TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG

1 TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Câu hỏi: 1/ Anh chị phân tích tồn xây dựng mặt đường địa phương đề xuất giải pháp khắc phục 2/ Anh chị chọn loại vật liệu mới, công nghệ xây dựng mặt đường biết tiếp cận được, ứng dụng vị trí, cơng trình địa bàn cơng tác nơi có quan hệ Hãy trình bày rõ lý do, hiệu quả, giải pháp kỹ thuật sử dụng, Bài làm: Câu 1: Thái Nguyên thành phố thành lập phát triển sớm Thành phố Thái Ngun nằm bên bờ sơng Cầu Diện tích 170,7km2 dân số 306.842 người (năm 2015) Thành phố Thái Nguyên thủ phủ Khu tự trị Việt Bắc suốt thời kỳ tồn khu tự trị (1956 - 1965) Ngoài ra, thành phố Thái Nguyên nước biết đến trung tâm đào tạo nguồn nhân lực lớn Vốn thành phố cơng nghiệp, Thái Ngun tiếng có nhiều sở sản xuất cơng nghiệp khai khống, luyện kim, khí, vật liêu xây dựng, hàng tiêu dùng Khu Gang Thép Thái Nguyên xây dựng từ năm 60 nơi sản xuất thép từ quặng Việt Nam tiếp tục đầu tư chiều sâu để phát triển Có nhiều nhà máy Xi măng công suất lớn tiến hành xây dựng Thành phố Thái Nguyên có đội ngũ cán bộ, cơng nhân có kinh nghiệm, lực, trình độ cao đội ngũ sinh viên tốt nghiệp hàng năm từ trường Đại học, chuyên nghiệp công nhân kỹ thuật địa bàn, đáp ứng yêu cầu phát triển thành phố Hiện chưa có thống kê đầy đủ số lượng đường, phố thành phố Thái Nguyên Tổng diện tích đất dành để xây dựng đường giao thông địa bàn 1.305ha, chiếm 22% tổng diện tích đất tự nhiên thành phố Nhìn chung, hạ tầng giao thơng thị thành phố đầu tư xây dựng cách đồng Tuy nhiên năm gần đây, dân số thành phố Thái Nguyên không ngừng tăng nhanh, thêm vào năm thành phố phải đón nhận lượng lớn người nhập cư sinh viên theo học trường Đại học cao đẳng địa bàn nên xảy tình trạng tắc đường cục số điểm vào cao điểm như: Ngã tư Đồng Quang, Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 Đường Hoàng Văn Thụ, Đường Chu Văn An (Do đường hẹp, mật độ phương tiện vào cao điểm dày đặc), Đường Lương Ngọc Quyến, khiến cho tranh giao thông thành phố trở nên xấu Thành phố Thái Nguyên đầu mút giao thông với đường Quốc lộ qua gồm: Quốc lộ (đi Hà Nội phía Nam, Bắc Kạn phía Bắc), Quốc lộ 37 (đi Tuyên Quang phía Tây, Bắc Giang phía Đơng), Quốc lộ 1B (đi Lạng Sơn) Ngoài để giảm mật độ phương tiện vào trung tâm thành phố, thành phố đầu tư xây dựng tuyến đương tránh TP.Thái Nguyên, tuyến đường đưa vào sử dụng Hệ thống đường thành phố bao gồm đường bê tông nhựa, mặt đường láng nhựa, đường thấm nhập nhựa, hệ thống đường bê tông xi măng… Vì thành phố cơng nghiệp hình thành sớm, nên sở hạ tầng giao thông thành phố trọng đầu tư xây dựng sớm phát triển, nhiên theo thời gian nhiều tuyến đường cho thấy dấu hiệu hư hỏng, xuống cấp theo mức độ khác Trước đây, chưa có tuyến đường tránh thành phố, lưu lượng giao thông tuyến đường xuyên trung tâm thành phố mức cao, cộng thêm xe chuyên chở với tải trọng nặng từ khác khu công nghiệp góp phần đẩy nhanh q trình xuống cấp mặt đường Có thể kể tới tuyến đường nhà máy xi măng La Hiên- TP.TN; tuyến ngã ba Mỏ Bạch-chợ trung tâm; tuyến Gang thép-Thái Nguyên; tuyến Đại Từ- Thái Nguyên… xuất nhiều vết nứt dọc, nứt ngang, nứt da cá sấu, bị bong tróc bề mặt hay xuất vệt lún bánh xe Về sau này, có tuyến đường tránh thành phố, kết hợp với cơng tác tu, sửa chữa thường xuyên, nhìn chung tuyến phố thành phố đạt chất lượng phục vụ giao thông tốt Tuy nhiên tuyến đường tránh thành phố xây dựng vài năm có dấu hiệu hư hỏng, hằn lún vệt bánh xe, tượng bóng tróc bề mặt, tượng trồi lún hay tượng xô trượt Theo cá nhân em hư hỏng, xuống cấp hệ thống đường giao thơng thành phố Thái Ngun số nguyên nhân sau: - - Chất lượng vật liệu chưa đảm bảo: loại vật liệu không đạt tiêu chuẩn Thành phần hỗn hợp thiết kế chưa hợp lý: hàm lượng nhựa dẫn đến dính bám kém, ổn định nước dễ bị nứt, bong bật có tải trọng xe chạy qua, hàm lượng nhựa nhiều gây lên tượng lượn song, dồn nhựa có xe nặng chạy Chất lượng đường không tốt: lún, lún không Thi công chưa đảm bảo chất lượng Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 - - Công tác tu bảo dưỡng chưa đầy đủ Lưu lượng xe tăng nhanh đặc biệt không kiểm sốt xe tải trọng nặng Ngồi phải kể đến ảnh hưởng không nhỏ điều kiện môi trường: nhiệt độ ngày hè tăng cao, lại thường hay có mưa lâu ngày, nhiệt độ mùa đơng xuống thấp Hệ thống nước cho đường kém, thường hay xảy ngập úng tuyến đường, đoạn gần bến xe khách Thái Nguyên, hay ngã tư ĐH Sư Phạm, đường Lương Ngọc Quyến đoạn gần bệnh viện đa khoa Thái Nguyên… Một số giải pháp để hạn chế, khắc phục, nâng cao chất lượng tuyến đường: Việc thiết kế tuyến đường dựa theo thơng số lưu lượng tính chất giao thông dự kiến tuyến đường, thơng số mơi trường khí hậu nơi tuyến đường qua Nếu tính tốn xác có độ tin cậy cao lượng xe lưu thơng tương lai, tải trọng xe chạy tương lai, dự đoán biến đổi điều kiện địa chất, khí hậu tương lai, tuyến đường thiết kế với chất lượng tốt • Về việc hạn chế tượng hằn lún vệt bánh xe: + Thiết kế chiều dày lớp BTN có chiều dày phù hợp + Dùng đá đạt cường độ yêu cầu, có lượng hạt thoi dẹt có khả dính bám tốt với nhựa + Dùng bột khống gốc cacbonat, có cường độ chịu nén đá gốc >20MPa, bột khoáng phải đạt yêu cầu thành phần hạt + Dùng nhựa có chất lượng tốt Nếu có điều kiện dùng nhựa polyme để cải thiện tính chất hỗn hợp BTN + Cát nên dùng cát xay đạt yêu cầu kỹ thuật theo quy định + Thiết kế cấp phối hỗn hợp có thành phần hạt hợp lý, hàm lượng nhựa tối ưu + Xử lý liên kết lớp BTN tầng móng tốt + Kiểm sốt tốt tải trọng xe chạy Tuyệt đối không để xe siêu trường siêu trọng chạy tuyến gây hư hỏng mặt đường • Nâng cao tính ổn định nước mặt đường: • + Thiết kế mặt đường đủ độ dốc để thoát nước mặt nhanh + Thiết kế hỗn hợp lớp mặt có độ chặt cao, độ rỗng nhỏ + Thiết kế hỗn hợp BTN có hàm lượng nhựa hợp lý phù hợp điều kiện thực tế(vật liệu, khí hậu, móng…) + Lựa chọn cốt liệu đá, nhựa phù hợp, gia công hợp lý để đảm bảo hấp phụ nhựa đá hấp phụ hóa học để tăng khả liên kết + Sử dụng phụ gia tăng dính bám Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 + Cải thiện hệ thống thoát nước: rãnh dọc, rãnh ngang, hố thu nước… Biện pháp hạn chế mặt đường biến dạng, nứt nẻ: + Thiết kế hỗn hợp có hàm lượng nhựa hợp lý, khả chịu biến dạng kéo uốn cao… + Xây dựng tầng móng, đất có chất lượng tốt, đồng đều, độ lún nhỏ khả chống biến dạng lớn + Khơng sử dụng vật liệu có chứa bụi sét + Cải thiện chế độ thủy nhiệt nền- mặt đường: xử lý nước tốt, làm tầng móng cách nước • Lựa chọn biện pháp thi cơng hợp lý • Ngồi ra, cần phải ý đến công tác tu bảo dưỡng hệ thống đường để hạn chế, ngăn cản xuống cấp nhanh chóng kết cấu áo đường q trình sử dụng Đối với vật nứt cục bộ, ổ gà hay bong tróc, cần phải sửa chữa sớm tốt Bởi theo thời gian, nước theo vết nứt thâm nhập vào lớp mặt làm hư hỏng nặng lớp mặt lớp dưới, diện tiếp xúc vật liệu với khơng khí nhiều bị lão hóa nhanh Những đoạn hư hỏng q nặng phải tiến hành bóc bỏ tồn trước rải tăng cường.Tiêu biểu xem xét tới vài biện pháp sau đây: • + Phun sương nhựa lỏng (“Fog seal”): sử dụng nhựa đường lỏng nhũ tương nhựa đường phun dạng sương lên bề mặt đường để tạo lớp màng mỏng lớp phòng nước chống thấm lấp đầy vết rạn nứt nhỏ đường Phương pháp thường làm cho độ nhám đường giảm làm giảm độ an tồn cho phương tiện giao thơng Ngồi phương pháp thường phải dừng giao thông vài + Láng nhựa mỏng (“Chip seal”): sử dụng nhựa đường nhũ tương phun lên bề mặt đường rải lớp đá mịn lu lèn Tuy nhiên phương pháp có số nhược điểm sử dụng nhựa đường nhũ tương thường áp dụng cho đường có lưu lượng giao thông thấp + Láng vữa nhựa nguội (“Slurry seal”): sử dụng hỗn hợp nhựa đường nhũ tương, đá dăm nước trộn rải lên mặt đường với chiều dày từ 8-12mm sau lu lèn Tuy nhiên phương pháp tồn số nhược điểm ổn định nhựa đường nhũ tương ảnh hưởng đến chất lượng việc xử lý, có hiệu 3–5 năm sau sức kháng trượt mặt đường thường giảm, xuất hiện tượng bong tróc lớp phủ thêm Thường áp dụng cho đường có lưu lượng thấp Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 Láng nhựa nhựa đường polyme: thêm polyme vào nhựa đường để tăng cường tính chất nhựa đường Phương pháp tái sinh nguội máy tái sinh: sử dụng máy tái sinh giống trạm trộn di động tiến hành đào lớp bê tông nhựa cũ lên trộn với nhựa đường nhũ tương sau lại rải trở lại lu lèn Phương pháp đòi hỏi thiết bị chuyên dụng chi phí thường cao Và khơng xử lý vết nứt sâu lớp đào lên để tái sinh Phương pháp rải thêm lớp bê tơng nhựa nóng mới: lớp bê tơng nhựa nóng dày khoảng (3÷7)cm rải lên mặt đường cũ, thường áp dụng mặt đường hư hỏng nhiều Trong đoạn sử dụng BTXM xảy nhiều hư hỏng: Hư hỏng kết cấu áo đường bê tơng xi măng thân bê tơng, lớp móng lớp yếu tố bên điều kiện thời tiết, lưu lượng xe sau tuyến đường đưa vào sử dụng Trên mặt đường bê tông xi măng, yếu tố tải trọng trùng phục, thay đổi nhiệt độ yếu tố khác nguyên nhân gây tượng mỏi dẫn đến hư hỏng Để khảo sát, phân tích, đánh giá sửa chữa hư hỏng cần nắm bắt phát triển ứng suất bê tông xi măng Ứng suất thường co ngót gây thay đổi nhiệt độ độ ẩm, tải trọng giao thông - Ứng suất gây thay đổi nhiệt độ độ ẩm Sau đúc xong bản, ứng suất phát sinh mát độ ẩm Bất kỳ độ ẩm gây nên giảm kích thước chung Sau bê tông đông cứng, đủ cường độ ứng suất kéo bắt đầu phát triển ma sát mặt đáy lớp móng phía Ứng suất làm xuất vết nứt Nếu ứng suất vượt q cường độ chịu kéo bê tơng bị gãy Vết nứt ngẫu nhiên co ngót hạn chế giới hạn chiều dài đổ bê tông cách đường bê tông xây dựng theo dải liên tục phân chia với mối nối co ngót Mặt khác mối nối co ngót dự tính trước vết nứt khoảng cách mối nối đủ để đảm bảo không xuất vết nứt lớn ảnh hưởng đến điều kiện làm việc mặt đường Đối với khơng cốt thép sử dụng khoảng cách khe nối 5m Khoảng cách mối nối tăng lên thêm cốt thép gia cường Cốt gia cường không ngăn chặn vết nứt mà kiểm sốt vết nứt hạn chế nứt mở rộng Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 Các mối nối cần phải lấp kín để ngăn chặn xâm nhập nước mặt xuống lớp móng gây ảnh hưởng đến kết cấu nhằm giảm lượng rác lấp mối nối Trường hợp mối nối khơng bảo dưỡng chất lấp vào mối nối gây ứng suất giãn nở bê tông Ứng suất tăng lên làm nảy sinh điểm yếu cụ thể gây nứt vỡ điểm góc, gây vết nứt dọc làm võng Ngăn ngừa cố xuất cần phải cải tạo lại phần mặt đường bị ảnh hưởng tạo mối nối khác - Ứng suất xe chạy Khi tải trọng tác dụng lên cứng đặt đàn hồi đồng nhất, ứng suất lớn sinh góc chủ yếu ứng suất tập trung lớn cạnh Vì tải trọng bánh xe chạy mặt đường yếu tố giữ cho kết cấu không bị nứt chiều dày bản, chiều dày lựa chọn cho ứng suất sinh góc nhỏ Mặt khác ứng suất bất lợi phát sinh bị cong lên tác nhân thay đổi nhiệt độ độ ẩm môi trường Có hai cách để giữ cho ứng suất mức cho phép hạn chế trình tác dụng bánh xe bên ngồi lề, góc truyền tải trọng động đến mối nối Hệ thống truyền lực đặt nằm ngang sử dụng để hạn chế cong vênh, truyền tải trọng giảm ứng suất Thanh truyền lực đặt đổ bê tông nối liền hai Điều trọng thi công mối nối chốt phải đảm bảo cho chốt song song với theo bề mặt đường tim đường - Mài mòn Sự mài mòn lớp mặt xảy chủ yếu lực tiếp tuyến gây bánh xe Lực tiếp tuyến làm bong bật hạt đá mặt đường không rải nhựa, mặt đường láng nhựa bê tơng nhựa làm nhẵn mặt viên đá Sự mài mòn tùy thuộc vào cường độ vận chuyển, thành phần dòng xe (số lượng xe, lọai xe hay xe nặng) vào tốc độ xe - Vết nứt Sự xuất vết nứt nhiều ngun nhân cần phải khảo sát để thấy nguyên nhân từ đưa biện pháp xử lý phù hợp Các vết nứt thường phân loại theo hướng phát triển chiều rộng vết nứt, bao gồm loại sau: vết nứt ngang, vết nứt dọc, vết nứt chéo, vết nứt góc, vết nứt hỗn hợp Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 Chiều rộng vết nứt đo bề mặt gồm có vết nứt hẹp nhỏ 0,5mm, vết nứt trung bình từ 0,5 -1,5mm vết nứt rộng lớn 1,5 mm Trên mặt đường bê tơng vết nứt ngang rộng phải quan tâm trước hết sửa chữa toàn chiều dày + Vết nứt ngang Vết nứt ngang nguyên nhân sau: i Chiều dài phần khơng có cốt gia cường q lớn ii Thiếu bố trí vật liệu cốt gia cường iii Mối nối không dịch chuyển tự iv Cắt mối nối muộn v Mức độ cản trở cao mặt tiếp giáp đáy móng vi Ăn mòn cốt thép nước muối thâm nhập mối nối trung bình đến rộng chưa lấp kín vii Thiếu phân bố tải trọng mối nối + Vết nứt dọc Vết nứt dọc số nguyên nhân sau: i Chiều rộng lớn ii Vị trí khe nứt đáy khơng xác iii Móng đường khơng phẳng theo chiều dọc: cố thoát nước thay đổi lớn độ ẩm lớp ổn định lớp sét tạo điều kiện cho vết nứt phát triển iv Khơng có mối nối dãn nỡ co ngót cốt liệu nhỏ liên kết gây tích luỹ ứng suất vết nứt dọc xuất Vết nứt dọc khơng có lợi hình thức xây dựng đường bê tông nào, không hạn chế nên vết nứt dọc thường mở rộng kéo dài, nằm vêt bánh xe phát triển nhanh chóng Bất kỳ cố nứt dọc cần phải phát xử lý kịp thời + Vết nứt chéo Vết nứt chéo xuất nguyên nhân chủ yếu chất lượng lớp móng khơng đồng đều, vị trí xây dựng vật liệu tốt xung quanh Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 + Vết nứt dẻo Hiện tượng nứt dẻo hoàn toàn khác với vết nứt trước, xuất sớm sau đầm nén bê tông, giờ, thường xuất thành nhóm ngắn gần song song với chếch với cạnh Nguyên nhân nhanh chóng mát độ ẩm bề mặt phần lớn xuất ngày nắng kết hợp với gió khơ hanh Việc bảo dưỡng tốt bê tông sau đầm nén khắc phục nhược điểm + Vết nứt hỗn hợp Vết nứt hỗn hợp xuất vị trí cá biệt góc bản, xung quanh đan đậy hố ga mặt đường Nguyên nhân cấu tạo đơn giản chịu ứng suất cục bộ, rãnh xói, vị trí khoan kiểm tra, vết nứt góc phần lớn xuất mối nối không chốt - Vỡ Các cạnh mối nối bị vỡ nhiều nguyên nhân khác ảnh hưởng tới chiều sâu khác nhau, trường hợp cụ thể có biện pháp xử lý riêng biệt + Vỡ nơng Các mối nối co ngót thi cơng ướt thường tạo cách đặt dài bề mặt có tác dụng tạo dạng rãnh nứt Khi sử dụng gỗ chưa xử lý, hút nước từ bê tông gây ứng suất lân cận mối nối vết nứt khu vực hình thành Do đó, để khắc phục sử dụng vật liệu dẻo để tạo chiều rộng rãnh Tuy nhiên sau tạo rãnh cần phải đầm rung lại bê tơng cho đồng đều, q trình phải làm cẩn thận để tránh xê dịch tạo rãnh, dễ hình thành rãnh nghiêng, góc nghiêng vượt 10 o theo phương thẳng đứng cần phải điều chỉnh lại để tránh tượng mảnh bê tông mối nối Để tránh gián đoạn thi công, cắt rãnh cách tốt tạo khe nứt cho mối nối Trở ngại cắt loại cốt liệu thô thường cứng có hệ số giãn nở lớn có nghĩa việc cắt mối nối phải tiến hành chậm để đảm bảo cấu trúc vữa xi măng đủ cường độ để ngăn cản đá cốt liệu bung khỏi bê tơng Tuy nhiên q trình cắt diễn lâu mối nối nứt tước cắt xong Phương pháp đơn giản hiệu để hạn chế vỡ nông cắt tăng chiều rộng rãnh + Vỡ sâu Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 Loại vỡ phát triển bên chiều sâu khe co ngót, trí truyền lực, nguyân nhân chính: Khe giảm yếu đáy bị lệch so với khe mặt đường Thanh truyền lực bị lệch Miếng vỡ sâu sửa chữa cách làm lại toàn chiều sâu - Hư hỏng mối nối Các mối nối thường phận linh hoạt mặt đường bê tông xi măng, vật liệu bịt mối nối phải có khả chịu ứng suất sức căng tải trọng tác dụng liên tục Kích thước rãnh nối yếu tố quan trọng giúp cho việc thực bịt mối nối có hiệu Chất bịt mối nối có hai dạng: đổ trước đổ chỗ Chất bịt đổ trước hình ống làm vật liệu đàn hồi Khi đổ chất bịt mối nối cần phải gắng lớp xi dày khoảng 5mm để đề phòng bị bong chất bịt xe chạy qua lại tác động khác Trong thực tế sử dụng loại dầu bôi trơn kết hợp với chất kết dính để đổ dễ dàng giữ chất bịt.Dạng mối nối đổ trước thường khơng thơng dụng thực tế rãnh mối nối phải có chiều rộng để đảm bảo tác dụng chất bịt Phương pháp đổ chỗ: đun nóng hòa tan trước đổ trộng hỗn hợp từ bao vật liệu theo tỉ lệ đổ điều kiện nhiệt độ xung quanh sau đơng cứng lại phản ứng hóa học Các hư hỏng mối nối thường thấy bong chất bịt mối nối khỏi rãnh chất bịt mối nối trượt dọc theo chiều dài chịu sức căng mức Một mặt cắt ngang rãnh nối (hình 3.)có kích thước hình học chiều rộng với chiều sâu không nên nhỏ 1:1 không lớn 2:1 Phần mối nối tạo cho chất bịt sức căng Sức căng (%) = chiều sâu phần x100% chiều rộng mối nối Khi giá trị sức căng lớn nguy bong trượt khỏi rãnh nhiều, để giảm nguy cần phải thiết kế rãnh cho hạn chế sức căng đến mức nhỏ Khi đưa mối nối vào sử dụng hình dạng mặt cắt ngang chỗ bịt thay đổi, tạo thành phần co lại gần tim hình Nếu rãnh hẹp phần thắp hẹp có xu hướng trượt bong khỏi tường rãnh mặt tiếp xúc chịu ứng suất thẳng đứng lớn Các mối nối sau đổ thường nén lại mối nối bị thu hẹp chất bịt mối nối bị ép chặt lên rải mặt đường sau Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 10 bị ép nhô lên bắn khỏi thành mối nối hay văng mặt đường xe lại Vì lý mà cần thiết phải bố trí chất bịt thấp xuống khoảng 5mm - Tấm chuyển vị lún + Tấm chuyển vị Đối với bảnkhơng có truyền lực xây dựng lớp móng vơ hạn sinh bậc mối nối, nguyên nhân chuyển vị lớp móng dưới, tơ chạy qua mối nối phần phía tiếp cận bị võng xuống bánh xe rời khỏi vị trí nhanh chóng vồng phía tạo vùng áp lực thấp lớp móng khiến cho vật liệu nằm chuyển đến vị trí khác mối nối Sau nhiều lần xe qua lại, khối lượng đáng kể vật liệu chuyển vị ngang qua mối nối làm “tạo bậc” Để lâu xuất vết nứt móng đỡ không phẳng + Lún mặt Do đường phía ổn định tác động lớn chẳng hạn cơng tác nổ mìn làm cho bị lún Câu 2: Công nghệ mới: Lớp phủ siêu mỏng tạo nhám đường ô tô Cơng nghệ áp dụng gói thầu EX19C, đường cao tốc Hà NộiHải Phòng Việc sử dụng lớp phủ mỏng để tạo nhám cho hệ thống đường ô tô, đặc biệt đường cấp cao đường cao tốc cần thiết nhằm cải thiện tốc độ xe chạy, hẹn chế tai nạn xảy đường xe chạy với tốc độ cao, điều kiện ẩm ướt Công nghệ lớp phủ mỏng tạo nhám áp dụng phổ biến giới, sử dụng rộng rãi tuyến đường ô tô cao tốc Hoa Kỳ, châu Âu, Nhật Bản, Trung Quốc số nước ASEAN Cao tốc Hà Nơi- Hải Phòng tuyến đường thiết kế tuyến cao tốc chất lượng, đại Việt Nam, việc nghiên cứu, ứng dụng để triển khai công nghệ lớp phủ mỏng tạo nhám cần thiết Bên cạnh tiêu cường độ, độ phẳng mặt đường, độ nhám mặt đường tiêu quan trọng đường tơ, có ý nghĩa định đến hiệu khai thác, đảm bảo an toàn cho xe chạy với vận tốc thiết kế cao, đường ô tô cấp cao đường cao tốc Việc xây dựng mặt đường có độ nhám cao trọng cách đặc biệt đoạn đường dốc, đường quanh co bán kính nhỏ, đoạn gấn đến nút giao thơng, đường trục thị, khu đông Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 11 dân cư Theo điều tra thống kê số nước có đến 20% số vụ tai nạn giao thơng có nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp mặt đường trơn trượt, độ nhám không đủ, hệ số bám bánh xe mặt đường thấp Nhiều nghiên cứu có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ bám bánh xe với mặt đường Về phương diện đường tơ chủ yếu quan trọng độ nhám mặt đường Độ nhám mặt đường chia làm hai thành phần nhám vĩ mơ nhám vi mơ Nhám vĩ mơ tạo đường nước-một yếu tố cần thiết cho giao thông tốc độ cao, nhám vi mô tạo sức kháng trượt- yếu tố cần thiết cho giao thông tốc độ thấp giao thông tốc độ cao Ở Việt Nam, có tiêu chuẩn ngành hay quy định tạm thời ban hành quy trình thi công nghiệm thu lớp phủ mỏng tạo nhám 22TCN 345-06, QĐ 3287/QĐ-BGTVT 2008 Lớp phủ siêu mỏng tạo nhám (LPSMTN) gói thầu EX19C áp dụng QDD3287/QĐ-BGTVT 2008, sử dụng LPSMTN loại C: cỡ hạt lớn 19mm Hỗn hợp bê tông nhựa áp dụng làm LPSMTN chế tạo theo phương pháp trộn nóng, rải nóng, có cấp phối cốt liệu gián đoạn, chất kết dính nhựa đường polime; rải mặt đường tưới dính bám nhũ tương nhựa đường polime Cơng nghệ thi công LPSMTN sử dụng máy rải liên hợp thực đồng thời hai chức năng: (1) tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám (2) rải hỗn hợp LPSMTN LPSMTN có chiều dầy sau lu lèn từ 12,5 mm đến 25 mm tùy theo loại LPSMTN sử dụng; chiều dầy LPSMTN khơng tính đến tính tốn kết cấu áo đường LPSMTN sử dụng làm lớp tạo nhám cho đường tơ (thích hợp với đường cao tốc, đường ô tô cấp cao); rải mặt đường bê tông nhựa mặt đường bê tông xi măng xây dựng qua thời gian khai thác Để bảo đảm độ bền chiều dầy rải đồng LPSMTN, mặt đường phía phải thỏa mãn yêu cầu cường độ độ phẳng theo quy định cấp đường tương ứng TCVN 4054 : 2005 Thành phần cấp phối cốt liệu LPSMTN theo quy định bảng sau: Thành phần cấp phối cốt liệu LPSMTN Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 12 Kích cỡ sàng mắt vng (mm) Lượng lọt sàng (% theo khối lượng) LPSMTN loại A LPSMTN loại B 19 LPSMTN loại C 100 12,5 100 75 ÷ 100 9,5 100 75 ÷ 100 50 ÷ 80 4,75 40 ÷ 55 25 ÷ 38 25 ÷ 38 2,36 22 ÷ 32 22 ÷ 32 22 ÷ 32 1,18 15 ÷ 25 15 ÷ 23 15 ÷ 23 0,600 10 ÷ 18 10 ÷ 18 10 ÷ 18 0,300 ÷ 13 ÷ 13 ÷ 13 0,150 ÷ 10 ÷ 10 ÷ 10 0,075 4÷6 4÷6 4÷6 Hàm lượng nhựa tham khảo (% khối lượng hỗn hợp LPSMTN) 5,0 ÷ 6,2 4,8 ÷ 6,2 4,6 ÷ 6,2  Yêu cầu vật liệu: a) Đá dăm: nghiền (xay) từ đá tảng, đá núi; có kích cỡ lọt sàng lớn (theo quy định Bảng ứng với loại LPSMTN) nằm sàng 4,75 mm Các tiêu lý quy định cho đá dăm TT Các tiêu Đơn vị Yêu cầu Phương pháp thí nghiệm % max 25 TCVN 7572-12 : 2006 - mặt % 100 TCVN 7572-18 : 2006 - mặt % 85 Độ hao mòn Los Angeles Hàm lượng hạt bị đập vỡ Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 13 Hàm lượng hạt thoi dẹt - tỷ lệ hạt 3:1, % max 15 TCVN 7572-13 : 2006 - tỷ lệ hạt 5:1 % max TCVN 7572-13 : 2006 Hàm lượng bụi, bùn, sét % max 2,0 TCVN 7572-8 : 2006 Hàm lượng sét cục % max 0,25 TCVN 7572-8 : 2006 % max TCVN 7572-17 : 2006 Hàm lượng hạt mềm yếu, phong hóa Độ dính bám đá với nhựa đường Cấp độ cấp 22 TCN 279 : 2001 b) Cát xay: nghiền (xay) từ đá gốc sản xuất đá dăm, có kích cỡ lọt sàng 4,75 mm Khơng sử dụng cát thiên nhiên để chế tạo LPSMTN Các tiêu lý quy định cho cát xay TT Các tiêu Đơn vị Yêu cầu Phương pháp thí nghiệm Mô đun độ lớn - TCVN 7572-2 : 2006 Hệ số đương lượng cát (ES) % 50 AASHTO T 176 % 45 22 TCN 356 : 2006 % max 0,5 TCVN 7572-8 : 2006 Độ góc cạnh (độ rỗng cát trạng thái không đầm) Hàm lượng sét cục c) Bột khoáng Bột khoáng sản phẩm nghiền từ đá bơ nát (đá vơi can-xít, đơ-lơ-mit) sạch, có cường độ nén đá gốc không nhỏ 20 MPa (thí nghiệm theo TCVN 7572-10 : 2006) xi măng Bột khống phải khơ, tơi, khơng vón Các tiêu lý quy định cho bột khoáng TT Các tiêu Đơn vị Thành phần hạt (lượng lọt Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Yêu cầu Phương pháp thí nghiệm 22 TCN 58 : 1984 Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 14 sàng qua cỡ sàng mắt vuông) 0,600 mm (No.30) % 100 0,300 mm (No.50) % 95 ÷ 100 0,075 mm (No.200) % 70 ÷ 100 Độ ẩm % max 1,0 22 TCN 58 : 1984 Chỉ số dẻo (của bột khống nghiền từ đá bơ nát) % max 4,0 AASHTO T89, T90 d) Nhựa đường polyme Nhựa đường polyme sử dụng cho LPSMTN mác (PMB-I, PMB-lI PMB-III) Tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu nhựa đường polyme (trích từ 22 TCN 319 : 2004) TT Các tiêu Đơn vị PMB-I PMB-II PMB-III °C 60 70 80 0,1mm 50 ÷ 70 Nhiệt độ hóa mềm (Phương pháp vòng bi) Độ kim lún 25 °C Yêu cầu 40 ÷ 70 Nhiệt độ bắt lửa °C 230 Lượng tổn thất sau đun nóng 163 °C % max 0,6 Tỷ lệ độ kim lún nhựa đường sau đun nóng 163 °C so với độ kim lún 25 °C % 65 Lượng hòa tan Trichloroethylene % 99 g/cm3 1,00 ÷ 1,05 Khối lượng riêng 25 °C Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 15 Độ dính bám với đá cấp độ cấp Độ đàn hồi (ở 25 °C, mẫu kéo dài 10 cm) % 60 65 10 Độ ổn định lưu trữ (gia nhiệt 163 °C 48 giờ, sai khác nhiệt độ hóa mềm phần mẫu) °C max 3,0 11 Độ nhớt 135 °C (con thoi 21, tốc độ cắt 18,6 s-1, nhớt kế Brookfield) Pa.s max 3,0 70 e) Nhũ tương nhựa đường polime sử dụng để tưới dính bám Nhũ tương nhựa đường polime sử dụng để tưới dính bám loại phân tách nhanh phải thỏa mãn yêu cầu quy định sau Tiêu chuẩn kỹ thuật nhũ tương nhựa đường polime Đơn vị Yêu cầu Phương pháp thí nghiệm Độ nhớt Saybolt Furol 50 °C s 20 ÷ 125 22 TCN 354 : 2006 Độ ổn định lưu trữ, 24 % max 22 TCN 354 : 2006 Hàm lượng hạt cỡ (thí nghiệm sàng) % max 0,1 22 TCN 354 : 2006 Độ khử nhũ (35 ml, 0.8% dioctyl sodium sulfosuccinate) % 40 22 TCN 354 : 2006 Hàm lượng nhựa (xác định theo phương pháp chưng cất) % 63 22 TCN 354 : 2006 Hàm lượng dầu % max 22 TCN 354 : 2006 TT Các tiêu I Thí nghiệm mẫu nhũ tương II Thí nghiệm mẫu nhựa thu sau chưng cất Độ kim lún 0,1 mm Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) 60 ÷ 120 22 TCN 279 : 2001 Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 16 Độ đàn hồi (ở 25°C, mẫu kéo dài 20 cm) % 50 22 TCN 319 : 2004 Lượng hòa tan Tricloroethylene % 97,5 22 TCN 279 : 2001 Tỷ lệ tưới nhũ tương nhựa đường polymer dính bám tùy thuộc loại LPSMTN, tình trạng mặt đường rải Tỷ lệ tưới tham khảo với LPSMTN loại C: 0,9l/m2 Yêu cầu tiêu kỹ thuật LPSMTN TT Chỉ tiêu Đơn vị Yêu cầu Phương pháp thí nghiệm Số chày đầm (chế bị mẫu theo phương pháp Marshall) chày x 50 AASHTO T 245 Chiều dầy màng nhựa µm Phụ lục B Độ chảy nhựa % max 0,20 22 TCN 345 : 2006 % 80 AASHTO T283 % 80 AASHTO T 245 4.a) Hệ số cường độ chịu kéo gián tiếp (Tensile Strength Ratio - TSR) 4.b) Độ ổn định lại (ngâm mẫu 60°C 24 giờ) so với độ ổn định ban đầu (ngâm mẫu 60°C 40 phút)  Công tác thiết kế hỗn hợp LPSMTN tiến hành theo giai đoạn: thiết kế sơ bộ, thiết kế hoàn chỉnh lập công thức chế tạo hỗn hợp LPSMTN Các giá trị nhiệt độ yêu cầu nhà sản xuất nhựa đường polyme công bố TT Giai đoạn thi công Trộn hỗn hợp thùng trộn trạm trộn Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Khoảng nhiệt độ tham khảo (°C) Nhiệt độ chấp thuận (°C) 160 ÷ 185 Dựa số liệu công bố nhà sản Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 17 Xả hỗn hợp từ thùng trộn vào xe 155 ÷ 180 Đổ hỗn hợp từ xe tải vào máy rải 145 ÷ 170 Rải hỗn hợp 145 ÷ 165 Lu lèn - Bắt đầu - Kết thúc 130 ÷ 160 90 ÷ 140 xuất nhựa đường polime Tư vấn giám sát chấp thuận Thí nghiệm mẫu - Trộn mẫu thí nghiệm Marshall 160 ÷ 180 - Đầm mẫu thí nghiệm Marshall 150 ÷ 170 Xe vận chuyển nhũ tương nhựa đường polime loại xe có xi - téc, có khả đảm bảo nhiệt độ nhũ tương nhựa đường polime trình vận chuyển Nhiệt độ nhũ tương nhựa đường polime vận chuyển theo khuyến cáo nhà sản xuất nhũ tương nhựa đường polime (khoảng nhiệt độ tham khảo từ 50 °C ÷ 80 °C) Xe vận chuyển hỗn hợp LPSMTN loại xe tự đổ có thùng xe kim loại, phải có bạt che phủ Máy rải hỗn hợp LPSMTN: Máy rải loại máy liên hợp thực đồng thời hai chức năng: tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám rải hỗn hợp bê tơng nhựa Máy rải gồm hệ thống sau: - Hệ thống tiếp nhận rải hỗn hợp LPSMTN (có gắn thiết bị cảm biến chiều dầy), gồm phận sau: + Phễu tiếp nhận hỗn hợp LPSMTN: có guồng xoắn (theo phương dọc) để đưa hỗn hợp LPSMTN từ phễu tiếp nhận tới phận rải; + Bộ phận rải: có guồng xoắn (theo phương ngang) để rải hỗn hợp LPSMTN; + Thanh đầm Hệ thống tiếp nhận tưới nhũ tương nhựa đường polime, gồm phận sau: Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 18 + Thùng đựng nhũ tương nhựa đường polime: Có khả trì nhũ tương nhựa đường polime nhiệt độ quy định suốt trình thi cơng Nhiệt độ nhũ tương nhựa đường polime tưới dính bám theo khuyến cáo nhà sản xuất nhũ tương nhựa đường polime (khoảng nhiệt độ tham khảo từ 50 °C ÷ 80 °C) + Hệ thống phun (thông thường gồm phun) với vòi phun để tưới nhũ tương nhựa đường polime dính bám; có hệ thống kiểm sốt, có khả điều chỉnh tỷ lệ tưới cách xác Máy rải phải đáp ứng yêu cầu sau: - Quá trình tưới nhũ tương nhựa đường polime rải hỗn hợp LPSMTN thực đồng thời, liên tục đồng đều, có khả điều chỉnh tỷ lệ tưới nhũ tương nhựa đường polime chiều dày rải hỗn hợp cách xác; - Có khả điều chỉnh chiều rộng vệt tưới nhũ tương nhựa đường polime chiều rộng vệt rải hỗn hợp LPSMTN; - Trước rải hỗn hợp LPSMTN, bánh xe phận khác máy rải không tiếp xúc với màng nhũ tương nhựa đường polime tưới lên mặt đường; - Hỗn hợp LPSMTN phải rải xong khoảng thời gian giây tính từ nhũ tương nhựa đường polime tưới lên mặt đường; - Có khả điều chỉnh tốc độ rải (tốc độ rải thường sử dụng từ 10m/min ÷ 30m/min) Máy lu: sử dụng lu tĩnh hai bánh sắt loại có tải trọng tối thiểu  Yêu cầu điều kiện thi công Chỉ thi công lớp LPSMTN nhiệt độ khơng khí lớn 15 °C: khơng thi cơng trời mưa Chỉ thi công lớp LPSMTN mặt đường sạch, khơ ráo, có đủ cường độ độ phẳng, vị trí hư hỏng cục (rạn nứt, bong tróc, trượt ) sửa chữa triệt để Nên thi cơng hồn thiện lớp LPSMTN vào ban ngày Trường hợp phải thi công vào ban đêm, phải có đủ thiết bị chiếu sáng đảm bảo cho q trình thi cơng đảm bảo chất lượng, an toàn Tư vấn giám sát chấp thuận  Nghiệm thu LPSMTN: - Kích thước LPSMTN phải theo thiết kế, sai số cho phép quy định QĐ 3287 Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 19 - TT Độ phẳng mặt đường: sử dụng thiết bị đo IRI để kiểm tra độ phẳng Trường hợp chiều dài đoạn thi công LPSMTN nhỏ Km kiểm tra thước mét Tiêu chuẩn nghiệm thu độ phẳng Hạng mục Phương pháp Độ phẳng IRI TCVN 8865:2011 Toàn chiều dài xe Độ phẳng đo thước m (với TCVN đoạn LPSMTN ≤ 8864:2011 Km) - Mật độ đo Yêu cầu TCVN 8865:2011 70 % số khe hở không vượt mm, 30 % 100 m/ mặt cắt số khe hở lại khơng mm Độ nhám mặt đường: kiểm tra theo phương pháp rắc cát sức kháng trượt mặt đường đo lắc Anh Tiêu chuẩn nghiệm thu độ nhám mặt đường Yêu cầu TT Hạng mục Độ nhám mặt đường theo phương pháp rắc cát Phương pháp 22TCN278:2001 Tỷ lệ Mật độ điểm đo LPSMTN LPSMTN đo đạt yêu loại A loại B C cầu 100m/ ≥ 0,8 mm mặt cắt Sức kháng trượt 100 m/ đo lắc AASHTO T 278 mặt cắt Anh ≥ 50 ≥ 1,0 mm ≥ 95 % ≥ 55 ≥ 95 % Hiệu lớp phủ siêu mỏng tạo nhám: Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 20 - Có khả chống trơn trượt cao Giảm tiếng ồn, đặc biệt đường bê tông xi măng Giảm bắn bụi nước phương tiện giao thơng, giảm tượng có màng nước mặt đường Thoát nước tốt Tài liệu tham khảo PGS.TS Phạm Huy Khang ( 2013), Công nghệ xây dựng mặt đường, giáo trình TS Nguyễn Quang Phúc, slide giảng Công nghệ xây dựng mặt đường Quyết định 3287/QĐ-BGTVT 2008 việc BAN HÀNH QUY ĐỊNH TẠM THỜI VỀ KỸ THUẬT THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU LỚP PHỦ SIÊU MỎNG TẠO NHÁM TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ Quy định dẫn kỹ thuật hang mục: LỚP PHỦ SIÊU MỎNG TẠO NHÁM TRÊN ĐƯỜNG Ơ TƠ Dự án đường tơ cao tốc HN-HP, đoạn Km 0+000 ÷ Km 105+500 Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K22.2 ... LPSMTN loại B 19 LPSMTN loại C 100 12, 5 100 75 ÷ 100 9,5 100 75 ÷ 100 50 ÷ 80 4,75 40 ÷ 55 25 ÷ 38 25 ÷ 38 2, 36 22 ÷ 32 22 ÷ 32 22 ÷ 32 1,18 15 ÷ 25 15 ÷ 23 15 ÷ 23 0,600 10 ÷ 18 10 ÷ 18 10 ÷ 18... lún 0,1 mm Học viên : Nguyễn Thanh Tùng (4145164) 60 ÷ 120 22 TCN 27 9 : 20 01 Lớp Kỹ thuật xây dựng CTGT K 22. 2 16 Độ đàn hồi (ở 25 °C, mẫu kéo dài 20 cm) % 50 22 TCN 319 : 20 04 Lượng hòa tan Tricloroethylene... Độ nhớt Saybolt Furol 50 °C s 20 ÷ 125 22 TCN 354 : 20 06 Độ ổn định lưu trữ, 24 % max 22 TCN 354 : 20 06 Hàm lượng hạt cỡ (thí nghiệm sàng) % max 0,1 22 TCN 354 : 20 06 Độ khử nhũ (35 ml, 0.8% dioctyl