PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CHUYÊN ĐỀ 1.2 Phân tích nguyên nhân gây hư hỏng loại hình hư hỏng theo tải trọng, khí hậu, điều kiện thi cơng, chế độ thủy nhiệt, điều kiện khai thác MỤC LỤC Đặt vấn đề Nguyên nhân gây hư hỏng .3 2.1 Do tải trọng xe 2.2 Do khí hậu 2.3 Do điều kiện khai thác, thi công Các loại hình hư hỏng 3.1 Nứt 3.1.1 Nứt vỡ góc .8 3.1.2 Vỡ góc 3.1.3 Nứt mỏi – Nứt kiểu “D” (Durability Cracking) 3.1.4 Nứt co ngót 3.1.5 Nứt dọc 3.1.6 Nứt ngang 10 3.1.7 Chia .10 3.1.8 Nứt bền (Nứt vùng D)/ Nứt mỏi 11 3.2 Hư hỏng khe nối 11 3.2.1 Hư hỏng vật liệu chèn khe 11 3.2.2 Vỡ khe dọc 12 3.2.3 Vỡ khe ngang .12 3.2.4 Bịt mối nối 13 3.3 Hư hỏng bề mặt BTXM: 14 3.3.1 Nứt đồ nứt vảy cá 14 3.3.2 Mài mòn, lộ đầu đá .14 3.3.3 Bong bật cục 14 3.4 Các hư hỏng khác .15 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ 3.4.1 Gãy uốn dọc (Blowup/Xoắn) 15 3.4.2 Lún, cập kênh .16 3.4.3 Chênh cao Làn/Vai đường 16 3.4.4 Tách vị trí khe nối 17 3.4.5 Hư hỏng mặt đường hoàn trả 17 3.4.6 Phun vật liệu lớp đáy móng 17 3.4.7 Vỡ miếng .18 Một số hình ảnh hư hỏng thực tế 18 4.1 Hình ảnh hư hỏng Tỉnh lộ 195 tả ngạn sông Hồng, từ Hà Nội – Hưng Yên 18 4.2 Hình ảnh hư hỏng Tỉnh lộ 522, thị xã Bỉm Sơn, Thanh Hóa 22 4.3 Hình ảnh hư hỏng Tỉnh lộ 316 từ thị trấn Thanh Sơn Bến Ngọc, huyện Thanh Thủy, tỉnh Phú Thọ 24 Kết luận 26 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Đặt vấn đề Mặt đường bê tơng xi măng (BTXM) có ưu vượt trội tuổi thọ, cường độ, độ ổn định, khả chống bào mòn, Chính mặt đường BTXM sử dụng phổ biến nhiều nước giới nói chung Việt Nam nói riêng Tại Việt Nam, năm qua, có nhiều hội thảo, nhiều đề tài nghiên cứu việc sử dụng mặt đường BTXM Bộ Giao thông Vận tải ban hành Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 223-95 năm 1995 Quy trình thiết kế áo đường cứng; Quyết định số 1951/QĐ-BGTVT ngày 17/8/2012 Ban hành quy định tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đường BTXM xây dựng cơng trình giao thông; Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT ngày 14/12/2012 Ban hành quy định tạm thời thiết kế mặt đường BTXM thông thường có khe nối xây dựng cơng trình giao thơng; Đồng thời, nhiều tiêu chuẩn nước ngồi ASSHTO (Mỹ), JTJ (Trung Quốc) sử dụng thiết kế đường BTXM Việt Nam … Các tạo điều kiện cho việc sử dụng, phát triển mặt đường BTXM rộng rãi Việt Nam Tuy nhiên, mặt đường BTXM trình sử dụng thường xảy số hư hỏng nứt, cập kênh, vỡ, gãy tấm, hư hỏng khe nối, …làm ảnh hưởng đến trình khai thác vận hành đường Nguyên nhân hư hỏng hạn chế q trình thiết kế, thi cơng, việc bảo trì khơng kịp thời cách Chun đề đưa phân tích nguyên nhân gây hư hỏng thống kê loại hư hỏng khác mặt đường BTXM Nguyên nhân gây hư hỏng Mặt đường bê tông xi măng (BTXM) mặt đường bê tông nhựa (BTN) thường bị hư hỏng, xuống cấp trình khai thác tác dụng tải trọng, khí hậu, lão hóa vật liệu Mặt đường xuống cấp hư hỏng làm giảm tốc độ xe chạy phát sinh vấn đề an tồn giao thơng Hơn nữa, gia tăng lưu lượng xe, đặc biệt xe tải trọng lớn xe vượt tải làm mặt đường hư hỏng nghiêm trọng Nếu khơng bảo trì, sửa chữa kịp thời, cách, khả phục vụ hiệu kinh tế đường đảm bảo dự kiến ban đầu Đảm bảo an toàn, thuận lợi, kinh tế mục tiêu cuối công tác tu, bảo dưỡng đường bộ, rộng hệ thống khai thác vận tải đường ô tô ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Tải trọng cường độ xe Vật liệu chất lượng thi cơng Mơi trường Hình 1 Các nhân tố gây hư hỏng mặt đường BTXM 2.1 Do tải trọng xe Dưới tác dụng xe chạy, bê tơng xi măng có độ cứng lớn nhiều so với móng đất nên chịu uốn không đủ dày bị nứt dọc ngang nứt góc, cạnh Đặc biệt hay nứt góc cạnh ngang bánh xe thông qua, ứng suất kéo uốn tải trọng bánh xe gây lớn bánh xe đặt tấm; thêm vào nước dễ xâm nhập qua khe xuống móng đất, làm cường độ móng bị giảm yếu dẫn đến dễ phát sinh tích lũy biến dạng dẻo lân cận góc cạnh tấm, tạo tiếp xúc khơng tốt móng (hiện tượng bị cập kênh, bị “hiệu ứng công son”, bị bùn từ khe lên) Tác dụng trùng phục xe chạy, mặt thúc đẩy trình tích lũy biến dạng dẻo nói trên, mặt khác làm vật liệu bê tông xi măng bị mỏi khiến cho cường độ chịu kéo - uốn tuổi thọ bê tông bị giảm bị phá hoại nứt sau chịu đựng số lần xe chạy định + Dưới tác dụng tải trọng trùng phục, viên đá có dao động, khơng lèn chặt vào nữa; mặt khác, cọ xát viên đá sản sinh vụn, bụi đá, tăng tính dẻo phối liệu, dẫn đến vết nứt biến dạng mặt đường + Hiện tượng mỏi không phụ thuộc vào số lần tác dụng tải trọng phụ thuộc vào trọng lượng trục xe Trọng lượng lớn, tượng mỏi diễn nhanh chóng mạnh mẽ + Mối quan hệ tuổi thọ mặt đường cường độ tải trọng lặp thường tuân theo quy luật logarit, tích lũy biến dạng dư ngày nhanh thể qua vết lún, nứt mặt đường Không vậy, tác dụng tượng mỏi, đến thời điểm định, mặt đường chuyển sang giai đoạn biến dạng dẻo, lớp mặt đường làm việc q sức, khơng tính đàn hồi, khơng khả chống thấm nước, tượng phá hoại diễn dội bị hư hỏng hoàn toàn ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Ngồi ra, lực ngang bánh xe mặt đường gây tác dụng phá hoại bề mặt (bào mòn, lâu dần làm bong tróc bề mặt dẫn tới lộ đầu cốt liệu đá bê tơng, lúc mặt đường bê tơng xi măng nhanh chóng bị phá hoại) + Sự bào mòn hậu lực cắt gây lốp xe Lực cắt mài mòn cấu trúc vi mơ bề mặt BTXM, làm mặt đường trơn, nhẵn, giảm sức bám + Với mặt đường BTXM chất lượng không đảm bảo, kết dính vật liệu kém, tải trọng xe chạy, đặc biệt tải trọng trùng phục tải trọng tác dụng ngang gây tượng bong bật, mát vật liệu 2.2 Do khí hậu Sự biến đổi nhiệt độ theo mùa làm nhiệt độ thân BTXM tăng giảm không dãn co tự phát sinh ứng suất nhiệt lớn Dù có chia tấm, bố trí khe co, dãn tác dụng biến đổi nhiệt, BTXM không co, dãn ln tồn lực ma sát đáy với bề mặt móng (dù có bố trí lớp cách ly cát trộn nhựa rải giấy dầu quét bitum) Vì lực ma sát tác dụng đáy móng nên chịu kéo lệch tâm dãn mùa hè với ứng suất kéo lớn xuất đáy Tấm có kích thước lớn dễ bị phá hoại uốn dọc Sự biến đổi nhiệt độ ngày đêm BTXM dẫn đến chênh lệch nhiệt độ mặt mặt tấm, gây tượng bị uốn vồng: ban ngày xạ mặt trời mặt bị nung nóng nhiệt độ cao đáy móng, thớ mặt lúc dãn nhiều so với thớ đáy khiến cho có xu hướng bị uốn vồng lên; ngược lại ban đêm, nguội nóng làm có xu hướng vồng xuống Nếu bị hạn chế uốn vồng (do truyền lực ma sát khe tấm, lực tiếp xúc đáy tấm, trọng lượng thân tấm) tức không tự uốn vồng lên xuống phát sinh ứng suất hạn chế uốn vồng (thớ đáy bị kéo, thớ mặt bị nén ban ngày ngược lại) Chế độ mưa nhân tố khí hậu quan trọng gây nguy hại cho bền vững kết cấu mặt đường BTXM Khi tốc độ nước mưa vượt trị số tốc độ gây xói đường gây tượng xói mòn đất, gây xói mòn mặt đường Trị số tốc độ gây xói đường đắp cát thường 0,3m/s, với kết cấu mặt đường, sỏi cuội sét 1,5m/s Với mặt đường BTXM, xói mòn thường xảy vị trí tiếp giáp lề đường vị trí khe nối Khe nối vị trí yếu mặt đường BTXM, nước mưa thâm nhập qua khe nối, thấm xuống nền, tạo khe xói sâu dài đường, mái taluy đường với tốc độ nhanh chóng Sự phát triển khe xói gây ổn định mái taluy đường, làm giảm khả chống đỡ đường dẫn đến tượng phá hoại kết cấu mặt đường Hơn nữa, nước mưa đọng khe nối ăn mòn ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ truyền lực, gây hư hỏng vật liệu chèn khe Khi thoát nước mưa khơng tốt, nước đọng mặt đường thấm xuống làm giảm cường độ BTXM gây trơn trượt, an tồn xe chạy Thốt nước tốt, không để nước đọng mặt đường khe nối giải pháp tốt nhằm hạn ảnh hưởng nhân tốt khí hậu Với mặt đường BTXM, ánh nắng mặt trời nhân tố thuận lợi cho bền vững đường, đảm bảo cho mặt đường khơ Gió nhân tố gây hư hỏng đường, vùng có tượng sa mạc, cát bay, cát đậu Tuy nhiên, ảnh hưởng Việt Nam không nhiều 2.3 Do điều kiện khai thác, thi công a Do chất lượng vật liệu làm mặt BTXM - Vật liệu làm mặt đường: Mặt đường BTXM phải làm việc điều kiện thường xuyên chịu tác dụng khắc nghiệt tải trọng yếu tố mơi trường Do để đảm bảo mặt đường BTXM đủ bền vững thân hỗn hợp vật liệu BTXM phải tốt, phải có đủ phẩm chất cần thiết cường độ, khả chịu bào mòn, khả chống nứt, khả chống xâm thực khả dính bám với cốt thép Vật liệu làm mặt đường BTXM khơng đảm bảo tính chất gây hư hỏng, phát hoại kết cấu mặt đường Những yếu tố sau thường gây ảnh hưởng đến độ bền vững mặt đường BTXM: + Tỷ lệ nước/xi măng: ảnh hưởng đến chất lượng toàn diện BTXM: cấu trúc, cường độ, độ chịu bào mòn, độ bền vững cốt thép khả dính bám cốt thép bê tông + Chất lượng cốt liệu: Ảnh hưởng đến dính bám vật liệu, ảnh hưởng cường độ, độ chịu bào mòn, tính thuận tiện thi cơng … BTXM + Phụ gia sử dụng: Phụ gia sử dụng ảnh hưởng đến tính chất cơ, lý, hóa BTXM, găn cản dính bám bê tơng cốt thép, ăn mòn cốt thép + Vật liệu bảo dưỡng: có ý nghĩa quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng nhiều mặt BTXM - Thanh truyền lực vật liệu chèn khe: Khe nối vị trí yếu mặt đường BTXM, vật liệu chèn khe sử dụng không phù hợp tạo điều kiện cho nước lọt qua, thấm xuống làm hư hỏng đường, ăn mòn cốt thép, truyền lực, dẫn đến việc phá hoại góc, cạnh BTXM - Ngồi ra, chất lượng vật liệu đắp đường, làm móng giữ vai trò quan trọng bền vững mặt đường BTXM Đường sau xây dựng bị hư hỏng đường việc sửa chữa bất khả thi, ngoại trừ việc phá bỏ làm lại toàn kết cấu b Chất lượng thi công ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Chất lượng thi cơng xấu gây ảnh hưởng nhiều đến bền vững kết cấu mặt đường BTXM Những sai sót thường xảy q trình thi cơng: - Thiết kế hỗn hợp BTXM không đảm bảo thi công không theo thiết kế - Đầm lèn không đủ độ chặt - Thi công không kỹ thuật, hỗn hợp BTXM không đồng đều, bị phân tầng - Bảo dưỡng không kịp thời, cách 3.1 Các loại hình hư hỏng Nứt Nứt mặt đường BTXM tượng mặt đường BTXM bị đứt gãy, có khơng có kèm theo phá vỡ kết cấu Vết nứt thường xuất dọc hay ngang theo đường, góc BTXM Các vết nứt thường thẳng đơi có dạng parabol Bề rộng vết nứt biểu tình trạng xuống cấp nghiệm trọng mặt đường Ban đầu vết nứt nhỏ dần mở rộng Hình Mặt đường BTXM bị nứt Các loại hư hỏng nứt điển hình 3.1.1 Nứt vỡ góc ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình 2 Nứt vỡ góc Nứt vỡ góc vết nứt kéo dài từ khe nối ngang đến khe nối dọc cạnh Góc nghiêng vết nứt xấp xỉ 45 o so với hướng giao thông, chiều dài cạnh a phần bị nứt từ 30cm đến 1/2 chiều dài 3.1.2 Vỡ góc Vỡ góc vết nứt xảy giao mối nối vị trí có khoảng cách nhỏ nửa chiều dài hai phía tính từ góc Vỡ góc khác với nứt vỡ góc vết nứt kéo dài tồn chiều dày nứt vỡ góc thường tạo với mối nối góc Ngun nhân gây hư hỏng vỡ góc tổ hợp tải trọng lặp vòng ứng suất Hình 1.3: Hư hỏng vỡ góc Hình 3Vỡ góc 3.1.3 Nứt mỏi – Nứt kiểu “D” (Durability Cracking) Vết nứt xuất vùng xung quanh vị trí có khe nối, góc nơi có vết nứt lớn hình thành từ trước ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình Nứt mỏi 3.1.4 Nứt co ngót Các vết nứt co ngót thường dạng sợi tóc thường ngắn 2m khơng kéo dài tồn Chúng hình thành q trình thi cơng bảo dưỡng bê tông thường không kéo dài tồn chiều dày bê tơng mặt đường Hình Nứt co ngót 3.1.5 Nứt dọc Vết nứt hình thành BTXM có hướng song song với tim đường ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình Nứt dọc 3.1.6 Nứt ngang Vết nứt hình thành BTXM có hướng vng góc với tim đường Hình Nứt ngang 3.1.7 Chia Bản thường bị chia vết nứt thành bốn nhiều miếng nhỏ tải không đủ gối đỡ hai 10 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Hình 12 Vỡ khe ngang 3.2.4 Bịt mối nối Hư hỏng bịt mối nối xảy thời điểm đất đá lấp đầy mối nối nước xâm nhập nghiêm trọng Khi vật liệu lấp đầy mối nối làm ngăn cản giãn nở dài bê tơng dẫn đến uốn, nứt vỡ Mối nối mềm lấp để dính kết mép nhằm chống lại tích tụ đất đá xâm nhập nước làm yếu lớp móng Các dạng hư hỏng bịt mối nối bao gồm: bóc lớp bịt mối nối, lớp bịt mối nối bị đùn ngoài, cỏ dại mọc mối nối, cứng hóa lớp bịt mối nối, chất kết dính mép, thiếu chất dính kết mối nối Hình 13 Hư hỏng bịt mối mối 13 3.3 3.3.1 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Hư hỏng bề mặt BTXM: Nứt đồ nứt vảy cá a Nứt đồ 1.3.3.1.a.1.1 b Nứt vảy cá Hình 14 Nứt đồ nứt vảy cá Nứt đồ: Các vết nứt xuất bề mặt BTXM, vết nét lớn thường theo chiều dọc BTXM liên kết với vết nứt ngang nứt ngẫu nhiên tạo thành hình đồ Nứt vây cá: Tấm BTXM xuất khu vực bị bong tróc bề mặt, xuất theo chiều sâu từ ÷ 13mm 3.3.2 Mài mòn, lộ đầu đá Bề mặt BTXM bị bào mòn để lộ cốt liệu thơ Hình 15 Mài mòn cốt liệu lỗ bề mặt Mài mòn, lộ đá có mức độ hư hỏng - Nhẹ: Mài mòn loại lộ đá, với chiều sàn 3mm - Nặng: Mài mòn loại lộ đá, với chiều sàn 3mm 3.3.3 Bong bật cục Tấm BTXM có tượng bong bật số mảnh nhỏ mặt đường có đường kính từ 25 đến 100mm chiều sâu từ 13 đến 50mm 14 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình 16 Bong bật cục 3.4 3.4.1 Các hư hỏng khác Gãy uốn dọc (Blowup/Xoắn) Hư hỏng Blowup xoắn thường xảy điều kiện thời tiết khí hậu nóng, thường vị trí vết nứt ngang mối nối chưa đủ rộng cho phép giãn dài Bề rộng mối nối không đủ vật liệu chưa bị nén đủ làm cho vật liệu bị rò rỉ vị trí mối nối Khi giãn nở dài khơng thể giải phóng hết áp lực sinh chuyển vị cục có xu hướng lên mép (xoắn) vỡ mép mối nối Hư hỏng Blowup xảy vị trí cắt rãnh thoát nước Cục BTXM bị trồi lên vị trí khe nối vết nứt kèm theo dập vỡ vật liệu khu vực Hình 17 Gãy uốn dọc 15 3.4.2 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Lún, cập kênh Sự khác biệt cao độ mép (mảnh) BTXM so với (mảnh) bên cạnh Hình 18 Lún, cập kênh 3.4.3 Chênh cao Làn/Vai đường Chênh cao làn/vai đường sai khác độ lún độ mài mòn vai đường với phần đường xe chạy Độ chênh cao yếu tố gây an tồn nguyên nhân gây ứ đọng nước Hình 19 Chênh cao Làn/Vai đường 3.4.4 Tách vị trí khe nối 16 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình 20 Tách vị trí khe nối Bề rộng khe nối BTXM lề đường bị mở rộng 3.4.5 Hư hỏng mặt đường hồn trả Một phần, có diện tích lớn 0,1m 2, tồn BTXM dỡ bỏ thay thế, bổ sung vật liệu Hình 21 Hư hỏng mặt đường hồn trả 3.4.6 Phun vật liệu lớp đáy móng Phun vật liệu lớp đáy móng thường qua mối nối vết nứt, nguyên nhân chuyển vị bê tông tác dụng tải trọng chạy qua Khi tải trọng chạy qua mối nối tấm, nước dồn sau tác dụng ngược lại Hiện tượng dẫn đến xói làm di chuyển phân tử đất làm cho mặt đường bị gối đỡ Hiện tượng phun vật liệu xác đinh thơng qua khuyết tật vết lõm bề mặt mặt đường thơng qua vật liệu lớp móng xuất gần mối nối vết nứt Hiện tượng phun vật liệu gần mối nối chất lượng mối nối, tải trọng lặp thường làm xuất nứt Hiện tượng phun vật liệu xảy dọc theo cạnh gối đỡ 17 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Hình 22 Hiện tượng phun vật liệu lớp móng 3.4.7 Vỡ miếng Vỡ miếng tượng miếng nhỏ mặt đường bị vỡ khỏi bề mặt tượng đóng – tan băng kết hợp với nở cốt liệu Hiện tượng vỡ miếng thường có đường kính xấp xỉ từ 25 – 100mm với chiều sâu từ 13 – 50mm Hình 23 Hiện tượng vỡ miếng 4.1 Một số hình ảnh hư hỏng thực tế Hình ảnh hư hỏng Tỉnh lộ 195 tả ngạn sông Hồng, từ Hà Nội – Hưng Yên Mặt đường BTXM với thông số sau: - Bề rộng mặt đường: 3,7+3,0 = 6,7m - Kích thước BTXM: 3,7mx5,0m 3,0mx5,0m - Mặt đường BTXM Mác 350 dày 25cm - Năm đưa vào khai thác: năm 1986 18 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình Mặt cắt ngang điển hình Tỉnh lộ 195 Dưới số hình ảnh hư hỏng mặt đường BTXM Tỉnh lộ 195 Nứt vỡ góc Nứt dọc Nứt ngang 19 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Gãy vỡ Vỡ khe dọc Vỡ khe ngang Vật liệu chèn khe khơng tác dụng Trơ cốt liệu 20 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Đùn nước, phùi bùn Hình Một số hình ảnh khảo sát tình trạng mặt đường Tỉnh lộ 195 Tỉnh lộ 195 xây dựng đê sông Hồng tồn nhiều năm, đường tốt, mặt đường khơng bị lún Tải trọng xe cho phép đường 18T, nhiên, thực tế xe chạy có tải trọng vượt nhiều lần với cường độ tương đối lớn Hình 3 Xe tải lưu thông Tỉnh lộ 195 - Xe chở cát khai thác từ sông Hồng: Trên địa bàn huyện Văn Giang có nhiều bãi khai thác cát Xe chở cát từ bãi khai thác thường xuyên vượt tải, hoạt động liên tục vào ban đêm nhiều năm Theo điều tra học viên, trung bình 10÷15 xe/đêm Đây nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường - Sự tác dụng tải trọng động: Tại số vị trí đường cong gần xăng, trạm dừng đỗ xe buýt, số lượng hư hỏng nhiều hơn, mức độ trầm trọng tác dụng tải trọng động - Vật liệu chất lượng thi công: Thi công khe nối không đảm bảo, vật liệu chèn khe khơng lấp kín khe nối, bị đùn trồi tính đàn hồi - Cơng tác bảo dưỡng khơng trọng: Mặt đường có nhiều bụi bẩn, làm cho keo khe nối dần tỉnh đàn hồi Những mảnh vụn rơi vãi từ xe chở vật liệu lọt vào khe nối, cản trở giãn nở BTXM làm tăng ứng suất nhiệt tấm, gây nứt vỡ khe nối Một số hư hỏng nhỏ không khắc phục kịp thời tạo điều kiện hình thành phát triển hư hỏng thứ cấp 4.2 Hình ảnh hư hỏng Tỉnh lộ 522, thị xã Bỉm Sơn, Thanh Hóa Mặt đường BTXM với thông số sau: - Bề rộng mặt đường: 2x3,5m 2x2,5m 21 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ - Kích thước BTXM: 3,5mx4m 2,5mx4m - Mặt đường BTXM Mác 300 dày 22cm - Năm đưa vào khai thác: năm 1986 Hình MCN điển hình Tỉnh lộ 522 Dưới số hình ảnh hư hỏng mặt đường BTXM Tỉnh lộ 522 Vỡ góc Vật liệu chèn khe khơng tác dụng Hư hỏng mặt đường hoàn trả Trơ cốt liệu 22 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Tấm bị gãy vỡ Đùn nước, phùi bùn Lún lề đường Hình Một số hình ảnh khảo sát tình trạng mặt đường Tỉnh lộ 522 Nguyên nhân hư hỏng - Sự tác dụng tải trọng: Xe vận chuyển vật liệu vào xe vận chuyển thành phẩm Nhà máy xi măng Bỉm Sơn thường xuyên hoạt động với tải trọng cường độ vận chuyển lớn nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường Hình Xe chở xi măng nhà máy xi măng Bỉm Sơm - Sự tác dụng tải trọng động: Đoạn tuyến gần Nhà máy xi măng Bỉm Sơn, vào, tăng giảm tốc xe gây tải trọng động, gây phá hoại mãnh liệt - Xi măng mảnh vụn rơi vãi mặt đường không vệ sinh kịp thời góp phần làm cho keo chèn khe tính đàn hồi, ngăn cản giãn nở tấm, làm phát sinh ứng suất nhiệt gây nứt vỡ đầu tấm, khe nối hư hỏng thứ cấp khác - Cơng tác bảo trì, sửa chữa không đảm bảo: Tỉnh lộ 522 xây dựng từ năm 1986, đưa vào khai thác 16 năm, theo quy định quản lý bảo trì đường mặt đường BTXM phải sửa chữa vừa lần Tuy nhiên, thực tế mặt đường BTXM Tỉnh lộ 522 sửa chữa nhỏ, vá phủ BTN số vị trí hư hỏng Dưới tác dụng tải trọng xe chạy, miếng vá nhanh chóng bị phá hoại 23 4.3 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ Hình ảnh hư hỏng Tỉnh lộ 316 từ thị trấn Thanh Sơn Bến Ngọc, huyện Thanh Thủy, tỉnh Phú Thọ Mặt đường BTXM với thông số sau: - Bề rộng mặt đường: 11m - Kích thước BTXM: 2,0mx6m 3,5mx6m - Mặt đường BTXM Mác 350 dày 25cm - Năm đưa vào khai thác: năm 2008 Hình Mặt cắt ngang điển hình Tỉnh lộ 316 Vỡ góc Nứt dọc Nứt ngang Hư hỏng vật liệu chèn khe Vỡ khe nối 24 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Trơ cốt liệu Tấm bị gãy vỡ Tấm bị lún, cập kênh Hình Một số hình ảnh khảo sát tình trạng mặt đường Tỉnh lộ 316 Nguyên nhân hư hỏng - Sự tác dụng tải trọng: Theo kết điều tra, địa bàn huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ có hai mỏ đá lớn mỏ đá dốc Hương Cần mỏ đá dốc Kẹm Hem Các xe chở đá khai thác từ hai mỏ đá nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường Hình Mỏ đá khai thác - Sự tác dụng tải trọng động: Đoạn tuyến gần mỏ đá, vào, tăng giảm tốc làm phát sinh tải trọng động tác dụng xuống mặt đường, gây phá hoại nghiêm trọng - Công tác bảo trì, sửa chữa khơng đảm bảo: Trên tuyến đường nhiều đá dăm rơi vãi Các viên đá rơi vào khe nối, vết nứt, làm cản trở giãn nở nhiệt BTXM, làm tăng ứng nhiệt gây tượng vỡ khe nối, vỡ Một số hư hỏng nhỏ không kịp thời sửa chữa tạo điều kiện hình thành phát triển hư hỏng thứ cấp có mức độ phá hoại cao hơn, làm mặt đường nhanh chóng bị xuống cấp 25 Kết luận ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ Chuyên đề đưa phân tích nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường BTXM Đồng thời đưa loại hình hư hỏng khác Qua giúp kỹ thiết kế có lưu ý trình thiết kế Cũng giúp quan quản lý, khai thác đường có định hướng việc bảo trì, sửa chữa đường cách hợp lý nhằm hạn chế hư hỏng 26 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Học Hải - Hoàng Tùng (2010), Mặt đường bê tông xi măng cho đường ô tô- sân bay Nhà xuất Xây dựng Dương Học Hải, Nguyễn Xuân Trục (1999), Thiết kế đường ô tô, tập Nhà xuất giáo dục Trần Văn Hiếu, luận văn Thạc sỹ kỹ thuật – Trường ĐHXD, Nghiên cứu số kỹ thuật bảo trì mặt đường Bê tơng xi măng điều kiện Việt Nam Phạm Mạnh Hùng, luận văn Thạc sỹ kỹ thuật – Trường ĐHXD, Nghiên cứu đánh giá số loại hình hư hỏng điển hình mặt đường Bê tơng xi măng đường Tỉnh 522 (Bỉm Sơn – Phố Cát) Nguyễn Quang Chiêu, (2009), Mặt đường bê tông xi măng Nhà xuất Xây Dựng PGS.TS Hoàng Tùng (2012), Một số lưu ý sửa chữa sâu kết cấu mặt đường bêtông xi măng không cốt thép đổ chỗ Tạp chí GTVT số tháng – 2012 PGS TS Nguyễn Hữu Trí, ThS Lê Anh Tuấn, PGS TS Vũ Đức Chính (2009), Nghiên cứu ứng dụng mặt đường BTXM Việt Nam điều kiện Tạp chí Cầu Đường Việt Nam PGS.TS Vũ Hồi Nam, Bài giảng khai tác đường Trường Đại học Xây dựng Bộ GTVT nước CHXHCN Việt Nam (1995), Quy trình thiết kế áo đường cứng 22 TCN 223-95 10 Bộ GTVT bước CHXHCN Việt Nam (2003), Tiêu chuẩn kỹ thuật bảo dưỡng thường xuyên đường 22 TCN 306-03 11 Bộ GTVT nước CHXHCN Việt Nam(2012), Quy định tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đường BTXM xây dựng cơng trình giao thơng – Ban hành kèm theo Quyết định số 1951/QĐ-BGTVT ngày 17-8-2012 12 Bộ GTVT nước CHXHCN Việt Nam (2012), Quy định tạm thời thiết kế mặt đường BTXM thơng thường có khe nối xây dựng cơng trình giao thơng – Ban hành kèm theo Quyết định 3230/QĐ-BGTVT ngày 14-12-2012 13 Bộ GTVT bước CHXHCN Việt Nam (2010), Thông tư số 10/2010/TT-BGTVT ngày 19-4-2010 Quy định quản lý bảo trì đường 14 Cement concrete & Aggregates Australia (2009), Concrete pavement maintenance/repair 27 ... tích nguyên nhân gây hư hỏng thống kê loại hư hỏng khác mặt đường BTXM Nguyên nhân gây hư hỏng Mặt đường bê tông xi măng (BTXM) mặt đường bê tông nhựa (BTN) thường bị hư hỏng, xuống cấp trình... liệu làm mặt đường BTXM khơng đảm bảo tính chất gây hư hỏng, phát hoại kết cấu mặt đường Những yếu tố sau thường gây ảnh hư ng đến độ bền vững mặt đường BTXM: + Tỷ lệ nước /xi măng: ảnh hư ng đến... Nghiên cứu đánh giá số loại hình hư hỏng điển hình mặt đường Bê tông xi măng đường Tỉnh 522 (Bỉm Sơn – Phố Cát) Nguyễn Quang Chiêu, (2009), Mặt đường bê tông xi măng Nhà xuất Xây Dựng PGS.TS Hoàng