NGHIÊN cứu các GIẢI PHÁP TRONG THI CÔNG BTN CHỐNG HIỆN TƯỢNG hằn lún vệt BÁNH XE áp DỤNG CHO QL1 mới đoạn hà nội LẠNG sơn lý TRÌNH KM142 KM148

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI GIAO THÔNG VẬN TẢI TẠ THẾ ANH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TRONG THI CÔNG BTN CHỐNG HIỆN TƯỢNG HẰN LÚN VỆT BÁNH XE ÁP DỤNG CHO QL1 MỚI ĐOẠN HÀ NỘI - LẠNG SƠN LÝ TRÌNH KM142-KM148 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI GIAO THÔNG VẬN TẢI TẠ THẾ ANH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TRONG THI CÔNG BTN CHỐNG HIỆN TƯỢNG HẰN LÚN VỆT BÁNH XE ÁP DỤNG CHO QL1 MỚI ĐOẠN HÀ NỘI - LẠNG SƠN LÝ TRÌNH KM142-KM148 CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ: 60.58.03.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: GS.TS PHẠM HUY KHANG HÀ NỘI - 2016 LỜI CAM ĐOAN Học viên cam kết tự nghiên cứu thực đề tài này, kinh nghiệm làm việc thực tiễn kiến thức chuyên môn đào tạo trình học Đại học chương trình cao học trường Đại học giao thông vận tải, ngành xây dựng đường ô tô đường thành phố, quan tâm, hướng dẫn trực tiếp GS TS Phạm Huy Khang Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn nguồn rõ ràng có độ xác cao phạm vi hiểu biết Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng Học viên Tạ Thế Anh năm 2016 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn thạc sĩ, tác giả nhận giúp đỡ, tạo điều kiện nhiệt tình quý báu nhiều cá nhân, tập thể Lời tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS.Phạm Huy Khang tận tình hướng dẫn suốt trình làm luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô Bộ môn Đường Bộ, Khoa sau đại học trường Đại học Giao thông Vận tải - Hà Nội tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức suốt thời gian theo học, thực hoàn thành Luận văn, cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình bạn bè, người thân đồng nghiệp thời gian làm luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thiện Luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quí báu quý thầy cô bạn Hà nội, ngày tháng Học viên Tạ Anh năm 2016 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG PHẦN MỞ ĐẦU Tình hình cấp thiết đề tài Trong năm gần ngành xây dựng công trình giao thông Việt Nam phát triển nhanh chóng Thành tựu đạt vô to lớn đặt toán cần phải giải Từ năm 2008 tượng hư hỏng, hằn lún vệt bánh xe mặt đường bê tông nhựa (BTN) phổ biến tuyến đường có lưu lượng xe lớn, xe tải nặng, tiềm ẩn nguy an toàn giao thông Đã có nhiều nghiên cứu, phân tích nguyên nhân đưa giải pháp chưa giải triệt để tượng nêu Theo đánh giá Bộ giao thông vận tải năm 2014, tỷ lệ chiều dài mặt đường hư hỏng hằn lún vệt bánh xe dự án quốc lộ đoạn Thanh Hóa - Hà Tĩnh từ 8% đến 10% Kết TN kiểm định chất lượng đoạn đường hư hỏng, hằn lún vệt bánh xe viện khoa học công nghệ giao thông vận tải cho thấy nguyên nhân chủ yếu dự án có chất lượng vật liệu đá dăm chưa ổn định, lựa chọn vật liệu đầu vào thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa chưa hợp lý Hệ thống thiết bị trạm trộn bê tông nhựa khiếm khuyết, thiết kế kết cấu mặt đường thi công lớp BTN chưa phù hợp Hầu hết việc hư hỏng hằn lún vệt bánh xe Việt Nam xảy lớp bề mặt bê tông nhựa liên quan đến chất lượng lớp bê tông nhựa bị chảy dẻo Mặt khác, lưu lượng xe lớn, tải lưu thông chưa kiểm soát triệt để nguyên nhân lẻ nhỏ gây hư hỏng Bên cạnh hai tháng - 2015 có đợt nắng nóng gay gắt nhiệt độ mặt đường đo có lúc lên đến 700C khiến tượng hằn lún vệt bánh xe xuất nhiều Xuất phát từ nguyên nhân nêu nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu giải pháp thi công BTN chống tượng hằn lún vệt bánh xe Áp dụng cho QL1 đoạn Hà Nội - Lạng Sơn - Lý trình km142-km148” Trong đề tài nêu số giải pháp thi công bê tông nhựa chống hằn lún vệt bánh xe Tôi hy vọng kết nghiên cứu áp dụng dự án ngành giao thông để giải cách hiệu Nội dung nghiên cứu - Tiêu chuẩn quy định yêu cầu kĩ thuật vật liệu công nghệ chế tạo hỗn hợp, công nghệ thi công kiểm tra giám sát nghiệm thu lớp mặt đường bê tông nhựa theo phương pháp trộn nóng rải nóng - Tiêu chuẩn áp dụng cho việc làm sửa chữa, nâng cấp mặt đường ô tô, đường phố bến bãi quảng trường Phương pháp thực - Nghiên cứu lý thuyết - Thu thập xử lý số liệu Dự kiến bố cục Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, Tài liệu tham khảo,luận văn gồm chương: Chương 1: Tổng quan mặt đường bê tông nhựa Chương 2: Hiện tượng hằn lún vệt bánh xe Việt Nam, nguyên nhân giải pháp Chương 3: Áp dụng cho tuyến đường Hà Nội - Lạng Sơn lý trình km142 đến km148 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA 1.1 Mặt đường bê tông nhựa 1.1.1 Khái niệm - Bê tông nhựa (Asphaltic concrete-AC) hỗn hợp vật liệu gồm đá (cốt liệu lớn ) theo thành phần cấp phối định: cát, nhựa, bột khoáng trộn với nhiệt độ định, rải thành lớp, lu lèn chặt - Mặt đường bê tông nhựa loại đường cấp cao, sử dụng rộng rãi cho đường ô tô sân bay - Ưu điểm: + Có tuổi thọ cao (thường 10-20 năm) bảo trì tốt kéo dài hơn, cường độ cao chịu nén, uốn tốt + Mặt đường phẳng, êm thuận, bụi, không phát sinh tiếng ồn xe chạy, bụi, bị bào mòn (dưới 1mm năm) dễ bảo dưỡng, sửa chữa + Dễ giới hóa đồng hóa trình thi công + Dễ kiểm soát chất lượng thi công - Nhược điểm: + Cường độ dễ bị biến đổi bất lợi ảnh hưởng chế độ thủy nhiệt + Mặt đường loại dễ bị trơn trượt ẩm ướt, sóng nhiệt độ cao, độ dẻo bê tông nhựa lớn + Cường độ mặt đường giảm dần theo thời gian tượng lão hóa nhựa + Đòi hỏi kỹ thuật cao trình thi công, gây phức tạp xây dựng vùng xa xôi hẻo lánh, đường có địa hình phức tạp + Các đường có loại xe bánh xích, bánh sắt nặng lại mặt đường bê tông nhựa thường để lại dấu vết làm hư hỏng lớp mặt, nên thường không làm mặt đường bê tông nhựa cho loại + Sử dụng vật liệu bê tông nhựa gây tác động lớn đến môi trường Nhựa bê tông nhựa sử dụng, sau sử dụng thải nhiều chất độc hại cho môi trường ảnh hưởng đến người trồng Với đường cao tốc, dùng bê tông nhựa cần thiết kế loại mặt đường bê tông nhựa có độ bám dính tốt rải lớp tạo nhám mặt + Với mặt đường sân bay: Mặt đường bê tông nhựa dùng cho sân bay thường dùng cho sân bay sử dụng loại máy bay động cánh quạt Do tốc độ hạ cánh lớn (từ 200-250 km/h) nên lực ma sát tiếp xúc bánh xe mặt đường lớn Do yêu cầu bê tông nhựa cao so với dùng cho đường ô tô Thông thường người ta dùng bê tông nhựa polymer loại bê tông nhựa đặc biệt có độ bền cao, chí phải dùng bê tông nhựa có cốt lưới thép để chống dồn, trượt bê tông nhựa Ngày mặt đường bê tông nhựa trở thành loại mặt đường cấp cao chủ yếu, dùng phổ biến hầu khắp nước giới cho đường có mật độ xe lớn đường thành phố Nếu kết cấu mặt đường đủ cường độ, đường thoát nước tốt, lớp mặt đường bê tông nhựa thi công quy cách phục vụ từ 15-20 năm bảng dưới: Bảng 1.1 Thời hạn phục vụ mặt đường bê tông nhựa tùy thuộc vào mật độ xe Mật độ xe; xe/ngày đêm Sửa chữa vừa Sửa chữa lớn Thời hạn sửa chữa (năm) 1000 – 3000 – 11 18 – 22 3000 – 5000 4–6 16 – 18 5000 – 10000 3–4 12 – 16 1.1.2 Cấu tạo mặt đường bê tông nhựa Cấu tạo mặt đường có dùng lớp bê tông nhựa làm tầng mặt có nhiều dạng khác nhau, tùy thuộc vào cường độ yêu cầu, mật độ thành phần xe, điều kiện khí hậu, thủy văn, điều kiện thi công, tình hình vật liệu vật liệu chỗ… Độ dốc ngang mặt đường bê tông nhựa lấy từ 15-20% Độ dốc dọc không nên 60%, cần làm loại bê tông nhựa có độ nhám cao, hay làm thêm lớp láng mặt có độ nhám cao lên mặt đường bê tông nhựa Cường độ độ phẳng mặt đường bê tông nhựa phụ thuộc nhiều vào chất lượng tầng móng Tầng móng phải vững ổn định Trực tiếp lớp mặt bê tông nhựa thông thường người ta dùng lớp vật liệu có dùng chất liên kết hữu hay vô lớp đá dăm đen, hỗn hợp sỏi sạn đen, lớp đá dăm thấm nhập nhựa, lớp bê tông xi măng mác từ 70 đến 200, lớp hỗn hợp đá dăm hay cuội sỏi gia cố xi măng, lớp đất gia cố xi măng, lớp đất gia cố tổng hợp nhũ tương xi măng, lớp cấp phối gia cố nhũ tương nhựa xi măng Cũng có làm lớp mặt bê tông nhựa lớp đá lát Đối với mặt đường bê tông xi măng mà mặt có rải lớp bê tông nhựa tổng chiều dày lớp hỗn hợp đá – nhựa không nhỏ 10cm Nếu lớp mỏng tất kẽ nứt đường khe nối bê tông xi măng lập lại toàn mặt lớp bê tông nhựa Tầng mặt bê tông nhựa lớp lớp Nếu mặt đường bê tông nhựa lớp lớp tầng móng phải làm lớp đá dăm đen, hỗn hợp đá sỏi sạn đen đá dăm thấp nhập nhựa Mặt đường bê tông nhựa lớp làm hỗn hợp nóng ấm chọn từ đến 6cm; làm hỗn hợp nguội từ đến 4cm Đối với mặt đường bê tông nhựa lớp chiều dày lớp 3,5÷5cm làm hỗn hợp hạt nhỏ hạt trung, 3÷3,5cm làm bê tông nhựa cát, chiều dày lớp 4÷6cm làm hỗn hợp hạt trung, 5÷7cm làm hỗn hợp hạt lớn Như tổng số chiều dày tầng mặt bê tông nhựa lớp từ 7,5÷11cm Đối với lớp bê tông nhựa cát nguội để làm lớp bảo vệ hay lớp láng mặt dày từ 1,5cm trở lên Trong năm gần đâu nhiều nước có xu hướng dùng kết cấu mặt đường bê tông nhựa gồm lớp tầng móng làm vật liệu gia cố với chất liên kết hữu vô đặt trực tiếp đất dùng kết cấu bao gồm lớp dày thay cho việc dùng kết cấu có nhiều lớp mỏng Chiều dày lớp bê tông nhựa đến 8cm, lớp hỗn hợp đá trộn nhựa hay cấp phối sỏi sạn trộn nhựa 20÷25cm Với phương tiện lu lèn đại đầm nén lớp bê tông nhựa dày lớp hỗn hợp đá nhựa dày để đạt độ chặt cần thiết Hơn lớp bê tông nhựa hay lớp hỗn hợp đá nhựa dày (không 20÷25cm) nhiệt độ khối vật liệu bị 10 thỏa mãn yêu cầu hỗn hợp so với tần suất kiểm tra quan quản lý nghiệm thu hay kiểm toán kỹ thuật Cũng liên quan đến số lượt thí nghiệm, với tiêu chuẩn hành, ngày lần yêu cầu việc chiết suất kiểm tra hàm lượng nhựa Tuy nhiên qui định nhà thầu là: “tối thiểu lần/ngày; tùy thuộc vào điều kiện cụ thể” Ví dụ có yêu cầu đẩy nhanh tiến độ thi công, ngày làm việc (có thể hiểu ca làm việc trạm trộn), 8h*75% 80% mà nhiều ca, chí hai ca hay ba ca, số thí nghiệm kiểm tra phải khác Thời điểm làm thí nghiệm quan trọng Sẽ có điều xảy hỗn hợp lấy để cuối ngày làm thí nghiệm biết hàm lượng nhựa thừa so với thiết kế? Nhà thầu có loại bỏ đoạn đường rải không? Câu trả lời chắn không Vậy thời điểm làm thí nghiệm nên nào? Và mẫu lấy từ mẻ trộn thi thời gian để thực thí nghiệm có kết cuối Đến có kết quả, giả sử có cố giải sao? Hãy xem tiêu chuẩn hành, với nhiều yêu cầu để kiểm tra phòng thí nghiệm trường nhà thầu phải tổ chức nào? Thí nghiệm giải cố (nếu có số liệu không đạt) nào? Nếu xem lại việc kiểm soát chất lượng thi công nghiêm túc phòng thí nghiệm trường biên chế tổ chức thỏa mãn phần trăm khối lượng thí nghiệm yêu cầu? Vậy nhà thầu thuê phòng thí nghiệm trường nhân viên thí nghiệm trường nhà thầu làm cách để kiểm soát việc phòng làm việc đủ để kiểm soát chất lượng cho (với giá trị hợp đồng kí kết?) Cũng hàm lượng nhựa đường hỗn hợp, hay tiêu khác, có vấn đề nên bàn có nhiều phương pháp tiêu, có độ xác khác nhau, để xác định tiêu Điều nên cân nhắc nhà thầu tiến hành thí nghiệm để đảm bảo yêu cầu kiểm soát hàm lượng nhựa Tài liệu đưa ngưỡng dung sai yêu cầu hàm lượng nhựa sử dụng phương pháp thí nghiệm sau: Chiết suất máy quay ly tâm: ±0.25% Đo thiết bị phóng xạ: ±0.18% 79 Xác định lò đốt: ±0.13% Sử dụng thiết bị hỗ trợ thực nhanh xác thí nghiệm vấn đề cần cân nhắc nhà thầu đầu tư cho phòng thí nghiệm trường Với kế hoạch kiểm soát chất lượng, nhà thầu thực tế hóa điều khoản dường phi thực tế tiêu chuẩn Đối với thành phần cấp phối cốt liệu lượng nhựa cần kiểm tra mẻ trộn theo hướng dẫn bảng 3.5 Bảng 3.5: Kiểm tra thành phần cấp phối cốt liệu, lượng nhựa sai số cho phép Thành phần vật Sai số cho phép (%)đối với cỡ hạt ≤2,36 kiểm tra Nội dung cần kiểm tra tần số kiểm tra liệu Căn ≤0,075 ≥4,75 So với thành phần cấp phối cốt liệu Kiểm tra mẻ trôn trạm trộn theo phiếu xuất từ máy tính Thành phần công thức chế tạo hỗn ±2% ±5% ±6% trạm Trị số trung bình cỡ hạt cho tất cốt liệu mẻ trộn ngày sản hợp BTN duyệt ±1% ±2% ±2% ±2% ±5% ±6% xuất Kiểm tra ngẫu nhiên lần ngày sản xuất tính trị số trung bình lần Kiểm tra mẻ theo phiếu xuất Hàm lượng từ máy tính trạm Tính trung bình tất mẻ trộn ngày Tính trung bình lần kiểm tra ±0,1% ng ẫu nhi ên ngày nhựa ±0,3% ±0,3% So với lượng nhựa theo công thức chế tạo hỗn phê duyệt Vấn đề 2: kiểm soát chất lượng bột khoáng nhà thầu Bột khoáng hỗn họp bê tông nhựa có hàm lượng nhỏ, có ý nghĩa lớn tính ổn định nhiệt độ cao hỗn hợp Bột khoáng có độ mịn tốt có tính hoạt hóa tốt có khả cải thiện tính ổn định nhiệt độ hỗn họp tốt Với nhà thầu có kinh nghiệm thi công, hẳn nhớ tiêu kiểm soát chất lượng bột khoáng tiêu chuẩn thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa cũ [5], Bảng sau so sánh tiêu từ hai tiêu chuẩn 80 Bảng 3.6: Bảng so sánh tiêu chuẩn vấn đề kiểm soát tiêu Các tiêu theo tiêu chuẩn Tiêu chuẩn cũ – 22TCN- 249- 98 Tiêu chuẩn mới- TCVN- 8891(5) Thành phần hạt 2011 (3) 1.Thành phần hạt Chỉ số dẻo Vấn đề kiểm soát tiêu Độ mịn bột khoáng Chỉ tiêu gián tiếp đánh giá hàm lượng sét có bột 2.Độ ẩm, % khối lượng khoáng Mức độ tơi ( vón cục bột 3.Độ ẩm, % khối lượng khoáng ) Mức độ tơi ( vón cục bột Độ rỗng, % thể tích khoáng ) tính hoạt hoá Độ tương nở hỗn hợp bột bột khoáng Đánh giá hàm lượng sét có khoáng nhựa, % Khả hút nhựa bột bột khoáng Tính hoạt hoá bột khoáng khoáng Khả làm cứng nhựa bột Khả cải thiện tính ổn khoáng (mức tăng hoá mền định nhiệt bột khoáng vữa nhựa so với nhựa đường) Về mức độ khó khăn để tiến hành tiêu thứ tiêu chuẩn khó làm, với bột khoáng loại tốt làm giới hạn dẻo làm giới hạn chảy, nên xem làm Thí nghiệm 3, thí nghiệm tiêu chuẩn cũ không cần thiết Thí nghiệm dễ làm hiệu Nhà thầu vào kinh nghiệm để đưa danh mục thí nghiệm hiệu quả, khả thi cho việc tự kiểm soát chất lượng thi công Vấn đề 3: Nhiệt độ kiểm soát nhiệt độ ỏ’ khâu thi công Tùy thuộc mác bitum sử dụng, tùy thuộc điều kiện thời tiết lúc thi công tùy thuộc bề dày lớp mặt, nhiệt độ khâu từ chế tạo hỗn hợp đến khâu rải lu lèn BTNC nên thực theo hướng dẫn bảng 3.7 Bảng 3.7: Nhiệt độ khâu sản xuất thi công BTN chặt (0C) TT 1* 2* 3* 6** Mác bitum sử dụng 40-50 60-70 Các khâu công nghệ Nhiệt độ đun nóng bitum Nhiệt độ nung sấy cốt liệu trạm trộn chu kỳ Nhiệt độ hỗn hợp BTN khỏi phễu trút Nhiệt độ phải loại bỏ hỗn hợp Nhiệt độ xe vận chuyển trường Nhiệt độ rải tương ứng nhiệt độ bề mặt lớp 81 160-1700C 155-1650C Cao nhiệt độ đun nóng bitum 10-300C 150-1700C 145-1650C ≥200 C ≥1950C ≥150 C ≥1450C 15-200C 20-250C 25-300C ≥300C Nhiệt độ lúc bắt đầu lu Nhiệt độ bề mặt lớp kết thúc lu lèn, không ≥14 00C (1300C) ≥1350C (1280C) 0 ≥138 C (128 C) ≥1320C (1260C) 0 ≥132 C (126 C) ≥1300C (1240C) 0 ≥130 C (125 C) ≥1250C (1200C) Không nhỏ nhiệt độ rải nóng 50C thấp - Nếu dùng lu bánh thép - Nếu dù ng lu bánh lớp - Nếu dùng lu rung Nhiệt độ bề mặt mặt đường BTN cho xe lưu 800C 850C 750C 500C 700C 800C 700C 500C thông , không cao Ghi chú: (*) Nhiệt độ khâu công nghệ 1, 2, nên chọn trị số cao khỉ thi công mùa lạnh (15~20°c') bề dày lớp BTN chặt < 50mm (**) Nhiệt độ rải thích hợp với trường họp bề dày lớp BTN < 50mm, trị sổ nhiệt độ rải nằm ngoặc đon thích hợp với trường hợp bề dày lớp BTN thỉ công >80mm Nếu bề dày l(ýp BTN thô ừong khoảng 5~8cm chọn nhiệt độ ữung bình trị sổ ngoặc đơn có ngoặc đơn Vấn đề 4: Sản xuất hỗn họp BTN chặt trạm trộn Đối với dự án đường có quy mô giao thông lớn sử dụng BTN chặt thô nên sử dụng trạm trộn kiểu chu kỳ Trạm trộn thiết phải có trang bị máy tính thiết bị chủ động ghi in phiếu theo dõi khối lượng thành phần vật liệu mẻ trộn nhiệt độ mẻ trộn Trạm trộn phải có thiết bị điều khiển nhằm kịp thời điều chỉnh khối lượng thành phần vật liệu để bảo đảm sai số cho phép yêu cầu bảng 3.3 điều chỉnh nhiệt độ khâu đun, nung sấy, trộn yêu cầu bảng 3.5 Việc sản xuất hỗn hợp BTN nhiệt độ khâu sản xuất nên theo bảng 3.5 Ở trạm trộn phải có đầy đủ thiết bị thí nghiệm để kiểm tra kịp thời chất lượng vật liệu, độ ẩm cốt liệu (nhằm kịp thời điều chỉnh khối lượng thành phần đá, cát theo mẻ trộn độ ẩm chúng thay đổi) để kiểm tra tiêu lý hỗn hợp BTN sản xuất trạm trộn, đặc biệt cần trọng việc ca thi công phải chế bị mẫu Marshall để xác định khối lượng thể tích Yo(g/cm3) làm tiêu chuẩn cho việc kiểm tra độ chặt lu lèn K lớp mặt BTN lý trình thi công tương ứng 82 Chi tiết thể hình 3.4 bên SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG TÁC KIỂM TRA TẠI TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NHỰA Hồ sơ kỹ thuật – kiểm định Công suất thiết kế thực tế Công suất thiết kế thực tế Thiết bị vận chuyển hỗn hợp BTN Quá trình sản xuất Kho bãi chứa nguyên vật liệu Kiểm tra tốc độ băng tải Trộn thử cấp phối theo Cold bin mix design Lấy mẫu – thí nghiệm Phê duyệt công thức cấp phối BTN Rải thử công trường Kiểm tra lại HLN tối ưu SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG TÁC KIỂM TRA CÔNG THỨC TRỘN HOÀN CHỈNH (Hot mix design) 83 Hình 3.4 Sơ đồ khối thể công tác kiểm tra sản xuât BTN trạm trộn Vấn đề 5: Lu lèn kiểm soát chất lượng lu lèn Khâu lu lèn đặc biệt có ảnh hưởng lớn đến chất lượng lớp BTN chặt thô, cần trọng đến điều kiện bảo đảm chất lượng lu lèn, trọng kiểm soát trình lu lèn theo sơ đồ lu trước kiểm soát chất lượng lu lèn theo độ chặt Trong trình lu lèn cần ý vấn đề sau: + Cần tuyệt đối cấm việc làm ẩm bánh lu nước Bởi lẽ: thiết bị lu lèn nhà thầu có hệ thống phun sương làm ẩm bánh lu hoàn hảo Nước rơi xuống bề mặt lớp BTN nóng khuếch tán mạnh, tách nhựa khỏi đá, làm cho mặt đường BTN nhanh chóng bị bóc lớp vật liệu hạt nhỏ trình khai thác sau Cũng nên quy định rõ việc dùng loại dầu chống dính bánh lu loại dầu thực vật, không hòa tan nhựa đường + Cần quy định rõ việc kiểm tra độ chặt BTN sau lu lèn, để định ngừng lu thiết bị kiểm tra cho độ chặt tức (Ví dụ Paver Tracker hãng Troxler) Bởi lẽ: BTN loại vật liệu tiếp tục lu lèn để làm tăng độ chặt BTN nguội Thực tế cho thấy: kiểm tra độ chặt BTN phương pháp khoan lấy mẫu, có đoạn đường BTN phải đào lên làm lại, độ chặt BTN không đạt yêu càu, chi phí lkm tàng mặt BTN tiền tỷ + Bề dày lu lèn lớp BTN chặt thô lớn (sau nén chặt) không nên 10cm Nếu sử dụng thiết bị lu lèn công suất lớn kiểm chứng, đánh giá thông qua làm thử thấy đạt yêu cầu độ chặt bề dày lu lèn lớp lớn BTN chặt có cỡ hạt danh định 25mm tăng đến 15 cm + Phải có loại lu hướng dẫn 8.7.1 TCVN 8819:2011 với đường cao tốc (bề rộng mặt đường lớn) tối thiểu nên huy động máy lu cho loại lu nói trên; thi công mùa lạnh (15~20°C), trời có gió bề dày lớp rải mỏng nên tăng thêm số lu để tập trung lu chặt trước nhiệt độ hỗn hợp hạ thấp + Quá trình lu nên thực với tốc độ chậm hướng dẫn đây: 84 Trong giai đoạn đầu (giai đoạn lu sơ bộ) dùng lu bánh thép nhẵn lu bánh lốp nhẵn với tốc độ 2-3 km/h; Trong giai đoạn lu chặt tốc độ lu lu bánh thép bánh lốp với tốc độ 3-5 km/h; dùng lu chẩn động tốc độ nên 3-4,5 km/h; Các hành trình lu cuối (không dùng lu chấn động) tốc độ lu nên 46 km/h + Không thay đổi đột ngột hướng lu để tránh hỗn hợp bị đẩy trồi + Nhiệt độ lu phải phù hợp với hướng dẫn bảng 4.5 + Lu sơ phải bám sát máy rải để nhanh chóng lu lèn bề mặt nhằm tránh hỗn hợp bị nhiệt; thông thường dùng lu bánh sắt 6-8 lu 1-2 lần/điểm Đối với BTNC19 thô BTNC25 thô dùng lu bánh lốp nhẵn để lu sơ Kết thúc lu sơ cần kiểm tra độ dốc mui luyện độ phẳng lớp thi công + Giai đoạn lu chặt Không đồng thời dùng loại lu khác lượt lu phạm vi bề rộng đoạn thi công để tránh gây không đồng độ chặt Chiều dài đoạn lu chặt không nên 60m Trong giai đoạn nên dùng lu bánh lốp hướng dẫn 8.7.2 TCVN 8819:2011 có tổng trọng lượng > 25 tấn, áp lực lốp không 0,6MPa phải bơm để áp lực bánh (để tránh lạo tượng độ chặt vệt không đồng đều) Đối với BTNC19 thô BTNC25 thô nên dùng lu chấn động để lu chặt trừ trường hợp bề dày lớp hỗn hợp mỏng 50mm, tần suất chấn động lu nên chọn 35-50 Hz với biên độ chấn động 0,3-0,8mm (bề dày lớp lu lèn lớn cần chọn tần số biên độ chấn động lớn) Mỗi chuyển hướng lu phải tắt chấn động Nếu dùng lu bánh thép nhẵn để lu chặt phải dùng lu nặng >12 + Giai đoạn lu cuối nên dùng lu bánh thép loại hai bánh lu chấn động tắt chấn động lu lượt mặt lớp BTN không vệt hằn Nếu cuối giai đoạn lu chặt, bề mặt lớp BTN không vệt hằn bỏ qua giai đoạn 85 + Sau kết thúc lu lèn phải để bề mặt lớp BTN nguội đến 50°c cho thông xe Nếu cần thông xe sớm phải tưới nước Đối với lớp BTN phía dưới, lu lèn xong nên cấm xe, giữ gìn bề mặt để tạo thuận lợi cho việc thi công lớp BTN phía trên; đặc biệt cấm không đổ đống vật liệu đất trộn vữa xi măng mặt lóp BTN phía rải 3.3.4.Giải pháp kiểm soát tải trọng, tốc độ lưu lượng xe trình khai thác, sử dụng Cần quy trách nhiệm cho Nhà thầu Tư vấn Thiết kế phải xác định được: đâu đoạn kết cấu nền-áo đường làm việc căng thẳng (đường cong nằm bán kính nhỏ, đường đèo - dốc, nhánh dẫn vào nút, nút giao thông, đoạn đường có tốc độ xe chạy chậm ) tuyến đường để có thiết kế đặc biệt kết cấu nền-áo đường Tránh tình trạng: có kết cấu nền-áo đường chặng đường dài (hoặc tuyến đường), làm đoạn căng thẳng nhanh chóng phát sinh hư hỏng sau thời gian ngắn khai thác, gây tai tiếng xấu cho ngành Song, phải tránh việc đầu tư kết cấu nền-áo đường tốn đoạn đường trường - nơi có tốc độ xe chạy cao, vận tốc đều, hãm phanh để đảm bảo không làm tăng cao chi phí đầu tư xây dựng đường Cần thiết phải nhanh chóng nghiên cứu đặc điểm chịu lực kết cấu nền-áo đường có sử dụng tầng mặt BTN có xét đến yếu tố tốc độ xe chạy, lực ngang, chế độ thủy nhiệt nền-áo đường vùng miền khác nhau, để từ có quy định riêng tính chất lý loại BTN điều kiện khai thác khác nhau, tương tự nghiên cứu Chương trình chiến lược phát triển mạng lưới đường cao tốc Hoa Kỳ (đã cho phương pháp lựa chọn BTN theo SUPER PAVE) Đề xuất cụ thể đoạn thực nghiệm kết cấu mặt đường QL1A đoạn Hà Nội - Lạng Sơn Trên sở phân tích trên, đề xuất phương án kết cấu mặt đường bê tông nhựa cho chịu tải trọng nặng, nút giao thông 86 Hình 3.5 Các phương án kêt cấu đề xuất QL1A đoạn Hà Nội - Lạng Sơn Như đề cập, lún vệt bánh lớp bê tông nhựa hầu hết xảy khoảng 10cm phía nên cần phải thiết kế lớp BTN phạm vi đảm bảo yêu cầu chống lún vệt bánh xe tốt Chọn loại lớp mặt BTN có khả chổng lại biến dạng không hồi phục lớn SMA, sử dụng nhựa polyme BTNP Để đảm bảo tuổi thọ chịu mỏi kết cấu, cần thiết kế lóp móng ATB Để hạn chế lún vệt bánh kết cấu tổng chiều dày kết cấu không lớn, cần thiết kế lớp móng cấp phối đá gia cố xi măng Việc thiết kế thi công lóp BTN cần tuân thủ theo Quyết định số 858/QĐ-BGTVT ngày 26 tháng năm 2014 Bộ GTVT Các kết cấu đề xuất nghiên cứu đảm bảo ECh> 210MPa Hình 4.6 Các kết cấu phù hợp với kinh nghiệm nước giới, đảm bảo tính kinh tế, đảm bảo phù họp với công nghệ thi công Việt Nam 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận  Nội dung thực Hiện tượng hằn lún vệt bánh xe không tượng cá biệt xảy Việt Nam mà giới xảy Mọi tượng kỹ thuật có lý Chúng ta có thành tựu không nhỏ lĩnh vực xây dựng đường Trong trình nghiên cứu luận văn đưa nguyên nhân gây nên tượng HLVBX QL1A Hà Nội - Lạng Sơn gồm nhóm sau: Nhóm 1: Quá tải, với ý nghĩa khái quát, bao gồm tải trọng trục, lượng trục, tần suất phát sinh lực ngang, lực trượt tốc độ chậm nhân tố làm hư hỏng mặt đường bê tông nhựa hàng đầu, để tránh hư hỏng trên, cần biện pháp cấp bách nhằm khắc phục nguyên nhân xuất phát từ công tác quản lý GTVT nước ta địa phương Nhóm 2: Môi trường sử dụng, mà chủ yếu yếu tố nhiệt độ Bê tông nhựa vật liệu có tính nhạy cảm với nhiệt độ, tính chất tồn bitum hỗn hợp Bản chất vật liệu bê tông nhựa phụ thuộc vào nhiệt độ, vật liệu có tính chất đàn hồi nhiệt độ thấp dẻo - chảy nhiệt độ cao.Vì vậy, cần nghiên cứu nhà chuyên môn quan tâm đặc biệt đến vấn đề ổn định nhiệt cho hỗn hợp bê tông nhựa thiết kế chế tạo Nhóm 3: Thiết kế kết cấu - áo đường chưa phù hợp dẫn đến sức chịu tải lớp kết cấu áo đường bị suy giạm, cách khái quát, bao gồm tính nén lún sức chống cắt Nhóm 4: Thiết kế lựa chọn thành phần hỗn hợp bê tông nhựa chưa phù hợp Nhóm 5: Công nghệ trộn BTN, kỹ thuật công nghệ thi công; kỹ thuật giám sát, kiểm tra trình thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa chưa đảm bảo Với lý thuyết tính toán, thiết kế trang bị, với trải nghiệm tích lũy trình thi công, giám sát, quản lý khai thác đường nhiều tuyến đường quốc lộ, đường đô thị, mặt cầu, có sử dụng tầng mặt bê tông 88 nhựa, đặc biệt trình nghiên cún tượng HLVBX tuyến QL1A đoạn Hà Nội - Lạng Sơn thông qua việc phân tích cụ thể nhóm nguyên nhân gây nên tượng HLVBX luận văn cho rằng: để giải triệt để vấn đề HLVBX, cần phải tập trung vào nhóm giải pháp sau đây: (1) Nhóm giải pháp thiết kế kết cấu nền-áo đường có tầng mặt bê tông nhựa (2) Nhóm giải pháp thiết kế lựa chọn thành phần hỗn hợp bê tông nhựa (3) Nhóm giải pháp kiểm soát tải trọng tốc độ lưu lượng xe trình khai thác, sử dụng mặt đường bê tông nhựa (4) Nhóm giải pháp chế tạo kiểm soát chầt lượng hỗn hợp bê tông nhựa (5) Nhóm giải pháp kỹ thuật, công nghệ thi công; kỹ thuật giám sát, kiểm tra trình thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa  Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Luận văn sâu vào tìm hiểu nguyên nhân hư hỏng mặt đường tuyến QL1 đặc biệt tượng hằn lún vệt bánh xe, thông qua nguyên nhân hư hỏng luận văn sâu vào phân tích đưa nhóm nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tượng HLVBX từ đề xuất giải pháp khắc phục tượng HLVBX đường áp dụng thi công QL1A tuyến Hà Nội - Lạng Sơn Luận văn tài liệu quý báu cho nhà tư vấn thiết kế trình lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý cho dự án phục vụ trình nghiên cứu học tập phát triển bước sau liên quán đến mặt đường Luận văn cung cấp nhìn tổng quát nhóm nguyên nhân giải pháp khắc phục tượng HLVBX thông qua cung cấp cho nhà thi công tài liệu về: công nghệ thi công; kỹ thuật giám sát, kiểm tra trình thi công nghiệm thu mặt đường; chế tạo kiểm soát chất lượng hỗn hợp bê tông nhựa  Những tồn luận văn Do tồn hạn chế mặt kiến thức thời gian nghiên cứu, đề tài sâu mặt lý thuyết, định nghĩa, chất, giải pháp khắc phục tượng HLVBX, nhiên việc lựa chọn kết cấu áo đường hợp lý 89 Quốc Lộ 1A đoạn Hà Nội - Lạng Sơn chưa kiểm chứng đoạn thi công thử nghiệm cụ thể thí nghiệm trường, từ đặt yêu cầu cho đề tài nghiên cứu vấn đề Kiến nghị Hiện nay, Bộ GTVT tâm giải vấn đề xe vượt tải Đây việc làm dư luận quan tâm đồng tình vấn đề vượt tải làm hư hỏng cầu đường mà vấn đề ATGT nhằm kéo giảm tai nạn đường Tuy nhiên, việc làm phải làm thường xuyên với tâm cao, không để tình trạng vượt tải lặp lại Kiến nghị Bộ GTVT xem xét sớm bổ sung tiêu kiểm toán ổn định lún vệt bánh xe vào tiêu chuẩn ngành 22TCN211-06 sở: xây dựng phân vùng khí hậu, xác định nhiệt độ tính toán cho địa phương; xác thông số thiết kế tải trọng xe nặng (đường kính vệt bánh xe, áp lực tính toán); xây dựng tiêu chuẩn giới hạn lún vệt bánh xe cho cấp đường khác theo tiêu chí đảm bảo an toàn xe chạy; xây dựng phương pháp thí nghiệm xác định lực dính góc nội ma sát bê tông nhựa; bổ sung tiêu chuẩn dự tính lún vệt bánh xe áo đường mềm Cần nghiên cứu sâu sắc ảnh hưởng nhiệt độ, độ bền khai thác mặt đường bê tông nhựa phụ thuộc vào yếu tố như: Nhiệt độ, không khí, nước, chất cốt liệu, thành phần hỗn hợp bitum - cốt liệu, độ chặt đầm nén mặt đường, tải trọng thời gian tác dụng tải trọng Trong đó, nhiệt độ đóng vai trò quan trọng chi phối lớn Bê tông nhựa chủ yếu sử dụng nhựa đặc bán cứng 60/70, với loại nhựa này, nhiệt độ hóa mềm thấp 56°c Như vậy, với điều kiện khí hậu Việt Nam, nhiệt độ mặt đường lên đến 65°c, việc nghiên cứu ổn định nhiệt cho mặt đường cần thiết 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] BộGiao thông vận tải (2004), Quyết định số 1617/QĐ-BGTVTngày 29/04/2914, Quy định kỹ thuật phương pháp thử độ sâu vệt hằn bánh xe bê tông nhựa xác định thiết bị Wheel tracking [2] Bộ Giao thông vận tải (2005), TCVN 4054,Đường ô tô,Tiêu chuẩn thiết kế [3] Bộ Giao thông vận tải (2006), 22TCVN 211-06,Áođường mền, Các yêu cầu dẫn thiết kế, [4] Bộ Giao thông vận tải (1995), 22TCVN 223-95,Áo đường cứngđường ô tô,Tiêu chuẩn thiết kế [5] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8859, Lớp móng cấp phối đá dăm kết cấu áo đường ôtô, vật liệu thi công nghiệm thu [6] Bộ Giao thông vận tải (2012), TCVN 5729,Đường ô tô cao tốc,Yêu cầu thiết kế [7] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8819,Mặt đường bê tông nhựa nóng, Yêu cầu thi công nghiệm thu [8] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8860-1-:-12 Bê tông nhựa, Phương pháp thử [9] Bộ Giao thông vận tải (2012), TCVN 9436, Nền đường ôtô, Thi công nghiệm thu [10] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8865,Mặt đường ôtô, Phương pháp đo đánh giá xác định độ phẳng theo số độ gồ ghề quốc tế IRI [11] Bộ Giao thông vận tải (2005), TCVN 7502:2005, Bitum - phương pháp xác định độ nhớt động học [12] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8819,Mặt đường bê tông nhựa nóng, Yêu cầu thi công nghiệm thu [13] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8820,Hỗn hợp bê tông nhựa nóng - Thiết kế theo phương pháp Marshall 91 [14] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8860-5,Bê tông nhựa – Phương pháp thử, Phần 5: Xác định tỷ trọng khối, khối lượng thể tích bê tông nhựa đầm nén [15] Bộ Giao thông vận tải (2011), TCVN 8860-9,Bê tông nhựa – Phương pháp thử, Phần 9: Xác định độ rỗng dư [16] Bộ Giao thông vận tải (2006),22TCVN 356,Quy trình công nghệ thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa sử dụng nhựa đường polime [17] Trần Đình Bửu, Nguyễn Quang Chiêu, Nguyễn Quang Toản (1993), Khai thác đánh giá sửa chữa đường ô tô, Nhà xuất Đại Học THCN, Hà Nội [18] Trần Thị Kim Đăng (2010), Độ bền khai thác tuổi thọkết cấu mặt đường bê tông nhựa, Nhà xuất GTVT, Hà Nội [19] Phạm Huy Khang (2010), Công nghệ xây dựng mặt đường, Nhà xuất GTVT, Hà Nội [20] Nguyễn Ngọc Lân (2011), Nghiên cứu thiết kế yhành phần Stone Mastic Asphalt (SMA) cho kết cấu mặt đường ô tô Việt Nam, Luận văn thạc sĩ kĩ thuật , Đại học GTVT, Hà Nội [21] Nguyễn Quang Phúc, Trần Danh Hợi (2013), Phân tích mặt đường bê tông asphalt tác dụng tải trọng xe chạy, Tạp chí GTVT, Số 3/2013, trang 30-33 [22] Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Văn Thành (2012), Ảnh hưởng tải trọng trục xe áp lực bánh xe đến làm việc kết cấu áo đường mền Việt Nam , Tạp chí Cầu - Đường Việt Nam, Số 8/2012, trang 28-33 92