Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam

Mục đích của đề tài là tìm ra những hạn chế của công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam từ đó đề xuất bổ sung một số chỉ tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu góp phần hoàn thiện qui trình đảm bảo chất lượng trong thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - ĐỒNG XN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GĨP PHẦN HỒN THIỆN CƠNG TÁC ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT Ở VIỆT NAM Ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số : 9.58.02.05 Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Giao thông Vận tải Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Ngọc Toàn PGS.TS Nguyễn Quang Phúc Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Giao thông Vận tải Vào hồi…… giờ,……, ngày…….tháng…… năm 2019 Có thể tìm thấy luận án tại: Trung tâm thơng tin thư viện Trường Đại học Giao thông vận tải DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN CÁC BÀI BÁO ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ Ths.NCS Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu sử dụng thiết bị khơng phóng xạ, khơng phá hủy-Troxler kiểm sốt độ chặt đầm nén bê tơng nhựa nóng trường”,Tạp chí Giao thơng vận tải, (1+2), tr.67-71 Ths.NCS Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu xác định độ lệch chuẩn tiêu thi công lớp mặt đường bê tông nhựa Việt Nam”,Tạp chí Giao thơng vận tải.(7), tr.57-61 Ths.NCS Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Phân tích ảnh hưởng chất lượng thi cơng đến dự báo đặc trưng khai thác mặt đường bê tông nhựa Việt Nam”, Tạp chí Giao thơng vận tải.(8), tr.59-62 Ths.NCS Đồng Xuân Trường, PGS.TS Bùi Ngọc Toàn, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu đề xuất hệ số tốn thi cơng lớp mặt đường bê tơng nhựa nóng Việt Nam”, Tạp chí Giao thông vận tải.(9), tr.37-40 Ths.NCS Đồng Xuân Trường, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc (2018), “Nghiên cứu đề xuất giới hạn độ chụm độ ổn định độ dẻo thí nghiệm Marshall Việt Nam”, Tạp chí Giao thơng vận tải.(10), tr.44-48 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề nghiên cứu Cùng với phát triển mạnh mẽ số lượng cơng trình hạ tầng GTVT Việt Nam số lượng cơng trình khơng đáp ứng yêu cầu chất lượng, mỹ thuật đặt cho nhà khoa học, nhà quản lý nhà thầu thi công câu hỏi cần có trả lời thỏa đáng, làm để đảm bảo kiểm sốt chất lượng cơng trình GTVT? Hướng chất lượng lựa chọn hợp lý cho nhà thầu nhà quản lý Vì vậy, vấn đề quản lý chất lượng tổng thể trình thi công vấn đề quan tâm Trong công tác thi công đường, lớp BTN hạng mục chiếm tỷ trọng lớn chi phí, ảnh hưởng lớn đến trình vận hành, khai thác sau cơng trình Ở Việt Nam nay, nhiều nguyên nhân khách quan chủ quan nên chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu cách tồn diện hệ thống làm để đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt điều kiện thực tiễn Việt Nam Do cần có nghiên cứu, đầu tư có chọn lọc để Việt Nam bước tiếp cận tiêu chuẩn đại nước phát triển giới, từ tiếp thu, chuyển giao có chọn lọc tiêu chuẩn, ứng dụng nghiên cứu tiên tiến nước phát triển trước, tiến tới xây dựng, hoàn chỉnh đồng tiêu chuẩn đảm bảo kiểm soát chất lượng áp dụng điều kiện cụ thể Việt Nam Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu góp phần hồn thiện cơng tác đảm bảo kiểm sốt chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa chặt Việt Nam” cần thiết, cấp bách có ý nghĩa khoa học thực tiễn, góp phần đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ cấp thiết việc phát triển hạ tầng GTVT, đẩy nhanh q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa phát triển đất nước Mục đích nghiên cứu Mục đích đề tài tìm hạn chế cơng tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt Việt Nam từ đề xuất bổ sung số tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công nghiệm thu góp phần hồn thiện qui trình đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu đề tài công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp bê tông nhựa chặt kết cấu mặt đường mềm sở tiêu chuẩn, quy chuẩn hành Nghiên cứu lớp vật liệu tầng mặt kết cấu áo đường mềm BTNC19 BTNC12.5 thiết kế hỗn hợp theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường 60/70 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận án tiến sĩ tập trung nghiên cứu hồn thiện cơng tác đảm bảo chất lượng thi công lớp BTN chặt tầng mặt kết cấu mặt đường giao thông Các vấn đề liên quan tới việc nghiệm thu chấp nhận sản phẩm hỗn hợp BTN chặt thiết kế theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường ảnh hưởng công tác đảm bảo chất lượng tới đặc trưng khai thác tuổi thọ kết cấu mặt đường mềm số dự án triển khai Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học  Làm rõ sở khoa học, khả đề xuất áp dụng phương pháp thống kê đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa theo thời gian Việt Nam  Phân tích ảnh hưởng hệ thống đảm bảo chất lượng tới chất lượng cơng trình, từ đề xuất, khắc phục vấn đề tồn qui trình đảm bảo chất lượng hành Luận án bước đầu góp phần xây dựng hệ thống lý luận quy trình đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt BTN 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề xuất giải pháp để hồn thiện cơng tác đảm bảo chất lượng công tác thi công BTN chặt, từ nâng cao chất lượng cơng trình tuổi thọ cơng trình, làm giảm chi phí tu, sửa chữa tiết kiệm ngân sách quốc gia đảm bảo an tồn giao thơng cho người tham gia giao thông chất lượng công trình nâng cao Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục Đề tài gồm Chương:  Chương 1: Tổng quan cơng tác đảm bảo kiểm sốt chất lượng thi công mặt đường BTN chặt  Chương 2: Nghiên cứu phương pháp xác suất thống kê hệ số tốn tổng hợp CPF 17 Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát phần mềm QRSS 3.5.2 Phân tích QRSS cho dự án thực tế Phân tích dự án cụ thể khu vực đồng Bắc Bộ (Dự án PL), với thông số: Tổng lưu lượng xe tải, xe khách năm đầu 4403 xe/nđ, từ phổ tải trọng trục xác định với kịch tải 10%, quy đổi ESAL18 kip 1839 trục/làn, hệ số tăng trưởng xe hàng năm 4% tính tổng tích lũy 13.708 triệu trục/làn xe 18 Bảng 3.3: Kết phân tích thiết kế hỗn hợp BTN Thơng số Lún vệt bánh Lún vệt bánh Nứt mỏi lớp lớp Tần số có hiệu, Hz 36.11 26.88 34.01 o o Nhiệt độ có hiệu, F ( C) 104.88 (40.49) 95.09 (35.28) 71.21 (21.78) Mức độ hư hỏng cho phép 0.14in 0.36in 25% Mô đun E* cho phép, ksi 443.1 838.6 50 Dự tính hư hỏng 0.142in 0.34in 19% Dự tính mơ đun E*, ksi 373.9 571 1338.2 Đánh giá giới hạn hư Không đạt Đạt Đạt hỏng Đánh giá mô đun E* Không đạt Không đạt Đạt Nhận xét với thiết kế hỗn hợp BTN dự án kết cấu chưa đạt yêu cầu khả chống lún vệt bánh xe Tuy nhiên mức độ chênh lệch độ lún, mơ đun E* dự tính so với giá trị cho phép không nhiều.` 3.6 Nhận xét, kết luận chương Nghiên cứu kiểm sốt chất lượng thi cơng ảnh hưởng đến đặc trưng khai thác mặt đường bê tông nhựa Việt Nam cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Những nhận xét, kết luận kiến nghị rút ra: Nghiên cứu tính tốn số liệu độ lệch chuẩn trung bình thơng số q trình thi cơng lớp mặt bê tơng nhựa nóng Việt Nam làm sở xây dựng quy trình đảm bảo kiểm sốt chất lượng thi cơng Qua phân tích chất lượng thi cơng có ảnh hưởng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường Phần mềm QRSS dùng để nghiên cứu cơng tác đảm bảo kiểm sốt chất lượng thi công QA/QC Việt Nam, xác định thông số ảnh hưởng để tập trung kiểm soát Sử dụng QRSS dự tính chênh lệch tuổi thọ thiết kế thực tế thi cơng, từ tính số tiền thưởng/phạt hay phải xem xét bóc bỏ đoạn thi công không đảm bảo chất lượng; Chương NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HỆ SỐ THANH TOÁN TỔNG HỢP ĐỂ KIỂM SỐT CHẤT LƯỢNG THI CƠNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT Ở VIỆT NAM Trên giới, Hệ số toán chủ đầu tư dùng để điều chỉnh mức độ chi trả hạng mục công việc sau thi công tùy thuộc chất lượng thực công việc qua tiêu kỹ thuật cụ thể Hiện nay, nhiều nước nhiều bang Hoa Kỳ sử dụng hệ số tốn thi cơng bê tơng nhựa Ở Việt Nam chưa có nhiều quan tâm đáng kể hệ số tốn nên cần có 19 nghiên cứu chun sâu Chương tập trung phân tích sở khoa học, đánh giá mức độ đáp ứng trình thi công bê tông nhựa đề xuất hệ số toán điều kiện Việt Nam 4.1 Xây dựng hệ số toán tổng hợp CPF Việt Nam Các thơng số cần kiểm sốt phải có ảnh hưởng lớn đến chất lượng khai thác mặt đường, dễ thí nghiệm kiểm sốt q trình thi cơng Phân tích Bảng 4.1 nghiên cứu hệ số toán tổng hợp CPF cho số bang nước Mỹ [32], tất bang sử dụng tiêu chuẩn mức độ đầm nén, hàm lượng nhựa, độ rỗng dư, đặc trưng thể tích, lượng lọt qua sàng 4.75; 2.36; 0.075mm; Lượng lọt qua sàng 2.36mm; Độ rỗng cốt liệu VMA sử dụng để tính PF Bảng 4.1:Hệ số toán PF tổng hợp số Bang Mĩ Hơn nữa, qua nghiên cứu tiêu chuẩn số bang Hoa kỳ thấy rằng, Florida bang phía tây nam nước Mỹ, có vĩ độ gần với Việt Nam, từ 24°30′ – 31°00′ Nhiệt độ cao trung bình vào cuối tháng khoảng 90°F (32– 34°C) Nhiệt độ thấp trung bình dao động từ khoảng 40°F (4–7 °C) bắc Florida đến 60°F (16°C) từ Miami phía nam Với nhiệt độ trung bình ngày 70.7 °F (21.5 °C) tương đương nhiệt độ trung bình năm vùng Bắc Bộ Việt Nam Phân tích 23 dự án xây dựng lớn thực gần đề cập Chương 3, nhận thấy trình thi cơng cần phải kiểm sốt chặt chẽ độ chặt đầm nén, cơng thức BTN trạm trộn, ngồi lượng lọt qua sàng 0.075mm cỡ sàng 2.36 4.75mm hay bị chênh lớn so với JMF Do vậy, từ phân tích kiến nghị thơng số, trọng số cơng thức tính CPF Việt Nam áp dụng Bang Florida có bổ sung thêm lượng lọt 20 qua sàng 4.75mm công thức (4.1) đây: CPF=0.30PFD+0.25PFVa+0.25PFPb+0.1PFP0.075+0.05PFP2.36+0.05PFP4.75 (4.1) Trong đó: PFD: Hệ số toán độ chặt; PFVa : Hệ số toán độ rỗng dư; PFPb : Hệ số toán hàm lượng nhựa; PFP0.075 : Hệ số toán lượng lọt qua sàng 0.075mm; PFP2.36 : Hệ số toán lượng lọt qua sàng 2.36mm; PFP4.75 : Hệ số toán lọt qua sàng 4.75mm 4.2 Kiểm nghiệm, đánh giá hệ số toán CPF số dự án thực tế 4.2.1 Kiểm nghiệm số dự án: - Dự án số 1: Tuyến tránh thành phố PL Kết cấu mặt đường: gồm lớp sau gồm: Lớp BTNC12.5 dày 5cm; Lớp BTNC19 dày 7cm; Áp dụng tính tốn cho đoạn Km9+150 đến Km10+100 thuộc dự án, lớp BTNC19 sử dụng nhựa 60/70, kết tổng hợp Bảng 4.1 Bảng 4.1: Kết tính tốn hệ số điều chỉnh Lý trình\Thơng số Thiết kế Km 09 +150 Km 09 +220 Km 09 +280 Km 09 +350 Km 09 +420 Km 09 +670 Km 09 +750 Km 09 +810 Km 10 +100 Số mẫu n Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn USL LSL QU QL Lượng lọt qua sàng (%) HL Độ rỗng Gmb mẫu Độ chặt K, Gmm P4.75 P2.36 P0.075 nhựa Va, % khoan % 34.10 23.80 5.80 4.60 4.70 2.595 95.30% 37.17 24.72 5.14 4.41 5.32 2.601 2.432 93.50% 37.17 24.72 5.14 4.41 5.87 2.601 2.396 92.12% 35.65 25.66 6.33 4.63 5.61 2.601 2.447 94.08% 35.65 25.66 6.33 4.63 5.63 2.601 2.454 94.35% 35.5 26.63 6.69 4.6 5.07 2.601 2.469 94.93% 35.5 26.63 6.69 4.6 5.82 2.607 2.455 94.17% 35.5 26.63 6.69 4.6 4.92 2.607 2.479 95.09% 35.61 26.19 6.18 4.38 6.48 2.607 2.403 92.17% 35.61 26.19 6.18 4.38 5.1 2.602 2.422 93.08% 9 9 9 35.93 25.89 6.15 4.52 5.54 93.72% 0.71 0.76 0.61 0.12 0.49 1.09% 40.10 29.80 7.60 4.80 6.50 96.70% 28.10 17.80 4.00 4.40 2.90 93.90% 5.91 5.12 2.37 2.46 1.96 2.74 11.08 10.60 3.53 1.00 5.36 -0.16 PWLU 100.00 100.00 99.93 99.98 98.80 100.00 PWLL PWL PF Trọng số CPF 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 99.93 1.050 1.050 1.050 0.05 0.05 0.10 84.00 83.98 0.970 0.25 100.00 98.80 1.044 0.25 43.91 43.91 0.770 0.30 0.944 23 Nghiên cứu bước đầu đưa công thức tính CPF, trình tự xác định hệ số tốn PF thơng số hệ số tốn tổng hợp CPF Từng bước áp dụng hệ số toán dự án thực tế KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận án hoàn thành mục tiêu đề ra, chứng minh sử dụng phương pháp tiên tiến giới áp dụng điều kiện Việt Nam nhằm bước tiếp cận cơng nghệ đại góp phần nâng cao chất lượng xây dựng khai thác hệ thống đường Việt Nam Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp xác suất thống kê, phương pháp mô phần mềm đại, kết hợp thí nghiệm phòng trường với số mẫu thử hợp lý, luận án có đóng góp sau: Những đóng góp luận án Phân tích sở khoa học áp dụng phương pháp thống kê kiểm sốt chất lượng thi cơng theo thời gian Việt Nam Đề xuất sử dụng thiết bị khơng phá hủy, khơng sử dụng phóng xạ Troxler Model 2701-B Plus để đo độ chặt nhằm kiểm soát chất lượng thi cơng bê tơng nhựa Đề xuất quy trình kiểm sốt độ chặt thi cơng bê tơng nhựa theo thời gian Đã tính tốn, bước đầu đề xuất giá trị độ lệch chuẩn trung bình Sp Việt Nam năm 2008 thông số q trình thi cơng lớp mặt bê tơng nhựa chặt Bảng 3.2 (Mục 3.4, chương 3) làm sở xây dựng quy trình đảm bảo chất lượng thi cơng Đề xuất sử dụng biểu đồ kiểm soát cho thông số hàm lượng nhựa, phần trăm lọt sàng 0.075mm, phần trăm lọt sàng 2.36 và/hoặc 4.75, độ rỗng dư (Va), độ rỗng cốt liệu (VMA) mẫu đầm phòng, độ chặt đầm nén độ rỗng Va trường để kiểm sốt chất lượng thi cơng bê tông nhựa theo thời gian Đã đề xuất trình tự xác định giá trị giới hạn độ chụm thí nghiệm tính tốn, kiến nghị giá trị độ chụm thí nghiệm Marshall Việt Nam Bảng 2.2 (mục 2.6, chương 2) Nghiên cứu bước đầu đưa công thức, trình tự xác định hệ số tốn tổng hợp CPF (Cơng thức 4.1, Chương 4); xác định hệ số toán tổng hợp CPF tiêu tổng hợp đánh giá chất lượng bê tông nhựa 24 chặt Việt Nam CPF=0.30PFD+0.25PFVa+0.25PFPb+0.1PFP0.075+0.05PFP2.36+0.05PFP4.75 (4.1) Đề xuất xác định độ chặt đầm nén K theo Gmm (công thức 2.1,Mục 2.4, Chương 2) Tăng mật độ thí nghiệm Gmm lên ngày lần thay ngày lần quy định TCVN8819-2011 K  100 Gmb ; Va  100  K Gmm (2.1) Kiến nghị độ chặt đầm nén K với Kmin = 92%; Kmax = 98% Những tồn tại, hạn chế Những đề xuất đề tài bước đầu, cần có theo dõi, đánh giá điều chỉnh tiếp tục Luận án số hạn chế sau: Luận án tập trung nghiên cứu với bê tông nhựa chặt BTNC19, BTNC12.5 thiết kế theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường 60/70 Luận án chưa nghiên cứu mơ hình, tiêu tổng hợp đánh giá chất lượng khai thác HDM4, Kyoto Model, Indian Model, PDI, PCI, PSI,… Luận án chưa nghiên cứu thể chế, sách hay điều kiện hợp đồng Hướng nghiên cứu tiếp tục đề tài Nghiên cứu loại bê tông nhựa khác; Nghiên cứu với phương pháp thiết kế bê tông nhựa theo Superpave Nghiên cứu đề xuất giới hạn độ chụm tiêu khác hàm lượng nhựa, thành phần hạt, đặc trưng thể tích Tiếp tục theo dõi, đánh giá để hồn thiện hệ số tốn tổng hợp CPF thi công mặt đường bê tông nhựa Kiến nghị điều chỉnh tiêu chuẩn thi công nghiệm thu Việt Nam - Bỏ quy định yêu cầu phải cắt mẫu nguyên dạng mặt đường để xác định thành phần cấp phối cốt liệu, hàm lượng nhựa đường nghiệm thu lớp BTN - Xác định độ chặt đầm nén theo Gmm Tăng mật độ thí nghiệm Gmm lên ngày/lần - Bổ sung quy định dùng biểu đồ kiểm sốt thơng số bê tơng nhựa để kiểm sốt chất lượng thi cơng theo thời gian - Bổ sung quy định đánh giá độ chụm thí nghiệm Marshall - Bổ sung quy định hệ số toán tổng hợp CPF ... hồn thi n qui trình đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu đề tài công tác đảm bảo chất lượng thi. .. dụng nhựa thông thường 60/70 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận án tiến sĩ tập trung nghiên cứu hoàn thi n công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp BTN chặt tầng mặt kết cấu mặt đường. .. đích nghiên cứu Mục đích đề tài tìm hạn chế công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt Việt Nam từ đề xuất bổ sung số tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi cơng nghiệm thu góp phần