NCKH: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ HIỆN ĐẠI TRONG BẢO TRÌ CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG BỘ part 1

BỘ GIAO THƠNG VẬN TẢI Viện Khoa học Cơng nghệ GTVT 1252 Đường Láng-Đống Đa-Hà Nội ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011 Báo cáo tổng kết khoa học cơng nghệ đề tài: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ HIỆN ĐẠI TRONG BẢO TRÌ CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG BỘ VIỆT NAM MÃ SỐ ĐỀ TÀI: DT114042 PGS.TS VŨ ĐỨC CHÍNH Hà Nội, 2012 MỞ ĐẦU Bảo trì mặt đường chiến lược quan trọng để kéo dài tuổi thọ đường Bảo trì mặt đường ngày giới xem vấn đề quan trọng để trì hệ thống đường tình trạng tốt, nhằm khắc phục hư hỏng gây trình khai thác, tác động xe chạy yếu tố ảnh hưởng bất lợi môi trường Nhân thấy tầm quan trọng cơng tác bảo trì mặt đường, giới triển khai nghiên cứu tổng thể lĩnh vực liên quan đến bảo trì, xây dựng Hệ thống quản lý bảo trì đường (Road Maintenance Management System-RMS); nghiên cứu áp dụng công nghệ tiên tiến bảo trì mặt đường mềm mặt đường cứng, đưa phạm vi áp dụng, hiệu kinh tế-kỹ thuật, thời điểm bảo trì thích hợp giải pháp bảo trì mặt đường Kết nghiên cứu giới khẳng định cơng tác Bảo trì phòng ngừa ((Preventive Maintenance) có vai trò quan trọng Chiến lược bảo trì, nhằm kéo dài tuổi thọ mặt đường việc áp dụng giải pháp bảo trì hiệu kinh tế-kỹ thuật mặt đường Trong trình khai thác, thực cơng tác bảo trì phòng ngừa cách thường xuyên, thời điểm, theo chu kỳ xác định, chất lượng mặt đường cải thiện, trì tình trạng mặt đường thỏa mãn yêu cầu Ngược lại, không thực công tác bảo trì ngừa, chất lượng mặt đường ngày suy giảm, hậu mặt đường xuống cấp, dẫn tới phải sửa chữa lớn, xây dựng lại Theo kết nghiên cứu Ngân hàng Thế giới cho thấy: thực cơng tác bảo trì giai đoạn bảo trì phòng ngừa tốn chi phí khoảng USD, triển khai cơng tác bảo trì giai đoạn sau này, mặt đường giảm chất lượng đáng kể chi phí phải tốn đến từ 4-5 USD lớn Tại Việt Nam, công tác bảo trì mặt đường nhiều năm qua chưa trọng, mọt phần vốn dành cho bảo trì thấp, phần cơng nghệ bảo trì hạn chế, chưa có điều kiện để áp dụng cơng nghệ bảo trì tiên tiến áp dụng giới… nên chất lượng mặt đường ô tô xuống cấp nhanh, hư hỏng nhiều, dẫn đến suy giảm tuổi thọ mặt đường Nhận thấy tầm quan trọng công tác bảo trì, Bộ Giao thơng Vận tải (Tổng cục Đường Việt Nam) kiến nghị Chính phủ sớm thơng qua Nghị định thành lập "Quỹ bảo trì đường bộ" để tạo vốn ổn định đáp ứng yêu cầu bảo trì ngày tăng, nâng cao hiệu khai thác đường Bộ Giao thông Vận tải có chủ trương khuyến khích áp dụng cơng nghệ mới, vật liệu cho xây dựng đường bộ, có liên quan đến cơng nghệ tiên tiến bảo trì đường Vì vậy, Bộ Giao thơng Vận tải giao nhiệm vụ cho Viện Khoa học Cơng nghệ GTVT chủ trì thực Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ đại bảo trì cơng trình đường Việt Nam” Mặc dù với tên gọi đề tài rộng, nhiên tính cần thiết việc bảo trì mặt đường mềm (tỷ lệ mặt đường bê tông nhựa nước ta lớn, chiếm 93%, mặt đường bê tông xi măng chiếm 7%), khn khổ kinh phí đề tài dược duyệt, nên nội dung nghiên cứu phê duyệt cơng nghệ bảo trì cho mặt đường mềm: Phun nhũ tương kiểu Fog Seal; Láng nhựa kiểu Chip Seal (Chip Seals); Láng nhựa kiểu Otta Seal (Otta Seals); Vữa nhựa kiểu Slurry Seal (Slurry Seals); Vữa nhựa kiểu Micro Surfacing (Micro Surfacing) Với công nghệ công nghệ nêu trên, nội dung cần nghiên cứu bao gồm: phạm vi áp dụng, loại chất lượng vật liệu (chất kết dính, cốt liệu), thiết bị thi cơng, quy trình cơng nghệ thi công, tiêu chuẩn nghiệm thu Kết nghiên cứu đề tài Tiêu chuẩn vật liệu, Quy trình cơng nghệ thi cơng cho cơng nghệ nêu trên, qua đề xuất áp dụng cho cơng tác bảo trì mặt đường mềm Việt Nam Việc nghiên cứu cơng nghệ bảo trì cho mặt đường cứng (BTXM) Bộ Giao thông Vận tải xem xét giao nhiệm vụ năm CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BẢO TRÌ MẶT ĐƯỜNG TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan hệ thống quản lý bảo trì mặt đường giới 1.1.1 Sự cần thiết công tác bảo trì đường Bảo trì mặt đường chiến lược quan trọng để kéo dài tuổi thọ đường Bảo trì mặt đường ngày giới xem vấn đề quan trọng để trì hệ thống đường tình trạng tốt, nhằm khắc phục hư hỏng gây trình khai thác, tác động xe chạy yếu tố ảnh hưởng bất lợi mơi trường Mục đích cơng tác bảo trì đường nhằm cải thiện khả làm việc mặt đường, tăng tính động tính an tồn cho đường, cải thiện u cầu người chạy xe, giảm thiểu chu kỳ chi phí xây dựng đường Việc áp dụng giải pháp bảo trì phù hợp có lợi ích đáng kể việc hạn chế thời gian đóng đường phải áp dụng giải pháp sửa chữa nâng cấp đường xây dựng lại kết cấu Nhiều năm qua, nước tiên tiến giới đầu tư kinh phí đáng kể cho cơng tác bảo trì đường Tuy nhiên, kinh phí dành cho cơng tác bảo trì không đủ Để vật lộn với suy giảm vốn ngân sách, bảo trì mặt đường tiếp tục chiến lược quan trọng co quan quản lý đường Mặc dù với khoản đầu tư tương đối nhỏ cho hoạt động bảo trì, cơng tác bảo trì triển khai thời điểm, với giải pháp bảo trì áp dụng phù hợp, tuổi thọ cơng trình đường tăng lên đáng kể Do nhận thức tầm quan trọng cơng tác bảo trì đường bộ, nhiều nước giới triển khai chương trình bảo trì, xây dựng tiêu chuẩn liên quan đến kỹ thuật bảo trì Cho đến năm 1990, kỹ thuật bảo trì mặt đường hồn thiện để trở thành tiêu chuẩn thực hành hầu hết quan quản lý đường Mỹ Rất nhiều quan quản lý đường Bang (DOT) nước Mỹ triển khai nghiên cứu thực chương trình bảo trì mặt đường nhằm nỗ lực việc sử dụng vốn ngân sách cách hiệu Số liệu thống kê cho thấy 90% Bang/tỉnh nước Mỹ xây dựng chương trình bảo trì phòng ngừa mặt đường Gần 70 % Bang biên soạn sổ tay, dẫn cho kỹ thuật bảo dưỡng phòng ngừa 1.1.2 Hệ thống quản lý bảo trì đường Các nước tiên tiến giới triển khai xây dựng Hệ thống quản lý bảo trì đường (Road Maintenance Management System-RMS) Mục tiêu chủ yếu Hệ thống quản lý bảo trì đường -RMS bao gồm: 1) Cung cấp khung kinh tế quản lý để định mức tối ưu kinh phí bảo trì mức tối ưu điều kiện mặt đường toàn quốc quan điểm ngắn hạn dài hạn 2) Cung cấp phương pháp hợp lý để phát triển chương trình hoạt động hàng năm xác định yêu cầu nguồn lực ngân sách 3) Bố trí, phân phối kinh phí cách hợp lý cho nhiệm vụ bảo trì khác nhau, đặc biệt điều kiện kinh phí ngân sách hạn chế 4) Theo dõi hiệu cơng việc bảo trì thực 5) Đánh giá hậu việc chậm trễ khơng áp dụng cơng tác bảo trì đến nhu cầu kinh phí ngân sách cần phải đầu tư sau suy giảm tình trạng mặt đường tương lai Để phục vụ cho Hệ thống quản lý bảo trì đường RMS, Quy trình quản lý đường thiết lập, bao gồm nội dung sau: 1) Thiết lập hệ thống quản lý liệu đường bộ: Bao gồm liệu đường mạng lưới đường 2) Thiết lập liệu điều kiện đường: sử dụng phương pháp đo đại đánh giá tình trạng mặt đường hàng năm, qua xác định mức độ suy giảm chất lượng, đưa đoạn đường cần phải ưu tiên sửa chữa 3) Thiết lập liệu giao thông hệ thống đường bộ: sử dụng thiết bị đo định kỳ đo đạc thống kê lưu lượng xe, tải xe đường, qua xác lập đoạn đường ưu tiên bảo trì, sửa chữa 4) Xây dựng quy trình cơng nghệ, Tiêu chuẩn kỹ thuật cho cơng nghệ bảo trì: Tiến hành tổng kết kết nghiên cứu để ban hành Tiêu chuẩn kỹ thuật cho cơng nghệ bảo trì áp dụng Trong tiêu chuẩn kỹ thuật có nội dung chủ yếu: phạm vi áp dụng, tuổi thọ công nghệ, yêu cầu vật liệu, máy móc thiết bị, hướng dẫn thi công… 5) Thiết lập đơn giá cho công tác bảo trì: Trên sở cơng nghệ nghiên cứu áp dụng, tiến hành thiết lập đơn giá cho loại hình bảo trì, nhằm tiêu chuẩn hóa cơng tác bảo trì 6) Xây dựng dự tốn ngân sách hàng năm cho cơng tác bảo trì: sở lựa chọn đoạn đường cần thiết phải ưu tiên bảo trì, giải pháp đơn giá bảo trì, xây dựng dự tốn ngân sách hàng năm ngân sách dự kiến cho tương lai 1.1.3 Các khái niệm liên quan đến bảo trì mặt đường Đối với hầu hết quốc gia, hệ thống giao thông đường coi tài sản (asset) đóng vai trò quan trọng thể sức mạnh quốc gia Bảo trì (manteinance) thuật ngữ quen thuộc quản lý tải sản Một số định nghĩa tiêu biểu kể đến: Theo định nghĩa AFNOR (Pháp), bảo trì tập hợp hoạt động nhằm trì tài sản tình trạng định, phục hồi tài sản trạng thái ban đầu, đảm bảo số chức xác định Trong đó, tập hợp hoạt động bao gồm tập hợp phương tiện, biện pháp kỹ thuật để thực cơng tác bảo trì Và khái niệm trì hiểu hoạt động phòng ngừa hư hỏng xảy nhằm trì trạng thái hoạt động tài sản Theo định nghĩa BS 3811 (Anh), bảo trì tập hợp hoạt động kỹ thuật quản lý nhằm trì tài sản phục hồi tài sản tình trạng xác định Thơng tư 10/2010/TT-BGTVT Bộ GTVT quản lý bảo trì đường định nghĩa bảo trì cơng trình tập hợp hoạt động nhằm trì hoạt động bình thường đảm bảo an tồn sử dụng cơng trình Mặt đường phận cấu thành quan trọng chiếm tỉ trọng chi phí xây dựng cao tổng chi phí đầu tư xây dựng đường phận kết cấu chịu tác động trực tiếp phương tiện lại môi trường xung quanh., vậy, bảo trì mặt đường (Pavement Maintenance) đóng vai trò quan trọng hệ thống bảo trì đường (Road Maintenance System) 1.1.4 Các khái niệm liên quan đến bảo trì mặt đường FHWA (Mỹ) Theo định nghĩa The Federal Highway Administration – FHWA (Mỹ), để tránh hiểu nhầm đảm bảo tính thống việc áp dụng đánh giá chương trình bảo trì, FHWA đưa định nghĩa liên quan tới khái niệm bảo trì mặt đường Cụ thể sau: 1) Bảo trì mặt đường (Pavement Maintenance) Gồm hoạt động: (1) Duy tu bảo dưỡng (Preservation); (2) Sửa chữa (Repair); (3) Phục hồi (Rehabilitation) Trong đó, lớp mặt đường cần bảo trì với loại mặt đường, trắc dọc, trắc ngang cấp hạng đường xây dựng ban đầu sau xây lại thảm lại nhằm tạo bề mặt chạy xe ln êm thuận, an tồn thuận tiện cho người điều khiển phương tiện giao thông 2) Duy tu bảo dưỡng mặt đường (Pavement Preservation) Là “Chương trình có chiến lược dài hạn áp dụng toàn mạng lưới đường nhằm nâng cao làm việc mặt đường thông qua việc áp dụng tập hợp giải pháp hiệu kĩ thuật, có giá thành hợp lý đồng để kéo dài tuổi thọ mặt đường, nâng cao an toàn đáp ứng yêu cầu người điều khiển phương tiện giao thông” (FHWA Pavement Preservation Expert Task Group) Chương trình tu bảo dưỡng (Pavement Preservation) gồm cấu phần (Hình 1.1): (1) Bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance), (2) Sửa chữa nhỏ (Minor Rehabilitation), (3) Bảo trì thường xuyên (Routine Maintenance) Duy tu bảo dưỡng mặt đường (Pavement Preservation) Sửa chữa nhỏ (Minor Rehabilitation) Bảo trì phòng ngừa (Preventive Maintenance) Bảo trì thường xuyên (Routine Maintenance) Hình 1.1 Các cấu phần Chương trình tu bảo dưỡng Một Chương trình tu bảo dưỡng hiệu xác định mặt đường tình trạng tốt trước diễn hư hỏng nghiêm trọng Bằng việc áp dụng giải pháp hiệu - kinh tế thời điểm, mặt đường phục hồi trạng thái ban đầu Tác động tích lũy giải pháp tu bảo dưỡng liên tục mang tính hệ thống để kéo dài thời gian cần phải sửa chữa (phục hồi) (Rehabilitation) xây dựng lại (Reconstruction) thường tốn Trong suốt thời gian phục vụ mặt đường, giá trị tích lũy giảm dần chuỗi giải pháp tu bảo dưỡng mặt đường nhỏ so với giá trị giảm dần việc xây lại có chi phí cao hơn, thời gian thi cơng kéo dài nhìn chung tiết kiệm so với chi phí phục hồi Ngồi ra, việc triển khai chuỗi giải pháp tu bảo dưỡng liên tục suốt thời gian phục vụ mặt đường làm gián đoạn dòng giao thơng đồng việc phải dừng thông xe thời gian dài thường thấy dự án xây lại Các hoạt động tu bảo dưỡng mặt đường phân biệt với hoạt động khác bảo trì mặt đường đặc trưng khơi phục chức mặt đường hữu kéo dài thời gian phục vụ cơng trình mà khơng cần phải tăng cường độ Do đó, để phân loại đánh giá giải pháp áp dụng có thuộc Chương trình tu bảo dưỡng hay không trước hết cần xem xét mục tiêu mà giải pháp hướng tới Các mục tiêu hoạt động tu bảo dưỡng mặt đường nêu Bảng 1.1 Bảng 1.1 Chỉ dẫn tu bảo dưỡng mặt đường Mục đích Tăng lực Tăng cường độ Giảm lão hóa Khơi phục khả phục vụ Xây dựng (New construction) X X X X Xây dựng lại (Reconstruction) X X X X Sửa chữa lớn (Major Rehabilitation) X X X Phủ lớp kết cấu (Structural Overlay) X X X Sửa chữa nhỏ (Minor Rehabilitaion) X X Bảo trì phòng ngừa (Preventive maintenance) X X Loại hoạt động Duy tu bảo dưỡng mặt đường (Pavement Preservation) Bảo trì thường xuyên (Routine Maintenance) X Bảo trì hiệu chỉnh (Corrective Maintenance) X Bảo trì ứng phó X 3) Các khái niệm liên quan (1) Bảo trì phòng ngừa (preventive maintenance) Là “Chiến lược có kế hoạch giải pháp hiệu - kinh tế áp dụng hệ thống đường hữu cơng trình phụ trợ kèm theo nhằm trì hệ thống, làm chậm lại xuất hư hỏng tương lai, bảo dưỡng cải thiện trạng thái chức hệ thống (không làm tăng lực kết cấu)” (AASHTO Standing Committee on Highways, 1997) Bảo trì phòng ngừa áp dụng chủ yếu cho mặt đường tốt thời gian phục vụ nhiều; cấu phần tu bảo dưỡng mặt đường nên bảo trì phòng ngừa chiến lược kéo dài tuổi thọ mặt đường việc áp dụng giải pháp hiệu - kinh tế mặt đường xe chạy lớp gần mặt xe chạy mặt đường đảm bảo vững kết cấu Các ví dụ điển hình giải pháp bảo trì phòng ngừa mặt đường kể đến hàn/trám vết nứt (asphalt crack sealing), Phun nhựa Fog Seal, Láng nhựa Chip Seal, Vữa nhựa Slurry Seal Micro Surfacing), Lớp phủ mỏng bê tông nhựa (thin and ultra-thin hot mix asphalt overlay) cho mặt đường bê tông nhựa; Hàm trám mối nối (concrete joint sealing), Mài mặt đường (diamond grinding), Bổ sung truyền lực (dowel-bar retrofit), Sửa chữa hư hỏng cục (partial and/or full depth concrete repairs) để khôi phục chức bê tông (2) Sửa chữa mặt đường (pavement rehabilitation) Còn gọi phục hồi mặt đường, bao gồm “các giải pháp tăng cường kết cấu nhằm kéo dài tuổi thọ mặt đường hữu /hoặc nâng cao lực chịu tải mặt đường Các công nghệ phục hồi gồm giải pháp phục hồi lớp phủ tăng cường kết cấu” (AASHTO Highway Subcommittee on Maintenance) Các dự án phục hồi kéo dài tuổi thọ kết cấu mặt đường hữu việc khôi phục lực kết cấu hữu thơng qua việc loại bỏ nứt lão hóa, tác động mơi trường mặt xe chạy hóa giòn tăng chiều dày kết cấu mặt đường nhằm tăng cường độ cho đoạn mặt đường hữu để đáp ứng điều kiện tải trọng xe chạy theo dự báo Trên sở hai phương thức phục hồi này, phục hồi mặt đường chia thành hai nhóm phụ liên quan trực tiếp tới việc khôi phục tăng lực kết cấu: a) Sửa chữa nhỏ (minor rehabilitation): Bao gồm giải pháp tăng cường không làm thay đổi kết cấu áp dụng đoạn mặt đường hữu nhằm loại bỏ nứt bề mặt từ xuống lão hóa hình thành mặt đường mềm tác động mơi trường Vì cơng nghệ sửa chữa nhỏ không làm thay đổi kết cấu mặt đường nên xếp vào nhóm hoạt động tu bảo dưỡng mặt đường b) Sửa chữa lớn (major rehabilitation): gồm giải pháp tăng cường kết cấu 10 cải thiện - Cốt liệu: cát hạt thô, cát xay 4) Dụng cụ, thiết bị: Máy phun nhũ tương, dụng cụ quét dàn nhũ tương, dàn cát 1.2.4.5 Vữa nhựa kiểu Slurry Seal (Slurry Seal): 1) Tóm tắt cơng nghệ: Hỗn hợp trộn nguội gồm cốt liệu cấp phối chặt (cốt liệu nhỏ bột khoáng) nhũ tương nhựa đường với tỷ lệ thích hợp rải mặt đường máy chuyên dụng với chiều dầy nhỏ 10 mm 2) Cơng dụng: Có hiệu để bịt kín vết nứt nhỏ, tạo nên lớp chống thấm nước cải thiện sức kháng trượt với tốc độ xe chạy cấp trung bình (≤80 km/h) 3) Vật liệu: - Chất kết dính: Thường dùng nhũ tương gốc a xít (có thể sử dụng nhũ tương gốc kiềm) nhũ tương cải thiện polime Nhũ tương thường loại phân tách chậm (slow-setting), trình ninh kết (setting) chủ yếu bay nước Nhũ tương cải thiện polime (phụ gia SBS, SBR, Latex) thường loại phân tách sớm (quick-setting), trình ninh kết (setting) chủ yếu phản ứng hóa học nhũ tương với cốt liệu - Cốt liệu: Đá, cát, bột khống Có loại cấp phối cốt liệu: Cấp phối cốt liệu Loại I ứng với cấp lưu lượng thấp; Loại II ứng với cấp lưu lượng trung bình; Loại III sử dụng để làm lớp phủ tạo phẳng lại mặt đường Một số Tiêu chuẩn khuyến nghị sử dụng xi măng thay phần cho bột khoáng 4) Dụng cụ, thiết bị: Máy chuyên dụng tự hành, có phận trộn hỗn hợp phận rải hỗn hợp với chiều dày rải kiểm soát 1.2.4.6 Vữa nhựa kiểu Microsurfacing (Microsurfacing): 1) Tóm tắt cơng nghệ: Hỗn hợp trộn nguội gồm cốt liệu cấp phối chặt, bột khoáng, nhũ tương nhựa đường polime với tỷ lệ thích hợp rải mặt đường máy chuyên dụng với chiều dầy quy định 2) Cơng dụng: Áp dụng có hiệu để ngăn chặn bong bật hóa già mặt 23 đường bê tông nhựa, cải thiện sức kháng trượt, cải thiện độ phẳng bề mặt vết hằn lún vệt bánh xe có chiều sâu nhỏ (đến 40 mm) 3) Vật liệu: - Chất kết dính: Nhũ tương polime thường loại phân tách sớm (quick-setting), trình phân tách (setting) chủ yếu phản ứng hóa học nhũ tương với cốt liệu - Cốt liệu: đá, cát nghiền Có loại cấp phối: sử dụng cấp phối Loại II Loại III Vữa nhựa (Slurry Seal) Loại II áp dụng cho chung cho đường có lưu lượng xe trung bình trở xuống, Loại III áp dụng cho loại đường có lưu lượng xe lớn, hàn lấp vệt hằn bánh xe tạo nên sức kháng trượt mặt đường cao 4) Dụng cụ, thiết bị: Máy chuyên dụng tự hành, có phận trộn hỗn hợp phận rải hỗn hợp với chiều dày rải kiểm sốt 1.2.4.7 Lớp phủ mỏng bê tơng nhựa (Thin Hot Mix Asphalt Overlay): 1) Tóm tắt cơng nghệ: - Hỗn hợp bê tông nhựa (cốt liệu nhựa đường) trộn trạm, rải máy rải thông thường với chiều dầy từ 20 đến 40 mm Có thể sử dụng hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối chặt, cấp phối hở SMA - Trường hợp mặt đường có hư hỏng phổ biến, dùng thiết bị chun dụng để cào bóc lớp bê tơng nhựa cũ đến chiều sâu quy định (20 đến 40 mm), sau hồn trả lại Trường hợp có hư hỏng nhỏ, cục bộ, cần sửa chữa hư hỏng trước rải lớp bê tông nhựa mỏng 2) Công dụng: Nhằm mục đích khắc phục tượng nứt gây tác động kết hợp số yếu tố: tải trọng, điều kiện mơi trường, kết cấu mặt đường; ngồi sử dụng để sửa chữa vệt hằn lún bánh xe (khi vệt hằn lún dừng, không phát triển) 3) Vật liệu: - Chất kết dính: thường sử dụng nhựa đường thông thường - Cốt liệu: đá, cát, bột đá có chất lượng tỷ lệ quy định tùy thuộc vào loại cấp 24 phối (chặt, rỗng, SMA) 4) Dụng cụ, thiết bị: - Máy cào bóc chuyên dụng (áp dụng mặt đường cũ bị hư hỏng, cần cào bóc) - Trạm trộn bê tơng nhựa, máy rải bê tông nhựa, thiết bị lu lèn 1.2.4.8 Lớp phủ mỏng tạo nhám (Ultra- thin Bonded Wearing Course): 1) Tóm tắt cơng nghệ: Hỗn hợp bê tơng nhựa cấp phối gián đoạn (cốt liệu nhựa đường polime) trộn trạm, rải máy rải chuyên dụng với chiều dầy từ 10 đến 20 mm Cơng nghệ Nơvachip ví dụ điển hình công nghệ lớp phủ mỏng bê tông nhựa tạo nhám 2) Công dụng: Là giải pháp áp dụng giới, có hiệu với mặt đường có hư hỏng nhỏ, làm tăng đáng kể sức kháng trượt mặt đường Chỉ rải mặt đường có đủ cường độ Những vị trí hư hỏng cục liên quan đến kết cấu cần sửa chữa trước rải lớp phủ 3) Vật liệu: - Chất kết dính: nhũ tương nhựa đường polime - Cốt liệu: đá, cát nghiền, bột đá có chất lượng tỷ lệ phù hợp quy định 4) Dụng cụ, thiết bị: máy rải Bê tông nhựa chuyên dụng, trạm trộn bê tông nhựa 1.2.4.9 Láng nhựa Kiểu Otta Seal (Otta Seal) Láng nhựa sử dụng cấp phối cốt liệu (Otta Seal) thử nghiệm Na Uy vào năm 1965 Trong 20 năm tiếp theo, có 12.000 km mặt đường cấp phối (không phủ nhựa) phủ Otta Seal, chiếm khoảng 20% tổng số chiều dài mạng lưới đường không phủ nhựa Na Uy Việc sử dụng Otta seal ngày trở nên rộng rãi số quốc gia miền Đông miền Nam Châu Phi Bangladesh Australia Otta Seal sử dụng có hiệu cơng tác xây dựng bảo trì mặt đường cấp thấp đường giao thông nông thôn Kết nghiên cứu khẳng định việc áp dụng Otta Seal cho mặt đường cấp thấp có nhiều ưu điểm so với Chip Seal, lien kết đá nhựa tốt 1) Tóm tắt công nghệ: 25 - Dùng thiết bị phun chất kết dính (thường nhựa lỏng nhựa đường có độ nhớt thấp, độ kim lún 150/200) phun lên bề mặt đường Dùng thiết bị rải đá cấp phối có kích cỡ quy định rải đồng bề mặt tưới nhựa Dùng lu để lu lèn mặt đường - Lớp phủ Otta Seal có chiều dày sau lu lèn từ 16-32 mm Có thể áp dụng Otta Seal lớp hay lớp - Có thể sử dụng không sử dụng lớp cát phủ bên bề mặt Otta Seal 2) Cơng dụng: Áp dụng có hiệu để ngăn chặn thấm nước, chống bụi (cho mặt đường không phủ nhựa), tạo độ phẳng mặt đường, tận dụng vật liệu địa phương (vật liệu đá có cường độ thấp, sỏi) 3) Vật liệu: - Chất kết dính: Nhựa đường lỏng lỏng MC-800, MC-3000, nhựa đường đặc 150/200 pha loãng với dầu hỏa đến độ nhớt phù hợp - Cốt liệu: Đá dăm, sỏi nghiền có cấp phối quy định Có loại cấp phối: cấp phối chặt, dùng cho đường có lưu lượng lớn 1000 xe/ngày đêm; cấp phối chặt trung bình, dùng cho đường có lưu lượng xe từ 100-1000 xe/ngày đêm cấp phối hở, dùng cho đường có lưu lượng xe nhỏ 100 xe/ngày đêm - Cát hạt thô: áp dụng cần phủ lên lớp Otta Seal 4) Dụng cụ, thiết bị: Thiết bị đun nóng chất kết dính, thiết bị làm mặt đường, máy rải nhựa tự hành, máy rải đá cấp phối, lu để đầm chặt Công dụng giải pháp bảo trì mặt đường mềm tóm tắt Bảng 1.4 1.2.5 Tóm tắt cơng tác bảo trì hệ thống nước Hệ thống nước có tác động đáng kể đến chất lượng khả làm việc mặt đường bê tông nhựa mặt đường bê tông xi măng Việc thoát nước mặt đường dẫn tới ảnh hưởng đáng kể đến việc chạy xe nước đọng, nước văng, trơn trượt Hệ thống thoát nước ngầm, rãnh nước hoạt động khơng hiệu dẫn tới suy giảm cường độ kết cấu ảnh hưởng nước thấm Việc bảo trì hệ thống nước cần thiết nằm gia đoạn bảo trì thường xun 26 Bảng 1.4 Tóm tắt cơng dụng giải pháp bảo trì mặt đường mềm Phun nhũ tương kiểu Fog Seal Láng nhựa kiểu Chip Seal lớp Láng nhựa Kiểu Chip Seal lớp X X X X X X X X X X X X X X X Láng nhựa cát (Sand Seal) X X X X Láng nhựa cát sử dụng nhũ tương cải thiện X X X X Vữa nhựa kiểu Slurry Seal X X X X Vữa nhựa kiểu Microsurfacing X X X X X X Lớp phủ mỏng bê tông nhựa tạo nhám sử dụng nhựa cải thiện X X X X Lớp phủ bê tông nhựa mỏng X X X X X X X Lớn Thấm nước Chóng hóa già Vết nứt nhỏ Vệt hằn lún Không phẳng Giải pháp bảo trì áp dụng Sức kháng trượt TT Nhỏ trung bình Lưu lượng xe Mục đích cải thiện X X X X X X X Cần triển khai công tác bảo trì thường xuyên để cải thiện, nâng cao khả thoát nước hệ thống thoát nước đường Cơng tác bảo trì hệ thống nước thường gồm nội dung chủ yếu sau: - Bảo dưỡng vị trí cửa thu, nước - Làm hệ thống rãnh thoát, thu nước - Thau rửa hệ thống nước thiết bị khí nén áp lực cao - Làm hệ thống nước kín miệng cống, hố ga thu nước 27 - Vệ sinh rãnh hở, sang sửa độ dốc rãnh - Hoàn trả độ dốc ngang mặt đường theo thiết kế cách cào bóc bề mặt phủ lớp mỏng bề mặt bê tông nhựa - Sang sửa tạo độ dốc vai đường TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BẢO TRÌ MẶT ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM 2.1 Hệ thống quản lý đường Việt Nam 2.1.1 Hệ thống tổ chức Tổng cục Đường Việt Nam tổ chức trực thuộc Bộ GTVT thực chức quản lý nhà nước chuyên ngành GTVT đường phạm vi nước Tổng cục Đường Việt Nam thông qua khu quản lý đường (Khu QLĐB) để quản lý hệ thống đường quốc lộ thông qua quan quản lý GTVT địa phương để quản lý hệ thống đường địa phương (đường tỉnh, đường huyện, đường xã, đường đô thị) đoạn tuyến quốc lộ ủy thác 1) Quản lý hệ thống quốc lộ: - Do Khu quản lý đường quản lý: Gồm có Khu QLĐB 2, Khu QLĐB IV, Khu QLĐB V, Khu QLĐB VII - Dưới Khu QLĐB Cơng ty cơng ích sửa chữa & QLĐB Tổ chức Cơng ty cơng ích sửa chữa & QLĐB bao gồm: Đội QLĐB (Hạt QLĐB), Độ XDCB, Đội xe máy thiết bị, Thanh tra GT Tổ chức Đội QLĐB (Hạt QLĐB) bao gồm: Tổ QLĐB (cung đường bộ) phân Tuần đường 2) Quản lý hệ thống đường địa phương (đường tỉnh, huyện, xã, đường đô thị) đoạn, tuyến quốc lộ ủy thác: - Sở GTVT: quản lý tuyến đường tỉnh, đường đô thị, đoạn, tuyến quốc lộ ủy thác thông qua Công ty quản lý & xây dựng đường (Đoạn QLĐB) Tổ chức Công ty quản lý & xây dựng đường tương tự Tổ chức Cơng ty cơng ích sửa chữa & QLĐB - UBND Huyện: quản lý hệ thống đường huyện, đường xã thơng qua Phòng GTVT huyện 28 2.1.2 Cơng tác quản lý bảo trì Bao gồm nội dung sau (tóm tắt nội dung chủ yếu theo 22 TCN 306-03, Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo dưỡng thường xuyên đường bộ): 2.1.2.1 Công tác quản lý: bao gồm: 1) Quản lý hồ sơ tài liệu: Lưu giữ cập nhật hồ sơ bao gồm hồ sơ hồn cơng, hồ sơ đăng ký kiểm tra cầu, đường, hồ sơ kiểm định cầu 2) Quản lý hành lang an toàn đường bộ: bao gồm nội dung kiểm tra việc thực quản lý hành lang an toàn đường bộ; lập hồ sơ tình trạng lấn chiếm, vi phạm hành lang an tòan đường 2.1.2.2 Kiểm tra theo dõi tình trạng kỹ thuật cơng trình đường bộ: bao gồm: 1) Kiểm tra thường xuyên: lần/ngày, tuần đường thực 2) Kiểm tra định kỳ: kiểm tra định kỳ theo tháng (do đơn vị QL&SCĐB chủ trì tiến hành), kiểm tra định kỳ theo quý (do Khu QLĐB Sở GTVT chủ trì tiến hành) 3) Kiểm tra đột xuất: đơn vị QL&SCĐB, Khu QLĐB, Sở GTVT TCĐBVN tiến hành có cố hư hỏng cầu đường theo yêu cầu cuả quan quản lý cấp Quá trình kiểm tra phải xác định rõ nguyên nhân, tình trạng hư hỏng có biện pháp xử lý kịp thời 4) Kiểm tra đặc biệt: Khu QLĐB Sở GTVT chủ trì thực Đề cương kiểm tra phải cấp có thẩm quyền phê duyệt Đối với mặt đường kiểm tra nội dung sau: - Kiểm tra cường độ mặt đường, đánh giá thông qua hệ số cường độ Kcđ, với Kcđ=Ettế/Eycầu, với Ettế mô đun đàn hồi đo cần Benkelman, Eycầu mô đun đàn hồi yêu cầu tính theo 22 TCN 211-93 (06) Quy định Kcđ