làm tích tụ nước dưới màng bảo dưỡng hoặc làm loãng hợp chất bảo dưỡng.Trong cả hai trường hợp này, màng bảo dưỡng có khả năng bị hư hại và làm giảmhiệu quả trong giai đoạn bảo dưỡng cuối cùng Hư hỏng này đôi khi có thể quan sátđược như là các vết nứt hoặc rách màng bảo dưỡng Với điều kiện làm khô nhẹ (tốc

độ bay hơi <0,5 kg/m2/ h), rải vào thời điểm này có thể không có tác dụng bất lợi

[Poole 2005: 25-26].

Trong quá trình thi công mặt đường bê tông xi măng, các hợp chất bảodưỡng thường được rải trực tiếp bằng thiết bị tự động kèm theo thiết bị ván khuôntrượt, ngay sau khi rải mặt đường Các hợp chất bảo dưỡng sử dụng theo cách nàyhoạt động như một chất khử bay hơi

Khó khăn tiềm tàng với phương pháp này là hợp chất bảo dưỡng sau đó sẽkhông giữ được nước trong giai đoạn bảo dưỡng cuối cùng cho đến khi mặt đườngđạt được cường độ do các lý do như trình bày ở trên Tuy nhiên, có một cách hợp lý

là rải một phần hợp chất bảo dưỡng với mục đích kiểm soát bay hơi trong thời gianbảo dưỡng ban đầu, sau đó áp dụng phần còn lại sau ninh kết ban đầu để duy trì tínhtoàn vẹn của màng không bị hư hỏng do rải hợp chất bảo dưỡng sớm [Poole 2005:26]

Tỉ lệ rải hợp chất bảo dưỡng phải đủ để tạo thành màng liên tục nhằm giảmmất mát độ ẩm Hướng dẫn của AASHTO khuyến nghị tỷ lệ bao phủ không quá5m2/lít Đây cũng là hướng dẫn phổ biến của các nhà sản xuất hợp chất bảo dưỡng.Tuy nhiên, nhiều hợp chất bảo dưỡng không thể rải được ngay một lần với tỉ lệ này

do chúng sẽ chảy và tích tụ vào các vị trí lõm ở trên mặt đường Mặt khác, việc xẻkhe hoàn thiện mặt đường để đảm bảo độ nhám bề mặt làm tăng diện tích bề mặt rảihợp chất bảo dưỡng Vấn đề này cần phải được tính đến trong việc tính toán và sử

dụng tỉ lệ rải hợp chất bảo dưỡng [Poole2005: 26].

Các tiêu chuẩn chỉ dẫn thi công thường qui định lượng hợp chất bảo dưỡng

sử dụng tương ứng với diện tích rải, và tính toán tỉ lệ rải Hầu hết các hợp chất bảodưỡng là các chất tạo màu nên có thể quan sát trực quan về mức độ bao phủ, hỗ trợcho giám sát viên giám sát mức độ rải hợp chất bảo dưỡng thông qua màu sắc để chỉđạo rải bổ sung nếu cần thiết Trong một số trường hợp khác có thể sử dụng máy đophản xạ màu cầm tay để phát hiện các khu vực không bao phủ tốt

Bảo dưỡng bằng tưới nước cũng có thể áp dụng cho mặt đường bê tông ximăng cốt thép (RCC – Reinforcing Cement Concrete) Mặt đường bê tông thoátnước không thể bảo dưỡng hiệu quả bằng cả hai phương pháp hợp chất bảo dưỡng

và tưới nước, mà nên được bảo dưỡng bằng cách bọc màng nhựa trong 7 ngày

Quản lý nhiệt độ

Điều quan trọng là phải quản lý sự thay đổi nhiệt độ trong mặt đường bêtông cũng như tiến trình mất mát độ ẩm Như đã biết, mặt đường bê tông xi măng nở

và co ngót theo điều kiện thay đổi nhiệt độ

Bê tông sinh nhiệt bên trong bắt đầu ngay sau khi rải do quá trình thủy hóacủa vật liệu xi măng Sự sinh nhiệt mạnh nhất do thủy hóa xảy ra trong 24 giờ đầutiên, đạt cực đại trong khoảng 6 đến 8 giờ sau khi rải, tùy thuộc vào thành phần hóahọc của xi măng Trong kết cấu mặt đường có chiều dày lớp bê tông xi măng mỏng,lượng nhiệt sinh ra này thường được phân tán ra môi trường nhanh chóng như nó

được sinh ra mà không làm ảnh hưởng đáng kể đến việc nung nóng toàn bộ mặtđường Đối với mặt đường cao tốc hay đường cấp cao có chiều dày lớn, một lượngnhiệt có thể tích tụ lại làm nóng mặt đường Bê tông mặt đường cũng có thể bị làmnóng lên nếu nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ bê tông khi rải và có mức bức xạnhiệt mặt trời cao Điều kiện khí hậu mát mẻ và quá trình bốc hơi nước từ bề mặt bêtông chống lại sự nóng lên Thông thường, tăng nhiệt trong rải bê tông xi măng mặtđường là nhỏ, nhưng nếu thi công trong điều kiện thời tiết nóng đồng thời với quátrình sinh nhiệt lớn nhất do thủy hóa kết hợp bức xạ nhiệt cao thì mặt trời thì nhiệt

độ mặt đường có thể cao đến 600C nếu không áp dụng giải pháp giảm nhiệt [Poole2005: 32]

Do bê tông co ngót khi hình thành cường độ (cứng và giòn), bê tông sẽ bịnứt nếu quá trình co ngót bị cản trở Khe nối và thiết kế khe nối thích hợp là giảipháp chống các vết nứt do khi hình thành cường độ, tuy nhiên, hiện tượng nứt có thể

sẽ vẫn xảy ra nếu không có các giải pháp thích hợp Trong thiết kế và thi công mặtđường BTXM, người ta sử dụng phần mềm HIPERPAV để đánh giá và dự báo khảnăng nứt này Trong một số trường hợp có thể cần phải phủ mặt đường bê tông bằngtấm để giữ nhiệt đảm bảo mặt đường không giảm nhiệt quá nhanh trong thời tiếtlạnh, gây nứt co đối với mặt đường

Kết thúc và đánh giá hiệu quả bảo dưỡng

Các hoạt động chính của giai đoạn này là xác định thời gian bảo dưỡng và

áp dụng các biện pháp để đánh giá và đảm bảo rằng quá trình bảo dưỡng đã hoàn tất

Do các hợp chất bảo dưỡng không được dọn dẹp khỏi mặt đường, nên việc bảodưỡng không thực sự chấm dứt Thay vào đó, các yêu cầu sẽ được áp dụng sẽ là giảipháp giữ nước và bổ sung nước Cách thức truyền thống xác định thời gian bảodưỡng là bằng các khoảng thời gian cố định và/hoặc kèm theo là thay đổi nhiệt độtối thiểu trong khoảng thời gian này, thường là 100C [Poole 2005: 35]

Hơn một nửa số bang ở Mỹ yêu cầu thời gian bảo dưỡng là 3 ngày, một sốbang khác yêu cầu 4 ngày, và khoảng ¼ số các bang của Mỹ yêu cầu từ 7 đến 14ngày Tiêu chuẩn ACI cung cấp hướng dẫn khác nhau tùy thuộc điều kiện thời tiếtnhưng thông thường là 7 ngày Việc chấm dứt bảo dưỡng cũng có thể dựa trên việcđạt được một tỷ lệ phần trăm cường độ bê tông nhất định, thường là 70% Đặc biệttrong thời tiết lạnh, cường độ phải được thí nghiệm trên mẫu được lấy từ hiệntrường, thay vì mẫu đúc trong phòng thí nghiệm, để mô phỏng đúng điều kiện thờitiết khi thi công Để xét đến ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ, có thể sử dụng